四旋翼垂直起降飛行汽車的制作方法
【專利摘要】本實用新型提供了一種四旋翼垂直起降飛行汽車，包括車身，車身底部安裝有動力裝置和驅(qū)動裝置，車身前部和后部分別安裝有兩個旋翼螺旋槳，相鄰的兩個旋翼螺旋槳高低錯開，獨立工作。本實用新型既可以在地面上像汽車一樣安全行駛，也能夠垂直起降進行飛行，不對周圍的車輛產(chǎn)生影響，經(jīng)濟、安全、實用，同時滿足航空適航和道路交通相關法規(guī)規(guī)定。
【專利說明】
四旋翼垂直起降飛行汽車
技術領域
[0001]本實用新型涉及地空兩棲交通工具領域，具體是一種四旋翼垂直起降飛行汽車。
【背景技術】
[0002]國外已經(jīng)開發(fā)了很多年的飛行汽車，大部分產(chǎn)品需要有機場跑道用于起飛降落，實用性比較差(如美國馬薩諸塞州的TERRAFUGIA公司設計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)有的飛行汽車結構設計復雜、成本高、有效載荷和飛行性能都很低，作為飛行器，無法與通航飛機相比;作為汽車，又結構設計不實用，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。其缺點一是旋翼體積較大，超出車寬很多，無法在公路上行駛，并且汽車起飛時需要保持周圍空曠，二是和直升機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扇一起折疊到車身上，折疊結構過于復雜，并且起飛前需要將固定翼完全展開，對垂直起飛降落的場地周邊環(huán)境和面積有較大的要求。
【實用新型內(nèi)容】
[0006]本實用新型為了解決現(xiàn)有技術的問題，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、安全、實用等優(yōu)點，同時滿足航空適航和道路交通相關法規(guī)規(guī)定。
[0007]本實用新型包括車身，車身底部安裝有動力裝置和驅(qū)動裝置，車身前部和后部分別安裝有兩個旋翼螺旋槳，相鄰的兩個旋翼螺旋槳高低錯開，獨立工作。
[0008]進一步改進，所述的四個旋翼螺旋槳最大工作外徑小于等于車寬或略大于車寬，最寬不能超過交管部門規(guī)定的最大車寬。旋翼螺旋槳最大工作外徑不超過車寬比較美觀，對兩側(cè)行駛的車輛干擾比較小。旋翼螺旋槳工作直徑越大，提供的升力就越大，汽車的有效載荷也就越大，兩個旋翼螺旋槳最大工作外徑略大于車寬時，既不影響汽車正常行駛，又能夠產(chǎn)生最好的經(jīng)濟效益。另外在汽車進行垂直起降時，也不受周圍車輛的影響，可以在任意路況下進行垂直起降。
[0009]進一步改進，所述的旋翼螺旋槳通過伸縮桿與車身連接，伸縮桿收縮時四個旋翼螺旋槳收縮在車身內(nèi)部。汽車在路面行駛時，車身后部的兩個旋翼螺旋槳收藏在后備箱內(nèi)，前部的兩個旋翼螺旋槳收藏在車前蓋內(nèi)，比較美觀，不影響其它車輛，前方的旋翼螺旋槳也不影響駕駛員的視線。
[0010]進一步改進，旋翼螺旋槳與伸縮桿之間通過轉(zhuǎn)動副連接，通過轉(zhuǎn)動四個旋翼螺旋槳可以對汽車飛行姿態(tài)進行調(diào)節(jié)，不需要增加額外的姿態(tài)控制裝置。
[0011]進一步改進，所述的動力裝置包括發(fā)動機和供能裝置，其中發(fā)動機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)動機的位置，故本實用新型將發(fā)動機和供能裝置置于車身底部以節(jié)約空間。發(fā)動機采用航空用的渦軸發(fā)動機，還可以是混合動力發(fā)動機、電力發(fā)動機、新能源發(fā)動機等，供能裝置使用與發(fā)動機配套使用的的油箱、電池、新能源等。
[0012]進一步改進，車身頂部固定有可折疊機翼，在路面行駛時機翼折疊在車頂，不對車輛正常行駛產(chǎn)生干擾。等汽車垂直飛行到空中后，折疊機翼展開，為汽車增加升力，減少飛tx狀態(tài)的能耗，并且能進一步加強汽車飛彳丁狀態(tài)的姿態(tài)控制，提尚安全穩(wěn)定性。
[0013]本實用新型有益效果在于:
[0014]1、以汽車本身為基礎，各部件均集成在車身內(nèi)，不飛行時可以當成普通汽車使用，也能夠在任意路況下垂直起降進行飛行，不對周圍的車輛產(chǎn)生影響，經(jīng)濟、安全、實用。
[0015]2、通過四個旋翼螺旋槳的傾轉(zhuǎn)對本實用新型的飛行姿態(tài)進行控制，不需要增加額外的姿態(tài)控制裝置，飛行平穩(wěn)安全。
[0016]3、車頂增加可折疊機翼，在路面行駛時機翼折疊在車頂，不對車輛正常行駛產(chǎn)生干擾。等汽車垂直飛行到空中后，折疊機翼展開，為汽車增加升力，減少飛行狀態(tài)的能耗，并且能進一步加強汽車飛行狀態(tài)的姿態(tài)控制，提高安全穩(wěn)定性。
[0017]4、四個旋翼螺旋槳共同提供升力，汽車的有效載荷較高。
【附圖說明】
[0018]圖1為本實用新型俯視圖。
[0019]圖2為本實用新型主視圖。
【具體實施方式】
[0020]下面結合附圖對本實用新型作進一步說明。
[0021]本實用新型結構如圖1和圖2所示，包括車身，車身底部安裝有動力裝置和驅(qū)動裝置，車身前部和后部分別安裝有兩個旋翼螺旋槳，相鄰的兩個旋翼螺旋槳高低錯開，獨立工作。
[0022]所述的四個旋翼螺旋槳最大工作外徑小于等于車寬或略大于車寬，最寬不能超過交管部門規(guī)定的最大車寬。旋翼螺旋槳最大工作外徑不超過車寬比較美觀，對兩側(cè)行駛的車輛干擾比較小。旋翼螺旋槳工作直徑越大，提供的升力就越大，汽車的有效載荷也就越大，兩個旋翼螺旋槳最大工作外徑略大于車寬時，既不影響汽車正常行駛，又能夠產(chǎn)生最好的經(jīng)濟效益。另外在汽車進行垂直起降時，也不受周圍車輛的影響，可以在任意路況下進行垂直起降。
[0023]所述的旋翼螺旋槳通過伸縮桿與車身連接，伸縮桿收縮時四個旋翼螺旋槳收縮在車身內(nèi)部。汽車在路面行駛時，車身后部的兩個旋翼螺旋槳收藏在后備箱內(nèi)，前部的兩個旋翼螺旋槳收藏在車前蓋內(nèi)，比較美觀，不影響其它車輛，前方的旋翼螺旋槳也不影響駕駛員的視線。
[0024]旋翼螺旋槳與伸縮桿之間通過轉(zhuǎn)動副連接，通過轉(zhuǎn)動旋翼螺旋槳可以對汽車飛行姿態(tài)進行調(diào)節(jié)，不需要增加額外的姿態(tài)控制裝置。
[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動。
[0026]本實用新型使用的離合器可以在現(xiàn)有齒輪變速箱基礎上進行改裝，增加一個與垂直起降裝置相連的齒輪，當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)動機和油箱，軸發(fā)動機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)動機兩側(cè)。由于旋翼螺旋槳占用了汽車原本發(fā)動機的位置，故本實用新型中的動力裝置采用航空用的渦軸發(fā)動機，將發(fā)動機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翼，在路面行駛時機翼折疊在車頂，不對車輛正常行駛產(chǎn)生干擾。等汽車垂直飛行到空中后，折疊機翼展開，為汽車增加升力，減少飛行狀態(tài)的能耗，并且能進一步加強汽車飛行狀態(tài)的姿態(tài)控制，提高安全穩(wěn)定性。
[0029]升力計算如下(不使用可折疊機翼的情況):
[0030]I)飛行汽車標配乘員4人，整車飛行重量1000kg。四個旋翼系統(tǒng)各需承擔250kg。
[0031]2)按2.5m車寬限制，交叉式構型旋翼系統(tǒng)直徑為2.2m，槳盤面積各為3.8m2。
[0032]3)按目前航空技術水平，通常轉(zhuǎn)速下旋翼系統(tǒng)每平米可產(chǎn)生85kg升力，每千克力需要提供0.22kW功率；四個旋翼系統(tǒng)基本可提供1292kg升力(除去相互干擾影響，約提供1200kg升力)，本處只需100kg升力。
[0033]4)旋翼系統(tǒng)只需提供100kg升力，旋翼系統(tǒng)每平米只需產(chǎn)生70kg升力(考慮干擾影響)，每千克力需要提供0.2kW功率;故本飛行汽車需要70*3.8*4*0.2=213kW的發(fā)動機。
[0034]本實用新型具體應用途徑很多，以上所述僅是本實用新型的優(yōu)選實施方式，應當指出，對于本技術領域的普通技術人員來說，在不脫離本實用新型原理的前提下，還可以作出若干改進，這些改進也應視為本實用新型的保護范圍。
【主權項】
1.一種四旋翼垂直起降飛行汽車，包括車身，其特征在于:車身底部安裝有動力裝置和驅(qū)動裝置，車身前部和后部分別安裝有兩個旋翼螺旋槳，相鄰的兩個旋翼螺旋槳高低錯開，獨立工作。2.根據(jù)權利要求1所述的四旋翼垂直起降飛行汽車，其特征在于:所述的四旋翼螺旋槳最大工作外徑小于等于車寬。3.根據(jù)權利要求1所述的四旋翼垂直起降飛行汽車，其特征在于:所述的四旋翼螺旋槳最大工作外徑略大于車寬。4.根據(jù)權利要求1或2或3所述的四旋翼垂直起降飛行汽車，其特征在于:所述的旋翼螺旋槳通過伸縮桿與車身連接，伸縮桿收縮時四個旋翼螺旋槳收縮在車身內(nèi)部。5.根據(jù)權利要求4所述的四旋翼垂直起降飛行汽車，其特征在于:所述的旋翼螺旋槳與伸縮桿之間通過轉(zhuǎn)動副連接。6.根據(jù)權利要求5所述的四旋翼垂直起降飛行汽車，其特征在于:所述的動力裝置包括發(fā)動機和供能裝置，其中發(fā)動機固定在車身后排乘員座位下，供能裝置固定于車身底部。7.根據(jù)權利要求6所述的四旋翼垂直起降飛行汽車，其特征在于:所述的車身頂部固定有可折疊機翼。8.根據(jù)權利要求1或2或3所述的四旋翼垂直起降飛行汽車，其特征在于:動力裝置包括發(fā)動機和供能裝置，其中發(fā)動機固定在車身后排乘員座位下，供能裝置固定于車身底部。9.根據(jù)權利要求1或2或3所述的四旋翼垂直起降飛行汽車，其特征在于:所述的車身頂部固定有可折疊機翼。
【文檔編號】B64C11/00GK205523490SQ201620233242
【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