本發(fā)明涉及陸空兩棲交通工具領域,特別涉及一種飛行汽車。
背景技術:
中國發(fā)明專利2016101724705公開了一種飛行汽車,這種飛行汽車在車頭設置一個升力風扇,在車尾設置兩個可折疊的涵道風扇,當涵道風扇折疊,飛行汽車車寬較小,可以在道路行駛,當涵道風扇打開,飛行汽車就成為三風扇布局的飛行器,三風扇使得飛行汽車可以實現(xiàn)垂直起降,但這種飛行汽車沒有機翼,只能用風扇產(chǎn)生直接升力來維持飛行汽車飛行,速度和航程有限,耗能也大。
中國發(fā)明專利2011100865703公開了一種涵道機翼系統(tǒng)以及運用涵道機翼系統(tǒng)的飛行器,這種涵道機翼系統(tǒng)能夠同時產(chǎn)生升力和推力,是高度整合的,推進氣動一體化的系統(tǒng),通過涵道機翼系統(tǒng)的傾轉,能使運用這種涵道機翼系統(tǒng)的飛行器實現(xiàn)垂直起降以及高速飛行,但這種涵道機翼系統(tǒng)的風扇一部分在涵道翼內(nèi),一部分在涵道翼外,工作時會有周期性的振動,容易使結構疲勞;中國發(fā)明專利2014101730228公開了一種涵道機翼系統(tǒng)以及運用該系統(tǒng)的飛行器,對上述專利作了更進一步的改進,使得這種涵道機翼系統(tǒng)以及運用這種系統(tǒng)的飛行器更加完善,但這種涵道機翼系統(tǒng)尚未運用于飛行汽車領域。
已有的涵道風扇系統(tǒng)也是推進氣動一體化的系統(tǒng),涵道風扇系統(tǒng)通過合適的設置,能夠使相應的飛行器垂直起降,向前傾轉后,風扇能推動飛行器前進,涵道能產(chǎn)生升力,但涵道風扇系統(tǒng)尚未這樣運用于飛行汽車。
技術實現(xiàn)要素:
本發(fā)明的目的就是提供一種飛行汽車,這種飛行汽車運用推進氣動一體化系統(tǒng),能同時產(chǎn)生升力和推力,使飛行汽車能夠高速遠航程飛行,耗能也少。
本發(fā)明飛行汽車,包括升力體外形的車身,位于車身中部的水滴形的駕駛艙,車身前部設置有升力風扇,升力風扇進氣口設置有豎向排列的百葉窗,排氣口設置有橫向排列的百葉窗,車身頭部兩側設置有鼓起的車燈,車燈后部自然延伸設置有鴨翼轉軸由鴨翼安定面和鴨翼舵面組成的鴨翼的翼根連接在鴨翼轉軸上,鴨翼翼展約等于車身寬度的一半,鴨翼能通過翼根的鴨翼轉軸的轉動向上向外打開或向上向內(nèi)折疊,折疊后的鴨翼兩翼尖相連,并水平放置于車頭上方,車身尖銳的車身后緣通過鉸鏈與車身相連,車身后緣能夠通過鉸鏈向上折疊,車身底部兩側,從車頭至前輪前面,設置有下端板前部,從前輪后面至后輪前面,設置有下端板中部,從后輪后面至車身尾部,設置有下端板后部,車身后部兩側對稱地各設置有一個推進氣動一體化系統(tǒng),在車身后部上部兩側的邊緣,與推進氣動一體化系統(tǒng)相對應的位置,設置有轉軸,推進氣動一體化系統(tǒng)通過傾轉翼段和折疊翼段與轉軸相連,折疊翼段的翼根與轉軸相連,傾轉翼段的翼梢與推進氣動一體化系統(tǒng)相連,傾轉翼段的翼根通過一根展向的轉軸與折疊翼段的翼梢相連。
本發(fā)明中,在車身后部兩側分別采用了一個推進氣動一體化系統(tǒng),由于推進氣動一體化系統(tǒng)通過折疊翼段和傾轉翼段與車身后部的轉軸相連,這樣通過轉軸的向內(nèi)轉動,折疊翼段的向內(nèi)折疊,車身兩側的推進氣動一體化系統(tǒng)相應向內(nèi)折疊起來,使飛行汽車在汽車狀態(tài)寬度較小,能夠在道路上行駛;通過轉軸的向外轉動,折疊翼段的向外打開,車身兩側的推進氣動一體化系統(tǒng)相應向外打開,再配合車身頭部的升力風扇,使飛行汽車在飛行器狀態(tài)能夠垂直起降,再通過傾轉翼段的傾轉,推進氣動一體化系統(tǒng)相應向前傾轉,使推進氣動一體化系統(tǒng)能夠同時產(chǎn)生升力和推力,同時配合車身頭部兩側打開的鴨翼和升力體外形的車身,使飛行汽車能夠高速遠航程飛行,同時耗能較少。
本發(fā)明的有益效果:本發(fā)明飛行汽車在車身后部兩側分別設置一個推進氣動一體化系統(tǒng),通過推進氣動一體化系統(tǒng)的前后傾轉,再配合升力風扇以及鴨翼和升力體車身,使飛行汽車能夠垂直起降,高速飛行,并且航程遠,耗能少。
附圖說明
圖1為本發(fā)明第一種飛行汽車在汽車狀態(tài)的前視立體圖;
圖2為本發(fā)明第一種飛行汽車在直升機狀態(tài)的前視立體圖;
圖3為本發(fā)明第一種飛行汽車在固定翼飛機狀態(tài)的前視立體圖;
圖4為本發(fā)明第一種飛行汽車在固定翼飛機狀態(tài)的后視視立體圖;
圖5為本發(fā)明第二種飛行汽車在汽車狀態(tài)的前視立體圖;
圖6為本發(fā)明第二種飛行汽車在直升機狀態(tài)的前視立體圖;
圖7為本發(fā)明第二種飛行汽車在固定翼飛機狀態(tài)的前視立體圖;
圖8為本發(fā)明第二種飛行汽車在固定翼飛機狀態(tài)的后視立體圖。
圖中:1.車身;2.駕駛艙;3.百葉窗;4.車燈;5.鴨翼轉軸;6.鴨翼安定面;7.鴨翼舵面;8.上端板;9.涵道;10.風扇;11.折疊翼段;12.傾轉翼段;13.水平支撐安定面;14.襟副翼;15.垂直支撐安定面;16.方向舵;17.車身后緣;18.轉軸;19.進氣道;20.下端板前部;21.下端板中部;22.下端板后部;23.涵道翼;24.襟副翼;25.上方向舵;26.下方向舵;27.下襟翼;28中襟翼。
具體實施方式
下面結合附圖和實施例對本發(fā)明作進一步詳細的描述。
如圖1、2、3、4、5、6、7、8所示,本發(fā)明包括升力體外形的車身1,位于車身中部的水滴形的駕駛艙2,車身1前部設置有升力風扇,升力風扇進氣口設置有豎向排列的百葉窗3,排氣口設置有橫向排列的百葉窗,車身1頭部兩側設置有鼓起的車燈4,車燈4后部自然延伸設置有鴨翼轉軸5,由鴨翼安定面6和鴨翼舵面7組成的鴨翼的翼根連接在鴨翼轉軸5上,鴨翼翼展約等于車身寬度的一半,鴨翼能通過翼根的鴨翼轉軸5的轉動向上向外打開或向上向內(nèi)折疊,折疊后的鴨翼兩翼尖相連,并水平放置于車頭上方,車身1尖銳的車身后緣17通過鉸鏈與車身1相連,車身后緣17能夠通過鉸鏈向上折疊,車身1底部兩側,從車頭至前輪前面,設置有下端板前部20,從前輪后面至后輪前面,設置有下端板中部21,從后輪后面至車身尾部,設置有下端板后部22,車身1后部兩側對稱地各設置有一個推進氣動一體化系統(tǒng),在車身1后部上部兩側的邊緣,與推進氣動一體化系統(tǒng)相對應的位置,設置有轉軸18,推進氣動一體化系統(tǒng)通過傾轉翼段12和折疊翼段11與轉軸18相連,折疊翼段11的翼根與轉軸18相連,傾轉翼段12的翼梢與推進氣動一體化系統(tǒng)相連,傾轉翼段12的翼根通過一根展向的轉軸與折疊翼段11的翼梢相連。
本發(fā)明中,在車身1后部兩側分別采用了一個推進氣動一體化系統(tǒng),由于推進氣動一體化系統(tǒng)通過折疊翼段11和傾轉翼段12與車身1后部的轉軸18相連,這樣通過轉軸18的向內(nèi)轉動,折疊翼段11的向內(nèi)折疊,車身1兩側的推進氣動一體化系統(tǒng)相應向內(nèi)折疊起來,使飛行汽車在汽車狀態(tài)寬度較小,能夠在道路上行駛;通過轉軸18的向外轉動,折疊翼段11的向外打開,車身1兩側的推進氣動一體化系統(tǒng)相應向外打開,再配合車身1頭部的升力風扇,使飛行汽車在飛行器狀態(tài)能夠垂直起降,再通過傾轉翼段12的傾轉,推進氣動一體化系相應向前傾轉,使推進氣動一體化系統(tǒng)能夠同時產(chǎn)生升力和推力,同時配合車身1頭部兩側打開的鴨翼和升力體外形的車身1,使飛行汽車能夠高速遠航程飛行,同時耗能較少。
下面列舉兩種推進氣動一體化系統(tǒng)加以說明:
實施例一:如圖1、2、3、4所示,推進氣動一體化系統(tǒng)為涵道風扇系統(tǒng),涵道風扇系統(tǒng)包括涵道9,風扇10,水平支撐安定面13,水平支撐安定面13后緣的襟副翼14,垂直支撐安定面15,垂直支撐安定面15后緣的方向舵16。
該實施例為常規(guī)涵道風扇系統(tǒng),涵道9剖面為對稱翼型,風扇10為共軸風扇,水平支撐安定面13和垂直支撐安定面15十字交叉,以支撐驅動風扇10的電動機,當涵道風扇處于水平姿態(tài),可以產(chǎn)生直接升力,使飛行汽車垂直起飛,當涵道風扇系統(tǒng)處于有小迎角的垂直姿態(tài),水平支撐安定面13和襟副翼14組成的翼面以及涵道9能夠產(chǎn)生升力,同時風扇10能夠產(chǎn)生推力,以推動飛行汽車前飛。
它是這樣工作的: 當運用涵道風扇系統(tǒng)的飛行汽車在汽車狀態(tài)時,由于轉軸18向內(nèi)轉動,折疊翼段11向內(nèi)折疊,涵道風扇系統(tǒng)也相應折疊起來,傾轉翼段12與折疊翼段11相垂直,使兩個涵道風扇系統(tǒng)的涵道9進氣口的上部相接觸,使兩個涵道風扇系統(tǒng)形成三角結構,同時使得飛行汽車在汽車狀態(tài)不太寬,能夠方便地在道路行駛;當運用涵道風扇系統(tǒng)的飛行汽車要垂直起飛時,通過轉軸18的向外轉動,折疊翼段11向外打開,使涵道風扇系統(tǒng)也相應向外打開,保持傾轉翼段12和折疊翼段11的相對垂直姿態(tài),使涵道風扇系統(tǒng)呈水平姿態(tài),同時向外轉動鴨翼轉軸5,打開車身1頭部的鴨翼,下偏鴨翼安定面6后緣的鴨翼舵面7,開啟車身1頭部升力風扇進氣口的百葉窗3和排氣口的百葉窗,放下車身尾部的車身后緣17,轉動驅動升力風扇的電動機,使升力風扇開始工作,轉動驅動風扇10的電動機,使風扇10開始工作,升力風扇和涵道風扇系統(tǒng)將產(chǎn)生直接升力,直接升力超過飛行汽車所受的重力,并且保持縱向和橫向平衡,使飛行汽車垂直起飛,當飛行汽車垂直起飛超過一定高度后,適當減小升力風扇和風扇10轉速以適當減小升力,飛行汽車進入懸停狀態(tài);當飛行汽車要從懸停狀態(tài)轉為水平巡航飛行狀態(tài)時,逐漸向前傾轉涵道風扇系統(tǒng),同時逐漸向后偏轉升力風扇排氣口橫向排列的百葉窗,使飛行汽車向前飛行,同時,鴨翼安定面6和鴨翼舵面7組成的鴨翼,涵道9,水平支撐安定面13和襟副翼14形成的翼面,以及升力體外形的車身1將產(chǎn)生升力,繼續(xù)加強這種趨勢,涵道風扇系統(tǒng)將前傾到小的迎角角度,鴨翼安定面6和鴨翼舵面7組成的鴨翼,涵道9,水平支撐安定面13和襟副翼14形成的翼面,以及升力體外形的車身1將產(chǎn)生足夠維持飛行汽車水平飛行的升力,風扇10推動飛行汽車達到水平巡航速度,此時,停止升力風扇工作,關閉升力風扇進氣口百葉窗3和排氣口百葉窗,收起鴨翼安定面6后緣的鴨翼舵面7,飛行汽車進入水平巡航飛行狀態(tài),飛行汽車進入水平巡航狀態(tài)后,用鴨翼舵面7進行縱向操縱,用襟副翼14進行橫向操縱,綜合運用鴨翼舵面7,襟副翼14和方向舵16進行航向操縱;當飛行汽車要從水平巡航飛行狀態(tài)轉為懸停狀態(tài)時,適當減小風扇10轉速以減小推力,同時放下鴨翼舵面7和襟副翼14,飛行汽車逐漸減小前飛速度,當飛行汽車前飛速度減小到不能維持水平飛行,開啟升力風扇進氣口百葉窗3和排氣口百葉窗,使升力風扇開始工作產(chǎn)生直接升力,同時逐漸向后傾轉涵道風扇系統(tǒng),使風扇10產(chǎn)生直接升力,當飛行汽車繼續(xù)減速,涵道風扇系統(tǒng)逐漸傾轉為水平姿態(tài),飛行汽車失去前飛速度,升力風扇和風扇10產(chǎn)生直接升力使飛行汽車進入懸停狀態(tài);當飛行汽車要在懸停狀態(tài)垂直降落時,適當減小升力風扇和風扇10轉速,使飛行汽車產(chǎn)生的直接升力略小于所受的重力,飛行汽車慢慢下降,當前輪和后輪接觸地面,飛行汽車垂直降落過程結束;當飛行汽車需要從直升機狀態(tài)轉為汽車狀態(tài)時,轉軸18向內(nèi)轉動,折疊翼段11向內(nèi)折疊,同時通過傾轉翼段12使涵道風扇系統(tǒng)向內(nèi)折疊,關閉升力風扇進氣口的百葉窗3和排氣口的百葉窗,收起鴨翼舵面7,鴨翼轉軸5向內(nèi)轉動,使鴨翼向上向內(nèi)折疊,并水平放置于車身1頭部上表面,收起車身1尾部的車身1后緣17,使車身1減小長度,并且增加車身1尾部強度,飛行汽車轉變?yōu)槠嚑顟B(tài)。
實施例二:如圖5、6、7、8所示,推進氣動一體化系統(tǒng)為涵道機翼系統(tǒng),涵道機翼系統(tǒng)包括涵道翼23,風扇10,涵道翼上部后緣的襟副翼24,支撐翼,支撐翼后緣的中襟翼28,涵道翼下部后緣的下襟翼27,涵道翼23立面后緣上部的上方向舵25,涵道翼23立面后緣下部的下方向舵26,在風扇10后方,涵道翼23上部,有一條貫穿涵道翼23的縫道。
該實施例的涵道翼23上部,下部,以及支撐翼都為不對稱翼型,風扇10為共軸風扇,產(chǎn)生的滑流沒有滑流扭轉,能夠很好的給支撐翼,以及涵道翼23上部和下部進行動力增升,并且風扇10滑流還能穿過涵道翼23上部的縫道,對涵道翼23上部進行動力增升,當涵道機翼系統(tǒng)處于大的迎角姿態(tài)時,放下襟副翼24,中襟翼28和下襟翼27,風扇滑流能夠對涵道翼23和支撐翼進行動力增升,并產(chǎn)生向上的升力合力,當涵道機翼系統(tǒng)處于小的迎角角度,收起襟副翼24,中襟翼28和下襟翼27,風扇10滑流也能給涵道翼23和支撐翼進行動力增升,并且風扇10滑流在流過涵道機翼系統(tǒng)后,還能產(chǎn)生向前的推力,推動飛行汽車前飛。
它是這樣工作的: 當運用涵道機翼系統(tǒng)的飛行汽車在汽車狀態(tài)時,由于轉軸18向內(nèi)轉動,折疊翼段11向內(nèi)折疊,傾轉翼段12與折疊翼段11展向對齊,涵道機翼系統(tǒng)也相應折疊起來,使兩個涵道機翼系統(tǒng)相接觸并形成三角結構,這使得飛行汽車在汽車狀態(tài)不太寬,能夠方便地在道路行駛;當運用涵道機翼系統(tǒng)的飛行汽車需要從汽車狀態(tài)轉變?yōu)橹鄙龣C狀態(tài)時,通過轉軸18的向外轉動,折疊翼段11向外打開,使涵道機翼系統(tǒng)也相應向外打開,然后傾轉翼段12向后大角度傾轉,使涵道機翼系統(tǒng)處于大的迎角角度,放下涵道機翼系統(tǒng)后緣的襟副翼24,中襟翼28,下襟翼27,同時向外轉動鴨翼轉軸5,打開車身頭部的鴨翼,下偏鴨翼安定面6后緣的鴨翼舵面7,開啟車身1頭部升力風扇進氣口的百葉窗3和排氣口的百葉窗,放下車身1尾部的車身后緣17,運用涵道機翼系統(tǒng)的飛行汽車從汽車狀態(tài)轉變?yōu)橹鄙龣C狀態(tài);當運用涵道機翼系統(tǒng)的飛行汽車在直升機狀態(tài)需要垂直起飛時,轉動驅動升力風扇的電動機,使升力風扇開始工作,轉動驅動風扇的電動機,使風扇10開始工作,升力風扇將產(chǎn)生直接升力,涵道機翼系統(tǒng)將產(chǎn)生升力合力,直接升力和升力合力相加將超過飛行汽車所受的重力,并且保持縱向和橫向平衡,使飛行汽車垂直起飛,當飛行汽車垂直起飛超過一定高度后,適當減小升力風扇和風扇10轉速以減小升力,飛行汽車進入懸停狀態(tài);當飛行汽車需要從懸停狀態(tài)轉為水平巡航飛行狀態(tài)時,逐漸向前傾轉涵道機翼系統(tǒng),逐漸收起襟副翼24,中襟翼28,下襟翼27,同時逐漸向后偏轉升力風扇排氣口橫向排列的百葉窗,使飛行汽車向前飛行,同時,鴨翼安定面6和鴨翼舵面7組成的鴨翼,以及升力體外形的車身1將產(chǎn)生升力,涵道機翼系統(tǒng)的升力合力逐漸轉向前方,繼續(xù)加強這種趨勢,涵道機翼系統(tǒng)將前傾到小的迎角角度,襟副翼24,中襟翼28,下襟翼27將完全收起,鴨翼安定面6和鴨翼舵面7組成的鴨翼,涵道翼23,支撐翼和中襟翼28形成的翼面,以及升力體外形的車身1將產(chǎn)生足夠維持飛行汽車水平飛行的升力,風扇10推動飛行汽車達到水平巡航速度,此時,停止升力風扇工作,關閉升力風扇進氣口百葉窗3和排氣口百葉窗,收起鴨翼安定面6后緣的鴨翼舵面7,飛行汽車進入水平巡航飛行狀態(tài),飛行汽車進入水平巡航狀態(tài)后,用鴨翼舵面7進行縱向操縱,用襟副翼24進行橫向操縱,綜合運用鴨翼舵面7,襟副翼24,以及上方向舵25和下方向舵26進行航向操縱;當飛行汽車要從水平巡航飛行狀態(tài)轉為懸停狀態(tài)時,適當減小風扇10轉速以減小推力,同時放下鴨翼舵面7和襟副翼24,中襟翼28,下襟翼27,飛行汽車逐漸減小前飛速度,當飛行汽車前飛速度減小到不能維持水平飛行,開啟升力風扇進氣口百葉窗3和排氣口百葉窗,使升力風扇開始工作產(chǎn)生直接升力,同時逐漸向后傾轉涵道機翼系統(tǒng),使涵道機翼系統(tǒng)產(chǎn)生的升力合力逐漸轉向后方,減小了向前的推進,當飛行汽車繼續(xù)減速,涵道機翼系統(tǒng)逐漸傾轉為大的迎角姿態(tài),飛行汽車失去前飛速度,升力風扇產(chǎn)生直接升力,涵道機翼系統(tǒng)產(chǎn)生升力合力,直接升力和升力合力使飛行汽車進入懸停狀態(tài);當飛行汽車要在懸停狀態(tài)垂直降落時,適當減小升力風扇和風扇10轉速,飛行汽車產(chǎn)生的直接升力和升力合力略小于所受的重力,使飛行汽車慢慢下降,當前輪和后輪接觸地面,飛行汽車垂直降落過程結束;當飛行汽車需要從直升機狀態(tài)轉為汽車狀態(tài)時,傾轉翼段12向前傾轉,使涵道機翼系統(tǒng)處于小的迎角角度,轉軸18向內(nèi)轉動,折疊翼段11向內(nèi)折疊,同時通過傾轉翼段12使涵道機翼系統(tǒng)向內(nèi)折疊,關閉升力風扇進氣口的百葉窗3和排氣口的百葉窗,收起鴨翼舵面7,鴨翼轉軸5向內(nèi)轉動,使鴨翼向內(nèi)折疊,并水平放置于車身1頭部上表面,收起車身1尾部的車身后緣17,使車身1減小長度,并且增加車身1尾部強度,飛行汽車轉變?yōu)槠嚑顟B(tài)。
如圖1、2、3、4、5、6、7,8所示,座艙2寬度小于車身1寬度,在車身1上部兩側邊緣,鴨翼轉軸5和轉軸18之間,設置有上端板8。
由于升力體外形的車身展弦比太小,有強烈的翼梢渦流,上端板可以減小翼梢渦流,增大車身1升力體的升力系數(shù)。
如圖1、2、3,4所示,傾轉翼段12前緣不超出涵道9進氣口,后緣與升降舵14后緣對齊。
傾轉翼段12前緣不超出涵道9進氣口,使涵道進氣流暢;后緣與升降舵14后緣對齊,使相應的阻力較小,外形簡潔。
如圖5、6、7,8所示,傾轉翼段12前緣不超出涵道翼23進氣口,后緣與中襟翼28后緣對齊。
傾轉翼段12前緣不超出涵道翼23進氣口,使涵道翼進氣流暢;后緣與中襟翼28后緣對齊,使相應的阻力較小,外形簡潔。
車身1底部兩側的下端板前部20,下端板中部21和下端板后部22,能夠進一步減小車身升力體的翼梢渦流,減小前輪和后輪的氣動阻力,增強飛行汽車垂直起降時的噴泉效應;駕駛艙2呈水滴形,以減小氣動阻力,并使外觀更美,駕駛艙2內(nèi)可以乘坐2人;動力系統(tǒng)的進氣道19設置在駕駛艙2頂部,能夠減小可能受到的干擾,動力系統(tǒng)可以是純電動系統(tǒng),現(xiàn)階段合適的動力系統(tǒng)是油電混合動力系統(tǒng);車燈4和鴨翼轉軸5之間自然連接,以減小阻力;實施例一的升力風扇和涵道風扇系統(tǒng)的風扇10的直徑相同,實施例二的升力風扇和涵道機翼系統(tǒng)的風扇10的直徑相同,這樣可以減小成本,以及簡潔美觀;除了上述的兩種推進氣動一體化系統(tǒng),飛行汽車也可以采用其他的推進氣動一體化系統(tǒng),也能達到相應的功能。
最后說明的是,以上實施例僅用以說明本發(fā)明的技術方案而非限制,盡管參照較佳實施例對發(fā)明進行了詳細說明,本領域的普通技術人員應當理解,可以對本發(fā)明的技術方案進行修改或者等同替換,而不脫離本發(fā)明技術方案的宗旨和范圍,其均應涵蓋在本發(fā)明的權利要求范圍當中。