CN107175999A - 飞行汽车 - Google Patents

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李忠泽
何旭东
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JIANGYIN XIANGNUO ELECTRONICS TECHNOLOGY Co Ltd
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JIANGYIN XIANGNUO ELECTRONICS TECHNOLOGY Co Ltd
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60F—VEHICLES FOR USE BOTH ON RAIL AND ON ROAD; AMPHIBIOUS OR LIKE VEHICLES; CONVERTIBLE VEHICLES
    • B60F5/00—Other convertible vehicles, i.e. vehicles capable of travelling in or on different media
    • B60F5/02—Other convertible vehicles, i.e. vehicles capable of travelling in or on different media convertible into aircraft
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B64—AIRCRAFT; AVIATION; COSMONAUTICS
    • B64C—AEROPLANES; HELICOPTERS
    • B64C27/00—Rotorcraft; Rotors peculiar thereto
    • B64C27/04—Helicopters
    • B64C27/08—Helicopters with two or more rotors
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B64—AIRCRAFT; AVIATION; COSMONAUTICS
    • B64C—AEROPLANES; HELICOPTERS
    • B64C27/00—Rotorcraft; Rotors peculiar thereto
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Abstract

本发明公开了一种飞行汽车，其特征在于，包含设置在中间的驾驶舱（1）、四个轮子（2）和扁平的带翼型的车体（3），所述驾驶舱（1）上部突出于车体（3），所述车体（3）宽于四个轮子（2）并在尾部位置设有一对混控的副翼（4），所述车体（3）上、四个轮子（2）的内侧，设置有四个涵道（5），所述各涵道（5）内均设有可倾转式旋翼（6），以用于提供动力让所述飞行汽车飞起。本发明设计巧妙，结构简洁，不但可在路面驾驶和飞行状态随意切换，而且通过将可倾转式旋翼旋转到水平位置，然后利用扁平的带翼型的车体产生升力，就可以实现固定翼飞行，可靠性高，动力稳定，续航能力强，实用操作性好，且转向和向前向后灵活，值得推广。

Description

飞行汽车
技术领域
本发明涉及汽车模型领域，尤其是涉及一种飞行汽车。
背景技术
现有的飞行汽车多采在现有汽车的基础上直接使用涵道风扇形成四轴飞行器的概念或者是那种机翼可以折叠的飞行汽车概念，但这种方法存在飞行距离短、耗能高的缺点，实际操作价值非常小，不能满足人们的使用需求。最典型的案例如亿航184，虽然基设计已经最大化的减轻了机体重量，也增加了所携带电池的容量，但是其留空时间依然很短，只有23分钟，而且飞行距离只有不到40公里，在使用方面有着严重的短板，以下为其公布的技术数据：
亿航184载人飞行器高1.5米，净量200千克，额定载重100千克，整机最大输出功率106KW （8马达），海平面续航时间23分钟，平均巡航速度100公里/小时，可乘坐单人乘客。
发明内容
本发明为解决以上问题，为此提供了一种采用全新结构的飞行汽车。
本发明的飞行汽车是有创新的，完全不同的优势，主要在于本发明的飞行汽车可以通过将电机旋转到水平位置，然后利用扁平的带翼型的车体产生升力，来实现固定翼飞行，这个是一个创新的想法，有别于现在主流的飞行汽车停留在四轴飞行器的概念或者是那种机翼可以折叠的飞行汽车概念。
为实现以上目的，本发明的技术方案如下：
飞行汽车，包含设置在中间的驾驶舱、四个轮子和扁平的带翼型的车体，所述驾驶舱上部突出于车体，所述车体宽于四个轮子并在尾部位置设有一对混控的副翼，所述车体上、四个轮子的内侧，设置有四个涵道，所述各涵道内均设有可倾转式旋翼，以用于提供动力让所述飞行汽车飞起。
作为优选，所述车体的壳边具有流线型包边结构，用于减小轮子的阻力。
作为优选，所述可倾转式旋翼的动力由汽车动力系统提供。
作为优选，所述可倾转旋翼包括电机和螺旋桨，所述电机均可单独摆动，在所述驾驶舱内部，还左右平行设有两个转向用舵机，所述两个舵机分别通过联杆与与其同侧的两个可倾转旋翼的电机进行联动，所述可倾转旋翼的电机固定在支架上，所述支架套在中间的控制电机运转的主轴上,所述支架靠近驾驶舱的另一端上，还固定连接有电机转向摇臂，所述舵机上也设有舵机摇臂，所述联杆通过舵机摇臂与舵机活动连接，所述联杆通过电机转向摇臂与电机活动连接，所述电机转向摇臂、联杆和舵机摇臂之间，形成平行四杆机构结构，所述平行四杆机构均可以前后摆动。
通过差动摆动可实现平稳转向，通过同时向前或向后摆动可实现前进和后退。
该飞行汽车工作原理：
当需要路面行驶时，同普通汽车一样；
当需要垂直起降时，则开启可倾转式旋翼并让它垂直朝上以提供升力；
当需要平飞时，则将可倾转式旋翼向前倾转直至呈水平状态，然后保持水平状态飞行；
当需要转向时，四个可倾转旋翼利用平行四杆机构，通过差动摆动实现平稳转向；
当需要前进和后退，也可以通过左右电机同时向前或向后摆来实，这已经在模型上得到验证。
上述飞行汽车的在悬停模式下的转向控制方法，其特征在于，在悬停飞行模式下，所述电机总体方向朝上，所述两个舵机分别控制机身左侧电机与机身右侧电机差向摆动，以使机身左右两侧形成一个力偶，用以实现在垂直悬停模式下快速精确转向，当需要前进和后退，也可以通过左右电机同时向前或向后摆来实现。
本发明的有益效果是：本发明设计巧妙，结构简洁，不但可在路面驾驶和飞行状态随意切换，而且通过将可倾转式旋翼旋转到水平位置，然后利用扁平的带翼型的车体产生升力，就可以实现固定翼飞行，这个是一个创新的想法，有别于现有技术的飞行汽车仍停留在四轴飞行器的概念，可靠性高，动力稳定，而且，在垂直模式下，通过左侧电机与右侧电机的差向摆动，形成一个力偶，从而可以实现快速精确转向，具体比如通过左侧两个电机联动向前摆动，右侧两个电机联动向后摆动，可以极大原提高飞行器在垂直悬停模式下的转向操作，这个比目前已经有的多轴飞行器性能和操控性上有了极大的提高，即现在不需要通过转速差来转向了,单靠舵机差向操作即完成转向，稳定性好，安全性能高，并且易于维护，实用性极强，值得推广。
附图说明
本发明将通过例子并参照附图的方式说明，其中：
图1是本发明实施例的飞行汽车结构示意图的俯视图；
图2是本发明实施例的飞行汽车垂直起飞状态下的结构示意图；
图3是本发明实施例的飞行汽车由垂直飞行向平飞飞行调整时的结构示意图；
图4是本发明实施例的飞行汽车平飞状态下的结构示意图；
图5是本发明实施例的飞行汽车的车体的结构示意图；
图6是本发明实施例的飞行汽车垂直悬停模式下转向机构的结构示意图的仰视图；
图7是本发明实施例的飞行汽车垂直悬停模式下转向机构的结构示意图的侧视图；
图8是本发明实施例的飞行汽车上支架与电机连接结构示意图的侧视图。
具体实施方式
本说明书中公开的所有特征，或公开的所有方法或过程中的步骤，除了互相排斥的特征和/或步骤以外，均可以以任何方式组合。
本说明书（包括任何附加权利要求、摘要和附图）中公开的任一特征，除非特别叙述，均可被其他等效或具有类似目的的替代特征加以替换。即，除非特别叙述，每个特征只是一系列等效或类似特征中的一个例子而已。
如图1-8所示的飞行汽车，其特征在于，包含设置在中间的驾驶舱1、四个轮子2和扁平的带翼型的车体3，所述驾驶舱1上部突出于车体3，所述车体3宽于四个轮子2并在尾部位置设有一对混控的副翼4，所述车体3上、四个轮子2的内侧，设置有四个涵道5，所述各涵道5内均设有可倾转式旋翼6，以用于提供动力让所述飞行汽车飞起。
图4中的车体上黑色部分就是翼型所在位置，其与水平方向存在一定夹角，最佳的角度为1-3度。
所述车体3的壳边具有流线型包边结构。
所述可倾转式旋翼6的动力由汽车动力系统提供。
所述可倾转旋翼6包括电机13和螺旋桨14，所述电机13均可单独摆动，在所述驾驶舱1内部，还左右平行设有两个转向用舵机7，所述两个舵机7分别通过联杆8与与其同侧的两个可倾转旋翼6的电机13进行联动，所述可倾转旋翼的电机13固定在支架9上，所述支架9套在中间的控制电机运转的主轴10上,所述支架9靠近驾驶舱1的另一端上，还固定连接有电机转向摇臂11，所述舵机7上也设有舵机摇臂12，所述联杆8通过舵机摇臂12与舵机7活动连接，所述联杆8通过电机转向摇臂11与电机13活动连接，所述电机转向摇臂11、联杆8和舵机摇臂12之间，形成平行四杆机构结构，所述平行四杆机构均可以前后摆动。
该飞行汽车工作原理：
当需要路面行驶时，同普通汽车一样；
当需要垂直起降时，则开启可倾转式旋翼并让它垂直朝上以提供升力；
当需要平飞时，则将可倾转式旋翼向前倾转直至呈水平状态，然后保持水平状态飞行。
当需要转向时，四个可倾转旋翼利用连杆连接的功能，通过差动摆动实现平稳转向。
当需要前进和后退，也可以通过左右电机同时向前或向后摆来实，这已经在模型上得到验证。
与现有的飞行汽车的对比：
理论估算：
参考亿航184的设计，由于需要增加扁平带机翼的车体，增加100KG的重量，机体空重300KG，加上乘员100KG，总飞行重量400KG。
车体尺寸，按现在家用轿车做算，宽约1900MM，长约4200MM，总升力面积1.9X4.2=8平方米
水平飞行最小速度估算，按照升力公式
1/2*1.225*V*V*S*CL=G
此时取升力系数CL=1.3 G=4000N S=8
计算得出最小平飞速度25米/秒（90.2KM/H）
此数据已经接近亿航184的巡航速度，根据估算，现在的方案的巡航速度不低于120KM/H，
按照空气动力学计算,其最小平飞速度所需要推力约120KG，巡航推重比0.3,所消耗功率约为亿航37.5%，
如果以巡航速度120KM/H来飞行,估计据需要推力约150KG，功率为亿航184的50%，因此留下空时间可以达到40分钟，飞行距离可以达到100公里，考虑到垂直起降所消耗掉的20%能量，占时10分钟，所以保守估计，其巡航平飞时间可以达到30分钟，飞行航程75KM，这项指标也大大优于亿航184的方案，明显地可以看到续航能力强，实用操作性好。
故由上对比可知，本发明设计巧妙，结构简洁，不但可在路面驾驶和飞行状态随意切换，而且通过将可倾转式旋翼旋转到水平位置，然后利用扁平的带翼型的车体产生升力，就可以实现固定翼飞行，这个是一个创新的想法，有别于现有技术的飞行汽车仍停留在四轴飞行器的概念或者是那种机翼可以折叠的飞行汽车，可靠性高，动力稳定，续航能力强，实用操作性好，且加上转向和向前向后的灵活控制，效果更好，值得推广。
本发明并不局限于前述的具体实施方式。本发明扩展到任何在本说明书中披露的新特征或任何新的组合，以及披露的任一新的方法或过程的步骤或任何新的组合。

Claims (3)

1.飞行汽车，其特征在于，包含设置在中间的驾驶舱（1）、四个轮子（2）和扁平的带翼型的车体（3），所述驾驶舱（1）上部突出于车体（3），所述车体（3）宽于四个轮子（2）并在尾部位置设有一对混控的副翼（4），所述车体（3）上、四个轮子（2）的内侧，设置有四个涵道（5），所述各涵道（5）内均设有可倾转式旋翼（6），以用于提供动力让所述飞行汽车飞起。
2.根据权利要求1所述的飞行汽车，其特征在于，所述车体（3）的壳边具有流线型包边结构。
3.根据权利要求1所述的飞行汽车，其特征在于，所述可倾转旋翼（6）包括电机（13）和螺旋桨（14），所述电机（13）均可单独摆动，在所述驾驶舱（1）内部，还左右平行设有两个转向用舵机（7），所述两个舵机（7）分别通过联杆（8）与与其同侧的两个可倾转旋翼（6）的电机（13）进行联动，所述可倾转旋翼的电机（13）固定在支架（9）上，所述支架（9）套在中间的控制电机运转的主轴（10）上,所述支架（9）靠近驾驶舱（1）的另一端上，还固定连接有电机转向摇臂（11），所述舵机（7）上也设有舵机摇臂（12），所述联杆（8）通过舵机摇臂（12）与舵机（7）活动连接，所述联杆（8）通过电机转向摇臂（11）与电机（13）活动连接，所述电机转向摇臂（11）、联杆（8）和舵机摇臂（12）之间，形成平行四杆机构结构，所述平行四杆机构均可以前后摆动。
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