CN107380425A - 一种直升平飞的安全节能飞机 - Google Patents

Abstract

一种直升平飞的安全节能飞机，结构是：机翼是多节空心无肋板机翼，依靠发动机排出的废气展开，伸缩机翼(1)与伸缩排气筒(9)顶端的T形接头贯通铰链连接，4个螺旋桨(4)靠电动机(2)驱动，用发电机、锂电池、超级电容提供的电能垂直起飞，伸缩机翼(1)两侧依靠机翼钢丝绳(8)和机身(12)连接，具有安全性好、节能、多用途、使用方便、易于驾驶、便于存放的特点。

Description

一种直升平飞的安全节能飞机

技术领域：

本发明涉及一种飞机。

背景技术：

目前的飞机主要由直升机和固定翼飞机两种类型，直升机缺点是烧油太费不利于节能；固定翼飞机必须有机场跑道才能起降，使用不便。

发明内容：

本发明的目的是提供一种特别安全的、非常节能的、既有直升机垂直起降不受场地限制的功能，又像固定翼飞机那样可以利用滑翔来省油的新型飞机。

本发明的目的是这样实现的：把机翼制成多节充气可伸缩的，机翼安装在机身的远上方，机翼与机身通过伸缩排气筒和钢丝绳连接，两侧机翼与机翼中节铰链连接，机翼中节前端安装四台电动机，用电动机通过减速器驱动螺旋桨旋转，机翼中节与中央的多节的伸缩排气筒最上一节铰链连接，伸缩排气筒中心设有承重钢丝绳，伸缩机翼靠机翼钢丝绳与机身连接。由设置在机身内部的发动机驱动的发电机、锂电池、超级电容共同提供垂直起飞的电能，起飞后由于平飞使用时，伸缩机翼可以产生升力了，加上属于低速飞机，飞行所消耗的能量较少，可关闭两台电动机，这样发电机发出的电不但可供另外两台电动机工作，多余的电能还可以给锂电池、超级电容充电，以备垂直降落时使用。

主要由伸缩机翼、机翼支架、机身、伸缩起落架、发动机发电机组，锂电池，超级电容，控制器，电动螺旋桨组等构成。

本发明请求保护的技术特征是：伸缩机翼是多节空心无肋板机翼，伸缩机翼由中央向外一节比一节小，伸缩机翼中央第一节后方朝后装有限压阀，内侧翼端骨与伸缩排气筒的最上端的T形接头贯通铰链连接，机翼中节是盒状结构，与伸缩排气筒的上端的T形接头贯通铰链连接，机翼中节的前端内部，固定连接有缩翼绞盘和展电机绞盘，缩翼绞盘的绞盘是等径的，上绕有4条缩翼钢丝绳，缩翼钢丝绳外端固定连接在翼端骨上，展电机绞盘是同轴的两个不等径的绞盘，每个绞盘上绕有端头固定的上下电机收放钢丝绳各一根，该钢丝绳通过固定安装在第一节伸缩机翼前端外部的定滑轮导入机翼中节内部，机翼中节的前端外部中心，固定连接有中心轴，该中心轴上边活套有两个支架套，该支架套外表面固定连接有电动机支架和电动机支杆，前边的支架套固定连接左上方和右下方的电动机支架和电动机支杆，后边的支架套固定连接右上方和左下方的电动机支架和电动机支杆，电动机支架内端与支架套固定连接，外端与减速器外壳固定连接，电动机支杆内端与支架套固定连接，外端与电动机尾部固定连接，电动机拉杆前端与电动机尾部固定连接，后端与机翼中节侧板后端上下的凸耳进行万向活动连接，伸缩排气筒由多节圆管套叠而成，伸缩排气筒最下第一节外侧，纵向固定连接有齿条，伸缩排气筒最内层的一节顶部制有T形空心圆筒，与机翼中节及两个内侧翼端骨铰链连接，伸缩排气筒安装在中央排气筒内，中央排气筒上端与机身的顶上的中心孔贯通固定连接，下端与机身的底板的中心孔贯通固定连接，中央排气筒下部与发动机排气管通过排气筒接管相连接，排气筒接管后端与发动机的排气筒贯通固定连接，伸缩排气筒中心安装有承重钢丝绳，该钢丝绳的上端固定连接在伸缩排气筒顶部的T形空心圆筒上，下端穿过排气筒接管下部对应的孔，固定连接在安装于排气筒接管下部的电动绞盘上，放气门后部与伸缩机翼内部铰链连接，放气门绞盘上绕有钢丝绳，该钢丝绳一端固定连接在绞盘上，另一端固定连接在放气门上。

本发明解决的技术问题和有益效果是：

1.安全问题：目前世界上能垂直起降的固定翼飞机有三种：英国的“鹞”式，F35B，美国的“鱼鹰”，这些都是很不安全的军机，“鹞”式别名“寡妇制造者”，是最易发生事故的飞机，验证机试飞就坠毁了，共有45名飞行员在事故中丧命。“鱼鹰”MV-22从试飞时就事故不断，几次停止实验，后改为发动机互锁才解决，F35B换了思路，使用了在机身中部增加冷风扇的方法来垂直起降，但没经过实战检验，安全性不得而知。本发明凭借设在机身远上方的充气的轻质伸缩机翼，解决了常规飞机的重心与升力的平衡这个关键技术，普通飞机的重心必须与两侧机翼形成的升力中心重合或基本重合，使用中如果有少许的不重合就会使飞机的飞行姿态发生变化，一般是通过驾驶者扳动操纵杆来进行平衡和纠正。但若重心偏前太多纠正不了，飞机就会因头重尾轻而一头栽下，造成机毁人亡。如果重心偏后纠正不了，飞机也会因攻角过大而失速坠落。如果重心偏左或偏右纠正不了，飞机就会一个机翼在下、一个机翼在上飞行，也会因为升力迅速减小而坠落，几种情况都会造成严重事故，使飞行充满了危险。

本发明通过在伸缩机翼的远下方悬吊机身的技术方案，使普通飞机重心平衡这个敏感问题几乎得到完美的解决，因为本发明的高高在上硕大的伸缩机翼重量仅占飞机总重量的不足15％，整个飞机重心极低，把原来飞机的“前后和左右的双向大天平”变成了本发明的“悬吊式不倒翁”，不管机身内重心如何变化，伸缩机翼形成的升力中心和机身重心依靠地球引力，永远是自动重合的，只会对飞机的飞行姿态有一个微小的变化，不会影响到飞行安全，加上本发明的翼载荷低，失速速度低，而且飞行中即使速度为零，飞行姿态仍然能够保持，此时，可通过旋转机翼使电动螺桨向上产生升力。仍然可以平稳降落。飞行中如果燃油耗尽或其他原因致使发动机熄火，这对于对机场高度依赖的普通飞机可以说是灭顶之灾，而本发明可使用锂电池和超级电容所提供的电力，仍然可以平稳降落。本发明的电动螺桨组有四个电动螺桨，在垂直起升状态，一个(螺桨)工作就可以保持缓降，两个工作就可以保持悬停，三个工作就可以保持缓升，四个工作就可以速升。三种电源和四副螺旋桨总不可能同时失效，所以是目前最安全的一种飞机。

2.节能问题：飞行器飞行中所需功率与飞行速度的三次方成正比，为了节能，飞行速度就不能选得太高。若想在小功率发动机的驱动下获得足够的升力，必须设法加大升阻比。加大升阻比的方法是加大机翼的展弦比，以减小翼尖涡流所形成的诱导阻力。但采用加大机翼的展弦比的方法在普通飞机上遇到难以解决的困难是：为了保证长长的机翼强度和刚度，就必须加大机翼骨架的根部的构件尺寸，这样，硕大机翼的骨架、肋板、蒙皮加在一起，又会使飞机重量增加很多，大机翼的重量几乎占空机重量的一半或更多，整个机身太重，使安装小功率发动机的飞机还是难以做到正常升空。

本发明通过利用发动机废气来进行动态充气的轻质伸缩机翼，比较圆满的解决了机翼重量、机翼断面和展弦比之间的矛盾，可以在同样是小功率发动机所形成的推力作用下，形成最大的升阻比，进而可以更省油。

如果飞行时间如果选择在晴朗的午后，飞行中会遇到上升气流，这样还可以进一步滑行省油，这样就可以使燃油消耗量接近或低于轿车的水平。

一般直升机悬停时和飞行时烧油差不多，而固定翼飞机则是飞得越慢越省油，翼展和翼面积越大越省油(人力飞机一般翼展30米，翼面积100平米)，本发明结合了直升机和固定翼的特点，起飞时利用锂电池和超级电容快速释放的能量，短时(半分钟)即可升到百米高度，然后将伸缩机翼旋转并展开，就可以以固定翼省油的方式飞行了。由于本发明翼展和翼面积都大，所以非常省油，飞行同样里程甚至可以低于轿车的耗油量。

3.易于驾驶的问题：一般小型飞机由于对平衡要求严格，驾驶者稍有不慎，有时就会导致严重的飞行事故，为保证飞行安全，所以对驾驶者的驾驶技术要求很高，普通人如果不经过较长期的严格训练，很难完成驾驶任务(一个轿车执照要花几千元，一个飞机执照要花几十万就是明证)。

本发明通过充气轻盈的伸缩机翼远下方悬吊机身的方法，使重心平衡这个很危险的因素得到了彻底的解决。不管驾驶者驾驶技术如何低下，只要知道加油门向后拉操纵杆把飞机就会升高，抬油门向前推操纵杆把就下降这个简单的道理就可以驾驶本发明飞行，像驾驶三轮车一样，想上哪个方向拐弯就朝那个方向扳动操纵杆把就行，普通人经过10分钟训练就可飞行，本发明飞行的驾驶培训比骑电动三轮车上街的训练还要简单。如果使用自动驾驶模式加GPS或北斗导航，那就连老人、小孩子和盲人都可以驾驶本发明飞行了。

4.便于存放的问题：普通能载人飞行的小飞机的尺寸一般都比较大，翼展都在8米以上，机长都在5米以上，这样就给普通家庭的存放带来无法克服的困难。本发明的机身(单人)只有4.2米长、1.5米宽、2.4米高。只是比普通轿车稍高一点，前后整流体都可以摘下来分别存放。所以存放很是方便。

5.低成本：本发明单人机型可以使用摩托车发动机做动力，由于摩托车发动机产量大、工艺成熟、配件充足、产销旺盛，所以价格低廉。伸缩机翼使用无肋板、无支架的空心结构，这种方法不但重量轻，而且表面光滑，大大减小了飞行的阻力。进一步甚至还可以使用不透水的尼龙绸制作两侧的伸缩机翼，至于机身，则要求更低，甚至于用竹杆作骨架制作都可以。所以成本很低。

6.多用途：本发明如果将两侧安装上浮力体就成为水上飞机。如果将伸缩机翼和发动机都拆下，由于前轮是电动自行车的驱动轮，机身内只要放几块蓄电池就变成了有驾驶舱的电动三轮自行车，可成为风雨无阻的目前电动自行车的升级换代产品。如果在后部挂上电动螺旋桨组就变成了有驾驶舱的摩托艇，利用顶部的伸缩机翼顺风时还可以当帆船使用。

7.利用率高：由于目前我国航空法规的限制，符合规定(空机质量不超过115Kg，航速不超过100Km/h，翼载荷不超过10Kg/m2，燃油不超过5加仑)的超轻型飞机虽然可以不用适航证和飞行执照，但每次飞行还须空管部门审批，因此比较麻烦，这就限制了普通超轻型飞机的利用率，使普通超轻型飞机大部分时间是在闲置。本发明由于除了飞行以外，还可以当车和艇使用，这就大大的提高了设备的利用率，随着全球气候变暖加速，今后灾害性极端天气，如暴雨水灾会越加频繁，不怕风吹雨淋水浸的水陆空三用的交通工具肯定会大有用武之地。

通过上述分析可以看出：本发明比较圆满解决了飞行安全、节能环保、易于驾驶、便于存放、低成本、多用途和利用率高七方面的技术问题，对普通家庭拥有自己的航空器开辟了一条新的捷径，对提高国民整体素质和提升综合国力有较大的促进作用，较好的实现了本发明的目的。

附图说明：

下边结合附图进行说明。

图1是本发明的飞行时的外形图。

图2是本发明的伸缩机翼其中一节和翼骨的外形图。

图3是本发明的机翼中部从下边看上去的外形图。

图4是本发明的机翼中央的纵向剖视图。

图5是本发明的机翼中部一侧放气门处的纵向剖视图。

图6是本发明的机身的纵向剖视图。

图7是本发明的收线器的纵向剖视图。

图中：1.伸缩机翼，2.电动机，3.电动机支架，4.螺旋桨，5.减速器，6.翼骨，7.翼端骨，8.机翼钢丝绳，9.伸缩排气筒，10.后整流体，11.伸缩起落架，12.机身，13.踏脚孔，14.翼钢绳下支架，15.翼钢绳上支架，16.机翼中节，17.限压阀，18.放气门，19.电动机拉杆，20.电动机支杆，21.缩翼钢丝绳，22.承重钢丝绳，23.缩翼绞盘，24.展电机绞盘，25.扭簧，26.放气门绞盘，27.齿条，28.升降电动机，29.后舱盖，30.后挡风玻璃，31.后靠背，32.后行李箱，33.发电机，34.后减震器，35.后轮，36.发动机，37.排气筒接管，38.散热器，39.油箱，40.后坐垫，41.中央排气筒，42.锂电池，43.超级电容，44.转向电动机，45.转向涡轮，46.前轮，47.前叉，48.转向轴，49.前整流体，50.进风口，51.控制器，52.前挡风玻璃，53.导轨，54.前舱盖，55.伸缩排气筒旋转机构，56.收线器外壳，57.收线器芯，58.弹簧，59.卡片，60.平垫圈，61.螺钉，62.内垫套，63.外垫套，64.收线器轴，G.电机收放钢丝绳。

具体实施方式：

伸缩机翼1是由碳纤、钛合金或铝合金薄板制成的多节空心无肋板机翼，其中一节的结构见图2，每节断面都是上弧下平前圆后尖的等内径的贯通直筒，内侧(图2左端)制有向外的垂直小翻边(最内侧的、靠近中心的左右各一节没有这个翻边，而是两端相同的贯通直筒)，每节的外侧制有与翼骨6对应的小孔，伸缩机翼1由中央向外一节比一节小，外一节的翻边外径与相邻内一节的内径基本相同或略小，在此翻边外靠近翻边还套有与翻边尺寸相对应的、断面为矩形的增滑套(该增滑套由聚四氟乙烯注塑而成，图上未示出)。翼骨6是使用与伸缩机翼1相同材料或ABS塑料注塑而成(使用塑料注意要有环状金属嵌件作增强)，与伸缩机翼1通过半圆头螺钉固定连接，下部的前后各三个孔用来固定连接图7所示的收线器总成。翼骨6是为增加伸缩机翼1的刚度而设，飞行中可以阻隔形成翼尖涡的扰流，起翼刀的作用增加升力。

发动机36发动后所形成的废气，沿伸缩排气筒9上行，进入伸缩机翼1内部并使伸缩机翼1充气展开。两端伸缩机翼1中央第一节后方朝后装有简单的限压阀17，排出超过限定压力的气体。

翼端骨7分内侧翼端骨和外侧翼端骨两种，每种各2个(左右各一、形状相反、对称结构)外侧的翼端骨7除端头是封闭的之外，其余形状与翼骨6几乎完全相同，只是在内侧面的弦线相应位置上还制有为固定缩翼钢丝绳21端头而设的带孔的凸耳。内侧翼端骨是一个一端封闭的平底的浅桶形状，由碳纤、钛合金或铝合金薄板制成，周边形状与最内侧的、靠近中心的左右各一节的伸缩机翼1的形状相适应并固定连接，在大平面(相当于浅桶的底面，实际安装的位置是侧面)相对于机翼弦线升力中心处开有圆孔，通过该圆孔与伸缩排气筒9的最上端的T形接头贯通铰链连接。在内侧翼端骨大平面的前部，固定连接有向内的短圆管，该短圆管伸入机翼中节16侧板前方的月牙形(或称肾形)曲槽内，该短圆管的作用是：限制机翼中节16和伸缩机翼1之间的相对运动，使其相对于弦线不超过正负7度。内侧翼端骨外侧面(安装位置，相当于浅桶的底面的上方)弦线的相应位置上还固定有定滑轮，缩翼钢丝绳21通过该定滑轮和上述短圆管导入机翼中节16内部。

见图3、图4，机翼中节16是由碳纤、钛合金或铝合金薄板制成的盒状结构，上部是弧状，下部为阶梯状，两侧是上弧、下平的条状平板，平板后部上下都制有凸耳，该凸耳通过万向球节与电动机拉杆19相连接。机翼中节16的两侧条形平板上，在相对于机翼弦线升力中心处开有圆孔，通过该圆孔与伸缩排气筒9的上端的T形接头贯通铰链连接。

机翼中节16的前端(图4的左端)内部，固定连接有缩翼绞盘23(在后)和展电机绞盘24(在前)，这两个绞盘都是由电动机的蜗杆轴通过涡轮驱动，其中，缩翼绞盘23的绞盘是等径的，上绕有4条(每侧前后各一条)缩翼钢丝绳21，缩翼钢丝绳21是直径为2～3mm的不锈钢钢丝绳，外端固定连接在翼端骨7端头的带孔的凸耳上，内端固定连接在缩翼绞盘23的绞盘上。

展电机绞盘24是同轴的上下两个不等径的绞盘，每个绞盘上绕有端头固定的上下电机收放钢丝绳G的各一根。该钢丝绳通过固定安装在第一节伸缩机翼前端外部的定滑轮导入机翼中节16内部。该钢丝绳有三点是固定的：两端头分别固定在展电机绞盘24的直径不同的绞盘上，中间分别固定连接在左侧的两个减速器5上，而右侧的两个减速器5外壳上固定连接有导向该钢丝绳的定滑轮。

机翼中节16的前端外部中心，固定连接有中心轴，该中心轴是金属制成的阶梯状圆轴，上边活套有两个支架套，该支架套是金属制成的，外形为中心有孔的短圆柱形，外表面固定连接有电动机支架3和电动机支杆20每侧两根共四根，前边的支架套固定连接左上方和右下方的架、杆，后边的支架套固定连接右上方和左下方的架和杆。

电动机支架3是一根直的金属圆棒或圆管，内端与支架套固定连接，外端与减速器5外壳固定连接；电动机支杆20是一根弯曲的金属圆棒或圆管，内端与支架套固定连接，外端与电动机2尾部固定连接。电动机拉杆19是一根弯曲或直的(上边两根是弯曲的，下边两根是直的)金属圆棒或圆管，前端与电动机2尾部固定连接，后端通过万向球节与机翼中节16侧板后端上下的凸耳进行万向活动连接。

电动机2是永磁二极三相空心杯电机，由锂电池42、超级电容43和发电机33通过控制器51提供电能；减速器5是圆柱行星齿轮减速器，外壳为内齿圈，外壳与电动机支架3外端固定连接。该减速器5的动力输入端是固定连接在电动机2轴上的太阳轮，行星架为输出轴，该输出轴通过单向驱动的超越离合器与螺旋桨4的中心固定连接。

螺旋桨4由碳纤或木材制成，可以设计为2叶、3叶、4叶或5叶，如果设计为超过2叶的多叶结构，则螺旋桨4的根部必须安装可转动90°角度的纵向轴，以便不飞行时可以折叠。

机翼钢丝绳8是一根直径为2～3mm的不锈钢钢丝绳，机翼钢丝绳8的一端固定连接在图7所示的收线器内部的收线器芯57上，收线器则通过两侧的卡片59，固定连接在翼骨6下部对应的小孔内。机翼钢丝绳8的另一端，通过翼钢绳上支架15、翼钢绳下支架14同位置角上的孔，进入机身12下部中央的电动绞盘(图上未示出)并绕在该绞盘上数圈后固定，机翼钢丝绳8的中部固定连接在该绞盘中心，机翼钢丝绳8的另一半的的路径与上述相反，以左侧机翼后内第一根钢丝绳为例说明：该钢丝绳在其长度方向的中心位置固定连接在绞盘中心，该钢丝绳后端在绞盘上绕数圈后，经过翼钢绳下支架14和翼钢绳上支架15左后方的孔，最后固定连接在左侧第一条翼骨6的下后部安装的收线器内；该钢丝绳的前端则在绞盘上按相反方向绕同样的圈数后，也经过翼钢绳下支架14和翼钢绳上支架15，但是穿越的是前右方的孔，最后固定连接在右侧第一条翼骨6的前部的相对位置的收线器内。

伸缩排气筒9是由带纵向筋(防止多节之间相对旋转)的多节圆管套叠而成，类似照相机用的三脚架结构。最下第一节外侧，纵向固定连接有齿条27，通过升降电动机28和它所驱动的与齿条27相啮合的齿轮，可以使伸缩排气筒9的第一节升降。其余各节的升起是靠螺旋桨4所产生的升力。最内层的一节伸缩排气筒9顶部制有T形空心圆筒，通过该圆筒实现与机翼中节16及两个内侧翼端骨的铰链连接。伸缩排气筒9安装在中央排气筒41内，中央排气筒41是一根与机身12高度等长的金属圆管，上端与机身12的顶上的中心孔封闭(周围)贯通(中心)固定连接，下端与机身12的底板的中心孔封闭贯通固定连接，这种结构的优点是发动机废气绝无可能进入驾驶舱，保证了驾驶舱内的空气质量，防止驾乘人员吸入废气中毒。

中央排气筒41下部与发动机排气管通过排气筒接管37相连接，排气筒接管37是一根弯曲的金属圆管，其前端是喇叭口状，与机身12的底板的中心孔处周围封闭固定连接，其后端与发动机36的排气筒贯通固定连接。伸缩排气筒9中心安装有承重钢丝绳22，电动螺旋桨组和机翼产生的升力与机身的重力由该钢丝绳进行平衡和承担，该钢丝绳可以防止伸缩排气筒9脱出发生事故，该钢丝绳的上端(通过连接件)固定连接在伸缩排气筒9顶部的T形空心圆筒上，下端穿过排气筒接管37下部对应的孔，固定连接在安装于排气筒接管37下部的电动绞盘上(图上未示出)。

见图5，是伸缩机翼1的放气门18处的纵剖面，该放气门18是一个长方形的活门，使用与伸缩机翼1相同的材料制成，后部与伸缩机翼1内部铰链连接，在铰链轴上，还装有扭簧25，扭簧25是由圆钢丝绕制而成，作用是关闭放气门18，在伸缩机翼1上方相对于放气门18纵向中心线的位置，制有一个下凹的空间，该空间内固定安装有放气门绞盘26，放气门绞盘26是由电动机驱动的涡轮蜗杆绞盘，该绞盘上绕有钢丝绳，该钢丝绳一端固定连接在绞盘上，另一端固定连接在放气门18纵向中心线的位置的凸耳上。伸缩机翼1的后上方，固定连接有限压阀17，限压阀是一个圆筒形零件，内装有阀门和弹簧。

见图1，翼钢绳上支架15是一个由碳纤、钛合金或铝合金管材制成的矩形框，四角安装有定滑轮对，并预留有活动浮力体安装孔(浮力体是水上降落时使用)，中心固定安装在伸缩排气筒9最下节的上端。翼钢绳下支架14是一个由碳纤、钛合金或铝合金管材制成的工字形框，四角安装有定滑轮对，中心固定安装在机身12顶部。在机身12顶部还固定安装有伸缩排气筒旋转机构55，该伸缩排气筒旋转机构55内设两套电动机驱动的涡轮蜗杆减速机构，一套负责伸缩排气筒9最下节及翼钢绳上支架15的升降，另一套负责伸缩排气筒9最下节及翼钢绳上支架15的水平方向的旋转。

见图6，机身12是由机身本体、前整流体49、后整流体10、下垫等组成。机身12本体的结构是由轻质管材做骨架，辅以钢丝绳和钢丝绳网作加强，以泡沫塑料填充，内外都是软塑料表皮制成的半卵形一体化槽状结构，上部开口两侧固定连接有导轨53，导轨53内活动连接有聚碳酸酯制成的两个透明的弧形顶盖，即前舱盖54和后舱盖29，前后上部固定连接着透明聚碳酸酯制成的前挡风玻璃52和后挡风玻璃30，机身12的本体内安装有前后两排每排两座(亦可每排一座)软质座椅，即前座椅和后坐垫40、后靠背31，在前座椅前方控制器51的上方，安装有仪表板，仪表板上安装有航空仪表，并且安装有类似游戏手柄的电控操纵杆把左右各一个，每个操纵杆把的前后摆动则通过电传动集中控制伸缩机翼1整体同时前后摆动，以改变伸缩机翼1的迎角，配合电动机2的转速可控制飞机的升降。操纵杆把的左右摆动则通过电传动分别控制左右伸缩机翼的前后摆动，以差动的方式改变左右两个伸缩机翼1的迎角，以便让飞机盘旋或转弯。

本机全部使用电操纵，其优点是机身12封闭，利于水中起降；可以实现光纤红外遥控的总线控制以简化控制电路(例如四个电动机2、一个缩翼绞盘23、一个展电机绞盘24、两个放气门绞盘26，一共用三根供电火线提供电源，一根光纤传送指令即可完成)，还易于实现自动驾驶。

前座椅下方固定连接有超级电容43和锂电池42，该超级电容43和锂电池42的容量可分别驱动四个电动机2全速运行3分钟。

在后坐垫40下方，固定连接有油箱39，油箱39后方安装有发动机舱，发动机舱内固定连接有散热器38、发动机36和发电机33。发动机舱上方制有后行李箱32。

机身12的前方朝上留有进风口50，发动机使用的新鲜空气由此进风口进入，通过机身12下部的进气道，进入发动机舱。

前整流体49和后整流体10是无骨架的泡沫塑料制成的，外层有一个半软的塑料外壳。都是依靠挂钉和螺栓与机身上的接插板进行可拆卸式固定连接。

下垫是无骨架的软质泡沫塑料制成的，依靠钢丝绳网与机身进行捆绑式可拆卸的固定连接，目的是飞行时紧急着陆作缓冲用。

发动机配用小型增压式往复活塞汽油发动机或燃气轮机，发电机是空心杯永磁硅整流发电机。

机身12的后下部安装有伸缩起落架11，伸缩起落架11是方管套叠而成，依靠电动机驱动的齿轮齿条实现伸缩来改变后降落时的轮距。伸缩起落架11的端部固定安装有后减震器34，后减震器34的底部固定连接有后轮叉，该后轮叉上固定安装有使用电制动的后轮35。

本机使用电控转向和电制动，目的是容易实现自动驾驶和操纵连接简化，在机身12前部中央，固定安装有前轮支架，前轮支架外形是锥形，中心有一个等径的贯通圆孔，该贯通圆孔内活动安装有转向轴48，转向轴48是一根圆管，其上端固定连接有转向涡轮45，该转向涡轮45与以蜗杆为轴的转向电动机44的蜗杆轴相啮合。转向轴48的下端，固定连接有前叉47，前叉47的底部，固定连接有前轮46的轴。前轮46是一个类似电动自行车驱动轮的电动轮，可驱动机身在地面上移动。

本发明设计是水、陆、空三用，为在水上使用时机身12不漏水，所以机身12不设车门，而是通过把脚伸入机身12左侧的踏脚孔13进入驾驶舱，踏脚孔13是底面是平的半球形封闭孔，为减小空气阻力，踏脚孔13设有轴在上方的自动关闭的弹簧门盖。如果不准备在水上使用，也可以设计成类似轿车的车门左右各一扇(前左后右)。如果准备在水上起降，除了要在翼钢绳上支架15两边安装浮力体之外，还要准备电动螺旋挂桨组，该电动螺旋挂桨组的结构与空中使用的由电动机2、减速器5、螺旋桨4组成的电动桨组的结构基本相同，只是电动机、减速器、螺旋桨均小得多且防水而已，也使用电转向以省去舵面。使用时，可将电动螺旋挂桨组挂在机身12后部中央，把电缆线的插头插到相应的插座上即可使用。

见图7，图7是收线器的剖面图，收线器的结构类似盒尺(钢卷尺)，其结构是：在金属板冲压而成的两半个收线器外壳56内，中心固定连接有收线器轴64，收线器轴64是一根金属圆轴，左端有大头，右端中心制有轴向螺孔，利用旋在该轴向螺孔中的螺钉61、平垫圈60和两端的两个外垫套63，把两半个收线器外壳56压在一起。收线器轴64右侧还钻有径向的圆孔，在收线器轴64上，活动套有收线器芯57，收线器芯57是ABS塑料注塑而成的空心滑轮状零件，外边绕有机翼钢丝绳8，内部安装有弹簧58，弹簧58是由圆钢丝绕成的螺旋状弹簧，内头通过活套在收线器轴64上的内垫套62插入收线器轴64上的径向孔中，外边的头则插入收线器芯57上钻出的径向孔中。整个收线器通过卡片59和螺钉、螺母，固定连接在翼骨6竖面下部的孔上。

每根机翼钢丝绳8的上端都固定连接在收线器芯57上，不是直接固定，而是绕过收线器芯57一圈再固定，这样可以在万一收线器芯57破碎时，机翼钢丝绳8的上端也不会脱出，从而避免了事故的发生。

本发明的使用：保管或存放时，可令伸缩机翼1、伸缩排气筒9缩入，方法是，打开放气门18，使缩翼绞盘23旋转，四条缩翼钢丝绳21绕到缩翼绞盘23上，伸缩机翼1在缩翼钢丝绳21的牵引下逐步缩入。转动安装在机身12底部的电动绞盘，将承重钢丝绳22收紧，在重力和承重钢丝绳22的牵引力作用下，伸缩排气筒9缩入，再使伸缩排气筒旋转机构55通电动作，使伸缩机翼1展线与机身12中心线平行，这样，本发明长度为4～5米，宽度为1.2～1.8米，高度为2～2.5米，占地与一辆中型轿车差不多，很便于保管或存放。

起飞时，先驶往起飞地点，到达后，先把伸缩排气筒9的第一节升起，再把电动机2展开(展成正方形，使电动机2位于正方形的四个角)，将下边的两个电动机2通电旋转，伸缩机翼1就立起来了，启动发动机36使其旋转，带动发电机33发电，只要将4个电动机一起高速旋转，本发明将逐步升空。根据周围环境，当升至距地面50～150米时，即可将伸缩排气筒9伸出(只要放松承重钢丝绳22，在机身12的重力作用下，伸缩排气筒9就会慢慢伸出)，然后把伸缩机翼1的展线转动至于机身12的轴线垂直的位置，并关闭放气门18，放松缩翼钢丝绳21，在发动机36的废气压力的推动下，两侧伸缩机翼1将同步展开。当全部展开后，使伸缩机翼1上边的两个电动机2高速转动，伸缩机翼1就会由竖直方向逐步变为水平方向，就可按普通固定翼飞机那样节能地飞行。

Claims (1)

1.一种直升平飞的安全节能飞机，由伸缩机翼(1)，电动机(2)，螺旋桨(4)减速器(5)，翼骨(6)，翼端骨(7)，机翼钢丝绳(8)，伸缩排气筒(9)，机身(12)组成，其特征在于，伸缩机翼(1)是多节空心无肋板机翼，伸缩机翼(1)由中央向外一节比一节小，伸缩机翼(1)中央第一节后方朝后装有限压阀(17)，内侧翼端骨与伸缩排气筒(9)的最上端的T形接头贯通铰链连接，机翼中节(16)是盒状结构，与伸缩排气筒(9)的上端的T形接头贯通铰链连接，机翼中节(16)的前端内部，固定连接有缩翼绞盘(23)和展电机绞盘(24)，缩翼绞盘(23)的绞盘是等径的，上绕有4条缩翼钢丝绳(21)，缩翼钢丝绳(21)外端固定连接在翼端骨(7)上，展电机绞盘(24)是同轴的两个不等径的绞盘，每个绞盘上绕有端头固定的上下电机收放钢丝绳各一根，该钢丝绳通过固定安装在第一节伸缩机翼前端外部的定滑轮导入机翼中节(16)内部，机翼中节(16)的前端外部中心，固定连接有中心轴，该中心轴上边活套有两个支架套，该支架套外表面固定连接有电动机支架(3)和电动机支杆(20)，前边的支架套固定连接左上方和右下方的电动机支架(3)和电动机支杆(20)，后边的支架套固定连接右上方和左下方的电动机支架(3)和电动机支杆(20)，电动机支架(3)内端与支架套固定连接，外端与减速器(5)外壳固定连接，电动机支杆(20)内端与支架套固定连接，外端与电动机(2)尾部固定连接，电动机拉杆(19)前端与电动机(2)尾部固定连接，后端与机翼中节(16)侧板后端上下的凸耳进行万向活动连接，伸缩排气筒(9)由多节圆管套叠而成，伸缩排气筒(9)最下第一节外侧，纵向固定连接有齿条(27)，伸缩排气筒(9)最内层的一节顶部制有T形空心圆筒，与机翼中节(16)及两个内侧翼端骨铰链连接，伸缩排气筒(9)安装在中央排气筒(41)内，中央排气筒(41)上端与机身(12)的顶上的中心孔贯通固定连接，下端与机身(12)的底板的中心孔贯通固定连接，中央排气筒(41)下部与发动机排气管通过排气筒接管(37)相连接，排气筒接管(37)后端与发动机(36)的排气筒贯通固定连接，伸缩排气筒(9)中心安装有承重钢丝绳(22)，该钢丝绳的上端固定连接在伸缩排气筒(9)顶部的T形空心圆筒上，下端穿过排气筒接管(37)下部对应的孔，固定连接在安装于排气筒接管(37)下部的电动绞盘上，放气门(18)后部与伸缩机翼(1)内部铰链连接，放气门绞盘(26)上绕有钢丝绳，该钢丝绳一端固定连接在绞盘上，另一端固定连接在放气门(18)上。