專利名稱：第二代直升汽車飛機的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于一種直升汽車飛機，用于空中客、貨運輸，此機能垂直升降，也能象汽車一樣在地面車道上行駛。
本發(fā)明針對本人于1999年10月26日提出的“直升汽車飛機”專利申請(中國專利申請?zhí)?9119836.0)中的動力裝置和傳動裝置作了新的改進(jìn)，其基本構(gòu)型仍如第一代直升汽車飛機，具有頂漿、底漿、前翼、水平尾翼、底漿舵、尾漿舵；前翼和水平尾翼是可以收攏或張開的。本發(fā)明可看作是第二代直升汽車飛機，本發(fā)明的目的是采用新設(shè)計的動力裝置，此動力裝置不但具有獨特效能，而且經(jīng)由專門設(shè)計的傳動裝置能使全機的性能得到增強，實用性更強，經(jīng)濟性更佳。
實現(xiàn)本發(fā)明目的的技術(shù)方案如下(結(jié)合附圖面作說明)在機身中部的頂漿/底漿轉(zhuǎn)動軸的前方，裝一只發(fā)動機，其驅(qū)動軸在頂漿軸和底漿軸的兩個端部之間伸向在機尾的尾漿，作為尾漿驅(qū)動軸。在靠近裝在頂漿軸端部和底漿軸端部的齒輪處，裝一只以軸承方式與發(fā)動機驅(qū)動軸相連的一只齒輪，該齒輪同時與頂漿軸端部和底漿軸端部的齒輪(各有適當(dāng)?shù)凝X數(shù)和尺寸直徑)固定地常咬合。然后，依次在沿著伸向尾漿的驅(qū)動轉(zhuǎn)軸上，裝一只飛輪，該飛輪作為直線電機的“次級”固定安裝在驅(qū)動軸上，與驅(qū)動軸形成一體而旋轉(zhuǎn)，在靠近飛輪的兩面，裝直線電機的初級部件，(雙面圓弧型初級)，(注也可選用雙面圓盤型直線電機)，該飛輪本身，其實是用銅板、鋁板、鋼板或它們的復(fù)合夾層板做成的圓盤，其直徑和所用的材料可根據(jù)軸的轉(zhuǎn)速等具體要求進(jìn)行合理選取。在此“飛輪”之后的一段軸，作為發(fā)電機的轉(zhuǎn)子起作用，在它周圍裝發(fā)電機的定子及有關(guān)的發(fā)電機部件。之后，在軸上裝一個離合器，必要時使前部發(fā)動及發(fā)電機裝置中軸的動力與其后的軸相分離，斷開前者的動力。在此離合器之后的軸上，裝一段由至少2-3組高強韌度的拉索交叉地固定連接在前、后兩個的轉(zhuǎn)軸的垂直端面上的“軟軸”，在此“軟軸”之前的軸可稱為“前半軸”，之后的軸可稱為“后半軸”，在前半軸外的固定結(jié)構(gòu)上裝一個作動器，該作動器向上推動一組剛性高強度的連桿，在連桿中部的適當(dāng)部位，裝一個活動的樞軸，容許連桿繞軸心上下轉(zhuǎn)動變位，該樞軸同時作為連桿的一個支撐點，該組連桿的另一端部，固定連接在上述的后半軸上，在這后半軸上依次是尾漿舵，最后是尾漿。往上推動上述的作動器就能經(jīng)過連桿將后半軸及與后半軸相連尾漿舵和尾漿一起由大致水平狀態(tài)變成大致向下垂直的狀態(tài)，如此，垂直向下的尾漿就能向下鼓氣使機身獲得升力，使得整機的升力效能獲得增強由頂漿、底漿和尾漿共同產(chǎn)生升力，這不但使飛機順利升降，也有利于各系統(tǒng)獲得最佳的面積尺寸，例如減少了對于加大頂漿尺寸、各翼面積的要求。
本發(fā)明的另一個關(guān)鍵技術(shù)是新型的動力裝置，如上所述，發(fā)動機的轉(zhuǎn)軸(驅(qū)動軸)在驅(qū)動尾漿的同時，也能作為發(fā)電機的轉(zhuǎn)子使發(fā)電機裝置發(fā)電，發(fā)出的電力輸往與驅(qū)動軸連成一體的飛輪的兩側(cè)的“雙面圓弧型初級”，初級裝置受電后，帶動圓盤(飛輪)“次級”直線電機裝置快速旋轉(zhuǎn)，此圓盤(飛輪)的旋轉(zhuǎn)，直接增強了發(fā)動機驅(qū)動軸的功率。如此，對于驅(qū)動頂漿/底漿來說，只需要在“飛輪“和與頂漿軸/底漿軸端的齒輪常咬合的那只齒輪之間裝一只離合裝置(例如電磁離合器，平時脫離接觸，通電后兩者咬合、傳動)，發(fā)動機的功率加上發(fā)電機的電力驅(qū)動力就能共同驅(qū)動頂漿/底漿、尾漿以達(dá)成此機的垂直升、降和前飛。此裝置的優(yōu)點是，用一臺發(fā)動機，就能獲得更大的足夠驅(qū)動力，同時該裝置又具有足夠的控制操縱性能，這表現(xiàn)在使用發(fā)動機/發(fā)電機聯(lián)動，可以將動力傳給尾槳，也可以不傳給尾槳(將離合器斷開)；能將發(fā)出的電力用于驅(qū)動頂/底槳，使此機在緊急狀態(tài)時能啟動頂/底槳安全降落，或是將發(fā)出的電力用于驅(qū)動地面行駛裝置，構(gòu)成電動汽車行駛方式；或是用此機內(nèi)配備著的蓄電池(也可選置燃料電池)的電力，在發(fā)動機空中失效的緊急狀態(tài)下，驅(qū)動飛輪”(此時飛輪與頂槳/底槳軸端的齒輪脫開)旋轉(zhuǎn)，從而帶動尾槳以一定的速度低速前進(jìn)，以常規(guī)固定翼飛機方式飛行或降落。
可見，上述的動力裝置本身是一項獨立的發(fā)明，該發(fā)明可用于驅(qū)動各種地面車輛和船舶，具有廣大的應(yīng)用前景和市場需求，因為此動力裝置的能源效率較高，在使用發(fā)動機驅(qū)動軸動力的同時能獲得額外的可觀的發(fā)電機發(fā)出的電力；此動力裝置的適應(yīng)性也較佳，在空中或高速地面行駛時，發(fā)動機和發(fā)電機的電力可作為共同用于驅(qū)動力；在低速狀態(tài)時，可以只用蓄電池的電力驅(qū)動“飛輪”上的雙面圓弧型直線電機，再經(jīng)由此直線電機驅(qū)動“飛輪”旋轉(zhuǎn)，飛輪旋轉(zhuǎn)從而帶動發(fā)電機轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)而發(fā)電，再將此電力用于驅(qū)動裝在車輪上的電機旋轉(zhuǎn)，使車輛前進(jìn)。此裝置中的發(fā)動機功率可以比同類裝置所用的動力系統(tǒng)的功率減小一些，又能獲得額外的發(fā)電機裝置所發(fā)出的電力并用之于低速狀態(tài)的車輛，所以整車的經(jīng)濟性，排氣污染性比常規(guī)的汽車(包括常規(guī)的發(fā)動機一發(fā)電機混合動力方式汽車)更佳。


(截面圖局部)圖中的“1”是頂槳；“2”是水平尾翼；“3”是支撐水平尾翼的撐桿；“4”是尾槳；“5”是尾槳舵；“6”是左前輪；“7”是在機身前部的駕駛倉；“8”是前翼；“9”是發(fā)動機；“10”是底槳驅(qū)動軸及底槳；“11”是以軸承方式與發(fā)動機驅(qū)動軸相連的、同時又分別與頂槳軸部和底槳軸端部的齒輪常咬合的齒輪；“12”是作為直線電機的次級裝置固定地連接在發(fā)動機驅(qū)動軸上的“飛輪”；“13”是發(fā)電機定子；“14”是代表軸向離合器(接合或分離軸的前后兩部分；“15”是用以固定傳動軸的軸承或聯(lián)軸節(jié)；“16”代表作動器和連桿，用以將尾槳舵所在的軸段由水平狀態(tài)變?yōu)橄蛳麓怪?不一定是完全垂直)狀態(tài)或是相反的動作；“17”是由幾組拉索組成的連接前后軸的“軟軸”；“18”是接受電力并用以驅(qū)動“飛輪”(“12”)旋轉(zhuǎn)的直線電機初級。
權(quán)利要求
1.一種直升汽車飛機，它具有發(fā)動機及其驅(qū)動軸、傳動軸，其特征在于該發(fā)動機的驅(qū)動軸上裝有同時傳動力到頂槳和底槳的齒輪、裝有固定在發(fā)動機驅(qū)動軸上的飛輪式的直線電機轉(zhuǎn)子(次級)。該發(fā)動機的傳動軸(與上述的驅(qū)動軸是同一根)同時也作為發(fā)電機的轉(zhuǎn)子與機內(nèi)的發(fā)電機定子一起產(chǎn)生、該發(fā)動機的傳動軸有一段是用幾組拉索(軟軸)構(gòu)成的并由作動器和連桿裝置進(jìn)行操縱使位于軟軸后的軸能在水平狀態(tài)和垂直狀態(tài)之間高變換定位。
2.如權(quán)利要求1所述的發(fā)動機驅(qū)動軸上的可以同時傳遞，動力到頂槳和底槳的齒輪，其特征在于該齒輪用軸承方式，自由地連接在發(fā)動機驅(qū)動軸上，同時該齒輪用電磁離合器方式與上述的飛輪式的直線電機次級相連接。
3.如權(quán)利要求1所述的固定地裝在發(fā)動機驅(qū)動軸上的飛輪式的直線電機次級，它受機內(nèi)的直線電機初級驅(qū)動而旋轉(zhuǎn)，由此增加了發(fā)動機驅(qū)動軸的功率，在靠近飛輪的中央的位置裝有電磁離合器，用以在需要時驅(qū)動頂槳和底槳。
4.如權(quán)利要求1所述的在發(fā)動機傳動軸上的一段用幾組拉索組成的“軟”軸，其特征在于此軟軸彎曲至90％，仍能傳遞動力，帶動其后部的軸轉(zhuǎn)動，
5.如權(quán)利要求1所述的在發(fā)動機傳動軸上的一段用幾組拉索組成的“軟”軸，其特征在于該軟軸是用一個作動器，推動一個連桿裝置(該連桿裝置在軟軸前有一個可以上下轉(zhuǎn)動的固定的支撐點或連接點)而帶動位于軟軸之后的軸由水平狀態(tài)變位到垂直狀態(tài)，或是由垂直狀態(tài)變位到水平狀態(tài)。
6.一種如權(quán)利要求1所述的發(fā)動機及其驅(qū)動軸在其特征在于在該驅(qū)動軸，在提供動力的同時，也作為發(fā)電機的轉(zhuǎn)子起發(fā)電作用，所發(fā)出的電力又能用來驅(qū)動一套直線電機裝置中的初級，該初級受電后直接驅(qū)動固定在發(fā)動機驅(qū)動軸(如上所述，它同時也作為發(fā)電機轉(zhuǎn)子起發(fā)電作用)上的直線電機次級(該次級是以飛輪方式固定在發(fā)動機驅(qū)動軸上的)從而獲得更佳的能源效率，單獨地或同時地用于帶動各種電動的或機械的動力裝置。
全文摘要
本發(fā)明是對第一代直升汽車飛機作了進(jìn)一步優(yōu)化的第二代直升汽車飛機，其動力系統(tǒng)、傳動系統(tǒng)、整機的效率、經(jīng)濟性、控制操縱方式和各項性能都取得有重大意義的提高。它能單獨或共同地使用電動或機械動力，根據(jù)需要經(jīng)過適當(dāng)?shù)姆绞将@得足夠功率，安全可靠。值得指出的是，本發(fā)明的動力系統(tǒng)是一種將直線電機、發(fā)動機、發(fā)電機結(jié)合在一起的協(xié)同發(fā)揮效率的獨立的新型的動力和發(fā)電裝置，能廣泛地運用于汽車、船舶、飛機等各種動力系統(tǒng)。
文檔編號B64C27/58GK1517271SQ03114968
公開日2004年8月4日 申請日期2003年1月17日 優(yōu)先權(quán)日2003年1月17日
發(fā)明者楊福順 申請人:楊福順