本發(fā)明屬于航空運(yùn)輸和公共交通領(lǐng)域，涉及一種空中公共交通系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
：現(xiàn)有航空運(yùn)輸領(lǐng)域主要有干線運(yùn)輸、支線運(yùn)輸和通航運(yùn)輸，但這些運(yùn)輸系統(tǒng)用于城市之間的短途或長(zhǎng)途運(yùn)輸，起降場(chǎng)地要求高，不能作為城市內(nèi)公共交通運(yùn)輸工具。另外還有飛行汽車可用于城市上空，但其現(xiàn)階段僅作為個(gè)人運(yùn)輸工具，裝載量也有限，并且存在噪音大，飛行時(shí)間短、飛行安全可控性差等問(wèn)題。為解決電動(dòng)無(wú)人飛機(jī)飛行時(shí)間短的問(wèn)題，產(chǎn)生了無(wú)人機(jī)有線供電方式。無(wú)人機(jī)采用電動(dòng)方式，電能由汽車、船等交通工具通過(guò)電線提供。但有線供電無(wú)人機(jī)受到供能功率的限制，只能實(shí)現(xiàn)小型無(wú)人機(jī)的持續(xù)供能飛行，不能作為交通工具。同時(shí)，受到能源供給載具的限制，在城市中，飛行器必須有車輛跟隨供電，不適合作為城市空中交通工具使用。城市現(xiàn)有的公共交通領(lǐng)域主要都是地下交通工具-地鐵，地面交通工具-公交車、出租車、軌道交通等，但各大型城市地面公共交通均已陷入擁擠狀態(tài)，地下交通則建設(shè)周期長(zhǎng)、費(fèi)用高。同時(shí)地鐵、電氣化鐵路和電車等的動(dòng)力與能源分離的方式為本發(fā)明提供了技術(shù)基礎(chǔ)。目前尚沒(méi)有實(shí)際運(yùn)用的能夠有效利用城市廣大空中空間的城市公共交通工具。專利“一種城市空中公共交通方法和城市索道公共交通系統(tǒng)”(201010164239.4)在城市設(shè)置支架，支架之間連接鋼索，鋼索下掛轎廂；專利“一種空中公共交通運(yùn)輸方法”(200910169330.2)包括空中塔體站點(diǎn)、支撐塔架、及前兩者之間連接的索道，索道下掛接空中公交運(yùn)輸車。這兩種方法利用的是城市近地空間更像是纜車，依然是一種地面軌道交通，并不是真正的空中交通。建造成本高，線路固定不便于調(diào)整和更改，建造條件苛刻。專利“飛艇式小性化無(wú)人運(yùn)輸系統(tǒng)”(200910003876.0)一種依靠自身浮力飄在空中的飛行工具或稱小型飛艇，在有形或無(wú)形的空中通道線路中飛行，直達(dá)終點(diǎn)。但該運(yùn)輸系統(tǒng)以飛艇作為自身運(yùn)行的交通工具，具有體積大、在城市中不易控制、不易降落等缺點(diǎn)。同時(shí)其載容量小，屬于個(gè)性化交通工具。技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：為了克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明提供一種城市空中公共交通系統(tǒng)，能夠解決城市交通的擁堵?tīng)顩r，拓展城市公共交通的活動(dòng)空間。本發(fā)明解決其技術(shù)問(wèn)題所采用的技術(shù)方案是：包括浮空器群、接觸電網(wǎng)、受電繩、載客飛機(jī)和停機(jī)坪；所述的浮空器群包括若干浮空器，按照預(yù)設(shè)的位置，作為支點(diǎn)停留在城市上空；各個(gè)浮空器之間引架輸電線構(gòu)建所述的接觸電網(wǎng)；所述的載客飛機(jī)通過(guò)受電繩與接觸電網(wǎng)接觸引電，沿接觸電網(wǎng)飛行并能夠在設(shè)定的停機(jī)坪上起降，完成上下客。所述的載客飛機(jī)攜帶有電池，電池在載客飛機(jī)連接接觸電網(wǎng)時(shí)充電，在載客飛機(jī)脫離接觸電網(wǎng)時(shí)為載客飛機(jī)提供能源。所述的受電繩一端通過(guò)滑軌連接接觸電網(wǎng)的輸電線，另一端接載客飛機(jī)。本發(fā)明的有益效果是：能有效解決地面交通的擁堵?tīng)顩r，拓展公共交通的活動(dòng)空間，在城市公共交道中形成空中、地面、地下搭配的多維交通格局；能有效解決當(dāng)前飛行汽車等城市空中交通工具由于動(dòng)力能源供應(yīng)造成的飛行時(shí)間短的問(wèn)題；能有效解決當(dāng)前飛行汽車等城市空中交通工具載重量小，空中交通管制困難，安全性差的問(wèn)題；本發(fā)明能根據(jù)實(shí)際精況快速改變、增加或減少線路，有效解決道路和軌道交通線路固定的問(wèn)題。附圖說(shuō)明圖1是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖；圖中，1-浮空器群，2-接觸電網(wǎng)，3-受電繩，4-載客飛機(jī)，5-停機(jī)坪，6-建筑物。具體實(shí)施方式下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)一步說(shuō)明，本發(fā)明包括但不僅限于下述實(shí)施例。如圖1所示，本發(fā)明提出了一種新的城市公共交通系統(tǒng)，有別于城市間的空中長(zhǎng)途運(yùn)輸、城市內(nèi)部的地面或地下交通系統(tǒng)以及飛行汽車，構(gòu)建了一種應(yīng)用于城市上空的空中公共交通系統(tǒng)。該城市空中公共交通系統(tǒng)，由浮空器群1、接觸電網(wǎng)2、受電繩3、載客飛機(jī)4及停機(jī)坪5構(gòu)成；其中浮空器群作為支點(diǎn)停留在城市上空，能根據(jù)實(shí)際情況快速改變、增加或減少，從而改變線路；浮空器群的浮空器之間引架輸電線構(gòu)建為載客飛機(jī)供電的接觸電網(wǎng)；載客飛機(jī)則通過(guò)受電繩與電網(wǎng)接觸引電，以似于無(wú)軌電車方式為載客飛機(jī)的動(dòng)力系統(tǒng)供電；停機(jī)坪可在建筑物6的頂部或地面，供載客飛機(jī)降落并進(jìn)行上下客；載客飛機(jī)在應(yīng)急情況下可與電網(wǎng)分離；載客飛機(jī)的應(yīng)急電池在電網(wǎng)接觸的時(shí)候?qū)崿F(xiàn)自主充電，用于載客飛機(jī)應(yīng)急離網(wǎng)時(shí)自主飛行的能源供應(yīng)。下面具體描述本發(fā)明的各組成部分：1、浮空器群浮空器群由多個(gè)浮空器組成，里面充氦氣。頂部布置有復(fù)合材料，能夠抵擋惡劣天氣，如冰雹的沖擊，保護(hù)浮空器頂部不受破壞。浮空器通過(guò)系留繩系留在公交站點(diǎn)上，保證浮空器位置的穩(wěn)定，可通過(guò)系留繩的長(zhǎng)度來(lái)調(diào)整浮空器的系留高度，同時(shí)浮空器的剩余浮力為系留繩提供張緊力。浮空器下方是連接接觸電網(wǎng)供電線的支架，多個(gè)浮空器之間架起供電線組成輸電路線，形成接觸電網(wǎng)。航線改變時(shí)通過(guò)改變浮空器的位置來(lái)改變，同時(shí)其交通網(wǎng)絡(luò)的構(gòu)建也是通過(guò)浮空器的增加或者減少來(lái)實(shí)現(xiàn)。浮空器主要參數(shù)如下，其載重能夠承受所載接觸電網(wǎng)電線重量。表1浮空器主要參數(shù)參數(shù)參數(shù)值最大載重296kg空重635kg體積899m3充氣氦氣2、接觸電網(wǎng)在郊區(qū)公交系統(tǒng)場(chǎng)站設(shè)置變電所，變電所為接觸電網(wǎng)輸出直流1500V電力為載客飛機(jī)實(shí)時(shí)供電。3、受電繩受電繩一端接滑軌，滑軌在接觸電網(wǎng)輸電線上，另一端接載客飛機(jī)。載客飛機(jī)飛行時(shí)拖動(dòng)受電繩，受電繩拖動(dòng)滑軌在接觸電網(wǎng)上滑動(dòng)，以實(shí)現(xiàn)同步供電。4、載客飛機(jī)載客飛機(jī)采用垂直起降模式，動(dòng)力系統(tǒng)為電動(dòng)。a)飛機(jī)本體載客飛機(jī)采用六臺(tái)升力風(fēng)扇為飛機(jī)提供升力，兩臺(tái)推進(jìn)螺旋槳提供前進(jìn)動(dòng)力，主要參數(shù)和性能如下表所示。表2載客飛機(jī)主要參數(shù)參數(shù)值參數(shù)值總長(zhǎng)13.67m客艙長(zhǎng)12.3m總寬11.38m客艙寬2.73m總高3.37m客艙高2.25m最大起飛重量11.2t核載人數(shù)23人(管理員1人)設(shè)計(jì)起飛重量9.3t設(shè)計(jì)載重2.1t空機(jī)重量6.5t升力風(fēng)扇直徑2.00m應(yīng)急電池重量0.7t涵道直徑2.30m推進(jìn)螺旋槳直徑1.5m單臺(tái)升力風(fēng)扇功率300kw推進(jìn)電機(jī)功率90kw起落架高度0.6m表3載客飛機(jī)主要性能性能值性能值設(shè)計(jì)巡航速度60km/h實(shí)用升限1000m最大飛行速度90km/h單風(fēng)扇失效升限500m應(yīng)急飛行時(shí)間5min小時(shí)飛行耗電量2000kwhb)動(dòng)力系統(tǒng)載客飛機(jī)動(dòng)力系統(tǒng)包括功率電子模塊、交流感應(yīng)電機(jī)、涵道升力風(fēng)扇、推進(jìn)螺旋槳和備用應(yīng)急電源。載客飛機(jī)采用涵道升力風(fēng)扇提供升力，布置了推進(jìn)螺旋槳作為推進(jìn)動(dòng)力系統(tǒng)。升力風(fēng)扇和推進(jìn)螺旋槳采用電機(jī)驅(qū)動(dòng)，由接觸電網(wǎng)供電，噪聲低零排放。載客飛機(jī)采用與特斯拉電動(dòng)汽車同類的交流感應(yīng)電機(jī)，將電機(jī)和電機(jī)控制器組合在一起，中間放減速齒輪，輸出重量比高。單臺(tái)電機(jī)功率306kw，峰值扭矩600N*m，外徑283mm，重量51kg。功率電子模塊將接觸電網(wǎng)供應(yīng)的直流電逆變交流電為交流感應(yīng)電機(jī)供電。同時(shí)，載客飛機(jī)配備有應(yīng)急電源，能夠在接觸電網(wǎng)供電故障情況下維持飛行。應(yīng)急電池采用鋰電池。該電池功率密度可以達(dá)到250wh/kg，重700kg，按照小時(shí)飛行耗電量2000kwh計(jì)算，可應(yīng)急飛行5min。c)飛行控制系統(tǒng)飛行控制采用三種模式：全自主模式，半自主模式和人工模式，一般情況下飛行器采用全自主控制，特殊情況下，飛行管理員作為駕駛員切換至半自主或人工模式進(jìn)行操控。d)供電繩接頭此外，載客飛機(jī)頂部布置有供電繩接頭，接頭采用球形鉸機(jī)構(gòu)，能夠按照供電繩的活動(dòng)和飛行器的相對(duì)運(yùn)動(dòng)靈活轉(zhuǎn)動(dòng)，保證供電繩正常供電。內(nèi)置自動(dòng)收放繩機(jī)構(gòu)，能夠保證受電繩始終處于有張力狀態(tài)，保證受電繩的拖動(dòng)和受電穩(wěn)定。5、停機(jī)坪停機(jī)坪可設(shè)置在樓頂或地面，樓頂停機(jī)坪尺寸滿足載客飛機(jī)起降，大小為24×18m。停機(jī)坪除提供載客飛機(jī)上下客，還設(shè)有候機(jī)室。當(dāng)前第1頁(yè)1 2 3