CN104723816A - 陆空两用小轿车和公务车的气动布局和动力配置实施方案 - Google Patents

Abstract

本发明涉及陆空两用小轿车和商务车的气动布局——在车顶的上方或顶盖部或底板部设置机翼中段，其两侧铰接着向下或向上折叠的侧翼段，车体内外装有微型摄像和红外测距仪、北斗导航和自动飞行系统及四余度电传控制系统，有防止意外坠落的保护伞部件和防撞灯。地面行驶时的动力传递：内燃机到前驱再到轮胎；空中飞行时发动机后分为两路：一路经分动器到推力风扇向下喷气；一路经传动轴到螺杆泵或压气机向下喷气，两路下喷气的反力推动飞车垂直升降；到达高度时展平侧翼段关闭下喷管转为向后喷气，推动飞车水平飞行。若是串联式混合动力型电动汽车时发动机到发电机后分二路：一路到轮胎电动机-地面行驶；一路到电动螺旋桨驱动飞车的升降与飞行。

Description

陆空两用小轿车和公务车的气动布局和动力配置实施方案

技术领域

本发明涉及一种小型陆空两用的交通工具，具体说是一种能飞行的家用轿车或11座以下的公务车——既可在路面行驶，又能在千米以下低空飞行的乘用车，以下简称为“飞车”。

背景技术

“坐地日行八万里”，“像鸟儿一样自由飞翔”，自古以来就是人类的美好愿望，而高级跑轿车和私人飞机在一定程度上使这两个愿望分别实现。

现实情况是家用轿车在不少国家已经普及，而私人飞机拥有者甚少，但各国有别-美国的小型飞机场就有一万多个，而中国仅有数十个。

随着经济的发展，人们的“飞翔梦想”更加强烈-据国外推算当人均GDP达4000美元时，就会有私人飞机的发展高潮。

对大多数家庭而言，轿车和小飞机两者兼有，无论是从停放、有效利用、维修、节能环保，空中和地面的交通安全及社会安定，和土地的有效利用，皆是难以解决的。

以前国家对空域管理极严，但在2010年底，下发了《低空空域管理改革指导意见》，文中指出4000米以下低空飞行，无需报批(准)，只需报备(案)。这对“飞行汽车”也是开了绿灯！拟在500-1000米高度飞行。据讯：美国在3000米以下，西欧一些国家在2000米、1500米以下，早已放开了空中管制。

怎样实现飞翔愿望呢？——采用小型的飞机和小轿车、小型商务车的技术和结构相融合，做一款家用的陆空两用小轿车-“飞车”应是可行的，市场广阔的。

当前空气动力学理论、飞行器、汽车的设计和制造技术已相当成熟-飞机的气动外形，也为理论上和风洞试验及百年应用所肯定；且当代汽车造型很合适地面行驶，更为世人所认可，不太可能做更大的改动。

已有几家企业已在研发飞行汽车：1954年通用曾展出了火鸟1型跑轿车，采用了三角翼喷气式战斗机的火箭形车身，和半球型驾驶室。其气动外形无懈可击。但60年来，并未进入轿车市场，说明了人们对现有(跑)轿车外形的认可和不可替代性-当然该造型并未考虑飞行功能。

《科技日报》2013年5月16日第五版报导，特拉弗吉亚公司研发的世界首款飞行汽车，其实这一折叠式飞行汽车不过是上世纪七八十年代上掀式车门造型的“奔驰欧翼”翻版，仅在车门下端(翼尖)和门框下两侧，安装了电动旋翼，其构造明显的增加了翼尖的截面尺寸，增大了风阻和撞车的几率。

据《未来的交通工具》一书记叙，荷兰人在五年前，已造出了会飞的汽车，车形类似机动三轮车单座，未见上市，演示而已。

《科技日报》2013年6月4日第五版报导，“英国人研制会飞的越野车”，有四个车轮，每轮中各有一副旋翼叶片，可以变成一个四旋翼飞行器。《中国科学报》2013年6月报导“未来的运输工具”——两图实为两报分别转载的同一信息原编辑的评论是“目前，它还只是一款高科技玩具，……”

《国民科普大课堂》一书，记载有1989年初，美国莫勒国际公司研制出一种家用的M400型喷气式飞机型汽车，有六个发动机，展出模型车已25年至今未见实用。这也说明人们不赏识飞机造型的汽车。

发明内容

外形之布置和动力配置是飞行器的关键——本发明之目的在于提出九种合理可行的，安全可靠的陆空 两用小轿车的空气动力布局和相应的动力配置实施方案。

本发明实施的前提条件：一是对车厢、车体的所有梁柱均参照飞机相关规范，加大其刚度，以保证在恶劣的飞行条件下结构的稳定性；且因增添了与飞行有关的部件和设备，故应对车的内外布局和构造做相应的调整。

二是采用高强度的轮胎与不收回的悬架系统，以保证粗暴降落时不爆胎。

三是对座椅后倾角和其缓冲量做适度增大，确保飞车意外坠落时乘员的安全无伤害。

四是除发动机的燃烧部件和扭矩传递系统外尽可能的采用碳纤维和复合材料、镁锰合金和高强度航空铝材，以减小车的总质量。

五是对车身中部两侧自车窗中部以下回缩6-12公分，使纵向形成蜂腰状，以容纳机翼的下(上)折叠翼段，而不过大的增加截面尺寸和阻力。

六是在保险杠中间、尾杠的两端分别设一钩带尼龙绳，在地面、楼顶停车时，三点锚定以防风吹飘逸。

飞车采用四余度电控系统，在驾驶室设相应的各参数、景象显示面板，设置车顶-车底-的三维摄像与北斗导航-电子地图、红外测距及防撞灯和自动驾驶系统。

本发明的第一种实施方案——侧翼段下垂折叠式上高翼气动布局，见说明书附图图1-图4——“飞车”三视图：图1为飞车主视图。件(4)为上高翼中段，距车顶适度距离，由四只水滴形截面的空心支柱(8)固定在小车顶盖的侧梁上(见图2)，内装有侧翼段折叠或展开并锁紧的液压设备和电控系统，其两端与侧翼铰接(以下各方案与此相同，不再重复叙述)——此乃地面奔驰(或静止)态，当电控使侧翼(7)由双点划线所示位置向上旋转到水平位置并锁定。——即与中段嵌合为一体时，便构成了完整的上高翼，即呈飞行态如图4。

当飞车落地乘员离开车辆，可通过遥控器使其两侧翼段(7)下垂到贴切车侧表面而关机(可单侧或双侧旋开(闭)侧翼)。

其动力是：发动机-永磁柔性驱动器(91)-传动轴(14)-串联双螺旋杆泵(10)-贮气罐(9)-尾部并列均匀分布的左、中、右三只喷气管(11)，控制阀(90)-轮胎旁的垂直下喷四孔(13)，鸭翼(12)其外端有磁铁块吸附在翼子板上，当车速达到160km/h以上时，其翼面升力使之呈水平状态，可平衡一部分引擎重力，有利于飞车操控。

飞车在路面行驶时，机翼侧段折叠下垂，关停(91)使传动轴与变速箱分离，小轿车仍为前驱工作制式。

要进入飞行工作制式时，先接通磁力驱动器(91)待储气罐(9)充满压力气体时，通过电控阀(90)使(13)四管喷出压力气体——地面的反作用力使飞车垂直升起到选定高度时，电控使下垂翼段(7)上旋至水平与中段(4)固定成整体，逐渐关闭下喷管(13)，同时迅速开启尾喷管(11)向后喷气，反推飞车前进；(11)的左、右喷气管同时直通车头部，与尾喷气管互锁。

飞车空中转弯-电控关闭尾喷管(11)中的同一侧管来实现(右转关右侧，左转关左侧)。

飞车的仰俯：是通过电控阀(90)仅使前两孔(13)向下喷气，或仅后二孔向下喷气，控制飞车的仰俯姿态。

降落：电控(90)使(11)的两侧管向前喷气使飞车逐渐制动，同时开启下喷四管(13)使飞车徐 徐降落。

总之必须配备足量的压气、储气能力，飞行中完全用电控阀(90)与尾喷三管和前喷2管(11)及垂直喷管(13)诸管的喷气力来控制飞车的方向和高度。本款亦适用于其他的气动布局方案。

地面行驶时的低形阻可升降式上高翼布局-总体布局与折叠式上高翼布局相同(见图3)，只是将上高翼中段(3)之下翼面与小车顶面完好切(贴)合，使行驶时车顶面气流上移至上翼面，从而使与气流摩擦的表面由三个变为一个，消除了气流与下翼面和车顶表面的摩擦力，又用隐蔽件(2)代替了四个支柱(8)，减小了形阻。

飞车起飞时，电控操纵平面四杆机构(2)旋转，使中段(3)与车顶面分离并上升到工作位置，此时，下垂的两侧翼(1)——即图1中件(7)，亦随(3)垂直上升。

执行2/9页倒数10-6行操作飞车即可起飞；执行2/9页倒数3-2行操作飞车即可降落地面。

件(2)也可以是液压或气动的四个相同的活塞柱，也可以是四个相同的凸轮机构，皆由类同电控系统操控。

本发明的第二种实施方案为(折叠型)耦合式上高翼布局，其三视图见说明书附图图5-图7，主要特点是在其主翼(19、18)的前上方特定的距离和高度处增设了前小翼(17)、(16)是其下垂的侧翼段，18是主翼侧翼段，(19)是上高翼中段。

“耦合”是利用前小翼的尾涡和主翼前缘上翼面的附体涡的耦合作用，使两翼的总阻力减小的同时，总升力增加。

图5是飞车在地面行驶时的侧面图，其中的垂直尾翼和方向舵(6)、升降舵(5)，是当飞车长期行驶在3000米以上地区时才必须配备的。

图7是飞行状态的俯视图，下垂的侧段翼(16)(18)已上旋到水平位置，并与中段翼锁定为一体(以下同一类另部件在图中用相同数字加括号标出)，图中左端双点划线件(22)为引擎盖上的气流(120km/h)致动的小鸭翼(外伸和复位)。(20)是当(16)为前掠翼时的投影，此时主翼(18)相应变为双点划线所示的梯形(96)或相应前掠。

两组串联的双螺杆泵的长方形吸气口对称的布置于车顶盖表面，泵工作时对车顶气流抽吸，加速了车顶气流，由此增大了车体升力。

图6为飞车的(正)面视图，左上角弧形箭头表示侧翼在电控下绕铰链轴和夹紧件(21)到水平(展平)和下旋到紧贴车体侧面的示意图。

本方案的动力系统：发动机——变速箱——传动轴(14)——双螺杆泵(9)或高压风扇如喷气发动的压气(机)系统——尾喷三管与阀(11)和四个垂直喷管与阀(13)。

本方案的飞行操控同2/9页倒数9-2行。

本发明的第三种实施方案为旋转/固定可变式(折叠型)上高翼布局，其三视图见说明书附图图8-图11。

图8-飞车在地面时的侧视图：(23)“星形”上旋翼，(27)旋翼的旋转气盘，(28)固定配气盘，(29)内表面是锥底面相对的双(内)锥面的双半环密封与承载圈；

图9-两种可变的旋翼：(24)“十字形”上旋翼，(25)“一字形”上旋翼；图10-飞车在地面时的正面视图；

图11-俯视图(30)磁性块小鸭翼，(26)传动轴，(13)四个垂直下喷气管与阀，(31)快速定位夹紧系统，(32)通翼配气管，(33)旋翼供气阀管，(34)翼稍切向喷气孔，(35)尾喷三管与其控制阀，(36)螺杆泵车顶吸气孔，(37)串联双螺杆泵与储气罐——共计两组。

本布局的主要特点在于相对于车身而言，飞车顶上有一只既是旋翼又可以是固定翼的上高翼——当其旋转时可使飞车垂直起降或悬停空中，当其和车体固定为一体时，即变成了固定翼飞车，此时由螺杆泵——尾喷管之喷气推动其飞行。

本实施方案中上高翼的每个翼稍都有相同方向的切向喷气孔(34)，来自螺杆泵(37)的压力空气经旋翼供气阀管(33)到达固定配气盘(28)与旋翼的旋转气盘(27)的两端面之间，再经通翼气孔(32)进入等径等管阻的诸管从翼稍切向喷出，而空气的反作用力(作用在切向孔中向外连续喷出的气体中被抵消)推动旋翼旋转——不同于直升机的用动力装置驱动旋翼推动空气而产生升力，所以不存在空气反作用于飞车车体的转动力矩，故而无须常规直升机的反机体扭转力的机构与动力。

折叠式气动旋翼可分为三种：

“星形翼”，图11-(23)，成固定翼时两翼段为30°前掠翼，第三翼段车身纵轴线平行(且无下垂段)

“十字形翼”-图9中件(24)，当成固定翼时，前部两翼成为各45°前掠，后两翼段各45°后掠；

“一字形翼”，-图9中件(25)，为前沿后掠而后沿前掠各5°，或是矩形。

在地面行驶或停车时，诸翼的超过车身宽度部分(翼稍双点划线段)均折叠下垂。

本方案飞车的起降控制方法一，发出升降信号，观察四周无人和障碍物时，上旋下垂的翼段并固定，接通(26)-(37)-(33)，控制旋翼转数使之上升到预定高度——悬空同时关停(33)接合(31)使成固定翼。操纵尾喷阀管(35)，使之水平飞行；

本案的备用起降控制方法二、打开下喷管阀(13)向下喷气使飞车上升至500-600米高度时电控使下垂翼段上旋与中间段联接固定，接通旋翼供气管阀(33)使压力气体经(34)逆时针喷出，使旋翼旋转，带动飞车上升到预定高度时关闭(33)阀管，且电控(31)使旋翼与车顶固定并夹紧，即成固定翼飞车，逐渐关闭下喷管(13)接通尾喷三管(35)……飞车前进。

飞行中仰俯操作：用双前或双后垂直喷管(13)；转弯：靠操控左、右尾喷管的喷气量或关停。

旋转/固定翼气动布局的原动力传递路线为：

发动机-变速器-传动轴与分动器(26)-双螺杆泵(37)-尾喷管(35)-平飞与姿态控制。

(26)-(37)-电控阀管(33)——切向喷孔(34)-旋翼(23)或(24)或(25)-升降。

本发明的第四种实施方案为无尾翼多边形上高翼式气动布局-见说明书附图图12-图14。

图12：(58)九边形上高翼，(59)横截面为空心的水滴形的连接柱兼电传(光导)线管，(60)下垂的侧翼段，

图14：(43)二台高压压气机(或推力风扇)，(37)双螺杆泵(或压气机)，(11)尾喷三管与阀，(61)代替升降舵的上高翼之尾部边的副翼，(92)三维摄像头和控制台的显示屏，(57)传动轴与分动器。

本方案采取无尾翼九边形上高翼布局，采用(43)、(37)计三台空气动力设备，两侧翼段的前后缘布有襟翼副翼，其尾部边由两个大宽度全动式副翼(61)构成，在自动控制三台动力设备的不同排气量和副 翼襟翼的协同控制下完成飞车的各种动作。

为了减小飞行阻力，中段翼前缘两小边各后掠35°，并制成锋利的前缘，侧翼段前缘后掠50°，后缘前掠35°。

在车顶表面中部安装了三维摄像头(92)，经光纤传输到驾驶室显示屏上，以使驾驶员明瞭飞车周围空间的飞行物等。本发明的其他实施方案中也安装有此系统。

本发明的第五种实施方案为(侧翼段下垂折叠的)上翼式气动布局与动力传递方案，本实施方案也可以是——有内层车门的上掀式车门兼作机翼的构形布局，(未图示)见说明书附图图15-图17：图15-(38)上翼中段(39)中段的主翼梁——与加强了的车身中柱车顶的内外侧梁(板)柱焊接为整体，图17-(43)垂直向下的推力风扇(车头或车顶进气)(44)双点划线表示为前掠翼式，(45)直角梯形或矩形侧翼段，(12)带磁块的铰接小鸭翼，(37)双螺杆泵和储气罐，(36)泵的吸气口位于车顶边界气流附着层与车顶后部表面的分离点前6-10cm，(11)尾部喷气三管。(46)连接在中间尾喷管上的垂直下喷管与阀-下喷与尾喷由阀互锁，(26)传动轴，(40)翼后缘的后喷气管，(41)接合密封阀-与(43)的下喷气管互锁，(98) 变径口与风阀；

图16中件(21)中段与侧翼段间的铰链和折叠锁紧装置——当是上掀式车门构型时此件尽量向中线处布置；

本方案中用推力风扇(43)和泵阀(46)代替了喷气管(11)中的垂直四管下喷气部件(如图4、图11中的件(13)等)，飞车升降时传动轴(26)驱动推力风扇(或有自驱电机)，(43)双螺杆泵(37)和阀(46)向下喷出压力气体反推飞车上升，当到达预定高度时，上旋侧翼(45)(或44)到锁紧位置，开启水平喷气阀管(11)逐渐关闭下喷气管，同时开启接合密封阀(41)使(43)经管(40)向后喷气，飞车即向前飞行。

本实施例中的飞车之翼后缘喷气与其控制系统，也适用于侧翼段下垂折叠的上高翼布局和侧翼段上折叠式下单翼气动布局的飞行汽车。

说明书附图图18-图20有耦合前小翼的侧翼段下垂折叠的上翼式布局，与图15-图17不同之处在于(图18-)增加耦合前小翼(48)，其前缘后掠15°-60°，后缘平直，其前缘也可以是双折线形的如双点划线所示件(51)；与图15-图17相同的是机翼中段(38)与车顶盖融合为一体，但区别在于该中段前缘和后缘与车顶盖板的前后缘相重合(图20)使平均弦长增大；两侧采用梯形折叠翼(50)和大操纵面(97)，由此明显地增大了机翼面积，弥补了飞车翼展小的不足；本例亦可采用翼后缘喷气系统。

由于增添了前小翼利用耦合效应增大了此两翼的总升力并减小了其总阻力。

本发明的第六种实施方案是无尾翼的双级耦合的纵向三翼布局：前辅翼-上翼-中翼，见说明书附图图21-图23-二维图：图21-(76)前辅翼，(77)上翼中段，(80)中翼，

图22-(81)铰接之带磁块的小鸭翼，(82)压气机，(83)上翼的侧翼段，(84)串联双螺杆泵与储气罐及其中间尾管的垂直排气孔，(85)尾部排气三管与控制阀，(86)传动轴，(87)操纵面，(88)中翼的侧翼段与副翼，(93)三维摄像头(95)安全降落伞盒。

本方案主要用于11座和7座的公(商)务飞车上，-此类车的车体较长，总重量大但车的高度不大(≤2.5m)。由此限制了其翼展尺寸；弥补办法是利用双翼间的气流耦合效应并扩展为三翼间的连续两次 耦合以求增大升力，其主翼是上翼(77)和(83)，其前上方增添了前辅翼(76)其放大二维图见左下角图23，前辅翼和主翼间构成一次耦合，车尾部安装了中翼(80)与其侧翼段(88)(见图22)其与主翼间的相关参数满足二者间的最佳二次耦合效果且不影响一次耦合效应。

本方案亦可是取消前辅翼的一次耦合布局：变成上高翼-高翼耦合方式-将其主翼中段(77)由高翼位置上移至上高翼位置，同时将原中翼(80)的位置上移至上翼位置并与车顶盖相应部分融合为一体，两翼间的三维尺寸要确保充分的耦合效应，由此也增长了该两翼的侧翼段的长度，改善起降性能。在地面时，该上高翼中段也可以是低形阻可升降式——同说明书3/9页2-10行。

本方案的空中动力系统依然是：发动机-传动轴(86)-两台推力风扇(82)-二级串联双螺杆泵和储气罐(或三级压气机)(84)-尾喷三管和其控制阀(85)。

为了确保驾乘人员的安全，在飞车重心区域上方上翼面的对应点处向内设有一圆盘形容器(95)，内装降落伞和电致高爆化学品(如叠氮化钠等)及自动或人工点火线路，以便发生意外坠落时(V＝2.8g)抛出降落伞确保飞车缓缓之降落。该措施适于上述各种方案的飞车。也可以在车顶(或中段翼的)四角各设一抛伞盒。

本发明的第七种实施方案是快速改变飞车气动布局形式即快装、快卸“飞车”机翼的方法(共用图21-图23)-具体分为全翼装卸式和侧翼段装卸式两种-一般而言，车主并非每天都需要飞行到目的地，而是在路面行驶的机会更多些。此时汽车上附加的机翼和尾翼暂时是多余的且额外耗能的，而能快速安装和卸下则是节能的。

本方案“飞车”的气动布局仍如本发明所述的各种方式，仅在车体和附加翼的联接处有改进；

全翼快速装卸式：该上高翼飞车的构造仍见图21，其顶部三点划线所示件(78)是关键部件上高翼中段同，内装对两侧翼段进行上旋或下旋转动、定位、夹紧等的执行机构或平面四杆机构及其控制线路，该线路接口集中在其下翼面的与(79)对应的部位且设有相等数目的的互相绝缘的卡爪，其两端各有一高强度定位承载卡爪，(79)是行李架，由高强度材料制成，它与车厢顶盖诸梁、柱固定成一体，行李架两侧纵梁外层设有相应数量相应用途的彼此绝缘的高强度导电环，供中段翼下翼面的相应卡爪抱定、导通，卡爪接受中央控制系统的开合指令。

图22为该车在飞行态时的俯视图，车纵轴线上件(94)是激光探头，上翼中段(78)的下翼面的对应点有激光定位基准件，中央显示屏可显示对准情况，电脑指令装卸动作。

快装快卸机翼的前提是飞车主人必须配备有两台手动的最好是可联动的液压搬运机，在松开中翼段下翼面的卡爪后，进行小量程移动。

仅仅只拆卸两侧翼段的方法：如同门、户的铰链(活页)-不用卡爪和导电环，仅在中段和侧翼段结合面上纵向焊有件数、外径、内孔(含精度)厚度对应相等，彼此端面相切，交互同轴排列的定位承载环，另有四只铰链轴，两两一组可插入上述定位环，铰链轴端有螺栓头、快卸垫圈和锁紧螺母，保证该铰链轴的不可脱出；

第二步是各用一台0.4吨的手动液压搬运机，停靠在侧翼下端，人工可快速容易的卸下移走(或靠近并安装)侧翼段；

本发明的第八种实施方案为侧翼段是双重折叠的(或伸缩式的)翼后缘喷气的下翼气动布局，见说明书附图24-图26：图24-飞车在地面停车或行驶时的侧视图：(52)向上折叠的侧翼段，(56)下翼中段的外伸臂，(40)翼后缘喷气管、(41)接合密封阀、(98)变径口与风阀及控制系统。

图25是车在地面时的正面视图：(62)(侧翼尖的)外折叠稍翼(或伸缩式稍翼)。

图26是该车飞行时的俯视图：(12)有磁铁块的小鸭翼，(43)压气机与其对称布置的吸气口(也可自车头百页窗处进气)，(37)双螺杆泵(或三级压气机)和其阀控下喷管，(11)飞车尾喷气管与其电控阀，(63)传动轴。

侧翼及稍翼可以是梯形的或双点划线所示矩形的。

稍翼(62)与侧翼段(52)之间用平面折叠机构(或伸缩机构)联动，该机构位于蒙皮之内。

本方案中车身两侧的翼肋及前后翼梁要与小车的门槛板、地板(或车架)等相互协调融合为整体，保证车身的刚度得到加强和飞车整体结构的合理实用及乘员的舒适安全。

起飞：当路面附近无障碍物或其它车辆或行人时飞车可以滑行起飞，也可以随时随地垂直起飞-开动两台垂直压气机和双螺杆泵(或三级压气机)三者同时向下压(喷)气，到预定高度后打开尾喷三管阀使向后喷气，同时逐渐关闭压气机和泵的下喷气管阀，并同步逐点开启翼后缘喷气阀，即可向前飞行；转弯是用关闭同侧尾喷管来实现的。

降落：打开两台压气机(43)使向下喷气、同时闭关尾喷气管阀(11)，使中间管向下喷气，控制下喷气量，使三台机的下喷气力的反力使飞车平稳降落。

操控该三台机的各自下喷气量，即可实现飞车的仰俯动作；转弯：关闭同侧尾喷管。

动力传输情况见说明书附图的图30。

本发明的第九种实施方案是电动螺旋桨推(拉)进的(上折叠式)下翼气动布局，见说明书附图27-图29：图27：(64)在0°-90°两点停歇(并紧固)的往复回转的翼稍电动机座，(65)尾部推进螺旋桨的集风罩，其集风口位于车顶气流与车顶盖尾端分离点前6-10公分处，(68)垂直和水平压力气管与其变径口和换向阀，换向阀后接并列三只电控四通阀管(99)，(69)下翼中段的外伸臂和对侧翼段的铰接与锁紧机构。

图28：(70)可调速的永磁电动机与螺旋浆及(其轴线与下翼面垂直)。(注)

图29：是飞行状态的俯视图：(71)已下展开并固定了的矩形一梯形侧翼段，(72)可调速的永磁电动机和其推力螺旋桨，(74)可以是矩形侧翼段(后缘为点划线所示)(75)可以是15°后掠(或15°-25°前掠)的侧翼段(双点划线所示)(93)三维摄像机(含车底面的一个固定摄像头)，(95)意外坠落抛伞系统。

(72)(68)也可以是由(变速器)——分动器后与发电机并列的传动轴驱动的三级压气机(或双螺杆泵——储气罐)取代而与(99)连接；此时发电机仅供(70)用电。

说明：飞车的升降——(不论停留或奔驰在地面)启动翼稍电动机(70)，使其推动侧翼段向外旋摆展平，经(69)锁定——使(70)反转(浆叶所受)空气的反力使其拉动机翼垂直向上移动；同步启动主电动机(72)——喷气阀(68)，使之全量向下压气，其反作用力与(70)的向上拉动力平行，该三力的 合力拉动飞车垂直上升(若起飞前是奔驰态，则飞车沿着二速度的合成线爬升)

平飞：上升到预定高度时，操控(64)，使(70)的轴线逆时针旋摆90°到与飞车纵轴线平行、锁定——则使向上的拉力旋摆到向前飞的拉力——同时同步减少(68)的下压气量直到零，而增加(99)的水平喷(压)气量到最大，则该三电机协同拉(推)飞车水平前飞。

降落：降落操控是平飞——上升操控的逆过程。

飞行姿态的控制：电控车尾的四通阀(99)使其向上或向下喷气，控制飞车的仰——俯动作；关闭-一侧尾喷管，或减少喷气量，使飞车向同侧转向飞行。

本布局适用于串联式混合动力型电动汽车型飞车，地面行驶的动力传输：发动机-发电机-轮胎驱动电动机。

空中飞行时的动力传输：发动机-发电机---控制电路---电动机(70)、(72)和飞态控制系统的执行机构；

本布局飞车的起降，也可以在机翼展开并使(70)轴线与飞车纵轴线平行后实行通常操纵的滑跑起飞和滑跑着陆。

为保证环保高效飞行，本发明的各种布局方式中的原动力也可以在电池技成熟的前提下采用插电式、或插电混合式、或太阳能等纯电力电源。并在上翼面贴装薄膜光伏或三结铜、铟、镓，硒(CIGS)光伏及相应的逆变、控制、储电装置，以补充飞车电能。

注：地面停车时，风力可使螺旋浆——电枢旋转，因其有剩磁-绕组切割磁力线，所以配置相关电路等，可以收贮风电备用。

飞车的发动机应采用经航空部门认证的对置气缸构造的气冷发动机，且因多在地面行驶——故未用喷气引擎，其飞行速度也限定在100米/秒之内，以限制噪音。

飞车用动力机的最小总功率估算值，建议(以马力计)≥额定起飞质量(公斤)/4-5(此处未用推重比概念)

可以在小轿车上安装侧滑式门，以在折叠式翼情形下方便司乘人员进出，也可用上掀式车门兼机翼。

本专利所述的各种气动布局，须经风洞试验和模型机试飞以确保最优化；

在空中可以后轮胎作为方向舵；

在乘员座位前设有显示屏，与三维摄像(红外测距)相联接，以便赏景；

上述九种气动布局方式中，诸部件可以互相组合，兼做相应的取舍，以求安全、节能、舒适。

说明书附图的说明

图1为侧翼段下垂折叠式上高翼气动布局的三视图中飞车在地面时的侧面图；图2是其落地瞬间的正面视图；图3是其在地面行驶时低形阻(可升降式)上高翼布局的正面视图，图4是该车飞行状态时的俯视图

图5系折叠型耦合式上高翼——垂直尾翼布局的三视图中飞车在路面时的侧面视图；图6是其在地面时的正面视图；图7是其飞行状态时的俯视图

图8是旋转/固定可变式折叠型上高翼布局的三视图中“一”字形旋翼飞车在地面时的侧面视图；图9两种可变的旋翼；图10为飞车在地面时的正面视图；图11俯视图。

图12是无尾翼多边形上高翼式布局三视图中飞车在地面时的侧面视图；图13飞车的正面投影；图14为飞车飞行状态时的俯视图。

图15为侧翼段下垂折叠的上翼气动布局三视图中飞车在地面时的侧面视图；图16为其正面视图；图17系其飞行状态的俯视图。

图18是有耦合前小翼的侧翼段下垂的折叠式上翼布局三视图中的侧面图；图19是飞车落地瞬间的正视图-尚未下垂其侧翼段；图20是飞车飞行时的俯视图。

图21为无尾翼的双级耦合的纵向三翼布局之小型商务车的侧视图；图22是其飞行时的俯视图；图23是与主翼形成一级耦合的前辅翼的水平放大图及左侧视图。

共用图21-图23，快装快卸式上高翼飞车构造概念图。

图24系侧翼段是双重折叠的(或伸缩式的)、翼后缘喷气的下翼布局三视图中飞车在地面时的侧面视图；图25是其在路面时的正面视图；图26是飞车空中飞行(或悬停)态的俯视图(二重折叠翼已展开)。

图27是电动螺旋桨推(拉)进的(上折叠式)下翼气动布局的飞车在路面时的侧面视图；图28是其相应的正视图，图29是飞车飞行态的俯视图。

图30系侧翼是双重折叠的(或伸缩式的)翼后缘喷气的下翼气动布局之飞车的动力传输图。

Claims (10)

1.一种既可在路面行驶又能在低空飞行的小轿车或11座以下的公务车-“飞车”，其特征在于在车体上安装有可以折叠的机翼，包括中(间)翼段和(两)侧翼段；就机翼的安装位置而言，分为上高翼、高翼、中翼和下翼及鸭翼、尾翼、辅翼等；车体内装设有在地面行驶的动力系统和在空中飞行时的压气、喷气的气体动力设备，也可以是混合动力型的电动螺旋浆系统；就飞控而言有手动和自动飞行系统，有四余度电传控制系统，有自动摄像测距和显示装置，有自动抛伞缓降设施等；飞车正常节能运行的关键在于合理的气动布局和动力配置，本发明涉及了九种气动布局方式与相应的动力配置和一种快速改变气动布局即快速装、卸飞车机翼的方法。

2.根据权利要求1所述的气动布局，本发明的第一种气动布局实施方案为侧翼段下垂折叠式上高翼式(见说明书附图1/9)。包括上高翼中段(4)，下垂的侧翼段(7)，中段翼与车顶部间的联接支柱(8)，四个下喷气管(13)及其联锁控制阀(90)，尾部的左、中、右喷气管和控制阀(11)；

本布局包括在地面行驶时的低阻力可升降式上高翼(中段翼下降到贴敷车顶成为上翼-而上升后即成为上高翼)包括联接中翼段(3)和汽车顶部的平面(铰接)四杆机构与夹紧机构(2)及其侧翼段(1)，其双垂直尾翼和方向舵与升降舵，由件(11)(13)(90)配合副翼、襟翼取而代之，空中飞行时的动力系统为：内燃机与变速箱-永磁驱动器(91)-传动轴(14)-串联的双螺杆泵或三级压气机(10)-贮气罐(9)-诸喷气管与其控制阀。

3.根据权利要求1所述的气动布局的第二种布局实施方式案为：(折叠型)耦合式上高翼——垂直尾翼布局(见附图2/9)，在相互位置上能构成耦合作用的前辅翼(17)与侧翼段(16)，或是前掠的辅翼(20)，上高翼中段(19)与其梯形侧翼段(18)，或是前沿垂直后沿前掠的侧翼段(96)，下喷四管与阀(13)，尾喷三管及其联锁控制阀(11)；本方案的动力系统同第一种气动布局；

在所有布局中二级串联双螺杆泵或三级压气机的吸气口都位于车顶气流与车顶盖尾端分离点前6-10厘米处，以增大车顶气流流速以提高升力。

4.根据权利要求1所述的气动布局，本发明的第三种布局实施方案是旋转-固定可变式折叠型上高翼布局；(见附图3/9)，上高翼旋转时带动飞车升降，当上高翼与车体固定为无相对动的一体时即成为飞车的固定机翼；该旋翼有三种形状供选择：星形(23)、“十字形”(24)、和“一字形”(25)，相关部件有快速定位夹紧系统(31)，通翼配气管(32)，旋翼供气阀管(33)，螺杆泵车顶吸气孔(36)，串连双螺杆泵与储气罐(37)，翼稍切向喷气孔(34)，尾喷三管与其控制阀(35)，旋翼的旋转气盘(27)，固定配气盘(28)，内表面是锥底面相对的双(内)锥面的双半环密封与承载圈(29)，四个垂直喷气管与阀(13)；

本布局的空中动力传递：内燃机-传动轴(26)-串联双螺杆泵(或三级压气机)与储气罐组(37)-泵的车顶吸气口(36)-尾喷三管与控制阀(35)……平飞与姿态控制；

内燃机-传动轴(26)-双螺杆泵(37)通翼配气管(32)-旋翼供气阀管(33)——翼稍切向喷气孔(34)……升降。

5.根据权利要求1所述本发明的第四种气动布局实施方案为无尾翼多边形上高翼，(见说明书附图4/9)，九边形上高翼(58)，水滴形空心连接柱(59)，下垂的侧翼段(60)及其前缘后缘的襟翼、副翼，尾部边上的大宽度副翼(61)，在机翼顶部的三维摄像仪和其传输显示系统(92)；

本布局以两台推力风扇(或三级压气机)(43)和两组串联的双螺杆泵(37)，及其下喷尾喷阀管的压力气体为上升和平飞的动力。

6.根据权利要求1所述。本发明的第五种气动布局与动力传递实施方案为：侧翼段下垂折叠的上单翼布局(见说明书附图5/9)，特点是上单翼中段(38)与车顶部融合为一体，中段的主翼梁(39)与加强了的车身中柱、车顶的内外侧梁焊成一体，翼后喷气管(40)，接合密封阀(41)，变径口与风阀(98)，前掠式侧翼段(44)，或直角梯形或矩形侧翼段(45)，垂直的推力风扇(43)，三级压气机或双螺杆泵(37)及其车顶吸气口(36)，垂直下喷气阀与管(46)，本布局中以推力风扇和下喷气阀管代替了下喷气四管与其控制阀，增加了翼后缘喷气管(40)，接合密封阀(41)，变径口与风阀与其控制系统(98)；

本实施例也可以是有内层车门的上掀式车门兼做机翼的构形布局，包括机翼(车门)的后缘喷气与其控制系统；该机翼后缘喷气与其控制系统也适用于侧翼段上折叠的下单翼布局和下垂折叠的上高翼布局的飞行汽车；

说明书附图6/9-有耦合前小翼的侧翼段下垂折叠式上单翼布局，与图5/9不同处有两点：一是增设了耦合前小翼(48)，从而增加了两翼的总升力；二是上翼中段的前缘后缘与车顶盖(板)的前缘后缘相重合，使其平均弦长增大，两端用梯形下垂折叠翼(50)和大的副翼襟翼，明显地增加了机翼面积，以弥补上翼机翼展较小的不足。

7.根据权利要求1所述本发明的第六种气动布局实施方案是无尾翼-双级耦合的纵向三翼布置：(见说明书附图7/9)前辅翼(76)-上翼(77、83)-中翼(80、88)；本方案主要用于11座(含7座)的商务飞车，利用三翼之间的连续两次耦合效应，增大总升力；其空中动力为两台多级压气机(或推力风扇)(82)和双螺杆泵(或三级压气机)和储气罐(84)、下喷、尾喷阀管系统(85)、特别是在车顶(或中翼段)的飞车重心对应位置上安设了意外高速坠落时能自动抛出降落伞的盒(95)，-当下坠速度瞬间达2.8g时，(即快速坠落时)重力加速度感应器动作，使抛伞线路闭合，使高爆物瞬间分解气化，推开伞盒盖并抛出降落伞；也可在车顶的四角布设伞盒；

本实施方案也可以将上翼(77、83)改为上高翼，而将中翼(80、88)改为上翼，取消前辅翼(76)；或将上翼(77、83)做成低形阻可升降式上翼——上高翼，它升到上高位时其位置必须保证与后边的上翼形成最佳耦合。

8.根据权利要求1所述一种快速改变飞车气动布局的实施方案即快速装、卸飞车机翼的方法、分为整体机翼的拆卸安装和侧翼段的卸装；首先是全翼的卸、装，见共用图(7/9)，上高翼中段（78）内转有对侧翼段进行旋转、定位和夹紧构件及其控制线路，该线路接口集中在下翼面与行李架纵梁(79)对接部位的、相互绝缘的、可开合的等距的若干合金卡爪上，各爪接入中央控制系统，可按指令松开或抱紧，其两端各有一高强度定位承载卡爪，(79)上有与之对应的高强度的相互绝缘的导电环；(卡爪-导电环线路也可以是柔性的激光对接的多线插头；)车顶有激光定位探头(94)，中段翼的下翼面的对应点有激光基准件。(家庭)停车点备有两台0.5吨(电动)手动液压搬运机，其叉爪对准并接触翼稍下端中部，在接受指令(可遥控)松开卡爪后，叉爪上移10公分使翼车分离，汽车体可以自主运行；

车体用激光遥控对准机翼中段，叉爪下降到上翼中端段的卡爪与行李架纵梁的导电环抱定固牢后，移走液压搬运机，翼一车一体又成了“飞车”；

再则只是两侧翼段的卸与装——与全翼装卸方法相同，但要将卡爪与导电环，改成像(门户的)活页一样，用同外径、同厚度、同内孔、同精度的相间交错相切的钢环分别焊接在中翼段与侧翼中线的两端(中间留出空位)，用两只快装卸定位螺栓，从两端插入，用快卸垫圈和锁紧螺母固定，即成为可快装快卸的铰链体，用2台0.4吨电手动液压搬运机、停靠在侧翼下端，人工可快速装卸两侧翼段(中段翼仍固定于车顶原位)。

9.根据权利要求1所述飞车的气动布局本发明的第八种实施方案是侧翼段双重折叠的或伸缩式的翼后缘喷气之下单翼布局，见说明书附图8/9——二重折叠(或伸缩式)稍翼(62)及其位于蒙皮之内的平面折叠伸展(或伸缩)机构；(较高压)压气机(43)，双螺杆泵(37)，尾喷阀管(11)，翼后缘喷气管(40)，接合密封阀(41)，变径口与风阀及其控制系统(98)；该下翼的翼肋、翼梁等要与门槛板、传动轴地板或车架、座椅等巧妙和谐地融为一体，互不干涉。

10.根据权利要求1所述的气动布局本发明的第九种实施方案是电动螺旋桨推(拉)进的上折叠式下-单翼布局(见图9/9)——翼稍电动机座(64)，车尾推进螺旋浆的集风罩(65)，其集风口位于车顶气流与车顶盖尾端分离点前6-10厘米处，垂直和水平压气管与换向阀(68)，可调速、制动和反转的翼稍永磁电动机及其螺旋桨(70)，矩形、(梯形)侧翼段(71)，也可以是矩形侧翼(74)，或是可以后掠或前掠的侧翼段(75)，永磁式主电动机和螺旋桨(72)，三维摄像机与电传显示屏(93)，意外坠落时(当V≥2.8g) 的车顶或四角布设的自动抛伞系统(95)，尾喷三管与四通阀(99)；

三台电动机的工况：翼稍电机(70)正反转可使侧翼段向下展平或向上折叠，当(70)轴线与飞车纵轴线平行时协同主电机(72)，带动飞车匀速平飞；

翼稍电动机轴线的空间位置由其机座(64)控制——该件系0°、90°两点停歇(并紧固)的往复回转运动机构；

主电机(72)及其排气换向阀(68)也可以是由(变速器)——分动器后与发电机并列的传动轴驱动的三级压气机或双螺杆泵取代之；

该布局适用于串联式混合动型电动汽车型“飞车”在地面时其动力是发动机-发电机-轮胎驱动电机；

在空中的动力是：发动机-发电机-翼稍电动机和主电动机；

以上各种布局中皆可用摆动后轮并辅以襟翼、副翼来控制飞车在空中的方向和姿态。