三涵道垂直起降飛行汽車的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型提供了一種三涵道垂直起降飛行汽車，包括車身，車身的前部安裝有一個貫穿車身的主涵道升力風(fēng)扇，車身底部安裝有動力裝置和驅(qū)動裝置，車身后部安裝有折疊的第一副涵道升力風(fēng)扇和第二副涵道升力風(fēng)扇，工作時兩個副涵道升力風(fēng)扇展開到車身兩側(cè)，位于同一水平面上。本實(shí)用新型既可以在地面上像汽車一樣安全行駛，也能夠垂直起降進(jìn)行飛行，不對周圍的車輛產(chǎn)生影響，經(jīng)濟(jì)、安全、實(shí)用，同時滿足航空適航和道路交通相關(guān)法規(guī)規(guī)定。
【專利說明】
三涵道垂直起降飛行汽車
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本實(shí)用新型涉及地空兩棲交通工具領(lǐng)域，具體是一種三涵道垂直起降飛行汽車。
【背景技術(shù)】
[0002]國外已經(jīng)開發(fā)了很多年的飛行汽車，大部分產(chǎn)品需要有機(jī)場跑道用于起飛降落，實(shí)用性比較差(如美國馬薩諸塞州的TERRAFUGIA公司設(shè)計(jì)的第一代飛行汽車產(chǎn)品TRANSIT1N和歐洲的AER0M0BILE)。國際上對垂直起降的飛行汽車也試制了很多年，如美國加利福尼亞州的MOLLER國際公司的MOLLER SKYCAR具有較好的垂直起降功能和飛行性能，但陸地性能很差，只能在路面狀況很好的路面上行駛，只能算是一種特殊的通用航空器，但不能稱之為真正的飛行汽車。由于國外現(xiàn)有的飛行汽車結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)復(fù)雜、成本高、有效載荷和飛行性能都很低，作為飛行器，無法與通航飛機(jī)相比;作為汽車，又結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)不實(shí)用，容易損壞，滿足不了汽車產(chǎn)品的法規(guī)?？梢源怪逼鸾档牡乜諆蓷w行汽車實(shí)際上還剛剛起步，還在概念階段，如美國馬薩諸塞州的TERRAFUGIA公司第二代產(chǎn)品TF-X。
[0003]目前具備垂直起降功能的飛行汽車，分為兩大類:
[0004]1、在汽車上增加如同直升機(jī)一樣的旋翼，比如申請?zhí)枮?00910128680.4的中國專利，利用共軸反轉(zhuǎn)的上旋翼和下旋翼為汽車提供升力。其缺點(diǎn)旋翼體積較大，超出車寬很多，無法在公路上行駛，二是和直升機(jī)相比缺少尾翼的控制，飛行姿態(tài)不容易調(diào)整，穩(wěn)定性差。
[0005]2、在車身左右兩側(cè)，使用吊掛在可以折疊的固定翼兩側(cè)的旋翼或是涵道風(fēng)扇作為起飛和飛行的動力，比如申請?zhí)枮?01310345157.3的中國專利，但固定翼折疊時需要把涵道或者風(fēng)扇一起折疊到車身上，折疊結(jié)構(gòu)過于復(fù)雜。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0006]本實(shí)用新型為了解決現(xiàn)有技術(shù)的問題，提供了一種既可以在地面上像汽車一樣安全行駛，也能夠在天空中飛行的地空兩棲交通工具-飛行汽車，具有垂直起降、經(jīng)濟(jì)、安全、實(shí)用等優(yōu)點(diǎn)，同時滿足航空適航和道路交通相關(guān)法規(guī)規(guī)定。
[0007]本實(shí)用新型包括車身，車身的前部安裝有一個貫穿車身的主涵道升力風(fēng)扇，車身底部安裝有動力裝置和驅(qū)動裝置，車身后部安裝有折疊的第一副涵道升力風(fēng)扇和第二副涵道升力風(fēng)扇，工作時兩個副涵道升力風(fēng)扇展開到車身兩側(cè)，位于同一水平面上。
[0008]進(jìn)一步改進(jìn)，所述的第一副涵道升力風(fēng)扇通過伸縮桿與車身連接，第二副涵道升力風(fēng)扇通過翻轉(zhuǎn)桿與車身連接，折疊時兩個副涵道升力風(fēng)扇上下重疊在汽車后備箱中。汽車在地面行駛時，兩個副涵道升力風(fēng)扇折疊在后備箱內(nèi)，節(jié)約汽車空間，不影響汽車正常行駛。
[0009]進(jìn)一步改進(jìn)，所述的第一副涵道升力風(fēng)扇與伸縮桿之間通過轉(zhuǎn)動副連接，所述的第二副涵道升力風(fēng)扇與翻轉(zhuǎn)桿之間通過轉(zhuǎn)動副連接。飛行時，通過兩個副涵道升力風(fēng)扇的旋轉(zhuǎn)可以對飛行姿態(tài)進(jìn)行控制，使汽車不需要增加額外的姿態(tài)控制裝置就可以保證在空中平穩(wěn)的飛行。
[0010]進(jìn)一步改進(jìn)，所述的動力裝置包括發(fā)動機(jī)和供能裝置，其中發(fā)動機(jī)固定在車身后排乘員座位下，供能裝置固定于車身底部。由于垂直起降裝置占用了汽車原本發(fā)動機(jī)的位置，故本實(shí)用新型將發(fā)動機(jī)和供能裝置置于車身底部以節(jié)約空間。發(fā)動機(jī)采用航空用的渦軸發(fā)動機(jī)，還可以是混合動力發(fā)動機(jī)、電力發(fā)動機(jī)、新能源發(fā)動機(jī)等，供能裝置使用與發(fā)動機(jī)配套使用的油箱、電池、新能源等。
[0011 ]進(jìn)一步改進(jìn)，車身頂部固定有可折疊機(jī)翼，在路面行駛時機(jī)翼折疊在車頂，不對車輛正常行駛產(chǎn)生干擾。等汽車垂直飛行到空中后，折疊機(jī)翼展開，為汽車增加升力，減少飛tx狀態(tài)的能耗，并且能進(jìn)一步加強(qiáng)汽車飛彳丁狀態(tài)的姿態(tài)控制，提尚安全穩(wěn)定性。
[0012]本實(shí)用新型有益效果在于:
[0013]1、以汽車本身為基礎(chǔ)，各部件均集成在車身內(nèi)，不飛行時可以當(dāng)成普通汽車使用，不對周圍的車輛產(chǎn)生影響，經(jīng)濟(jì)、安全、實(shí)用。
[00M] 2、通過副涵道升力風(fēng)扇的傾轉(zhuǎn)以及三個涵道升力風(fēng)扇間的氣動力和力矩對本實(shí)用新型的飛行姿態(tài)進(jìn)行控制，不需要增加額外的姿態(tài)控制裝置，飛行平穩(wěn)安全。
[0015]3、車頂增加可折疊機(jī)翼，在路面行駛時機(jī)翼折疊在車頂，不對車輛正常行駛產(chǎn)生干擾。等汽車垂直飛行到空中后，折疊機(jī)翼展開，為汽車增加升力，減少飛行狀態(tài)的能耗，并且能進(jìn)一步加強(qiáng)汽車飛行狀態(tài)的姿態(tài)控制，提高安全穩(wěn)定性。
[0016]4、三涵道升力風(fēng)扇共同提供升力，汽車的有效載荷較高。
【附圖說明】
[0017]圖1為本實(shí)用新型俯視圖。
[0018]圖2為本實(shí)用新型主視圖。
[0019]圖3為副涵道升力風(fēng)扇與車身連接結(jié)構(gòu)示意圖。
[0020]圖4為副涵道升力風(fēng)扇折置時結(jié)構(gòu)不意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0021 ]下面結(jié)合附圖對本實(shí)用新型作進(jìn)一步說明。
[0022]本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)如圖1和圖2所示，車身的前部安裝有一個貫穿車身的主涵道升力風(fēng)扇，車身底部安裝有動力裝置和驅(qū)動裝置，車身后部安裝有折疊的第一副涵道升力風(fēng)扇和第二副涵道升力風(fēng)扇，工作時兩個副涵道升力風(fēng)扇展開到車身兩側(cè)，位于同一水平面上。
[0023]副涵道升力風(fēng)扇與車身連接結(jié)構(gòu)如圖3所示，第一副涵道升力風(fēng)扇通過伸縮桿與車身連接，第二副涵道升力風(fēng)扇通過翻轉(zhuǎn)桿與車身連接，折疊時兩個副涵道升力風(fēng)扇上下重疊在汽車后備箱中。汽車在地面行駛時，兩個副涵道升力風(fēng)扇折疊在后備箱內(nèi)(如圖4所示)，節(jié)約汽車空間，不影響汽車正常行駛。
[0024]第一副涵道升力風(fēng)扇與伸縮桿之間通過轉(zhuǎn)動副連接，所述的第二副涵道升力風(fēng)扇與翻轉(zhuǎn)桿之間通過轉(zhuǎn)動副連接。飛行時，通過兩個副涵道升力風(fēng)扇的旋轉(zhuǎn)以及三個涵道升力風(fēng)扇間的氣動力和力矩控制可以對飛行姿態(tài)進(jìn)行控制，使汽車不需要增加額外的姿態(tài)控制裝置就可以保證在空中平穩(wěn)的飛行。
[0025]所述的驅(qū)動裝置包括主離合器、傳動主軸、副離合器和升力傳動軸，其中，主離合器安裝于車輪軸上，傳動主軸中部穿過主離合器，傳動主軸兩端連接到動力裝置和后垂直起降裝置，動力裝置通過主離合器和傳動主軸控制后車輪或者后垂直起降裝置運(yùn)動；動力裝置通過升力傳動軸與前垂直起降裝置連接，升力傳動軸上設(shè)置有副離合器，動力裝置通過升力傳動軸和副離合器控制前垂直起降裝置運(yùn)動。
[0026]本實(shí)用新型使用的離合器可以在現(xiàn)有齒輪變速箱基礎(chǔ)上進(jìn)行改裝，增加一個與垂直起降裝置相連的齒輪，當(dāng)駕駛員選擇飛行檔時，汽車驅(qū)動輪處于空檔狀態(tài)，驅(qū)動裝置驅(qū)動垂直起降裝置工作。
[0027]所述的動力裝置包括渦軸發(fā)動機(jī)和油箱，軸發(fā)動機(jī)固定在車身后排乘員座位下，油箱固定在汽車底部，分布在發(fā)動機(jī)兩側(cè)。由于涵道升力風(fēng)扇占用了汽車原本發(fā)動機(jī)的位置，故本實(shí)用新型中的動力裝置采用航空用的渦軸發(fā)動機(jī)，將發(fā)動機(jī)和油箱置于車身底部以節(jié)約空間。
[0028]車身頂部固定有可折疊機(jī)翼，在路面行駛時機(jī)翼折疊在車頂，不對車輛正常行駛產(chǎn)生干擾。等汽車垂直飛行到空中后，折疊機(jī)翼展開，為汽車增加升力，減少飛行狀態(tài)的能耗，并且能進(jìn)一步加強(qiáng)汽車飛行狀態(tài)的姿態(tài)控制，提高安全穩(wěn)定性。
[0029]升力計(jì)算如下(不使用可折疊機(jī)翼的情況):
[0030]I)飛行汽車標(biāo)配乘員4人，整車飛行重量1000kg。大涵道系統(tǒng)承擔(dān)400kg，兩個小涵道升力系統(tǒng)各需承擔(dān)300kg。
[0031 ] 2)按2.5m車寬限制，大涵道直徑可做到2.3m(半徑R=1.15m)，涵道面積(可等同槳盤面積)為4.15m2;小涵道系統(tǒng)直徑為2m，涵道面積為3.14m2。
[0032]3)按目前航空技術(shù)水平，通常轉(zhuǎn)速下涵道升力系統(tǒng)每平米可產(chǎn)生125kg升力，每千克力需要提供0.4kW功率。三個涵道系統(tǒng)基本可提供1300kg升力，本處只需1000kg。
[0033]4)涵道升力系統(tǒng)每平米只需產(chǎn)生約10kg升力，每千克力需要提供0.33kW功率，故本飛行汽車需要1000*0.33=330kW的發(fā)動機(jī)。
[0034]本實(shí)用新型具體應(yīng)用途徑很多，以上所述僅是本實(shí)用新型的優(yōu)選實(shí)施方式，應(yīng)當(dāng)指出，對于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本實(shí)用新型原理的前提下，還可以作出若干改進(jìn)，這些改進(jìn)也應(yīng)視為本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種三涵道垂直起降飛行汽車，包括車身，其特征在于:車身的前部安裝有一個貫穿車身的主涵道升力風(fēng)扇，車身底部安裝有動力裝置和驅(qū)動裝置，車身后部安裝有折疊的第一副涵道升力風(fēng)扇和第二副涵道升力風(fēng)扇，工作時兩個副涵道升力風(fēng)扇展開到車身兩側(cè)，位于同一水平面上。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的三涵道垂直起降飛行汽車，其特征在于:所述的第一副涵道升力風(fēng)扇通過伸縮桿與車身連接，第二副涵道升力風(fēng)扇通過翻轉(zhuǎn)桿與車身連接，折疊時兩個副涵道升力風(fēng)扇上下重疊在汽車后備箱中。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的三涵道垂直起降飛行汽車，其特征在于:所述的第一副涵道升力風(fēng)扇與伸縮桿之間通過轉(zhuǎn)動副連接，所述的第二副涵道升力風(fēng)扇與翻轉(zhuǎn)桿之間通過轉(zhuǎn)動副連接。4.根據(jù)權(quán)利要求1或2或3所述的三涵道垂直起降飛行汽車，其特征在于:所述的動力裝置包括發(fā)動機(jī)和供能裝置，其中發(fā)動機(jī)固定在車身后排乘員座位下，供能裝置固定于車身底部。5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的三涵道垂直起降飛行汽車，其特征在于:所述的車身頂部固定有可折疊機(jī)翼。6.根據(jù)權(quán)利要求1或2或3所述的三涵道垂直起降飛行汽車，其特征在于:所述的車身頂部固定有可折疊機(jī)翼。
【文檔編號】B60F5/02GK205523488SQ201620232151
【公開日】2016年8月31日
【申請日】2016年3月24日
【發(fā)明人】李小光, 朱清華
【申請人】南京航空航天大學(xué)