[0001] 本发明涉及航空领域，具体是一种缓降防坠毁飞机及其缓降方法。

[0002] 对于目前的民航客机来说，一旦在飞行过程中突发不可逆故障，机上乘员的生还率极低，坠毁机舱内的尸体及遗物大都难以保持完整，难以充分保障人民的生命及财产安全。且机身内置黑匣子在极大冲击力下往往深入地表不易寻找，为事故溯源带来阻碍。

[0003] 除民航领域以外，同样存在相关难题。我国在役战斗机本身数目不多，培养一位合格的战斗机飞行员耗资均以千万计数，每一架战斗机、每一位飞行员的事故都将是国家与人民的人才军备的巨大损失。而对于现有无人机面临坠毁时，坠毁机体完整度大多不高，内存资料或货物在着陆时多无法保全，带来重要信息以及财产的损失。

[0004] 本发明从“枫树种子”旋转下落的原理中得到减缓机身坠落速度的技术启示。在枫树种子下落时，空气推动桨叶，使整个枫树种子旋转，进而产生升力，减缓枫树种子的下落速度。

[0005] 我们尝试将此原理应用于飞机上，设计一种新型的仿生飞机，有望解决上述行业现存的痛点问题。

[0025] 下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。

[0026] 本发明结构如图1‑图3所示，包括机身和机翼1，所述机身和机翼通过倾转组件连接，所述机翼前缘、机翼根部和机身上设置有配重模块，机翼与机身的质量比为10％至40％。其机翼与机身质量分布与枫叶种子质量分布相似，在下降时达到减缓速度的目的。

[0027] 所述倾转组件设置在机翼根部，用于转换机翼角度，使机翼与机身水平面夹角在60°～90°之间，机翼前缘朝向相反，以达到减缓下降速度的目的。

[0028] 所述内置套筒2设置在机舱内部，隔开机身和座椅。在正常飞行过程中，套筒固定不动；在紧急情况自转下落时，套筒与机身一起旋转，可有效避免乘员随着机身旋转。

[0029] 所述陀螺定向转子3竖向安装在机舱内部套筒上，根据陀螺定向转子工作原理，可通过修正力矩来修正机身下落的方向，防止飞机下落过程失去平衡坠毁。同时，可安装多个陀螺定向转子，以提高平衡稳定性能。

[0030] 所述陀螺定向转子自转产生的扭矩与机身提供的外力矩相关联，陀螺定向转子扭矩 机身外壳施加于内部的力矩M＝Jα，其中P为电动机施加以转子的功率，n为转子的转速，J为机身外壳整体所具有的转动惯量，α为机身外壳的角加速度。

[0031] 我们从“枫树种子”旋转下落的原理中得到减缓机身坠落速度的方案。在枫树种子下落时，空气推动桨叶，使整个枫树种子旋转，进而产生升力，减缓枫树种子的下落速度。我们尝试将此原理应用于飞机上，设计一种新型的仿生飞机。

[0032] 在飞机失速时，其下坠过程将模仿枫树种子的下落过程进行缓降，在不改变原有机型自身结构的基础上加装部件，使其机翼与机身之间质量分布满足10％至40％的范围，从而在下降过程中令旋转机翼产生适当升力以抵消部分由重力势能转化的动能，满足飞机仿生降落过程。同时，在机舱外部加装一个套筒结构以及内置2至3个陀螺定向转子构件，使飞机自旋过程中保持套筒内部的相对稳定，提高乘员在下坠过程中的稳定性。

[0033] 这种新型的仿生飞机在具有原有飞机飞行稳定性的同时，还大大降低了飞机出现紧急状况下坠时的冲击力，从而大大提高在航空事故中乘员的生还率。

[0034] 下列将对分别对不同型号的固定翼飞机进行说明，大致分为民航客机、运输机、无人机、战斗机四类。

[0035] 民航客机：飞行高度近程6000‑8400m，中程8900‑12500m，远程为13100‑16100m。一般情况下客机的使用年限是在二十年左右，空中救生措施目前仍仅限于部分小型机采用的整机降落伞技术，还有应急滑梯，充气救生衣等地面应急措施。以波音737为例，本发明可在机翼、机身作部分改装，及改装旋转机翼，加装套筒及陀螺转子结构。事故发生时，与机舱连接外置套筒结构在坠落时将解开与机身外壳部分连接，使其在内置陀螺转子的作用下提高舱内乘员的安全性与稳定性；两侧机翼可旋转至特定角度，在下坠过程中有效减缓飞机的坠落速度，从而在触地时减小其冲击力。

[0036] 运输机：飞行高度分短航线和长航线，短航线飞行高度一般在高空6000‑9600米，长航线飞行高度一般在高空8000‑12600米。以运‑20为例，飞行过程中出现意外情况时，与民航客机类似，其机翼旋转一定角度，套筒隔开驾驶舱和机身及机舱和机身，飞机以自旋方式下降，下降过程中速度逐渐减小至一相对较小的稳定值，从而保证乘员及货物的安全。

[0037] 无人机：无人机的飞行高度跨度很大，自100米以下到18000米都有无人机的身影。以翼龙‑1无人机为例，在满足缓降高度的情况下，无人机可仅改装旋转机翼满足缓降要求，从而保证无人机坠落触地后，内存资料以及机体不会过多损毁。

[0038] 战斗机：战斗机的飞行高度大约在8000至12000米的高空。以歼20为例，在出现意外状况时，两侧改装的旋转机翼旋转一定角度，飞机从高空坠落时机翼旋转一定角度达到缓降目的，最大程度上保证机身的完整性；在飞机完全失控且飞行员无法脱离机体时，可进入隔开驾驶位并与机身内部连接的加装的套筒内，在坠落过程中解开套筒与机身的部分连接处使其可以绕轴旋转，由陀螺转子结构保证套筒内部的稳定性，从而最大限度地保障了飞行员的安全。

[0039] 本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处。尤其，对于设备实施例而言，以上所述仅是本发明的优选实施方式，由于其基本相似于方法实施例，所以描述得比较简单，相关之处参见方法实施例的部分说明即可。以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，对于本技术领域的普通技术人员来说，可轻易想到的变化或替换，在不脱离本发明原理的前提下，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。