CN109774394A - 可飞行电动汽车 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了可飞行电动汽车，包括电动汽车本体、机翼、尾翼和螺旋桨，螺旋桨与机翼、尾翼的同时启动可实现汽车模式与飞行器模式的切换。本发明汽车顶部设置机翼，飞行汽车的机翼表面安装有高效光伏电池组，尾部设置尾翼，同时设置竖直向的螺旋桨，通过三者配合使电动汽车从汽车模式转化为飞行器模式，本发明所提供的可飞行电动汽车，在大部分情况下以汽车模式存在，只有在交通拥堵、河流峡谷之类道路无法通过的地形时，可将模式切换为飞行器模式，不改变其汽车的本质，使汽车有更加广泛的应用，更加方便人们的交通出行。
Description
技术领域
本发明涉及飞行汽车技术领域，特别涉及可飞行电动汽车。
背景技术
现有的飞行汽车或者载人电动飞行器基本都是可折叠飞行器的状态， 或者以飞行器状态为主，汽车形式为辅。该类飞行汽车在汽车状态下具有体积大且形状特异、载客量小、行驶质量差的问题，不能完全应用在生活中。而在飞行器状态下存在普遍翼展小、气动阻力大、速度慢的缺陷，且为了保证飞行时间多采用燃油动力或者混合动力，集中的驱动系统复杂且成本高，改变行驶模式不灵活，任何一种模式相比小型飞机或者汽车都有明显劣势，无法成为一种接近主流的交通工具。
针对以上的问题，本发明的飞行汽车更以行驶状态下的汽车为主，只做短距离的飞行用以避开例如交通拥堵， 河流峡谷之类道路无法通过的地形等。由于现在的无刷电机及锂离子储能电池，以及自动化电动飞行控制系统的进步，采用分布式纯电驱动，具有驱动转换灵活、功率/重量比大、车体空间易于安排、操控灵活稳定等优势，配合轻量化的复合材料车身以及电磁可变性悬挂及阻尼系统，可以在行驶状态或者飞行状态都达到接近于汽车的质感和效率。
发明内容
为了克服现有技术的缺陷，本发明提供可飞行电动汽车。
为了实现上述目的，本发明提供以下技术方案：
可飞行电动汽车，包括电动汽车本体、机翼、尾翼和螺旋桨，螺旋桨与机翼、尾翼的同时启动可实现汽车模式与飞行器模式的切换。
优选的，所述螺旋桨竖直设置在电动汽车本体上，该螺旋桨可设置在电动汽车本体上的任何位置，只要在竖直方向或可翻转形成竖直状态即可，使其类似现有飞机的飞行模式，方便飞行。
优选的，还包括设置在底盘上水平方向的螺旋桨，所述螺旋桨与发动机连接，为汽车提供上下垂直起降的动力。
优选的，所述机翼设有一对，安装于电动汽车本体的顶部，可向两侧旋转延伸，形成“一”字形结构，保证飞行的平稳。
优选的，所述尾翼安装于电动汽车本体的尾部，可向外侧翻转，形成V字形结构。
优选的，所述螺旋桨设置在电动汽车本体的尾部后备箱内。
优选的，所述螺旋桨通过中心轴固定在电动汽车本体的内部支撑架构上。
优选的，所述电动汽车本体的外形为流线型结构，流线型结构可减少飞行阻力。
优选的，所述机翼上表面以及飞行汽车的顶棚安装有高效光伏电池组，飞行汽车在白天飞行时机翼表面的光伏电池可以利用太阳能发电为飞行提供辅助电能，增加飞行汽车的航程；在飞行汽车转换为汽车形态时可以也可增加行驶里程，白天停车时可将机翼打开露出顶棚增加受光面积，可以为飞行汽车的蓄电池充电。
优选的，所述光伏电池为具有一定柔性的高效光伏电池片，包括单晶硅、砷化镓或CIGS中的一种或多种。
本发明所带来的有益效果是：汽车顶部设置机翼，尾部设置尾翼，同时设置竖直向的螺旋桨，通过三者配合使电动汽车从汽车模式转化为飞行器模式，本发明所提供的可飞行电动汽车，在大部分情况下以汽车模式存在，只有在交通拥堵、河流峡谷之类道路无法通过的地形时，可将模式切换为飞行器模式，不改变其汽车的本质，使汽车有更加广泛的应用，更加方便人们的交通出行。
附图说明
图1-1、1-2、1-3是本发明汽车模式的三视图。
图2-1、2-2、2-3是本发明飞行模式的三视图。
图3-1、3-2、3-3是本发明动力系统收放过程图。
图4-1、4-2、4-3是本发明尾翼收放过程图（后视图）。
图5-1、5-2、5-3是本发明机翼收放过程图。
图中标号：
1、涵道；2、螺旋桨；3、机翼（机翼表面覆盖光伏电池）；4、尾翼。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的较佳实施例进行详细阐述，以使本发明的优点和特征能更易于被本领域技术人员理解，从而对本发明的保护范围做出更为清楚明确的界定。
实施例一：
图1为电动汽车的汽车模式图，可以看到两个机翼3通过转轴固定在汽车顶部，与流线型车身可完全贴合，由图5所示，两个机翼3可向两侧转动，形成一字型结构，由图可知机翼3为可折叠碳纤维复合材料机翼，为弧形结构，其自由端设有向下弯折部，可保证汽车在飞行器模式下的平稳飞行；由图4-5所示，两个尾翼4折叠放置至汽车尾部，可向上翻转，形成V字形结构，控制飞行器的方向；由图3可看出螺旋桨2的运动状态，其安装在汽车尾部，在汽车模式下，其水平固定在后备箱内，当切换为飞行器模式时，可向上翻转成为竖直结构，该螺旋桨2上设有涵道1；
模式转换过程如下：
正常状态下，电动汽车以汽车模式在路上行驶，当遇到交通拥堵、河流峡谷之类道路无法通过的地形时，需要将模式切换为飞行器模式，以避开此类地形，减少路途波折，此时，将两个机翼向外旋转，形成一字型结构，后将螺旋桨2翻转为竖直状态，同时两个尾翼3翻转形成V字形结构，通过螺旋桨2上的电机提供旋转动力，推动飞行器起飞；同时在电控系统中增加飞行增稳系统，可对下弯的机翼可能产生的不稳定性进行补偿；
当电动汽车的总重达1到吨时，根据飞行器起飞的推重比计算，当推重比达到5左右，便可推动飞行器起飞，此时的电机功率维持在80-100KW即可。
实施例二：
机翼3、尾翼4以及尾部设置的螺旋桨2与实施例一完全相同，同时在电动汽车的底部增加一个第二螺旋桨（图未示），该第二螺旋桨可上下伸缩，在切换飞行器模式时，可向下伸出，在汽车模式时，可向上收回，不影响汽车模式的运行；该第二螺旋桨电性连接在发动机上，由发动机提供动力，此时，电动汽车上设有两个螺旋桨，采用两个电机同时提供动力；
模式转换过程如下：
正常状态下，电动汽车以汽车模式在路上行驶，当遇到交通拥堵、河流峡谷之类道路无法通过的地形时，需要将模式切换为飞行器模式，以避开此类地形，减少路途波折，此时，将两个机翼3向外旋转，形成一字型结构，汽车尾部螺旋桨2翻转为竖直状态，同时两个尾翼3翻转形成V字形结构，汽车底部的第二螺旋桨向下伸出，此时，汽车底部的第二螺旋桨通过发动机提供动力，推动电动汽车飞行器向上升起，同时汽车尾部的螺旋桨2通过安装的电机提供旋转动力，推动飞行器起飞；同时在电控系统中增加飞行增稳系统，可对下弯的机翼可能产生的不稳定性进行补偿；
飞行汽车的机翼上表面以及顶棚安装有高效光伏电池组（单晶硅， 砷化镓， CIGS等具有一定柔性的光电转换效率>20%的光伏电池片），飞行汽车在白天飞行时机翼表面的光伏电池可以利用太阳能发电为飞行提供辅助电能，增加飞行汽车的航程。在飞行汽车转换为汽车形态时可以也可增加行驶里程，白天停车时可将机翼打开露出顶棚增加受光面积， 可以为飞行汽车的蓄电池充电。粗略估算10平方米的表面积在光照条件优良的情况下可产生2-4KW的电能，大约20%的巡航功率，或每小时2-4kwh 的充电速度。
当电动汽车的总重达1到吨时，根据飞行器起飞的推重比计算，当推重比达到5左右，便可推动飞行器起飞，此时的螺旋桨2的电机功率维持在10-50KW。
汽车前部底部的第二螺旋桨直接产生向下的推力，帮助减小起飞和降落的滑跑距离；也可与螺旋桨2配合，螺旋桨2在向上翻出接近180度（即翻转为水平方向）后也产生向下的推力，前后的推力由飞控系统控制飞行汽车的平衡，可进行垂直起降；飞机离地后螺旋桨2可继续偏转至90度（即竖直方向），向后推力使飞行汽车逐渐进入平飞状态， 同时减小直至关闭第二螺旋桨及第二螺旋桨下侧的舱门。以汽车总重一吨来估算，每个螺旋桨需要大约50-200kW 的功率。
上述两实施例分别采用一个及两个螺旋桨工作，通过在电动汽车上设置螺旋桨及安装无人驾驶系统，保证汽车在短时间内采用飞行的方式运行，使其通过复杂地形，增加其应用范围，减少交通工具更换的成本，为人们的出行提供了极大的便利。
以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本领域的技术人员在本发明所揭露的技术范围内，可不经过创造性劳动想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求书所限定的保护范围为准。
Claims (10)
1.可飞行电动汽车，其特征在于，包括电动汽车本体、机翼、尾翼和螺旋桨，螺旋桨与机翼、尾翼的同时启动可实现汽车模式与飞行器模式的切换。
2.根据权利要求1所述的可飞行电动汽车，其特征在于，所述螺旋桨竖直设置在电动汽车本体上。
3.根据权利要求2所述的可飞行电动汽车，其特征在于，还包括设置在底盘上水平方向的第二螺旋桨，所述第二螺旋桨与发动机连接。
4.根据权利要求1-3任一所述的可飞行电动汽车，其特征在于，所述机翼设有一对，安装于电动汽车本体的顶部，可向两侧旋转延伸，形成“一”字形结构。
5.根据权利要求1-3任一所述的可飞行电动汽车，其特征在于，所述尾翼安装于电动汽车本体的尾部，可向外侧翻转，形成V字形结构。
6.根据权利要求2所述的可飞行电动汽车，其特征在于，所述螺旋桨设置在电动汽车本体的尾部后备箱内。
7.根据权利要求2或6所述的可飞行电动汽车，其特征在于，所述螺旋桨通过中心轴固定在电动汽车本体的内部支撑架构上。
8.根据权利要求1所述的可飞行电动汽车，其特征在于，所述电动汽车本体的外形为流线型升力体结构。
9.根据权利要求1所述的可飞行电动汽车，其特征在于，所述机翼上表面以及飞行汽车的顶棚安装有高效光伏电池组，飞行汽车在白天飞行时机翼表面的光伏电池可以利用太阳能发电为飞行提供辅助电能，增加飞行汽车的航程。
10.根据权利要求9所述的可飞行电动汽车，其特征在于，所述光伏电池为具有一定柔性的高效光伏电池片，包括单晶硅、砷化镓或CIGS中的一种或多种。
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