CN106808943A - 双旋翼共轴式垂直起降飞行汽车 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种双旋翼共轴式垂直起降飞行汽车，包括汽车车身、动力装置、传动装置、操纵装置、旋翼、铰向轴及桨毂；所述的旋翼为两副三片桨叶的共轴反转半刚性无铰旋翼，所述的动力装置包括涡轮轴发动机、两个油箱、加温通风装置、滑油散热器及防火装置，本发明以汽车本身为基础，各部件均集成在车身内，不飞行时可以当成普通汽车使用，也能够在任意路况下垂直起降进行长距离飞行，还可通过自动倾斜器控制旋翼产生不同的水平分力迅速沿任意方向飞行。采用共轴反转旋翼，在空中发生故障时，能利用旋翼自转下滑，安全着陆，增强飞行过程中的稳定性和安全性，还能提高荷载能力，缩减占地面积；并且旋翼还可折叠，更进一步减少所占空间。

Description

双旋翼共轴式垂直起降飞行汽车

技术领域

本发明涉及一种陆空两栖交通工具，尤其涉及一种双旋翼共轴式垂直起降飞行汽车。

背景技术

空中汽车最早由美国人特乐发明，该汽车从前面看与小型汽车无异，但后面有较长尾翼。还有两个机翼，在地面行驶时，将两个机翼折叠向上竖起，要做空中飞行时，两个机翼放平。但它只是简单的汽车与飞机的叠加，实用性比较差，起飞降落条件要求高，需要长距离滑行才得以起飞，且乘员人数少，爬升率慢，飞行性能远不及飞机；而由于占地面积过大，吨位过重，陆地性能也远不及一般汽车。

而可以垂直起降的地空两栖飞行汽车实际上还刚刚起步，还在概念阶段，在现有的发明专利中，如 201510515580.2 的中国专利，它的单一螺旋桨和无尾翼设计，导致它的最大航时短，只能做短距离飞行，稳定性差，起飞条件高，而且单一螺旋桨一旦遭到损坏，很容易导致严重后果。

发明内容

本发明的目的：提供一种双旋翼共轴式垂直起降飞行汽车，能解决飞行汽车占地面积过大、无法进行长距离飞行、稳定性差、起飞降落条件要求高、实用性差的问题，不仅可以垂直起降，且实用、稳定性强。

为了实现上述目的，本发明的技术方案是：

一种双旋翼共轴式垂直起降飞行汽车，包括汽车车身、动力装置、传动装置、操纵装置、旋翼、铰向轴及桨毂；所述的旋翼为两副三片桨叶的共轴反转半刚性无铰旋翼，所述的两副三片桨叶相互独立且分别通过所述的铰向轴刚性连接到所述的桨毂上，所述的旋翼通过所述的桨毂固定安装在所述的汽车车身上，位于所述的汽车车身的顶部中央；所述的动力装置包括涡轮轴发动机、两个油箱、加温通风装置、滑油散热器及防火装置，所述的涡轮轴发动机设置在所述的汽车车身内，位于所述的汽车车身的前轮轴之前，所述的两个油箱分别固定安装在所述的汽车车身的前部，分布在所述的涡轮轴发动机的两侧；所述的加温通风装置设置在所述的汽车车身的底部，位于前后排座位的下方，所述的滑油散热器位于所述的汽车车身的顶部，位于所述的汽车车身的后部，所述的防火装置设置在所述的汽车车身的尾部；所述的传动装置包括主减速器、自由行程离合器及旋翼刹车装置，所述的主减速器安装在所述的汽车车身的车轮轴上，所述的主减速器的输出轴作为所述的旋翼的轴并与所述的涡轮轴发动机的输出轴同轴连接且同步转动；所述的旋翼刹车装置安装在所述的主减速器的输出轴上，所述的自由行程离合器设置在所述的涡轮轴发动机的一侧并与所述的桨毂连接；所述的操纵装置设置在所述的汽车车身的顶部，位于所述的汽车车身的前部。

上述的双旋翼共轴式垂直起降飞行汽车，其中，所述的汽车车身上安装有扰流板，位于所述的汽车车身的尾部。

上述的双旋翼共轴式垂直起降飞行汽车，其中，所述的旋翼为可折叠旋翼。

上述的双旋翼共轴式垂直起降飞行汽车，其中，所述的桨叶的桨尖为抛物线型结构。

上述的双旋翼共轴式垂直起降飞行汽车，其中，所述的汽车车身上设有航空电子设备，位于所述的汽车车身的前部。

上述的双旋翼共轴式垂直起降飞行汽车，其中，所述的汽车车身上设有多个航空灯，对称位于所述的汽车车身的前部及后部两侧，共四个。

上述的双旋翼共轴式垂直起降飞行汽车，其中，所述的汽车车身的尾部设有防撞灯，位于所述的汽车车身的中部。

本发明以汽车本身为基础，各部件均集成在车身内，不飞行时可以当成普通汽车使用，也能够在任意路况下垂直起降进行长距离飞行，还可通过自动倾斜器控制旋翼产生不同的水平分力迅速沿任意方向飞行。采用共轴反转旋翼，在空中发生故障时，能利用旋翼自转下滑，安全着陆，增强飞行过程中的稳定性和安全性，还能提高荷载能力，缩减占地面积；并且旋翼还可折叠，更进一步减少所占空间。

附图说明

图1是本发明双旋翼共轴式垂直起降飞行汽车的剖视图。

图2是本发明双旋翼共轴式垂直起降飞行汽车的桨叶的主视图。

具体实施方式

以下结合附图进一步说明本发明的实施例。

请参见附图1所示，一种双旋翼共轴式垂直起降飞行汽车，包括汽车车身1、动力装置、传动装置、操纵装置3、旋翼4、铰向轴5及桨毂6；所述的旋翼4为两副三片桨叶的共轴反转半刚性无铰旋翼，所述的两副三片桨叶相互独立且分别通过所述的铰向轴5刚性连接到所述的桨毂6上，所述的旋翼4通过所述的桨毂6固定安装在所述的汽车车身1上，位于所述的汽车车身1的顶部中央；所述的动力装置包括涡轮轴发动机7、两个油箱8、加温通风装置9、滑油散热器10及防火装置11，所述的涡轮轴发动机7设置在所述的汽车车身1内，位于所述的汽车车身1的前轮轴之前，所述的两个油箱8分别固定安装在所述的汽车车身1的前部，分布在所述的涡轮轴发动机7的两侧；所述的加温通风装置9设置在所述的汽车车身1的底部，位于前后排座位的下方，所述的滑油散热器10位于所述的汽车车身1的顶部，位于所述的汽车车身1的后部，所述的防火装置11设置在所述的汽车车身1的尾部；所述的传动装置包括主减速器12、自由行程离合器13及旋翼刹车装置，所述的主减速器12安装在所述的汽车车身1的车轮轴上，利用齿轮转动来降低输入轴转速，增大输出轴扭矩，并改变传动方向，所述的主减速器12的输出轴作为所述的旋翼4的轴并与所述的涡轮轴发动机7的输出轴同轴连接且同步转动，通过主减速器12把涡轮轴发动机7的高转速降低为旋翼4的低转速；所述的旋翼刹车装置安装在所述的主减速器12的输出轴上，可以使旋翼快速停止转动，所述的自由行程离合器13设置在所述的涡轮轴发动机7的一侧并与所述的桨毂6连接，自由行程离合器13和涡轮轴发动机7可以带动旋翼4转动，从而可以达到控制车轮和垂直起降运动的效果；所述的操纵装置3设置在所述的汽车车身1的顶部，位于所述的汽车车身1的前部。

所述的汽车车身1上安装有扰流板2，位于所述的汽车车身1的尾部，有效减少了车辆在高速行驶时产生的空气阻力，既节省了燃料，同时也提高了车辆行驶的稳定性。

所述的旋翼4为可折叠旋翼，折叠时，把其中一个旋翼4保持不动，其他的旋翼4折叠到这个旋翼4的位置，达到收拢旋翼4的效果。

请参见附图2所示，所述的桨叶的桨尖为抛物线型结构，上方的旋翼4顺时针转动，下方的旋翼4逆时针转动，以增加悬停效率。

所述的汽车车身1上设有航空电子设备14，位于所述的汽车车身1的前部。

所述的汽车车身1上设有多个航空灯15，对称位于所述的汽车车身1的前部及后部两侧，共四个。

所述的汽车车身1的尾部设有防撞灯16，位于所述的汽车车身1的中部。

本发明的升力计算如下：飞行汽车标配乘员5人，整车最大起飞重量1900kg。两个旋翼4各需承担950kg。按照目前国际航空水平，旋翼4直径为2.42米，即可满足所需升力，满足于国家标准2.5米的限宽，且仅需配备554千瓦的涡轮轴发动机7。

桨毂6的挥舞和摆振方向都是固支的，挥舞和摆振运动依靠桨根的弹性变形来实现，只有变距铰，没有挥舞铰和摆振铰。

本发明采用共轴反转旋翼布局，不需要尾桨来抵消扭矩，从而省去了尾桨和一整套尾桨传动和操纵装置，降低飞行汽车的易损性，提高了贴地行驶的安全性，且在相同总重下，旋翼4的直径只有单旋翼的70％-80％，缩小了飞行汽车的外廓尺寸，主要车身部件紧凑地安排在全车重心附近，使车体结构更为紧凑，减少了车身尺寸，降低了纵向和横向惯性矩，大大提高了生存能力，而且飞行过程中，发动机的全部功率都可用来驱动旋翼4。

本发明采用两副三片桨叶的共轴反转半刚性无铰旋翼设计，上旋翼顺时针转动，下旋翼逆时针转动，桨叶刚性连接到桨毂上，挥舞铰和摆振铰运动依靠桨根的弹性变形来实现，没有摆振铰和挥舞铰，桨叶片数增多，可减少车体的振动水平，弦长缩小，可减小桨尖损失，提高飞行性能。

本发明采用可折叠式旋翼设计，在地面行驶中，减少旋翼4所占的空间，不仅简单方便，而且极易操作。

综上所述，本发明以汽车本身为基础，各部件均集成在车身内，不飞行时可以当成普通汽车使用，也能够在任意路况下垂直起降进行长距离飞行，还可通过自动倾斜器控制旋翼产生不同的水平分力迅速沿任意方向飞行。采用共轴反转旋翼，在空中发生故障时，能利用旋翼自转下滑，安全着陆，增强飞行过程中的稳定性和安全性，还能提高荷载能力，缩减占地面积；并且旋翼还可折叠，更进一步减少所占空间。

以上所述仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书内容所作的等效结构变换，或直接或间接运用附属在其他相关产品的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (7)

1.一种双旋翼共轴式垂直起降飞行汽车，其特征在于：包括汽车车身、动力装置、传动装置、操纵装置、旋翼、铰向轴及桨毂；所述的旋翼为两副三片桨叶的共轴反转半刚性无铰旋翼，所述的两副三片桨叶相互独立且分别通过所述的铰向轴刚性连接到所述的桨毂上，所述的旋翼通过所述的桨毂固定安装在所述的汽车车身上，位于所述的汽车车身的顶部中央；所述的动力装置包括涡轮轴发动机、两个油箱、加温通风装置、滑油散热器及防火装置，所述的涡轮轴发动机设置在所述的汽车车身内，位于所述的汽车车身的前轮轴之前，所述的两个油箱分别固定安装在所述的汽车车身的前部，分布在所述的涡轮轴发动机的两侧；所述的加温通风装置设置在所述的汽车车身的底部，位于前后排座位的下方，所述的滑油散热器位于所述的汽车车身的顶部，位于所述的汽车车身的后部，所述的防火装置设置在所述的汽车车身的尾部；所述的传动装置包括主减速器、自由行程离合器及旋翼刹车装置，所述的主减速器安装在所述的汽车车身的车轮轴上，所述的主减速器的输出轴作为所述的旋翼的轴并与所述的涡轮轴发动机的输出轴同轴连接且同步转动；所述的旋翼刹车装置安装在所述的主减速器的输出轴上，所述的自由行程离合器设置在所述的涡轮轴发动机的一侧并与所述的桨毂连接；所述的操纵装置设置在所述的汽车车身的顶部，位于所述的汽车车身的前部。

2.根据权利要求1所述的双旋翼共轴式垂直起降飞行汽车，其特征在于：所述的汽车车身上安装有扰流板，位于所述的汽车车身的尾部。

3.根据权利要求1所述的双旋翼共轴式垂直起降飞行汽车，其特征在于：所述的旋翼为可折叠旋翼。

4.根据权利要求1所述的双旋翼共轴式垂直起降飞行汽车，其特征在于：所述的桨叶的桨尖为抛物线型结构。

5.根据权利要求1所述的双旋翼共轴式垂直起降飞行汽车，其特征在于：所述的汽车车身上设有航空电子设备，位于所述的汽车车身的前部。

6.根据权利要求1所述的双旋翼共轴式垂直起降飞行汽车，其特征在于：所述的汽车车身上设有多个航空灯，对称位于所述的汽车车身的前部及后部两侧，共四个。

7.根据权利要求1所述的双旋翼共轴式垂直起降飞行汽车，其特征在于：所述的汽车车身的尾部设有防撞灯，位于所述的汽车车身的中部。