CN1377790A - 水上扑翼飞行汽车 - Google Patents

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Abstract

本发明是一种水上扑翼飞行汽车。包括有发动机(1)、空气双叶变距螺旋桨(2)、左、右水动力螺旋桨(3、4)、左、右机翼(5、5′)、控制系统(6)、安全及救生设备(7)、四轮起落架及悬挂减振器(8)、机身(9),其中发动机(1)、控制系统(6)、安全及救生设备(7)均置于机身(9)内,空气双叶变距螺旋桨(2)固装于机身(9)的尾部,左水动力螺旋桨(3)及右水动力螺旋桨(4)分别装设在机身(9)的两侧,机翼(5)装设在机身(9)的顶部,四轮起落架及悬挂减振器(8)装设在机身(9)的底部两侧,其中机翼(5)通过机液组合机构与机身(9)连接。本发明与现有的交通工具相比,具有陆海空通用的特点,无须专用的起飞着陆场地,飞行时具有很高的效率及机动性,并能垂直起降、悬停、倒飞。陆地及水面使用时可像鸟类一样将机翼折叠,便于行驶、运输、停放。

Description

水上扑翼飞行汽车

1、技术领域:本发明是一种在陆海空都能使用的交通工具,属于水上扑翼飞行汽车的创新技术。

2、背景技术:现有传统的固定翼及旋翼飞行器,由于结构原因很难将飞行器、汽车及水面艇融为一体。例如下列飞行器均存在诸多缺点:一、普通固定翼飞行器:起飞着陆需专用的机场跑道,需要有较高的速度才能产生足够的升力,造成约50%左右飞行事故在起飞着陆时发生,并且在地面停放占用场地很大。

二、直升机:其效率很低,空气阻力及诱导阻力较大导致飞行速度较低,大部分机型空中发生故障时,高速旋转的旋翼对离机人员是致命的威胁。

三、倾转翼机:它结合了普通固定翼飞行器与直升机的特点,但两个大螺旋桨使平飞时飞行阻力大,小展弦比的矩形机翼诱导阻力大,滑翔性能差。

四、固定翼飞行汽车:许多人设计过飞行汽车,但没有一架量产。其结构有固定机翼式和可分离机翼式两种基本形式。固定机翼式采用小展弦比的矩形机翼,诱导阻力大、操纵性及滑翔性能差。分离机翼式飞行前要人工装上机翼,着陆后必须拆掉机翼才能成为汽车在地面行驶,给使用带来许多不便。这两种基本形式都需较长的起飞着陆跑道。

五、普通水上飞机及地效应飞行器:大部分采用常用气动布局,有垂尾及平尾,机翼固定在机身上,因而长、宽、高各部分的尺寸都较大。不便于停靠码头和在较拥挤或曲折的水道航行,而且很难上岸行驶。

六、前人的扑翼飞行器:以前的扑翼飞行器主要问题是动力不足,动力的传动大都使用齿轮机构传动或连杆机构传动,机翼扇动的角度未能改变。传感器及自动控制技术在当时不成熟,空气动力学及鸟类学的研究不够。

3、发明内容:本发明的目的在于克服上述缺点而提供一种结构简单,尺寸小,重量轻,飞行效率高,滑翔性能好,使用方便,在陆海空都可作为交通工具的水上扑翼飞行汽车。

本发明的结构示意图如图1所示,包括有发动机(1)、空气双叶变距螺旋桨(2)、左、右水动力螺旋桨(3、4)、左、右机翼(5、5′)、控制系统(6)、安全及救生设备(7)、四轮起落架及悬挂减振器(8)、机身(9),其中发动机(1)、控制系统(6)、安全及救生设备(7)均置于机身(9)内,空气双叶变距螺旋桨(2)固装于机身(9)的尾部,左水动力螺旋桨(3)及右水动力螺旋桨(4)分别装设在机身(9)的两侧,机翼(5)装设在机身(9)的顶部,四轮起落架及悬挂减振器(8)装设在机身(9)的底部两侧,其中机翼(5)通过机液组合机构与机身(9)连接。

本发明由于采用羽片组合式可折叠机翼或充气式可折叠机翼的结构,且机翼可通过控制系统根据需要改变机翼扇动的角度,以获得推力、升力及飞行姿态的控制,以按要求进行鸟类(蝙蝠)飞行时的各种运动,故能在道路上行驶、在天空中飞行、在水面上航行、必要时能象海鸟那样潜入水中,使用双翼作推进器和控制潜航的航行姿态,是一种完美的通用交通工具,本发明具有如下特点:1、能像鸟一样在任何地方垂直/短距起降、悬停、倒飞,飞行时噪音非常低,理论上能像猫头鹰那样无声无息,隐蔽性非常好;2、采用翼面控制技术,机动性非常强,能做各种鸟类及昆虫能做和做不了的特技飞行,控制系统(6)可控制飞行器自动飞行和无人驾驶,控制程序可通过软件升级;3、在地面及水面时能象鸟一样将翼折叠,双叶变距螺旋桨为顺桨位并处于水平位置以降低高度,减少体积和占地面积;4、采用无尾翼技术及使用复合材料,结构重量轻、空气阻力小、雷达反射面积小;5、飞行效率高,可利用上升气流翱翔和滑翔,并节省燃料,维护简便,且由于其可使用普通燃料,故经济实用;6、是一种在陆海空都能使用的交通工具。本发明与固定翼飞机比,在短时间内能产生巨大的升力,提升一定重量所需要的动力比普通固定翼飞机要小的多;与直升飞机相比,诱导阻力小、飞行速度高、噪音非常低、油耗低、机动性非常强;与地面交通工具相比,当遇交通堵塞、洪水、地震、火山爆发等突发事件时可迅速飞离现场或飞至现场进行救护采访等。本发明还可作为一种高效方便的水上交通工具,其可将翼折叠便于停靠码头或行驶上陆地,在较拥挤或曲折的水道航行时由双水动力螺旋桨推进,能原地转向及倒车。在开阔的水道、湖面及海面,可将机翼展开利用地面效应进行低空飞行,海浪较高或前方有较大障碍物时可方便地升高飞行高度;7、适应性强;起飞着陆场地小时可扑翼垂直起降。有合适的起飞着陆场地时可扑翼或双叶螺旋桨推进滑跑起降,以降低油耗。巡航飞行时机翼不扑动,只在操纵时微调机翼靠双叶螺旋桨推进,可延长飞行器寿命及减小乘员的颠簸感;8、安全可靠,如空中万一出现故障,可由射伞枪射出降落伞,将飞行器及乘员安全地送回地面,加上机内安全气囊系统及三点式水面救生气囊系统的配合使用将更加安全;9、是最省时间和提高办事效率的交通工具,与乘座民航航班相比不受航班时间限制、无等候、转乘交通工具的时间。可将乘客从家门口接出,在地面行驶至合适的起飞地点起飞,经规定的航线和飞行高度后在目的地附近着陆,经地面行驶将乘客送至他们想去的地方,由此将产生一个新的空中出租车行业;10、各种系列扑翼飞行器将成为一种最有魅力的体育运动项目,一种人人喜欢的方便而廉价的飞行器;11、飞行时像鸟一样,给乘客及旁观者一种重归大自然的感受,如同童话世界一般,是一种优秀的休闲交通工具;12、不但有广泛的民用用途,在军事上同样有其它交通工具难以比拟的优点,可用于侦察、运输、对各种目标的打击、攻击武装直升机和中低空巡航导弹等。本发明是一种结构合理,设计巧妙,性能优良,方便实用的水上扑翼飞行汽车。

4、附图说明:图1为本发明的结构示意图;图2为图1的俯视图;图3为图1的左视图;图4为本发明中羽片与机身(9)连接的结构示意图;图5-1为本发明实施例1中羽片组合式可折叠机翼的羽片与蒙布(26、27)连接的结构示意图;图5-2为本发明实施例1中羽片组合式可折叠机翼在飞行过程受空气动力时由凹凸翼变为S翼型的结构示意图;图5-3为本发明实施例1中羽片组合式可折叠机翼中羽片的俯视图;

图5-4为图5-3中的A-A剖面图;图6为组合式可折叠机翼的自动控制系统原理图;图7为双水动力螺旋桨(3、4)的控制系统原理图;图8为安全及救生设备(7)的气动控制系统原理图;图9为本发明作为陆上汽车使用的立体图;图10为本发明使用安全及救生设备(7)时的立体图;图11为本发明作为背负式个人扑翼飞行器的立体图;图12为本发明作为扑翼飞行摩托车的立体图;图13为本发明作为扑翼飞行汽车的立体图;图14-1为本发明实施例2中充气式可折叠机翼中气室分隔片与蒙布(26、27)连接的结构示意图;图14-2为本发明实施例2中充气式可折叠机翼在飞行过程中受空气动力时由凹凸翼变为S翼型的结构示意图;图15为本发明实施例2中充气式可折叠机翼的充放气系统原理图;图16为本发明实施例2中充气式可折叠机翼的结构示意图。

5、具体实施方式:实施例1:本发明的结构示意图如图1、图2、图3所示,包括有发动机(1)、空气双叶变距螺旋桨(2)、左、右水动力螺旋桨(3、4)、左、右机翼(5、5′)、控制系统(6)、安全及救生设备(7)、四轮起落架及悬挂减振器(8)、机身(9),其中发动机(1)、控制系统(6)、安全及救生设备(7)均置于机身(9)内,空气双叶变距螺旋桨(2)固装于机身(9)的尾部,左水动力螺旋桨(3)及右水动力螺旋桨(4)分别装设在机身(9)的两侧,机翼(5)装设在机身(9)的顶部,四轮起落架及悬挂减振器(8)装设在机身(9)的底部两侧,其中机翼(5)通过机液组合机构与机身(9)连接。

为降低设计、生产和使用成本,发动机(1)首选汽车铝合金活塞式,以便于用户方便地使用普通汽车用的汽油。另外,也可选用符合排放要求的柴油发动机、涡轮风扇发动机、涡轮轴发动机及一种介于涡轮风扇发动机和涡轮轴发动机之间的发动机(既能输出足够的功率驱动液压泵,又能产生可调节大小的推力)。发动机的输出功率为整机起飞重量KG/10所需的马力。

本发明的推进形式有三种推进式,包括空气扑翼推进、空气双叶变距螺旋桨推进、双水动力螺旋桨推进。左、右机翼(5、5′)为空气扑翼推进,用于垂直/短距起降、悬停、高机动性飞行。空气双叶变距螺旋桨(2)装于机身尾部,可减小对机翼的影响和飞行阻力,地面停放及行驶时双叶变距螺旋桨(2)为顺桨并处于水平位置,以降低高度。双水动力螺旋桨(3、4)推进用于较拥挤或曲折的水道航行,低速水面航行时水动力螺旋桨推进效率较高。机身(9)采用船身式全封闭短舱,其表面积小、摩擦阻力小、可减少空气阻力获得良好的气动性能。俯视图为水滴状,中弧线机头部分偏向下方,机尾部分偏向上方,以方便安装双叶螺旋桨。座舱可参考利用直升机和轿车的设计及生产技术。

上述左、右机翼(5、5′)为结构相同,并对称连接在机身(9)的羽片组合式可折叠机翼,包括有A组羽片、B组羽片及与之连接的机液组合机构,其中A组羽片及B组羽片又分别包括有若干羽片,机液组合机构包括有连杆(212)、连杆(214)、连杆(219)、连杆(221)、活塞杆(205)、活塞杆(209)、活塞杆(215)、活塞杆(220)、活塞缸(204)、活塞缸(211)、活塞缸(213)、活塞缸(218),连杆(212)通过机架(202)与机身(9)连接组成球面副(207),与活塞杆(209)的一端连接组成球面副(208),与活塞杆(205)的一端连接组成球面副(206),与活塞缸(213)连接组成转动副(222),与连杆(214)连接组成转动副(226);活塞杆(205)的另一端置于活塞缸(204)内,组成机翼俯仰运动机构(53),并与机架(202)组成球面副(203);活塞杆(209)的另一端置于活塞缸(211)内,组成机翼前后运动机构(47),并与机架(202)组成球面副(210);活塞杆(215)置于活塞缸(213)内组成机翼第一关节运动机构(41)、与连杆(214)组成转动副(223);连杆(214)与连杆(219)连接组成转动副(217),并作为机翼扭转摆动油马达(35);连杆(219)与活塞缸(218)连接组成转动副(224),并与构件(221)组成转动副(216),活塞杆(220)置于活塞缸(218)内组成机翼第二关节运动机构(29),并与连杆(221)组成转动副(216),如图4所示。

上述羽片做成弧形,其中含有羽梁(20),在羽片的中部、其与羽梁(20)垂直的截面形状为S形,如图5-4所示,且羽梁(20)为细的圆锥体,其直径在羽片根部最大,尾端最小,上下两层有弹性的蒙布(26、27)与A组羽片及B组羽片的所有羽梁(20)的根部连接,且蒙布(26、27)与机身(9)连接。如图5-1所示。由复合材料制成的机翼翼型在静止时为凹凸翼,在飞行时由于受到空气动力的作用尾端向上弯曲,自动成为S翼型,如图5-2所示,可提高无尾式飞行器的安定性。

上述机身(9)为船身式、带水上滑行面的全封闭短舱,呈水滴状,中弧线机头部分偏向下方,机尾部分偏向上方。

本发明的可变翼上单翼在飞行中,驾驶员向下有良好的视界;在起飞着陆时,即使发生倾斜,机翼也不易触地。上单翼飞机的机翼在全机重心之上,提高了飞行稳定性。在水面航行、地面行驶及停放时机翼可像鸟类一样折叠,以减小空间。

本发明的飞行器形式采用无尾式,主要优点是阻力小、重量轻。普通飞翼的主要缺点是机动性较差、稳定性也较差,起飞和着陆滑跑距离较长。本发明的扑翼飞行器采用翼面控制技术,可克服普通飞翼的缺点。

上述左、右机翼(5、5′)的控制系统(6)包括有飞行操纵杆(58)、计算机(59)、飞行高度传感器(60)、飞行速度传感器(61)、环境温度传感器(62)、环境大气压力传感器(63)、飞行升降度传感器(64)、飞行侧滑传感器(65)、俯仰传感器(66)、油门及传感器(67)、横侧传感器(68)、液压油油箱(69)、粗滤油器(70)、精滤油器(71)、隔离式气体蓄能器(72)、单向变量油泵(73)、液压压力传感器(74)、截止阀(75)及结构相同的左右机翼俯仰运动电磁阀(52、55)、左右机翼俯仰运动机构(53、56)、左右机翼俯仰运动传感器(54、57)、左右机翼前后运动电磁阀(46、49)、左右机翼前后运动机构(47、50)、左右机翼前后运动传感器(48、51)、左右机翼第一关节电磁阀(40、43)、左右机翼第一关节运动机构(41、44)、左右机翼第一关节传感器(42、45)、左右机翼扭转电磁阀(34、37)、左右机翼扭转摆动油马达(35、38)、左右机翼扭转传感器(36、39)、左右机翼第二关节电磁阀(28、31)、左右机翼第二关节机构(29、32)、左右机翼第二关节传感器(30、33),如图6所示。

另外,本发明除了作为飞行用,还可作为水陆两用式,其船身式水上飞机的机身兼做着水装置,外挂物少,有利于飞行性能的提高。重心和拉力线相对较低,使滑跑稳定性增加,操纵性较好,适海性好。陆地使用时采用轿车的四轮起落架并选用合适的悬挂减振器,在空中和水面必要时可将起落架收入机身及装起落架整流罩。

为使本发明在水陆上使用的性能更好,其机身(9)头部装有前液压可伸缩式扰流片(85),机身(9)尾部装有后液压可伸缩式扰流片(86),相应左、右机翼(5、5′)的控制系统(6)还包括有与前液压可伸缩式扰流片(85)连接的前可伸缩式扰流片电磁阀(79)、前可伸缩式扰流片运动机构(80)、前可伸缩式扰流片传感器(81)以及与后液压可伸缩式扰流片(86)连接的后可伸缩式扰流片电磁阀(82)、后可伸缩式扰流片运动机构(83)、后可伸缩式扰流片传感器(84),如图6所示。

上述左、右水动力螺旋桨(3、4)的控制系统包括有左调速阀(88)、左三位四通电磁阀(89)、左双向定量油马达(90)、左水动力螺旋桨(3)、左转速传感器(92)、右调速阀(93)、右三位四通电磁阀(94)、右双向定量油马达(95)、右水动力螺旋桨(4)、右转速传感器(91)、方向盘(87)、油门塌板(67)及其它液压附件,如图7所示。

上述安全及救生设备(7)包括有前救生气囊(10)、左后救生气囊(11)、右后救生气囊(12)、主伞(13)、射伞枪(16)、前救生气囊高压冷气瓶(87)、前救生气囊手动筏门(194)、前救生气囊手动筏门控制手柄(195)、左后救生气囊高压冷气瓶(196)、左后救生气囊手动筏门(197)、左后救生气囊手动筏门控制手柄(198)、右后救生气囊高压冷气瓶(199)、右后救生气囊手动筏门(200)、右后救生气囊手动筏门控制手柄(201),前救生气囊(10)、左后救生气囊(11)、右后救生气囊(12)分别固装在机身(9)前端和两后侧,且前救生气囊手动筏门控制手柄(195)与左后救生气囊手动筏门控制手柄(198)及右后救生气囊手动筏门控制手柄(201)互相联动,如图8所示。

本发明使用时,连杆(212)受机翼俯仰运动机构(53)及机翼前后运动机构(47)运动的控制,带动连杆(214)、机翼第一关节运动机构41、机翼扭转摆动油马达35、连杆(219)、机翼第二关节运动机构29、连杆(221)及机翼所有的羽片绕球面副207做俯仰运动及前后运动;机翼第一关节运动机构(41)的伸缩带动连杆(214)、左翼扭转摆动油马达(35)、连杆(219)、机翼第二关节运动机构(29)、连杆(221)及机翼所有的A组羽片及B组羽片绕转动副(226)转动,本实施例中,A组羽片包括有羽片(227、228、229、230、231、232、233、234、234、236),B组羽片包括有羽片(237、238、239、240、241、242、243、244、245、246);机翼扭转摆动油马达(35)带动连杆(219)、机翼第二关节运动机构(29)、连杆(221)、机翼的A组羽片及B组羽片中靠近A组的一半羽片绕转动副(217)扭转,第二关节运动机构(29)带动连杆(221)及机翼的A组羽片绕转动副(216)转动。

在飞行操纵杆(58)、计算机(59)及各单元传感器、各单元电磁阀等机构的控制下,结合上述机构,机翼能绕绕球面副(207)作俯仰运动、前后运动、扭转运动、伸缩运动。因此可改变机翼扇动的角度而获得推力、进行翼面控制、将翼折叠等。

本发明在水面航行及飞行时,双水动力螺旋桨(3、4)推进系统用于在较拥挤或曲折的水道航行、原地转向及倒车。油门塌板(67)同时控制左右调速阀(88、93)的流量以控制前进或倒车的速度,方向盘(87)分别控制左右调速阀(88、93)的流量以控制转向。左水动力螺旋桨(3)及右水动力螺旋桨(4)的螺旋方向相反,推进时旋转方向相反。以下的各螺旋桨正向旋转方向为其向前推进时的旋转方向。

在直线前进时,左三位四通电磁阀(89)、右三位四通电磁阀(94)位于前进左位,左双向定量油马达(90)、左水动力螺旋桨(3)、右双向定量油马达(95)、右水动力螺旋桨(4)正向旋转,前进速度由油门塌板(67)同时控制左调速阀(88)、右调速阀(93)的流量而控制。

在前进转弯时,以左转弯为例,如方向盘(87)左转时由左调速阀(88)的流量逐步减小左双向定量油马达(90)及左水动力螺旋桨(3)转速降低,水上扑翼飞行汽车向左转弯,当方向盘(87)左转达到45°时,左调速阀(88)完全关闭,超过45°时左三位四通电磁阀(89)进入倒车位,左双向定量油马达(90)及左水动力螺旋桨(3)低速反转,方向盘(87)左转达到90°时,左双向定量油马达(90)及左水动力螺旋桨(3)全速反转,水上扑翼飞行汽车将小半径急转弯。在此期间右调速阀(93)不受方向盘(87)的控制,只受油门塌板(67)的控制。

在原地转向时,以原地左转向为例,在水面停止时,如方向盘(87)左转达到90°时,左三位四通电磁阀(89)进入倒车位,左双向定量油马达(90)及左水动力螺旋桨(3)与右双向定量油马达(94)及右水动力螺旋桨(4)的旋转方向相反,转速相等,实现原地转向。

在直线倒车时,左三位四通电磁阀(89)、右三位四通电磁阀(94)进入倒车右位,左双向定量油马达(90)、左水动力螺旋桨(3)、右双向定量油马达(95)、右水动力螺旋桨(4)反向旋转,倒车速度由油门塌板(67)同时控制左调速阀(88)、右调速阀(93)的流量而控制。

在倒车转弯时,以左倒车转弯为例,左三位四通电磁阀(89)、右三位四通电磁阀(94)进入倒车右位,左双向定量油马达(90)、左水动力螺旋桨(3)、右双向定量油马达(95)、右水动力螺旋桨(4)反向旋转。如方向盘(87)左转时由左调速阀(88)的流量逐步减小左双向定量油马达(90)及左水动力螺旋桨(3)转速降低,水上扑翼飞行汽车向左转弯,当方向盘(87)左转达到45°时,左调速阀(88)完全关闭,超过45°时左三位四通电磁阀(89)进入前进位,左双向定量油马达(90)及左水动力螺旋桨(3)低速正转,方向盘(87)左转达到90°时,左双向定量油马达(90)及左水动力螺旋桨(3)全速正转,水上扑翼飞行汽车将小半径倒车急转弯。在此期间右调速阀(93)不受方向盘(87)的控制,只受油门塌板(67)的控制。

在开阔的水道、湖面及海面,可将机翼展开利用地面效应进行低空飞行,此时可根据情况选择两种飞行方式,空气扑翼推进或空气双叶变距螺旋桨推进。海浪较高或前方有较大障碍物时可方便地升高飞行高度。

本发明在地面行驶时,为减小地面行驶产生的升力,可根据要求调节前可伸缩式扰流片传感器(81)、后可伸缩式扰流片运动机构(83)的伸缩量以增大轮胎与地面的附着力,提高地面行驶性能。空气双叶变距螺旋桨在地面停放行驶时,双叶变距螺旋桨为顺桨,并处于水平位置(18)以降低高度并减小行驶阻力,如图9所示。

本发明在地面使用的燃料系,传动装置,行驶装置、转向装置、制动装置、电器设备等与普通汽车相似,均要符合国标的要求,并且按直升飞机的耐坠毁要求设计。

本发明中的安全及救生设备(7)包括有机内安全气囊系统、空中降落伞救生系统及三点式水面救生气囊系统。其中机内安全气囊系统与汽车使用的安全气囊系统的要求相同,主要在地面、水面及空中伞降时使用。

空中降落伞救生系统中的射伞枪(16)及主伞(13),当空中万一出现不可排除的故障时,可由射伞枪(16)将主伞(13)射出,将水上扑翼飞行汽车与乘员一起送回地面。三点式水面救生气囊系统时安装于水上扑翼飞行汽车前端和两后侧,空中降伞时同时使用三点式水面救生气囊系统可进一步提高安全性能。

当需使用三点式水面救生气囊系统时,可由驾驶员(96)、副驾驶员(97)或乘员(98)拉动相互联动的前救生气囊手动筏门控制手柄(195)、左后救生气囊手动筏门控制手柄(198)、右后救生气囊手动筏门控制手柄(201),使前救生气囊高压冷气瓶(87)的高压冷气经前救生气囊手动筏门(194)向前救生气囊(10)充气,左后救生气囊高压冷气瓶(196)的高压冷气经左后救生气囊手动筏门(197)向左后救生气囊(11)充气,右后救生气囊高压冷气瓶(199)的高压冷气经右后救生气囊手动筏门(200)向右后救生气囊(12)充气,如图10所示。

当水面风浪太大时使用水面救生气囊系统可增加漂浮性能。空中伞降时也可使用,以减小地面或水面对水上扑翼飞行汽车与乘员的冲击,提高安全性能。

另外,本发明还可变化为以下三种结构形式:1、背负式个人扑翼飞行器:此种机型为轻便的单人背负式,背上后能像蝙蝠一样自由飞翔。与山坡滑翔伞和动力伞相比,除具有它们的优点外还具备有如下特点,A、对起飞着陆场地要求不高。B、能作各种机动飞行。C、具有更好的抗风特性。D、与动力伞相比噪音非常小。将很可能取代山披滑翔伞和动力伞,其军事用途非常广泛。其结构如图11所示,驾驶员(96)的背部背负的机箱内有发动机(1)、自动控制系统(6)、(使用充气式可折叠机翼时有气动系统)、机箱与羽片组合式可折叠机翼(5)(或充气式可折叠机翼)通过杆件(267)联接,机箱与驾驶员(96)由背带系统(268)连接,驾驶员(96)的前胸有救生降落伞(12),驾驶员(96)的右手握有操纵杆(58),驾驶员(96)的左手握有油门手柄及传感器(67)。其控制系统(6)、可折叠机翼(5)的工作原理与水上扑翼飞行汽车的相关部分相同,如图11所示。

2、扑翼飞行摩托车:摩托车因具有结构简单、售价低廉、越野能力和通过能力强等特点得到广泛的使用,但当遇到山、江、河、湖、海时就无能为力。飞行摩托将摩托车插上双翅克服这些困难,成为一种真正便利的交通工具。如图12所示,摩托车(269)内部装有发动机(1)、控制系统(6)、其上方通过杆件(267)装有羽片组合式可折叠机翼(5)(或充气式可折叠机翼),驾驶员(96)背部有救生降落伞(13),驾驶员(96)与摩托车(269)由安全带(270)联接,驾驶员(96)的右手握有操纵杆(58),驾驶员(96)的左手握有油门手柄及传感器(67)。其液压系统6、自动控制系统(7)、可折叠机翼(5)的工作原理与水上扑翼飞行汽车的相关部分相同,如图12所示。

3、扑翼飞行汽车,该机型将轿车与扑翼机有机地结合起来,适合内陆地区使用。与水上扑翼飞行汽车相比机身不带水上滑行面和双水动力螺旋桨推进系统,保留其它各系统和部分,因而重量减轻成本降低。在水面时可打开三点式水面救生气囊系统漂浮,用扑翼推进或空气螺旋桨推进低速航行,可用扑翼方式短距离起降。而且可利用部分现有的轿车的设计及生产的成熟技术(轻量化设计),结合优秀的造型将可吸引众多欲购买轿车、越野车等的客户,如图13所示。

实施例2:本发明的结构实施例1相同,不同之处为上述左、右机翼(5、5′)还可为充气式可折叠机翼,其与机液组合机构连接的结构与羽片组合式可折叠机翼相同,充气式可折叠机翼包括有由A组气室及B组气室组成的若干气室,若干气室由上下两层有弹性的蒙布(26、27)分别与各气室分隔片围成,如图16所示,机翼前侧的气室分隔片只有肋片(23),其余各气室分隔片包括有肋梁(24)及肋片(23),且肋梁(24)为细的圆锥体,其直径在根部最大,尾端最小,如图14-1所示,连杆(221)与机翼A组气室的肋梁(24)连接,连杆(214、219)分别与机翼的B组气室所对应的肋梁(24)连接,且蒙布(26、27)的内侧与机身(9)连接,如图14-1所示。A组气室包括有气室(111、115、119、123、127),B组气室包括有气室(131、135、139、143、147),如图16所示。扑翼状态时各小气室充入较低压差(与环境大气压力差)的冷气(干燥的压缩空气),以便于机翼扑动。螺旋桨推进巡航飞行时各小气室充入较高压差的冷气(干燥的压缩空气),使机翼有良好的气动外形和较大的升阻比,此时并不影响小机动性时机翼对飞行状态的调整,飞行高度变化时充放气系统将自动调节各小气室的压力,使压差保持恒定。高机动性扑翼飞行时充放气系统将自动减小相应小气室的压力。飞行结束后,各小气室的放气活门打开,机翼折叠。同样充气式可折叠机翼翼型在静止时为凹凸翼,由复合材料做成的肋梁(24)为细的圆锥体,其直径在肋梁根部最大,尾端最小,飞行时由于受到空气动力的作用尾端向上弯曲,自动成为S翼型,如图14-2所示,以提高无尾式飞行器的安定性。另外,充气式可折叠机翼与机身(9)之间还组成了气室(107)。

本实施例的控制系统(6)与羽片组合式可折叠机翼相同,但还设有充放气系统,充放气系统包括有进气过滤器(99)、空气压缩机(100)、主路过滤器(101)、储气罐(102)、截止阀(104)、气动气压传感器(103)、单向阀(105)及与之连接的两组结构相同、左右机翼(5、5′)分别都共有的若干个气室(107、111、115、119、123、127、131、135、139、143、147)、若干个气室进气电磁阀(106、110、114、118、122、126、130、134、138、142、146)、若干个气室排气电磁阀(108、112、116、120、124、128、132、136、140、144、148)、若干个气室气压传感器(109、113、117、121、125、129、133、137、141、145、149),如图15所示。

当本发明准备扑翼起飞时,气动系统开始工作,空气由进气过滤器(99)进入空气压缩机(100)经主路过滤器(101)滤除水分及油污后进入储气罐(102),部分气体经截止阀(104)进入气动气压传感器(103),传感器信号经传感器总线(78)送入计算机(59),单向阀(105)防止各单元中气体反向进入供气系统。各气室的进气电磁阀打开,各气室的气压传感器的检测数据经传感器总线(78)送入计算机(59),计算机(59)分析各气室的气压是否达到规定值,如达到则通过电磁阀总线(77)分别控制各气室电磁阀关闭,开始扑翼起飞及飞行。当需要空气双叶变距空气双叶变距螺旋桨(2)推进飞行时,计算机(59)通过电磁阀总线(77)分别控制各气室电磁阀开闭调整压力,使充气式可折叠机翼有较好的气动外形并提高飞行性能。飞行高度增加时环境大气压力传感器(63)检测到压力降低的信号经传感器总线(78)送入计算机(59),计算机(59)通过电磁阀总线(77)分别控制各气室排气电磁阀打开调整压力便各气室与环境大气压力的压差保持恒定。

在飞行操纵杆(58)、计算机(59)、各单元传感器、各单元电磁阀、机构的控制下,结合液压机构及气动系统,机翼能绕球面副(207)作俯仰运动、前后运动、扭转运动、伸缩运动。因此可改变机翼扇动的角度而获得推力、进行翼面控制、将翼折叠等。

Claims (10)

1.一种水上扑翼飞行汽车,包括有发动机(1)、空气双叶变距螺旋桨(2)、左、右水动力螺旋桨(3、4)、左、右机翼(5、5′)、控制系统(6)、安全及救生设备(7)、四轮起落架及悬挂减振器(8)、机身(9),其中发动机(1)、控制系统(6)、安全及救生设备(7)均置于机身(9)内,空气双叶变距螺旋桨(2)固装于机身(9)的尾部,左水动力螺旋桨(3)及右水动力螺旋桨(4)分别装设在机身(9)的两侧,机翼(5)装设在机身(9)的顶部,四轮起落架及悬挂减振器(8)装设在机身(9)的底部两侧,其特征在于机翼(5)通过机液组合机构与机身(9)连接。
2.根据权利要求1所述的水上扑翼飞行汽车,其特征在于上述左、右机翼(5、5′)为结构相同,并对称连接在机身(9)的羽片组合式可折叠机翼,包括有A组羽片、B组羽片及与之连接的机液组合机构,其中A组羽片及B组羽片又分别包括有若干羽片,机液组合机构包括有连杆(212)、连杆(214)、连杆(219)、连杆(221)、活塞杆(205)、活塞杆(209)、活塞杆(215)、活塞杆(220)、活塞缸(204)、活塞缸(211)、活塞缸(213)、活塞缸(218),连杆(212)通过机架(202)与机身(9)连接组成球面副(207),与活塞杆(209)的一端连接组成球面副(208),与活塞杆(205)的一端连接组成球面副(206),与活塞缸(213)连接组成转动副(222),与连杆(214)连接组成转动副(226);活塞杆(205)的另一端置于活塞缸(204)内,组成机翼俯仰运动机构(53),并与机架(202)组成球面副(203);活塞杆(209)的另一端置于活塞缸(211)内,组成机翼前后运动机构(47),并与机架(202)组成球面副(210);活塞杆(215)置于活塞缸(213)内组成机翼第一关节运动机构(41)、与连杆(214)组成转动副(223);连杆(214)与连杆(219)连接组成转动副(217),并作为机翼扭转摆动油马达(35);连杆(219)与活塞缸(218)连接组成转动副(224),并与构件(221)组成转动副(216),活塞杆(220)置于活塞缸(218)内组成机翼第二关节运动机构(29),并与连杆(221)组成转动副(216),连杆(221)与机翼的A组羽片连接,连杆(214、219)分别与机翼的B组羽片连接。
3.根据权利要求2所述的水上扑翼飞行汽车,其特征在于上述羽片做成弧形,其中含有羽梁(20),在羽片的中部、其与羽梁(20)垂直的截面形状为S形,且羽梁(20)为细的圆锥体,其直径在羽片根部最大,尾端最小,上下两层有弹性的蒙布(26、27)与A组羽片及B组羽片的所有羽梁(20)的根部连接,且蒙布(26、27)与机身(9)连接。
4.根据权利要求1所述的水上扑翼飞行汽车,其特征在于上述机身(9)为船身式、带水上滑行面的全封闭短舱,呈水滴状,中弧线机头部分偏向下方,机尾部分偏向上方。
5.根据权利要求1所述的水上扑翼飞行汽车,其特征在于上述左、右机翼(5、5′)的控制系统(6)包括有飞行操纵杆(58)、计算机(59)、飞行高度传感器(60)、飞行速度传感器(61)、环境温度传感器(62)、环境大气压力传感器(63)、飞行升降度传感器(64)、飞行侧滑传感器(65)、俯仰传感器(66)、油门及传感器(67)、横侧传感器(68)、液压油油箱(69)、粗滤油器(70)、精滤油器(71)、隔离式气体蓄能器(72)、单向变量油泵(73)、液压压力传感器(74)、截止阀(75)及结构相同的左右机翼俯仰运动电磁阀(52)、机翼俯仰运动机构(53)、机翼俯仰运动传感器(54)、机翼前后运动电磁阀(46)、机翼前后运动机构(47)、机翼前后运动传感器(48)、机翼第一关节电磁阀(40)、机翼第一关节运动机构(41)、机翼第一关节传感器(42)、机翼扭转电磁阀(34)、机翼扭转摆动油马达(35)、机翼扭转传感器(36)、机翼第二关节电磁阀(28)、机翼第二关节机构(29)、机翼第二关节传感器(30)。
6.根据权利要求1所述的水上扑翼飞行汽车,其特征在于上述左、右机翼(5、5′)还可为充气式可折叠机翼,其与机液组合机构连接的结构与羽片组合式可折叠机翼相同,充气式可折叠机翼包括有由A组气室及B组气室组成的若干气室,若干气室由上下两层有弹性的蒙布(26、27)分别与各气室分隔片围成,机翼前侧的气室分隔片只有肋片(23),其余各气室分隔片包括有肋梁(24)及肋片(23),且肋梁(24)为细的圆锥体,其直径在根部最大,尾端最小,连杆(221)与机翼A组气室的肋梁(24)连接,连杆(214、219)分别与机翼的B组气室所对应的肋梁(24)连接,且蒙布(26、27)的内侧与机身(9)连接。
7.根据权利要求6所述的水上扑翼飞行汽车,其特征在于上述充气式可折叠机翼还包括有充放气系统,其控制系统(6)与羽片组合式可折叠机翼相同,充放气系统包括有进气过滤器(99)、空气压缩机(100)、主路过滤器(101)、储气罐(102)、截止阀(104)、气动气压传感器(103)、单向阀(105)及与之连接的两组结构相同、左右机翼(5、5′)分别都共有的若干个气室(107、111、115、119、123、127、131、135、139、143、147)、若干个气室进气电磁阀(106、110、114、118、122、126、130、134、138、142、146)、若干个气室排气电磁阀(108、112、116、120、124、128、132、136、140、144、148)、若干个气室气压传感器(109、113、117、121、125、129、133、137、141、145、149)。
8.根据权利要求1或2或3或4或5或6或7所述的水上扑翼飞行汽车,其特征在于上述机身(9)头部还装有前液压可伸缩式扰流片(85),机身(9)尾部装有后液压可伸缩式扰流片(86),相应地左、右机翼(5、5′)的控制系统(6)还包括有与前液压可伸缩式扰流片(85)连接的前可伸缩式扰流片电磁阀(79)、前可伸缩式扰流片运动机构(80)、前可伸缩式扰流片传感器(81)以及与后液压可伸缩式扰流片(86)连接的后可伸缩式扰流片电磁阀(82)、后可伸缩式扰流片运动机构(83)、后可伸缩式扰流片传感器(84)。
9.根据权利要求8所述的水上扑翼飞行汽车,其特征在于上述左、右水动力螺旋桨(3、4)的控制系统包括有左调速阀(88)、左三位四通电磁阀(89)、左双向定量油马达(90)、左水动力螺旋桨(3)、左转速传感器(92)、右调速阀(93)、右三位四通电磁阀(94)、右双向定量油马达(95)、右水动力螺旋桨(4)、右转速传感器(91)、方向盘(87)、油门塌板(67)及其它液压附件。
10.根据权利要求9所述的水上扑翼飞行汽车,其特征在于上述安全及救生设备(7)包括有机内安全气囊系统、空中降落伞救生系统及三点式水面救生气囊系统,其中机内安全气囊系统与汽车使用的安全气囊系统的要求相同;空中降落伞救生系统包括有主伞(13)、射伞枪(16);三点式水面救生气囊系统包括有前救生气囊(10)、左后救生气囊(11)、右后救生气囊(12)、前救生气囊高压冷气瓶(87)、前救生气囊手动筏门(194)、前救生气囊手动筏门控制手柄(195)、左后救生气囊高压冷气瓶(196)、左后救生气囊手动筏门(197)、左后救生气囊手动筏门控制手柄(198)、右后救生气囊高压冷气瓶(199)、右后救生气囊手动筏门(200)、前救生气囊(10)、左后救生气囊(11)、右后救生气囊(12)分别固装在机身(9)前端和两后侧的内部,且前救生气囊手动筏门控制手柄(195)与左后救生气囊手动筏门控制手柄(198)及右后救生气囊手动筏门控制手柄(201)互相联动。
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