CN103395491A - 可开缝涵道螺旋桨系统以及运用该系统的飞行汽车 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种可开缝涵道螺旋桨系统，本可开缝涵道螺旋桨系统在涵道的上部，有连通涵道内壁表面和外壁表面的缝道，在涵道内壁有可控机构控制缝道的关闭和打开，使其在涵道处于近似水平姿态进行垂直起落时关闭缝道，以减小螺旋桨滑流在内壁的摩擦阻力，减小直接升力的损耗；在涵道倾转为近似于垂直的有利迎角姿态进行水平飞行时打开缝道，进行动力增升，以增大涵道升力；本发明公开的运用可开缝涵道螺旋桨系统的飞行汽车设置有折叠机构、锁止机构和倾转机构，使飞行汽车能够在汽车状态和飞行器状态之间变化，并且使飞行汽车在飞行器状态能够垂直起落，高速飞行。

Description

可开缝涵道螺旋桨系统以及运用该系统的飞行汽车

技术领域

本发明涉及一种涵道，特别涉及一种可开缝涵道螺旋桨系统以及运用这种可开缝涵道螺旋桨系统的飞行汽车。

背景技术

目前已知的涵道螺旋桨和涵道风扇，都采用扁平的普通的圆筒形涵道，由于弦长较小，而且前缘、后缘都为圆形，不方便设置增升装置，只能以水平姿态产生直接升力进行垂直起落，需要水平飞行时用小迎角产生升力，由于涵道基本都用对称翼型，水平飞行时升力有限；而且在设置于飞行汽车的情况下，对涵道的大小即涵道的直径和高度限制较严，所以只能用不太大的涵道，因而使得涵道在水平飞行时升力较小。

2012年，美国特拉富贾公司推出由美国人迪特里希发明的一款叫“飞跃”的飞行汽车，这款飞行汽车的机翼能够折叠和打开，当机翼折叠时，“飞跃”就成为一辆汽车，当机翼打开，“飞跃”就成为一架常规布局飞机，这辆飞行汽车设计很巧妙，但它起飞降落需要几百米长的跑道，至少需要小型机场才能满足其起降需求。

美国于二十世纪六十年代研制了E-2“鹰眼”预警机，该预警机为在航空母舰上采用的机型，为了节约停放空间，所以机翼可以折叠，具体折叠方式是：外翼段用装在后梁上的斜轴接头铰接，翼内的双向作动筒可将机翼折叠到机身侧面平行的位置，折叠后机翼的前缘朝下。这种折叠动作很巧妙，但是一直没有运用于飞行汽车。

因此需要对现有技术的涵道进行改进，使其能够在体积不太大的情况下，在垂直起落以及水平飞行时都能够产生很大升力，并且能够很好的折叠，以运用于飞行汽车，使飞行汽车能够垂直起落，高速飞行。

发明内容

本发明的目的就是提供一种可开缝涵道螺旋桨系统，本可开缝涵道螺旋桨系统设置有增升装置，在处于近似水平姿态的情况下，关闭增升装置，可开缝涵道螺旋桨系统可产生直接升力，以实现飞行器的垂直起落；在可开缝涵道螺旋桨系统倾转为近似于垂直的有利迎角姿态后，打开增升装置，进行动力增升，以产生足够升力维持飞行器水平飞行，同时本发明还公布了一种运用此可开缝涵道螺旋桨系统的飞行汽车。

本发明可开缝涵道螺旋桨系统，包括涵道和设置在涵道内的螺旋桨，当涵道和螺旋桨处于水平推进姿态时，在涵道的上部，有连通涵道内壁表面和外壁表面的缝道，缝道在内壁的开口位于螺旋桨旋转平面之后，缝道从内壁到外壁向后缘倾斜延伸，以减小螺旋桨滑流通过缝道从涵道内壁流到外壁的摩擦损耗；在涵道内壁有可控机构控制缝道的关闭和打开，使其在涵道处于近似水平姿态进行垂直起落时关闭缝道，以减小螺旋桨滑流在内壁的摩擦阻力，减小直接升力的损耗；在涵道倾转为近似于垂直的有利迎角姿态进行水平飞行时打开缝道，进行动力增升，以增大涵道升力。

运用所述可开缝涵道螺旋桨系统的飞行汽车，所述可开缝涵道螺旋桨系统为2个并对称地设置于飞行汽车两侧，并通过折叠机构、倾转机构和锁止机构与飞行汽车车身中部相连接；锁止机构与折叠机构并列设置；倾转机构位于折叠机构和锁止机构二者与可开缝涵道螺旋桨系统之间；当飞行汽车要从飞行器状态变成汽车状态时，锁止机构开锁，倾转机构和可开缝涵道螺旋桨系统通过折叠机构向车身后部折叠转动，此时，可开缝涵道螺旋桨系统以近似垂直姿态依附于车身后部两侧，并且涵道前缘相对于车身向外，涵道后缘、支撑翼和襟副翼相对于车身向内，使飞行汽车在变成汽车后两侧宽度较窄，可以合法方便地在道路上行驶；当飞行汽车要从汽车状态变为飞行器状态时，倾转机构和可开缝涵道螺旋桨系统通过折叠机构向车身两侧打开，打开后的倾转机构和可开缝涵道螺旋桨系统位于车身中部两侧，与车身呈现“十”字形态，此时锁止机构锁止，使车身和倾转机构之间通过折叠机构和锁止机构达到刚性连接，以便在变成飞行器后在空中飞行时能承受飞行汽车的重量负荷；折叠机构和锁止机构二者与可开缝涵道螺旋桨系统之间通过倾转机构以转轴方式相连接；当飞行汽车初步变成飞行器状态后，通过倾转机构的倾转，可使可开缝涵道螺旋桨系统呈现近似水平姿态，以产生直接升力进行垂直起落；以及呈现近似于垂直的有利迎角姿态，以产生气动升力和动力增升，进行水平飞行，以及在垂直起落和水平飞行之间进行平缓过渡；飞行汽车的车尾设置有尾翼；飞行汽车车头部位设置有前轮，飞行汽车中后部设置有后轮。

本发明的有益效果：本发明可开缝涵道螺旋桨系统，涵道内具有缝道、滑片等增升装置，当可开缝涵道螺旋桨系统处于近似水平姿态，用滑片关闭缝道，使涵道螺旋桨产生直接升力；当可开缝涵道螺旋桨系统处于近似于垂直的有利迎角姿态，滑动滑片以打开缝道，用螺旋桨滑流对涵道进行动力增升，以增大涵道升力；采用了本可开缝涵道螺旋桨系统的飞行汽车还在车身和可开缝涵道螺旋桨系统之间设置折叠机构、锁止机构和倾转机构等可动机构，使飞行汽车能够在汽车状态和飞行器状态之间进行变换；采用本涵道机翼系统的飞行汽车能够实现垂直起落、水平飞行，以及垂直起落和水平飞行状态之间的平稳转换。

附图说明

图1为本发明可开缝涵道螺旋桨系统采用前向滑片结构的立体图；

图2为本发明可开缝涵道螺旋桨系统采用前向滑片结构的正视图；

图3为图2所示可开缝涵道螺旋桨系统处于垂直起落状态沿A-A线的剖视图；

图4为图2所示可开缝涵道螺旋桨系统处于水平飞行状态沿A-A线的剖视图；

图5为本发明可开缝涵道螺旋桨系统采用后向滑片结构的立体图；

图6为本发明可开缝涵道螺旋桨系统采用后向滑片结构的正视图；

图7为图6所示可开缝涵道螺旋桨系统处于垂直起落状态沿A-A线的剖视图；

图8为图6所示可开缝涵道螺旋桨系统处于水平飞行状态沿A-A线的剖视图；

图9为本发明飞行汽车在汽车状态的立体图；

图10为图9所示飞行汽车的机翼部分的放大剖视图；

图11为本发明飞行汽车在直升机状态的立体图；

图12为本发明飞行汽车在固定翼飞机状态的立体图；

图13为图12所示飞行汽车的机翼部分的放大剖视图；

图14为本发明飞行汽车在直升机状态沿对称平面的全剖视图。

图中：1.涵道；2.螺旋桨；3A.前向滑片；3B.后向滑片；4A.平面子翼；4B.无平面子翼；5A.无平面涵道前缘部位；5B.平面涵道前缘部位；6.支撑翼；7.襟副翼；8.车身；9.车身翼段；10.中间翼段；11.涵道翼段；12.上百叶窗；13.水平安定面；14.升降舵；15.垂直安定面；16.方向舵；17.附加翼；18.后视镜；19.双摇臂式悬挂系统；20.拖拽臂式悬挂系统；21.车轮整流罩；22.进气道；23.电动推杆；24.万向节；25.螺杆；26.滑动螺母；27.滑槽；28.锁止机构电动机；29.行星齿轮减速器；30.平键；31.固定螺母；32.倾转机构电动机；33.蜗杆；34.蜗轮；35.主动圆锥齿轮；36.被动圆锥齿轮；37.转轴；38.下百叶窗；39.内埋式涵道风扇；40.油箱；41.行李舱；42.发动机。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步详细的描述。

如图1、2、3、4、5、6、7和8所示，本实施例可开缝涵道螺旋桨系统包括涵道1和设置在涵道内的螺旋桨2，涵道1和螺旋桨2处于水平推进姿态时，在涵道1的上部，有连通涵道1内壁表面和外壁表面的缝道，缝道在内壁的开口位于螺旋桨2旋转平面之后，缝道从内壁到外壁向后缘倾斜延伸，以减小螺旋桨2滑流通过缝道从涵道1内壁流到外壁的摩擦损耗；在涵道1内壁有可控机构控制缝道的关闭和打开，使其在涵道1处于近似水平姿态进行垂直起落时关闭缝道，以减小螺旋桨滑流在内壁的摩擦阻力，减小直接升力的损耗；在涵道1倾转为近似于垂直的有利迎角姿态进行水平飞行时打开缝道，进行动力增升，以增大涵道升力。

如图1、3、4、5、7和8所示：所述缝道为一条，从整体看与涵道1前缘及后缘平行，长度为涵道1的四分之一圆周长度；缝道内壁开口截面积大于外壁开口截面积，并从内壁开口到外壁开口逐渐收敛，外壁开口为一细长缝隙；涵道前缘部位靠近缝道的一面，从内壁开口到外壁开口呈“S”形，光滑流畅。

可控机构的第一种实施例：如图1、2、3和4所示，所述可控机构具体为前向滑片3A，前向滑片3A外形为四分之一圆周长度的弧形的片状物，横截面大致为水平倒置的较薄的平凸翼型；缝道后方具有平面子翼4A，平面子翼4A外形为四分之一圆周长度的弧形的翼状物，平面子翼4A前缘的下部为平面，前向滑片3A可以紧贴此平面前后滑动；前向滑片3A向涵道1前缘方向滑动到位后可遮蔽缝道，并且使相关内壁表面较为光滑，转折不至于剧烈，此时前向滑片3A前缘紧贴无平面涵道前缘部分5A靠近缝道内壁开口的一面，前向滑片3A的后缘紧贴在平面子翼4A前缘下部的平面上；前向滑片3A向涵道后缘方向滑动到位后可使缝道打开，打开后的缝道光滑流畅，可使螺旋桨2滑流顺畅地从涵道1内壁表面流到外壁表面，并向后缘流动，进行动力增升，此时前向滑片3A前缘和后缘与平面子翼4A前缘下部平面的前沿和后沿对齐重合，使前向滑片和平面子翼形成的整体呈现为完整的翼型，具体为不对称双凸翼型或平凸翼型；前向滑片3A的驱动机构为电动推杆或双作用液压缸，电动推杆或双作用液压缸设置在平面子翼4A内，并与前向滑片3A相连接。，

可控机构的第二种实施例：如图5、6、7和8所示，所述可控机构具体为后向滑片3B，后向滑片3B外形为四分之一圆周长度的弧形的片状物，横截面大致为上平下凸的较薄的尖头尖尾翼型；缝道前方的平面涵道前缘部位5B的下部为平面，后向滑片3B可以紧贴此平面前后滑动，缝道后方具有无平面子翼4B，无平面子翼4B外形为四分之一圆周长度的弧形的翼状物，具体为不对称双凸翼型或平凸翼型；后向滑片3B向涵道1后缘方向滑动到位后可遮蔽缝道，并且使相关内壁表面较为光滑，转折不至于剧烈，此时后向滑片3B的后缘紧贴无平面子翼4B前缘部位的下部，后向滑片3B的前缘紧贴在平面涵道前缘部位5B下部的平面上；后向滑片3B向涵道1前缘方向滑动到位后可使缝道打开，打开后的缝道光滑流畅，可使螺旋桨2滑流顺畅地从涵道1内壁表面流到外壁表面，并向后缘流动，进行动力增升，此时后向滑片3B前缘和后缘与平面涵道前缘部位5B下部平面的前沿和后沿对齐重合，使缝道前方的涵道前缘部位下表面光滑流畅；后向滑片3B的驱动机构为电动推杆或双作用液压缸，电动推杆或双作用液压缸设置在平面涵道前缘部位5B内，并与后向滑片3B相连接。，

如图1、2、3、4、5、6、7和8所示，所述涵道1内安装有支撑翼6，支撑翼6水平设置并通过涵道1圆心，螺旋桨2及动力装置安装于支撑翼6中部，支撑翼6后缘设置有襟副翼7。

可控机构的第一种实施例中涵道1可以为以下结构：如图1、2、3和4所示，所述涵道1的上四分之一圆周长度，由前向滑片3A、平面子翼4A和无平面涵道前缘部位5A形成的整体的剖面为不对称双凸翼型；在涵道1下四分之一圆周长度，其剖面为对称双凸翼型；涵道1上四分之一圆周长度的两端和下四分之一圆周长度的两端之间光滑连接。

可控机构的第二种实施例中涵道1可以为以下结构：如图5、6、7和8所示，所述涵道1的上四分之一圆周长度，由后向滑片3B、无平面子翼4B和平面涵道前缘部位5B形成的整体的剖面为不对称双凸翼型；在涵道1下四分之一圆周长度，其剖面为对称双凸翼型；涵道1上四分之一圆周长度的两端和下四分之一圆周长度的两端之间光滑连接。

本发明还公开了一种运用可开缝涵道螺旋桨系统的飞行汽车。运用第一种实施例所述的可控机构的可开缝涵道螺旋桨系统和运用第二种实施例所述的可控机构的可开缝涵道螺旋桨系统都能运用于此种飞行汽车，本实施例飞行汽车选用运用第一种实施例所述的可控机构的可开缝涵道螺旋桨系统进行说明。

运用所述可开缝涵道螺旋桨系统的飞行汽车，如图9、10、11、12、13和14所示，所述可开缝涵道螺旋桨系统为2个并对称地设置于飞行汽车两侧，并通过折叠机构、倾转机构和锁止机构与飞行汽车车身8中部相连接；锁止机构与折叠机构并列设置；倾转机构位于折叠机构和锁止机构二者与可开缝涵道螺旋桨系统之间；当飞行汽车要从飞行器状态变成汽车状态时，锁止机构开锁，倾转机构和可开缝涵道螺旋桨系统通过折叠机构向车身8后部折叠转动，此时，可开缝涵道螺旋桨系统以垂直姿态依附于车身8后部两侧，并且涵道1前缘相对于车身8向外，涵道1后缘、支撑翼6和襟副翼7相对于车身8向内，使飞行汽车在变成汽车后两侧宽度较窄，可以合法方便地在道路上行驶；当飞行汽车要从汽车状态变成飞行器状态时，倾转机构和可开缝涵道螺旋桨系统通过折叠机构向车身8两侧打开，打开后的倾转机构和可开缝涵道螺旋桨系统位于车身8中部两侧，与车身呈现“十”字形态，此时锁止机构锁止，使车身和倾转机构之间通过折叠机构和锁止机构达到刚性连接，以便在变成飞行器后在空中飞行时能承受飞行汽车的重量负荷；折叠机构和锁止机构二者与可开缝涵道螺旋桨系统之间通过倾转机构以转轴方式相连接；当飞行汽车初步变成飞行器状态后，通过倾转机构的倾转，可使可开缝涵道螺旋桨系统呈现近似水平姿态，以产生直接升力进行垂直起落；以及呈现近似于垂直的有利迎角姿态，以产生气动升力和动力增升，进行水平飞行，以及在垂直起落和水平飞行之间进行平缓过渡；飞行汽车的车尾设置有尾翼；飞行汽车车头部位设置有前轮，飞行汽车中后部设置有后轮。

如图9、11、12和14所示，所述飞行汽车的车头和车尾各设置有一个内埋式涵道风扇39，所述内埋式涵道风扇39的叶片为两组，并以共轴对转方式设置；内埋式涵道风扇的进气口设置有上百叶窗12，出气口设置有下百叶窗38，上百叶窗12及下百叶窗38整体平面形状均为圆形，其百叶窗叶片相对车身竖向布置，上百叶窗和下百叶窗均能关闭和打开；内埋式涵道风扇39的叶片为两组共轴对转方式，以抵消反扭力。

如图9、10，、11、12和13所示，所述折叠机构为车身翼段9、中间翼段10，以及位于二者之间的折叠动作机构；车身翼段9为以紧固方式设置在飞行汽车车身8中部两侧的上端的一小段机翼，此机翼以小上反角向车身外侧水平伸出，车身翼段9相对于车身8向外一侧的后缘部位倾斜伸出一段转轴，中间翼段10通过相对于车身8向内一侧的后缘部位以转动方式安装在这段转轴上，折叠动作机构设置在中间翼段10内与车身翼段9的外侧之间；当飞行汽车要从飞行器状态变成汽车状态时，锁止机构解锁，折叠动作机构正向运动，中间翼段10会围绕转轴倾斜地向车身8后方转动，以近似垂直姿态依附于车身外侧，同时使倾转机构和可开缝涵道螺旋桨系统向车身后方转动，使得可开缝涵道螺旋桨系统以近似垂直姿态依附于车身后部两侧，并且涵道1前缘相对于车身8向外，涵道1后缘、支撑翼6和襟副翼7相对于车身8向内，此时中间翼段10的前缘朝上，使翼弦与飞行汽车的立轴线近似平行；当飞行汽车要从汽车状态变成飞行器状态时，折叠动作机构逆向动作，中间翼段10会围绕转轴倾斜地向车身外侧转动，与车身翼段9共同形成一段完整光滑的机翼，同时使倾转机构和可开缝涵道螺旋桨系统位于飞行汽车车身两侧，与车身呈现“十”字形态，此时，锁止机构锁止，使车身翼段和中间翼段之间达到刚性连接。

如图9、10、11、12和13所示，所述倾转机构为中间翼段10、涵道翼段11，以及位于二者之间的倾转动作机构；涵道翼段11相对于车身8的外侧面以紧固方式设置在涵道1的中部，中间翼段10与涵道翼段11之间用一段转轴37相连接，涵道翼段11相对于车身8的内侧面与转轴37紧固连接，倾转动作机构位于中间翼段10内，输出轴即是转轴37；在飞行汽车已经初步变成飞行器状态的情况下，要使飞行汽车呈现直升机状态，倾转动作机构驱动转轴37正向转动，涵道翼段11会以转轴37为轴向后倾转，使涵道翼段11相对于车身8的内侧面与中间翼段10相对于车身8的外侧面呈现“十”字形态，同时使可开缝涵道螺旋桨系统呈现近似水平姿态，以进行垂直起落；要使飞行汽车从直升机状态变为固定翼飞机状态，倾转动作机构逆向转动，涵道翼段11会以转轴37为轴向前倾转，使涵道翼段11与中间翼段10共同形成一段完整光滑的机翼，同时使可开缝涵道螺旋桨系统呈现近似于垂直的有利迎角姿态，以进行水平飞行。

如图9、11、12和14所示，所述飞行汽车前轮有两个，位于飞行汽车头部两侧，采用双摇臂式悬挂系统19，前轮可转向；所述飞行汽车后轮有两个，位于飞行汽车车身中后部两侧，采用拖拽臂式悬挂系统20，后轮设置有电动轮毂；前轮和后轮外围均设置有车轮整流罩21，车轮整流罩21外形为流线型，以减小空气阻力。

如图9、11、12和14所示，所述尾翼为“H”形的水平尾翼和垂直尾翼，水平尾翼由水平安定面13和升降舵14构成；垂直尾翼由垂直安定面15和方向舵16构成。

如图9、10和13所示，所述折叠动作机构为电动推杆23和万向节24；电动推杆23的根部安装在中间翼段10内，电动推杆23的端部从中间翼段10相对于车身向内的一侧的通孔中伸出，电动推杆23的端头通过万向节24连接在车身翼段9相对于车身向外一侧的凹坑中。

如图9、10和13所示，所述锁止机构为设置在车身翼段9内的锁止机构电动机28、行星齿轮减速器29、平键30、固定螺母31、螺杆25、和设置在中间翼段10内的滑动螺母26和滑槽27；锁止机构电动机28的输出轴连接行星齿轮减速器29，行星齿轮减速器29的输出轴连接平键30，平键30连接螺杆25，螺杆25的外螺纹能够与固定螺母31的内螺纹相互咬合，螺杆25根部的限位盘与固定螺母31的根部之间设置有压缩弹簧；在滑动螺母26对准螺杆25的情况下，螺杆25能够进入和退出滑动螺母26内的内螺纹，滑动螺母能够在滑槽27内前后滑动，滑动螺母26端部与滑槽27端部的内部之间设置有压缩弹簧。

如图11和13所示，所述倾转动作机构为设置在中间翼段10内的倾转机构电动机32、蜗杆33、蜗轮34、主动圆锥齿轮35、被动圆锥齿轮36和转轴37；倾转机构电动机32的输出轴连接蜗杆33，蜗杆33啮合蜗轮34，蜗轮34的转轴上设置有主动圆锥齿轮35，主动圆锥齿35轮啮合被动圆锥齿轮36，被动圆锥齿轮的转轴37就是倾转结构的倾转轴。

飞行汽车在地面处于飞行器状态时，可开缝涵道螺旋桨系统位于飞行汽车车身8中部两侧，车身翼段9和中间翼段10共同形成一段完整光滑的机翼；此时，车身翼段9内的螺杆25的外螺纹与中间翼段10内的滑动螺母26的内螺纹相互咬合，使螺杆25根部的限位盘与固定螺母31的根部之间的压缩弹簧压紧达到预设值，同时使滑动螺母26端部与滑槽27端部的内部之间的压缩弹簧压紧达到预设值，使得螺杆25、固定螺母31、滑动螺母26和滑槽27共同形成一个刚性连接的整体；由于固定螺母31设置于车身翼段9内，并与车身翼段9紧固连接；同时滑动螺母26设置于滑槽27内，滑槽27设置于中间翼段10内，并且滑槽27与中间翼段10紧固连接，所以车身翼段9与中间翼段10形成了刚性连接的整体，能够承受飞行汽车飞行时的重量负荷。

飞行汽车在地面要从飞行器状态变为汽车状态时，锁止机构电动机28正向转动，带动行星齿轮减速器29工作，行星齿轮减速器29的输出轴带动平键30正向缓慢转动，由于平键30设置在螺杆25内部的滑道内，所以使螺杆25也开始缓慢正向转动；由于滑动螺母26以滑动方式设置在滑槽27内，滑槽27与中间翼段以紧固方式连接，所以螺杆25的外螺纹逐渐退出滑动螺母26的内螺纹，沿平键30慢慢向后运动，并逐渐进入固定螺母内，此时，螺杆25根部的限位盘与固定螺母31的根部之间的压缩弹簧开始慢慢放松，滑动螺母26端部与滑槽27端部的内部之间的压缩弹簧也开始慢慢放松；螺杆25继续向后运动，并完全脱离滑动螺母26，全部进入固定螺母31，锁止机构完成解锁动作；此时，螺杆25根部的限位盘与固定螺母31的根部之间的压缩弹簧达到放松，滑动螺母26端部与滑槽27端部的内部之间的压缩弹簧也达到放松。然后，电动推杆23开始工作，使推杆不断推出，由于电动推杆23的根部设置在中间翼段10内，电动推杆23的端头通过万向节24连接在车身翼段9外侧的凹坑内，而且由于车身翼段9外侧的后缘部位倾斜伸出一段转轴，中间翼段10通过内侧的后缘部位以转动方式安装在这段转轴上，所以中间翼段10会围绕转轴倾斜地向车身8后方转动，以近似垂直姿态依附于车身外侧，同时使倾转翼段11、倾转动作机构和可开缝涵道螺旋桨系统向车身后方转动，使得可开缝涵道螺旋桨系统以近似垂直姿态依附于车身后部两侧，并且涵道1前缘相对车身8向外，涵道1后缘、支撑翼6和襟副翼7相对车身8向内，此时，中间翼段10的前缘朝上，使翼弦与飞行汽车的立轴线近似平行，折叠机构完成折叠动作。此时将后视镜18绕转轴向两侧打开，并使升降舵14偏转向上，同时使得涵道风扇39的上百叶窗12和下百叶窗38处于关闭状态，此时，飞行汽车从飞行器状态变为汽车状态。汽车状态飞行汽车车身宽度较窄，符合道路安全法规规定，而且车鼻较长，能够在可能产生的碰撞中保护乘客。升降舵14偏转向上，能够在飞行汽车在地面行驶时产生气动下压力，使飞行汽车高速行驶时不发飘，使飞行汽车轮胎抓地力更大；飞行汽车在汽车状态采用前轮转向，后轮采用电动轮毂驱动，电动轮毂的电力来自发动机42带动发电机发出的电流，所以飞行汽车在汽车状态属于混合动力汽车。

飞行汽车在地面要从汽车状态变为飞行器状态时，电动推杆23开始工作，使推杆不断缩回，使得中间翼段10围绕车身翼段9的外侧的转轴倾斜地向车身中部转动，与车身翼段9共同形成一段完整光滑的机翼，同时使倾转翼段11、倾转动作机构和可开缝涵道螺旋桨系统位于飞行汽车车身两侧，与车身呈现“十”字形态，折叠机构完成打开动作。然后，锁止机构电动机28逆向转动，带动行星齿轮减速器29工作，行星齿轮减速器29的输出轴带动平键30逆向缓慢转动，使得螺杆25开始在固定螺母31的内螺纹中慢慢逆向转动，由于固定螺母31与车身翼段9紧固连接，所以，螺杆25慢慢从固定固定螺母31中转出，同时由于此时滑动螺母26对准了螺杆25，所以螺杆25慢慢转入滑动螺母26的内螺纹，随着螺杆25的外螺纹全部离开固定螺母31，全部进入滑动螺母26，由于螺杆25根部具有限位盘，同时由于滑动螺母26只能在滑槽27内前后滑动，螺杆25根部的限位盘与固定螺母31的根部之间的压缩弹簧开始慢慢压紧，滑动螺母26端部与滑槽27端部的内部之间的压缩弹簧也开始慢慢压紧；随着螺杆25继续向滑动螺母26内转动，螺杆25根部的限位盘与固定螺母31的根部之间的压缩弹簧继续压紧达到预设值，滑动螺母26端部与滑槽27端部的内部之间的压缩弹簧继续压紧达到预设值，中间翼段10与车身翼段9之间达到刚性连接，锁止动作机构完成锁止动作。此时将后视镜18绕转轴向车身折叠，依附于车身两侧，同时使偏转向上的升降舵16放下持平，此时，飞行汽车从汽车状态变为飞行器状态。飞行器状态后视镜18绕转轴向车身折叠，依附于车身两侧，可减小飞行时的阻力。

飞行汽车在折叠机构打开，初步变为飞行器状态时，可开缝涵道螺旋桨系统的涵道前缘向下，后缘向上，如果螺旋桨开始旋转，将会产生下压力，而不是产生直接升力，所以，飞行汽车需要从初步的飞行器状态具体变为直升机状态。

飞行汽车要从初步的飞行器状态具体变为直升机状态时，倾转机构电动机32开始正向转动，带动蜗杆33开始正向转动，由于蜗轮34啮合在蜗杆33上，所以蜗轮34也开始慢慢正向转动，带动同一根轴上的主动圆锥齿轮35正向转动，主动圆锥齿轮35带动啮合其上的被动圆锥齿轮36正向转动，由于被动圆锥齿轮36的转轴37就是倾转机构的倾转轴，转轴37的一端以轴承方式连接在中间翼段10内，另一端以紧固方式连接在倾转翼段11内，所以转轴37带动倾转翼段11和可开缝涵道螺旋桨系统开始慢慢向后倾转，当倾转翼段11和可开缝涵道螺旋桨系统转动了接近180°，此时，可开缝涵道螺旋桨系统处于近似水平姿态并相对车身8略微朝前，螺旋桨旋转将会产生直接升力，使飞行器垂直起飞；同时，将内埋式涵道风扇39的上百叶窗12和下百叶窗38从关闭状态变为打开状态，使内埋式涵道风扇工作时能向下喷出滑流，飞行汽车从初步的飞行器状态具体变为直升机状态。

飞行汽车在直升机状态需要垂直起飞时，将前向滑片3A沿平面子翼3A前缘下部的平面向前滑动，以关闭缝道，使得前向滑片3A、平面子翼4A和无平面涵道前缘部位5A形成的整体的剖面为不对称双凸翼型；启动发动机42，发动机42带动发电机发出电流，通过导线传动给内埋式涵道风扇39和螺旋桨2的电动机使用，电动机工作带动螺旋桨2旋转，螺旋桨2向下吹出滑流，产生直接升力；由于可开缝涵道螺旋桨系统此时处于近似水平姿态并相对车身8略微朝前，涵道1相对车身向前的四分之一圆周长度，其剖面为对称双凸翼型，在螺旋桨滑流吹过时，产生的相对车身向后的水平拉力大；涵道1相对车身向后的四分之一圆周长度，由前向滑片3A、平面子翼4A和无平面涵道前缘部位5A形成的整体的剖面为不对称双凸翼型，在螺旋桨滑流吹过时，产生的相对车身向前的水平拉力小，二者产生拉力差，此时，由于可开缝涵道螺旋桨系统处于近似水平姿态并相对车身8略微朝前，螺旋桨拉力和滑流推力的向前的水平分力正好可以抵消这个拉力差，使得螺旋桨的拉力和滑流推力表现得垂直向上；同时，由于车身翼段9以小上反角向车身外侧水平伸出，以及中间翼段10和涵道翼段11的连接，可开缝涵道螺旋桨系统也有小的上反角，所以两侧可开缝涵道螺旋桨系统能保持飞行汽车在直升机姿态垂直起飞时的横向平衡；由于车头和车尾的内埋式涵道风扇39工作时能向下喷出滑流产生反作用力，而且车头和车尾的内埋式涵道风扇39相对车身8的立轴线也有小的上反角，所以也能保持飞行汽车在直升机姿态垂直起飞时的纵向平衡；由于两侧可开缝涵道螺旋桨系统和前后内埋式涵道风扇39产生的直接升力大于飞行汽车的重量，而且能保持横向平衡和纵向平衡，同时能得到飞行汽车内的电子稳定系统的帮助，所以飞行汽车在直升机状态能够垂直起飞。飞行汽车在直升机状态要前进时可向前倾转可开缝涵道螺旋桨系统，要横向移动时可同向偏转车头和车尾的内埋式涵道风扇39的下百叶窗38，要偏转航行时可反向偏转车头和车尾的内埋式涵道风扇39的下百叶窗38。

飞行汽车在直升机状态要变为固定翼飞机状态时，倾转机构电动机32开始逆向转动，通过蜗杆33、蜗轮34、主动圆锥齿轮35、被动圆锥齿轮36和转轴37，带动倾转翼段11和可开缝涵道螺旋桨系统开始慢慢向前倾转，使飞行汽车慢慢具有了向前的飞行速度；倾转翼段11和可开缝涵道螺旋桨系统继续向前倾转，车身翼段9、中间翼段10、涵道翼段11、支撑翼6和附加翼17上由于有了一定迎角以及和空气有了一定相对速度，而渐渐产生气动升力，涵道下四分之一圆周长度由于沟槽翼效应也开始产生升力；将前向滑片3A沿平面子翼4A前缘下部的平面向后滑动，以打开缝道，打开后的缝道光滑流畅，可使螺旋桨2滑流通过逐渐收敛的缝道得到加速，并顺畅地从涵道1内壁表面流到外壁表面，吹散涵道1后缘上表面的湍流，使附面层重新成为层流，增大涵道1上四分之一圆周长度部位的升力；此时前向滑片3A的前缘和后缘与平面子翼4A前缘下部平面的前沿和后沿对齐重合，使前向滑片3A和平面子翼4A形成的整体呈现为完整的翼型，使螺旋桨滑流流过时阻力小；逐渐地，倾转翼段11和可开缝涵道螺旋桨系统向前倾转到了合适的迎角，螺旋桨2的推进使飞行汽车有了足够的向前速度，涵道下四分之一圆周长度由于沟槽翼效应产生很大升力，涵道上四分之一圆周长度由于缝道的动力增升也产生很大升力，车身翼段9、中间翼段10和涵道翼段11形成了一段完整光滑的机翼，也产生很大升力，支撑翼6和附加翼17由于合适的迎角和大的相对速度，也产生很大升力，这几个力的和等于飞行汽车所受的重力，维持飞行汽车在空中水平飞行；此时，内埋式涵道风扇39停止工作，关闭上百叶窗12和下百叶窗38，以减小飞行阻力，飞行汽车从直升机状态变为固定翼飞机状态。飞行汽车在固定翼飞机状态的操纵方式与普通常规布局飞机相同。

飞行汽车从固定翼飞机状态变为直升机状态并垂直降落的过程与从直升机状态垂直起飞并变为固定翼飞机状态的过程相逆。

飞行汽车的发动机42在飞行汽车中后部，与可能的乘客相配重，使飞行汽车的重心始终落在油箱41和行李箱42附近，使油箱41无论是满箱还是油很少，行李箱42无论是很轻还是很重，都不易造成重心的前后移动；两侧的车身翼段10使可开缝涵道螺旋桨系统正好处于这个水平线上，使两侧可开缝涵道螺旋桨系统能够基本承担飞行汽车的重量负荷；在可能的变化情况下，比如乘客是一个小个子驾驶员或者是一个大个子驾驶员加一个大个子乘客，会引起飞行汽车的重心的前后移动，车头和车尾的内埋式涵道风扇39就用于调节这种重心的前后移动，使飞行汽车在直升机状态能够保持俯仰平衡，另外，飞行汽车在直升机状态垂直起落时，车头和车尾的内埋式涵道风扇39也有一些直接升力上的贡献；进气道22设置在车顶，以减少吸入飞行汽车在直升机状态垂直起落时螺旋桨2可能卷起的尘埃。

飞行汽车的折叠机构也可以采用其他的形式，比如使中间翼段向车身两侧折叠后前缘朝下，但这样容易使此时垂直姿态的可开缝涵道螺旋桨系统的最低点碰触到后轮的车轮整流罩21，造成损害，缝道也容易沾染到地面扬起的污物；此飞行汽车设计为家用，包括驾驶员能乘坐两个成年人和一个小孩，小孩的座椅设置在行李舱41，为折叠式，在行李较少时可以打开使用；另外可以把车顶升高，把车身翼段9、中间翼段10、涵道翼段11，可开缝涵道螺旋桨系统、上百叶窗12、车尾、水平尾翼和垂直尾翼上移，在空出来的驾驶舱后的车身部位增加车门和车窗，在内部增加座椅，使飞行汽车能够乘坐四个成年人，但这需要增加发动机功率，以及增大可开缝涵道螺旋桨系统的直径，使得飞行汽车更高，更长；另外也可以把飞行汽车的尾翼部位改为“V”形尾翼，把车尾适当放低，也能满足飞行汽车在固定翼飞机状态的俯仰和航向控制需要；折叠动作机构也可以采用双作用液压缸，但这需要在飞行汽车内增加一套液压装置；本可开缝涵道螺旋桨系统也可以采用涵道风扇形式，这样还能增大飞行汽车在直升机状态的直接升力，并且能增大在固定翼飞机状态滑流通过缝道进行动力增升时的升力。

最后说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (13)

1.一种可开缝涵道螺旋桨系统，包括涵道(1)和设置在涵道(1)内的螺旋桨(2)，其特征在于：当涵道(1)和螺旋桨(2)处于水平推进姿态时，在涵道(1)的上部，有连通涵道(1)内壁表面和外壁表面的缝道，缝道在内壁的开口位于螺旋桨(2)旋转平面之后，缝道从内壁到外壁向后缘倾斜延伸，以减小螺旋桨(2)滑流通过缝道从涵道(1)内壁流到外壁的摩擦损耗；在涵道(1)内壁有可控机构控制缝道的关闭和打开，使其在涵道(1)处于近似水平姿态进行垂直起落时关闭缝道，以减小螺旋桨滑流在内壁的摩擦阻力，减小直接升力的损耗；在涵道(1)倾转为近似于垂直的有利迎角姿态进行水平飞行时打开缝道，进行动力增升，以增大涵道升力。

2.根据权利要求1所述的可开缝涵道螺旋桨系统，其特征在于：所述缝道为一条，从整体看与涵道(1)前缘及后缘平行，长度为涵道(1)的四分之一圆周长度；缝道内壁开口截面积大于外壁开口截面积，并从内壁开口到外壁开口逐渐收敛，外壁开口为一细长缝隙；涵道前缘部位靠近缝道的一面，从内壁开口到外壁开口呈“S”形，光滑流畅。

3.根据权利要求1所述的可开缝涵道螺旋桨系统，其特征在于：所述可控机构具体为前向滑片(3A)，前向滑片(3A)外形为四分之一圆周长度的弧形的片状物，横截面大致为水平倒置的较薄的平凸翼型；缝道后方具有平面子翼(4A)，平面子翼(4A)外形为四分之一圆周长度的弧形的翼状物，平面子翼(4A)前缘的下部为平面，前向滑片(3A)可以紧贴此平面前后滑动；前向滑片(3A)向涵道前缘方向滑动到位后可遮蔽缝道，并且使相关内壁表面较为光滑，转折不至于剧烈，此时前向滑片(3A)前缘紧贴无平面涵道前缘部分(5A)靠近缝道内壁开口的一面，前向滑片(3A)的后缘紧贴在平面子翼(4A)前缘下部的平面上；前向滑片(3A)向涵道后缘方向滑动到位后可使缝道打开，打开后的缝道光滑流畅，可使螺旋桨(2)滑流顺畅地从涵道(1)内壁表面流到外壁表面，并向后缘流动，进行动力增升，此时前向滑片(3A)前缘和后缘与平面子翼(4A)前缘下部平面的前沿和后沿对齐重合，使前向滑片和平面子翼形成的整体呈现为完整的翼型，具体为不对称双凸翼型或平凸翼型。

4.根据权利要求1所述的可开缝涵道螺旋桨系统，其特征在于：所述可控机构具体为后向滑片(3B)，后向滑片(3B)外形为四分之一圆周长度的弧形的片状物，横截面大致为上平下凸的较薄的尖头尖尾翼型；缝道前方的平面涵道前缘部位(5B)的下部为平面，后向滑片(3B)可以紧贴此平面前后滑动，缝道后方具有无平面子翼(4B)，无平面子翼(4B)外形为四分之一圆周长度的弧形的翼状物，具体为不对称双凸翼型或平凸翼型；后向滑片(3B)向涵道(1)后缘方向滑动到位后可遮蔽缝道，并且使相关内壁表面较为光滑，转折不至于剧烈，此时后向滑片(3B)的后缘紧贴无平面子翼(4B)前缘部位的下部，后向滑片(3B)的前缘紧贴在平面涵道前缘部位(5B)下部的平面上；后向滑片(3B)向涵道前缘方向滑动到位后可使缝道打开，打开后的缝道光滑流畅，可使螺旋桨(2)滑流顺畅地从涵道(1)内壁表面流到外壁表面，并向后缘流动，进行动力增升，此时后向滑片(3B)前缘和后缘与平面涵道前缘部位(5B)下部平面的前沿和后沿对齐重合，使缝道前方的涵道前缘部位下表面光滑流畅。

5.根据权利要求1所述的可开缝涵道螺旋桨系统，其特征在于：所述涵道(1)内安装有支撑翼(6)，支撑翼(6)水平设置并通过涵道(1)圆心，螺旋桨(2)及动力装置安装于支撑翼(6)中部，支撑翼(6)后缘设置有襟副翼(7)。

6.根据权利要求3所述的可开缝涵道螺旋桨系统，其特征在于：所述涵道(1)的上四分之一圆周长度，由前向滑片(3A)、平面子翼(4A)和无平面涵道前缘部位(5A)形成的整体的剖面为不对称双凸翼型；在涵道(1)下四分之一圆周长度，其剖面为对称双凸翼型；涵道(1)上四分之一圆周长度的两端和下四分之一圆周长度的两端之间光滑连接。

7.根据权利要求4所述的可开缝涵道螺旋桨系统，其特征在于：所述涵道(1)的上四分之一圆周长度，由后向滑片(3B)、无平面子翼(4B)和平面涵道前缘部位(5B)形成的整体的剖面为不对称双凸翼型；在涵道(1)下四分之一圆周长度，其剖面为对称双凸翼型；涵道(1)上四分之一圆周长度的两端和下四分之一圆周长度的两端之间光滑连接。

8.一种运用权利要求1至7中任一权利要求所述的可开缝涵道螺旋桨系统的飞行汽车，其特征在于：所述可开缝涵道螺旋桨系统为2个并对称地设置于飞行汽车两侧，并通过折叠机构、倾转机构和锁止机构与飞行汽车车身(8)中部相连接；锁止机构与折叠机构并列设置；倾转机构位于折叠机构和锁止机构二者与可开缝涵道螺旋桨系统之间；当飞行汽车要从飞行器状态变成汽车状态时，锁止机构开锁，倾转机构和可开缝涵道螺旋桨系统通过折叠机构向车身(8)后部折叠转动，此时，可开缝涵道螺旋桨系统以近似垂直姿态依附于车身(8)后部两侧，并且涵道(1)前缘相对于车身(8)向外，涵道(1)后缘、支撑翼(6)和襟副翼(7)相对于车身(8)向内，使飞行汽车在变成汽车后两侧宽度较窄，可以合法方便地在道路上行驶；当飞行汽车要从汽车状态变成飞行器状态时，倾转机构和可开缝涵道螺旋桨系统通过折叠机构向车身(8)两侧打开，打开后的倾转机构和可开缝涵道螺旋桨系统位于车身(8)中部两侧，与车身呈现“十”字形态，此时锁止机构锁止，使车身和倾转机构之间通过折叠机构和锁止机构达到刚性连接，以便在变成飞行器后在空中飞行时能承受飞行汽车的重量负荷；折叠机构和锁止机构二者与可开缝涵道螺旋桨系统之间通过倾转机构以转轴方式相连接；当飞行汽车初步变成飞行器状态后，通过倾转机构的倾转，可使可开缝涵道螺旋桨系统呈现近似水平姿态，以产生直接升力进行垂直起落；以及呈现近似于垂直的有利迎角姿态，以产生气动升力和动力增升，进行水平飞行，以及在垂直起落和水平飞行之间进行平缓过渡；飞行汽车的车尾设置有尾翼；飞行汽车车头部位设置有前轮，飞行汽车中后部设置有后轮。

9.根据权利要求8所述的运用可开缝涵道螺旋桨系统的飞行汽车，其特征在于：所述飞行汽车的车头和车尾各设置有一个内埋式涵道风扇(39)，所述内埋式涵道风扇(39)的叶片为两组，并以共轴对转方式设置；内埋式涵道风扇的进气口设置有上百叶窗(12)，出气口设置有下百叶窗(38)，上百叶窗(12)及下百叶窗(38)整体平面形状均为圆形，其百叶窗叶片相对车身(8)竖向布置，上百叶窗和下百叶窗均能关闭和打开。

10.根据权利要求8所述的运用可开缝涵道螺旋桨系统的飞行汽车，其特征在于：所述折叠机构为车身翼段(9)、中间翼段(10)，以及位于二者之间的折叠动作机构；车身翼段(9)为以紧固方式设置在飞行汽车车身(8)中部两侧的上端的一小段机翼，此机翼以小上反角向车身外侧水平伸出，车身翼段(9)相对于车身(8)向外一侧的后缘部位倾斜伸出一段转轴，中间翼段(10)通过相对于车身(8)向内一侧的后缘部位以转动方式安装在这段转轴上，折叠动作机构设置在中间翼段(10)内与车身翼段(9)的外侧之间；当飞行汽车要从飞行器状态变成汽车状态时，锁止机构解锁，折叠动作机构正向运动，中间翼段(10)会围绕转轴倾斜地向车身(8)后方转动，以近似垂直姿态依附于车身外侧，同时使倾转机构和可开缝涵道螺旋桨系统向车身后方转动，使得可开缝涵道螺旋桨系统以近似垂直姿态依附于车身后部两侧，并且涵道(1)前缘相对于车身(8)向外，涵道(1)后缘、支撑翼(6)和襟副翼(7)相对于车身(8)向内，此时中间翼段(10)的前缘朝上，使翼弦与飞行汽车的立轴线近似平行；当飞行汽车要从汽车状态变成飞行器状态时，折叠动作机构逆向动作，中间翼段(10)会围绕转轴倾斜地向车身外侧转动，与车身翼段(9)共同形成一段完整光滑的机翼，同时使倾转机构和可开缝涵道螺旋桨系统位于飞行汽车车身两侧，与车身呈现“十”字形态，此时，锁止机构锁止，使车身翼段和中间翼段达到刚性连接。

11.根据权利要求8所述的运用可开缝涵道螺旋桨系统的飞行汽车，其特征在于：所述倾转机构为中间翼段(10)、涵道翼段(11)，以及位于二者之间的倾转动作机构；涵道翼段(11)相对于车身(8)的外侧面以紧固方式设置在涵道(1)的中部，中间翼段(10)与涵道翼段(11)之间用一段转轴(37)相连接，涵道翼段(11)相对于车身(8)的内侧面与转轴(37)紧固连接，倾转动作机构位于中间翼段(10)内，输出轴即是转轴(37)；在飞行汽车已经初步变成飞行器状态的情况下，要使飞行汽车呈现直升机状态，倾转动作机构驱动转轴(37)正向转动，涵道翼段(11)会以转轴(37)为轴向后倾转，使涵道翼段(11)相对于车身(8)的内侧面与中间翼段(10)相对于车身(8)的外侧面呈现“十”字形态，同时使可开缝涵道螺旋桨系统呈现近似水平姿态，以进行垂直起落；要使飞行汽车从直升机状态变为固定翼飞机状态，倾转动作机构逆向转动，涵道翼段(11)会以转轴(37)为轴向前倾转，使涵道翼段(11)与中间翼段(10)共同形成一段完整光滑的机翼，同时使可开缝涵道螺旋桨系统呈现近似于垂直的有利迎角姿态，以进行水平飞行。

12.根据权利要求8所述的运用可开缝涵道螺旋桨系统的飞行汽车，其特征在于：所述尾翼为“H”形的水平尾翼和垂直尾翼，水平尾翼由水平安定面(13)和升降舵(14)构成；垂直尾翼由垂直安定面(15)和方向舵(16)构成。

13.根据权利要求8所述的运用可开缝涵道螺旋桨系统的飞行汽车，其特征在于：所述飞行汽车前轮有两个，位于飞行汽车头部两侧，采用双摇臂式悬挂系统(19)，前轮可转向；所述飞行汽车后轮有两个，位于飞行汽车车身中后部两侧，采用拖拽臂式悬挂系统(20)，后轮设置有电动轮毂；前轮和后轮外围均设置有车轮整流罩(21)，以减小空气阻力。

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