CN1699085A

CN1699085A - 一种汽飞车

Info

Publication number: CN1699085A
Application number: CN 200410038264
Authority: CN
Inventors: 曾稳清
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2004-05-18
Filing date: 2004-05-18
Publication date: 2005-11-23

Abstract

一种汽飞车，包括机体、自转旋翼、液压伺服控制系统和操纵系统，自转旋翼通过旋翼轴与机体的顶部连接，在机体内设有操纵系统和与其连接的液压伺服控制系统。所述的机体为轿车结构，自转旋翼以及尾翼、水平机翼均为可折叠结构。本发明不用专用跑道，既能在高速公路上安全起降，又能像汽车一样在公路上行驶，而不增加新的基础设施，其起飞和降落较少影响在高速公路上行进的各种移动物体。其二至三台汽车发动机全部在空中停止工作，其对失去速度并不敏感，能够飘落，平稳地降落。其制作可利用现有技术，成本较低，是二十一世纪新型交通工具之一。

Description

一种汽飞车

技术领域

本发明涉及一种汽车飞行器，又称自转旋翼车，是人类二十一世纪的新型交通工具。

背景技术

自1903年12月17日，世界上第一架有动力、可操纵的飞机由莱特兄弟发明并驾驶试飞成功后，人类进入了航空文明时代。

目前，大型喷气客机能载客400-500人，支线飞机也能载客85人，轻型飞机能载客2-4人，但都需专用跑道。直升机尽管能空中悬停，垂直起降，但是不能像汽车一样在公路上行驶。而普通汽车也不能飞行，当遇到严重的交通拥堵的情况，无法按时到达目的地。各种型号的飞机在空中失去动力后可能造成毁机事件，也可能机毁人亡，其安全性是人们关注的问题。

发明内容

本发明的目的就是提供一种既能飞行，又能在地面行驶的汽飞车，以解决现有的普通飞机不能在地面行驶，而普通汽车不能飞行的问题。

本发明的目的可以通过以下技术措施来实现：

一种汽飞车，包括机体A、自转旋翼B、水平机翼3及其两端的螺旋桨4、尾翼E、液压伺服控制系统和操纵系统，自转旋翼B通过旋翼轴与机体A的顶部连接，尾翼E设在机体A的后端，在机体A内设有操纵系统和与其连接的液压伺服控制系统，其特征在于：

(a)所述的机体A为轿车结构，在机体内的操作系统包括转向盘20、汽车离合器I和飞行离合器II；所述的自转旋翼由数组桨叶1和13构成，所述的旋翼轴由数节可伸缩液压轴12构成，每节液压轴12上均连接有所述的桨叶1和13，在所述的机体顶部通过球状液压多功能缸19连通所述的可伸缩液压轴12；所述的桨叶1和13由可伸缩的2～3节组成；所述的液压轴12和可伸缩的桨叶1、13的伸缩均由操纵系统通过液压伺服控制系统进行控制。

(b)球状的液压多功能缸19竖直穿过数节可伸缩液压轴12与所述的机体顶面的法线呈23度角，并与转向盘20传动连接，在所述的可伸缩的2～3节的桨叶1和13的首节内部与高压气源连接，在桨尖设有喷嘴，该喷嘴的控制开关连接至机体的驾驶室27；转向盘20的轴设有轴向转换的两种驾驶状态，一是地面行驶状态(轴向缩进)，另一是飞行驾驶状态(轴向提起)。

(c)所述的液压轴12的数目为偶数，与其连接的相邻的两级所述的旋翼共轴反方向旋转。

(d)在所述机体的前端装有一字形双叶单桨螺旋桨2，该单桨螺旋桨2的一侧边缘开有喷嘴21并与安装在机体内的分动器10相连，喷嘴21用来在降落时将单桨螺旋桨2调整为水平状态，平飞时提供部分推力。

(e)将所述的水平机翼3两端的螺旋桨为三叶螺旋桨4，该水平机翼3装于所述机体的前轮胎上方，作为车头盖的一部分；所述的三叶螺旋桨4的每一桨叶为液压控制的两节伸缩结构。

(f)所述的水平机翼3为可折叠结构，并可作为充气气囊；所述的水平机翼两端三叶螺旋桨4折叠后置于前后轮胎之间的机体内，其部分作为后车门。

(g)所述的分动器10与原底盘分动器8用液压机构相连。

(h)在加固后的底盘车架中尾部加装两台空气压气机7，与加装在所述机体中后部的1～2台发动机9传动连接，并通过加装的、用来控制所述发动机的飞行离合器II与转向盘20传动相联，该飞行离合器II的踏板并列设置在汽车离合器I的踏板旁。

(i)所述的尾翼E由所述机体的后背箱盖体171及铰连在其后弯部后侧的两个叶片172构成，盖体171和两个叶片172均通过所述的液压伺服控制系统与驾驶室内的处于飞行操纵状态的转向盘20传动连接。

(j)在所述的机体底部安装有液压控制的并作为充气气囊的可伸缩水翼24，其伸缩机构与所述的液压伺服控制系统传动相联，并将车载电源作为其备用系统。

(k)机体的前后车门为车顶上下控制式，顶部合拢成为旋翼收藏仓25，下滑可成为水平机翼舒展后的车门。

(l)该汽飞车的外形，在陆地行驶时与普通汽车相同；在水面行驶时象待起降的水上飞机；在空中以低于每小时177公里的低速飞行时象带翼的直升机；在空中以高于每小时177公里的的速度飞行时象普通带螺旋桨的飞机。

所述的机体的车头盖位于两个车头灯之间的部分为伸缩结构，通过液压控制形成一个半锥流线体形状。

本发明的飞行主要是依据空气动力学原理：利用汽车行进的惯性产生的动力，使旋翼在高压空气的作用下按照设计的规定方向自动旋转产生部分升力；利用前、左、右螺旋桨产生的推力和部分升力，推动汽飞车爬升，并使旋翼产生更大的升力；利用汽飞车的车头、尾锥和两翼和折叠式机翼边缘的喷嘴，从压气机引出的高压空气，从这些喷嘴中喷出，产生反作用力来控制和调整汽飞车的飞行姿态，实现在垂直起落和悬停时对汽飞车的操纵。

本发明采取上述技术措施后，不用专用跑道，既能在高速公路上安全起降，又能像汽车一样在公路上行驶，而不增加新的基础设施，其起飞和降落仅占同向二车道，较少影响在高速公路上行进的各种移动物体。其二至三台汽车发动机全部在空中停止工作，其对失去速度并不敏感，能够飘落，平稳地降落。

附图说明

图1是本发明的立体结构示意图；

图2是图1的俯视图；

图3是图1的左视图(即本发明的前端视图)；

图4是本发明的尾翼的结构示意图，其中a图是尾翼升起状态(即飞行状态)的侧面视图，b图是a图的右视图，c图是尾翼收回状态的侧面视图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。

参见图1～图4，本发明包括机体A、自转旋翼B、水平机翼3及其两端的螺旋桨4、尾翼E、液压伺服控制系统和操纵系统，自转旋翼通过旋翼轴与机体A的顶部连接，尾翼E设在机体A的后端，在机体A内设有操纵系统和与其连接的液压伺服控制系统，可采用现国内能生产的越野汽车(前后轮驱动)或小汽车二类底盘进行改装。

所述的机体A为轿车结构，包括前后车轮A1和A2，在机体内的操作系统为转向盘20、汽车离合器I和飞行离合器II；所述的自转旋翼B由数组桨叶1和13构成，所述的旋翼轴由数节可伸缩液压轴12构成，每节液压轴12上均连接有所述的桨叶1和13，在所述的机体顶部通过球状液压多功能缸19连通所述的可伸缩液压轴12；所述的桨叶1和13由可伸缩的2～3节组成；所述的液压轴12和可伸缩的桨叶1、13的伸缩均由操纵系统通过液压伺服控制系统进行伸缩和偏转控制，即液压轴12和可伸缩的桨叶1、13的伸缩控制，液压轴12的偏转控制。

球状的液压多功能缸19竖直穿过数节可伸缩液压轴12与所述的机体顶面的法线呈23度夹角，并与安装在驾驶室27内的转向盘20传动连接，在所述的可伸缩的2～3节的桨叶1和13的首节内部与高压气源连接，在桨尖设有喷嘴，该喷嘴的控制开关连接至机体的驾驶室27。喷嘴的作用是利用喷出的气流所产生的反作用力推动桨叶1和13的旋转。

转向盘20的轴设有轴向转换的两种驾驶状态，一是地面行驶状态(轴向缩进)，另一是飞行驾驶状态(轴向提起)。

所述的液压轴12的数目为偶数，与其连接的相邻的两级所述的旋翼共轴反方向旋转。

在所述机体的前端装有一字形双叶单桨螺旋桨2，该单桨螺旋桨2的一侧边缘开有喷嘴21并与安装在机体内的分动器10相连，喷嘴21用来在降落时将单桨螺旋桨2调整为水平状态，防止它与地面相撞。在汽飞车平飞时提供部分推力。

将所述的水平机翼3两端的螺旋桨4为三叶螺旋桨，该水平机翼3装于所述机体的前轮胎上方，每一侧的水平机翼3与机体连接的部分作为车头盖的一部分。所述的三叶螺旋桨4的每一桨叶为液压控制的两节伸缩结构。三叶螺旋桨4(或二台可旋转210度的活塞发动机，均为现有技术)通过液压控制可旋转210角度。在向前飞行时螺旋桨4朝前(即附图中状态)；在起降时螺旋桨4向上或向下转动90度；向上转动120度时用于调整空中姿态。

所述的水平机翼3为可折叠结构，其内部为空腔，作为充气气囊，当降落到水中时增加浮力。所述的水平机翼两端三叶螺旋桨4折叠后置于前后轮胎之间的机体内，其部分作为后车门。

所述的分动器10与原底盘分动器8用液压机构相连。

在加固后的底盘车架中尾部加装两台空气压气机7，与加装在所述机体中后部的1～2台发动机9传动连接，并通过加装的、用来控制所述发动机的飞行离合器II与转向盘20传动相联，该飞行离合器II的踏板并列设置在汽车离合器I的踏板旁。

参见图4，所述的尾翼E由所述机体A的后背箱盖体171及铰连在其后弯部后侧的两个叶片172构成，盖体171和两个叶片172均通过所述的液压伺服控制系统(液缸173)与驾驶室内的处于飞行操纵状态的转向盘20传动连接。在飞行时，盖体171向上摆动将其后弯部升起，并使两个叶片172由紧贴在后弯部后侧变为与后弯部向两侧倾斜60度夹角。当降落行驶时尾翼恢复原状，即盖体171放下，两个叶片172收回紧贴在后弯部，与普通轿车的后背箱相同。

在所述的机体A的底部安装有液压控制的并作为充气气囊的可伸缩水翼24，其伸缩机构与所述的液压伺服控制系统传动相联。水翼24实际上是一个气囊，在水中降落时作为主要浮体。

机体的前后车门为车顶上下控制式，顶部合拢成为旋翼的收藏仓25，下滑可成为水平机翼3舒展后的车门。

该汽飞车的外形，在陆地行驶时与普通汽车相同；在水面行驶时象待起降的水上飞机；在空中以低于每小时177公里的低速飞行时象带翼的直升机；在空中以高于每小时177公里的的速度飞行时象普通带螺旋桨的飞机。

所述的机体A的车头盖位于两个车头灯之间的部分可设计为伸缩结构，通过液压控制形成一个半锥流线体形状。

为了验证本发明的实用性，进行了以下试验：

实验一：利用塔式吊车，其力臂为40米，高度为320米，起吊重量为4吨。其地面周长为250米，二车道，车道宽度与高速公路车道宽度相同。在选定的越野车二类底盘上安装旋翼1和13，加装一至二台同类型的汽车发动机9，二台压气机7，两水平机翼3和螺旋桨4，尾翼E，未作外部和内部装修，沿着塔式吊车作圆周运动，此实验主要是测试安装新增发动机9和压汽机7的位置，检验螺旋桨的运转状况。当此二类底盘在9～15秒内加速到每小时120公里时，驾驶员脚踩离合器I，让加装的底盘车在惯力的作用下打开旋翼，自转旋翼产生部分升力(约为该底盘车质量的三分之一)，此时该底盘车方向很难掌握，有失控的感觉。此时，让方向盘拉升(提起)1～2毫米，起动前、左、右螺旋桨，给底盘车提供升力和推力，同时起动高压空气，使该底盘车以每秒10米的速度爬升，同时起动水平机翼3，使底盘车保持平衡，并使底盘车沿塔吊作圆周飞行，速度为该车在路面行驶时的1～2倍。关闭左发动机，控制好尾冀E，调整飞行姿态。在下降时，关闭发动机，使其利用自转旋翼1和13降低飞行高度。在离地面15～20米时，打开测控雷达，在离地面3～0.5米时，施放高压空气，平稳着陆，经多次测试后，固定其发动机和压气机的位置，然后再行装修和装饰。

经试验一测试完成后，进入外部和内部装修。其装修完成后的汽飞车，外型像一辆汽车，在飞行时像一架旋翼机，在水面时象一架练习起降的水上飞机。

实验二：再次作实验一的全套测试完成后，将320米高的塔吊力距顶端悬挂一300米可迅速伸卷的钢绳系于液压轴12的顶端，使汽飞车起飞后，可沿塔吊2075米的圆周飞行，用以测试该汽飞车的各种数据和性能，为实现其人和计算机控制提供准确的数据。

实验三；模拟各种气候条件下汽飞车的性能和控制特点。这些试验类似于飞机的风动实验。这些实验，包括汽飞车起飞、降落、悬停、侧飞、左转、右转、直飞等。现以“吉普之星”吉普车的底盘改装的汽飞车作为实施例对本发明的结构进一步说明。

“吉普之星”吉普车是引进美国的技术开发的经济型两轮驱动车，装备有多点燃油喷射系统的2.5L发动机，5档手动变速器，最高车速不小于145km/h，整备质量1375kg，最大装载质量450kg。以此底盘加固车架后改装的汽飞车，增加两台C498QAI型的发动机、两台气压机、一台离合器、球状液压缸四节、四套四节桨叶式共轴反向旋转旋翼1和13，水平机翼3两端各装三叶螺旋桨4，将原车行李箱盖改装成尾翼E，并与其内部若干液压控制系统相连。成型的汽飞车在公路上所占空间为4230mm×1790mm×2545mm(长×宽×高)，整备质量2775kg，最大装载质量450kg起飞降落时所占空间为4230mm×4800mm×4875mm(长×宽×高)。空中飞行分为两种状态，一种是起飞与降落一样，另一种为自转旋翼入仓为4230mm×1790mm×2845mm。地面起飞和降落时为4230mm×4800mm×4875mm。

经改装完成测试符合标准的汽飞车行驶在高速公路上，环视同向二车道无障碍物，前方车距100米，发出起飞信号，开启三台发动机，使车速达到120km/h以上，开启旋翼1和13，打开旋翼顶端喷嘴，在气流的作用下，旋翼按照设计的方向旋转，同时按钮打开水平机翼3和尾翼E，使水平机翼3两端的螺旋桨4垂直工作，同时放高压空气，使汽飞车离开地面，踩下离合器I的踏板，拉升转向盘20使汽飞车进入空中驾驶状态。直飞时，紧握转向盘，使旋翼轴12朝车头倾斜，开启前端的螺旋桨2，同时使水平机翼3两端的螺旋桨4的轴向由垂直逐渐与水平机翼3平行，同时使高压空气从车尾喷出。左右转弯完全靠旋翼轴12底部的球状液压缸19连接的转向盘20操纵和控制。当直飞的飞行速度超过每小时177公里时，若要再提高速度，必须将旋翼1和13收缩放进收藏仓内。这是因为前行桨叶会出现激波，后行桨叶因气流分离而失速，从而使汽飞车飞行速度的提高受到限制。悬停时，操纵较为复杂，主要做到三点：其一，使旋翼顶端喷气；其二，水平机翼两端螺旋桨4转向角度与旋翼轴方向角度适中，使拉力和汽飞车重力的方向相反并平衡；其三，朝下喷射高压空气。

准备降落地面时，减档降低飞行速度。在离地面20～15米时，打开测控雷达，环视公路情况，若无障碍物则发出降落信号，让水平机翼两端的螺旋桨4与水平机翼3垂直。在离地面3～0.5米时，喷射高压空气，使汽飞车平稳降落地面，同时使转向盘20恢复为汽车驾驶状态，并通过液压系统收起旋翼1和13和水平机翼3，调整前方螺旋桨2，可在公路正常行驶。

如遇三台发动机在空中全部停机，可利用旋翼在空中旋转，逐渐降低高度，也能平安着陆。如果降落在水面，可利用机载电源带动水翼液压系统，降落水面，而不会沉没。

一般说来，三台发动机在空中全部停机的几率微乎其微，为确保人员安全，在旋翼液压轴的顶端配备40平方米的降落伞，同时人员座椅可弹射。爆炸旋转旋翼的螺栓，在2秒钟内人员可被弹射出车外。

Claims

1、一种汽飞车，包括机体A、自转旋翼B、水平机翼(3)及其两端的螺旋桨(4)、尾翼E、液压伺服控制系统和操纵系统，自转旋翼B通过其旋翼轴与机体A的顶部连接，尾翼E设在机体A的后端，在机体A内设有操纵系统和与其连接的液压伺服控制系统，其特征在于：

(a)所述的机体A为轿车结构，在机体A内的操作系统包括转向盘(20)、汽车离合器I和飞行离合器II；所述的自转旋翼B由数组桨叶(1)和(13)构成，所述的旋翼轴由数节可伸缩液压轴(12)构成，每节液压轴(12)上均连接有所述的桨叶(1)和(13)，在所述的机体A的顶部通过球状液压多功能缸(19)连通所述的可伸缩液压轴(12)；所述的桨叶(1)和(13)由可伸缩的2～3节组成；所述的液压轴(12)和可伸缩的桨叶(1)、(13)的伸缩均由操纵系统通过液压伺服控制系统进行控制；

(b)球状的液压多功能缸(19)竖直穿过数节可伸缩液压轴(12)与所述的机体顶面的法线呈23度角，并与转向盘(20)传动连接，在所述的可伸缩的2～3节的桨叶(1)和(13)的首节内部与高压气源连接，在桨尖设有喷嘴，该喷嘴的控制开关连接至机体的驾驶室(27)；转向盘(20)的轴设有轴向转换的两种驾驶状态，一是地面行驶状态(轴向缩进)，另一是飞行驾驶状态(轴向提起)。

(c)所述的液压轴(12)的数目为偶数，与其连接的相邻的两级所述的旋翼共轴反方向旋转；

(d)在所述机体的前端装有一字形双叶单桨螺旋桨(2)，该单桨螺旋桨(2)的一侧边缘开有喷嘴(21)并与安装在机体内的分动器(10)相连，喷嘴(21)喷出的气流用来在降落时将单桨螺旋桨(2)调整为水平状态，在平飞时为汽飞车提供部分推力；

(e)将所述的水平机翼(3)两端的螺旋桨(4)为三叶螺旋桨，该水平机翼(3)装于所述机体的前轮胎上方，作为车头盖的一部分；所述的螺旋桨(4)的每一桨叶为液压控制的两节伸缩结构；

(f)所述的水平机翼(3)为可折叠结构，并可作为充气气囊；所述的水平机翼两端螺旋桨(4)折叠后置于前后轮胎之间的机体内，其部分作为后车门；

(g)所述的分动器(10)与原底盘分动器(8)用液压机构相连；

(h)在加固后的底盘车架中尾部加装两台空气压气机(7)，与加装在所述机体中后部的1～2台发动机(9)传动连接，并通过加装的、用来控制所述发动机的飞行离合器II与转向盘(20)传动相联，该飞行离合器II的踏板并列设置在汽车离合器I的踏板旁；

(i)所述的尾翼E由所述机体的后背箱盖体(171)及铰连在其后弯部后侧的两个叶片(172)构成，盖体(171)和两个叶片(172)均通过所述的液压伺服控制系统与驾驶室内的处于飞行操纵状态的转向盘(20)传动连接；

(j)在所述的机体底部安装有液压控制的并作为充气气囊的可伸缩水翼(24)，其伸缩机构与所述的液压伺服控制系统传动相联；

(k)机体的前后车门为车顶上下控制式，顶部合拢成为所述的自转旋翼B的收藏仓(25)，下滑可成为水平机翼(3)舒展后的车门；

2、根据权利要求1所述的汽飞车，其特征在于：所述的机体的车头盖位于两个车头灯之间的部分为伸缩结构，通过液压控制形成一个半锥流线体形状。