CN205930082U - 一种共轴反桨双涵道式电动飞行汽车 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种共轴反桨双涵道式电动飞行汽车。包括车体、车体上设置的升力系统、飞行动力系统及地面动力系统，飞行动力系统包括位于车体前端的前升力涵道、前升力风扇和位于车体后端的后升力涵道、后升力风扇，通过两个竖向的涵道螺旋桨旋转而提供升力，使车体实现垂直起降飞行；该飞行汽车的起降、悬停、进退均主要由调节两涵道螺旋桨的升力比率而实现，操控性好。

Description

一种共轴反桨双涵道式电动飞行汽车

技术领域

本发明涉及飞行器技术领域，特别涉及一种共轴反桨双涵道式飞行汽车。

背景技术

在地面汽车日益增多的情况下，公路堵塞已成为城市交通中普遍存在的问题。为此，近年来国内外均有人提出结合现有的汽车技术和航空技术，研制能够空陆两用的“飞行汽车”。飞行汽车是一种新概念交通工具，在地面作为汽车可有人或无人驾驶，在低空可有人驾驶或自主飞行。

目前提出的飞行汽车大致分为四类：直升飞行汽车、固定翼飞行汽车、多旋翼飞行汽车、涵道式飞行汽车。中国发明专利ZL201110397176.1提出的“直升飞行汽车”采用变距机构改变旋翼叶片迎角进而改变旋翼桨距的方法来控制升力，使得旋翼桨翼结构复杂，旋翼总结构强度、可靠度不高，不宜高速旋转，因此，为获得大升力而采用的大直径旋翼直接导致了其不能在地面道路行驶。固定翼飞行汽车一般在现有汽车基础上加装机翼，以提供汽车升空所需的升力。例如美国Terrafugia公司的飞行汽车“飞跃Transition”，其结构为常规轿车的两侧装有机翼，在后部装有两个垂尾和一个升降舵，与常规飞机形状相近。这种飞行汽车虽然机翼可折叠以减小在公路上所占的宽度和面积，但起飞和降落时机翼展开长度约是汽车的5-7倍宽度，需要较长的专用跑道。亿航的多旋翼飞行汽车由于旋翼露在外面，安全性不够，且没有考虑地面行走能力。

涵道螺旋桨是涵道和螺旋桨的组合体，其气动效率高、安全性能好，较同样直径的孤立螺旋桨能产生更大的升力，且螺旋桨环括在涵道内，既可阻挡螺旋桨气动声向外传播，又结构紧凑、安全性高，以此为升力面和飞行操纵面可构造出多种小型垂直起降的飞行器。现有的涵道式飞行汽车有：“双涵道螺旋桨可垂直起降飞行汽车”、“一种机翼内置涵道的垂直起降旋翼飞行器”，但还是有一些缺点，1、要实现大的载重，需要用航空发动机，价格昂贵；2、单桨涵道的升力有限，体积与升力间存在矛盾。因而，上述技术构想难以付诸实践、走向市场。

发明内容

本发明的目的在于提供一种飞行汽车，以解决现有双涵道螺旋桨飞行汽车中低效率、实用性不强、安全性不高的问题,同时本发明方案提供的是一种电动飞行汽车，用以解决大载重情况下航空发动机价格昂贵的问题。

为实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案:

所述飞行汽车包括车体1、车体上设置的升力系统、飞行动力系统及地面动力系统，

所述飞行动力系统包括位于车体前端的前升力涵道、前升力风扇和位于车体后端的后升力涵道、后升力风扇，其中，前升力风扇和后升力风扇都为共轴双桨，双桨旋向相反，前升力风扇的下方和后升力风扇的下方分别设有沿车体纵向延伸并且可操作的矢量导风板。

所述车体前端和后端分别固接有涵道螺旋桨，每个涵道螺旋桨均包括涵道21、位于涵道内的螺旋桨22，

以及支撑螺旋桨 的支架23，

所述螺旋桨22 的旋转轴221 呈竖向设置在支架上23，螺旋桨22 由安装在支架23上的电动机3 驱动，上下两个螺旋桨22 的旋转方向相反，

所述支架23 横向固定在相应的涵道21 内；

每个螺旋桨由安装在支架上的电动机3单独驱动，

所述地面动力系统有两种情况，

一种是单独装一套电动车轮，每个车轮自带一个轮毂电机，通过轮毂电机驱动车轮行走；

另一种是通过离合装置，使涵道驱动电动机在空中时驱动涵道、在地面驱动车轮，四个独立电动机分别设置在车体前端的涵道支架和车体后端的涵道支架上；

所述地面动力系统包括电动机及向左调节风扇和右调节风扇提供动力的电动执行机构，其中，前升力风扇和后升力风扇在飞行模式时与电动机机械传动连接并且在行走模式时断开。

所述车体中部设置有驾乘舱11和电池箱；所述车体下部设置有走行部12，包含电池及电池箱。电池可以为锂电池，也可以为燃料电池。电池箱可以安装在驾乘舱底合适的地方，也可以安装在车体底部其他部位。

所述升力系统还包括在车体横向对称设置的可折叠翼，可折叠翼中含可倾转的左调节风扇和右调节风扇，起飞时控制平衡、飞行时提供推力。

所述车体的驾乘舱内可设置有降落伞箱。

所述涵道除在车体的前后两端设置外，为了使飞行汽车在天空中飞行更加平稳，方向调节更灵活，还可以在车体的两侧设置涵道，可以设置在车体座乘舱的两侧，也可以设置在两个主涵道的两侧，这种涵道起辅助作用，可以改变涵道方向，从而达到调整飞行汽车的左右转动的目的。

本实用新型有益效果为:

（1）该飞行汽车可以垂直起降、低速飞行甚至悬停、贴近目标飞行，且可以做到更小的尺寸；

（2）该飞行汽车的起降、悬停、进退均主要由调节两涵道螺旋桨的升力比率而实现，操控性好；

（3）在本发明的飞行汽车中，在前升力风扇的下方和后升力风扇的下方设有沿车体纵向延伸的矢量导风板，通过控制矢量导风板，不仅可防止车体自旋，而且还可控制汽车在飞行时的方向，通过调节左、右调节风扇的转速，可调节车辆的平衡、防止侧翻、滚转；

（3）通过所述的两个竖向的涵道螺旋桨旋转而提供升力，使车体实现垂直起降飞行；由于涵道螺旋桨的气动效率高于一般的螺旋桨，故而同等功率F其直径可以较小，且所述涵道螺旋桨设置在车体的前端和后端，所以本实用新型的宽度可以与现有的汽车宽度大致相同，可以实现在道路上的起降，实用性强；

（4）涵道保护了螺旋桨，同时也保护了行人，避免行人受到螺旋桨的伤害，其安全性高；

（5）本发明所述飞行汽车采用电池作为动力，成本较低，可以做到同样载重时车体较轻，使用效率高。

附图说明

图1-图3 是飞行汽车的平面布局示意图；

图4是飞行汽车的立体布局示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型作进一步的说明。

图1所示，共轴反桨双涵道式电动飞行汽车，它包括车体1，车体1 中部设置有驾乘舱11， 车体1 前端和后端分别固接有涵道螺旋桨，每个所述涵道螺旋桨均包括涵道21 、位于涵道21 内的螺旋桨22 ，以及支撑螺旋桨 的支架23，

所述螺旋桨22 的旋转轴221 呈竖向设置在支架上23，螺旋桨22 由安装在支架23上的电动机3 驱动，上下两个螺旋桨22 的旋转方向相反，

所述支架23 横向固定在相应的涵道21 内。

每个所述螺旋桨22 分别由独立的电动机3 驱动，两个独立电动机3 分别设置在车体1 前端的涵道21 支架23 和车体1 后端的涵道21 支架23 上。亦即是说，本实施例所述涵道21 内的支架23上固接有电动机3 ，电动机3 的输出轴与所述螺旋桨22 的旋转轴221 连接，支架23 起支撑电动机3 和螺旋桨22 的作用。两个分别驱动螺旋桨22 的电动机3 均由所述驾乘舱11 内的控制台控制，可以使两个螺旋桨22 的转速相同，即同步旋转，也可以使两个螺旋桨22的转速不同。其中，本实施例所述的两个螺旋桨22 规格相同，旋转方向相反:即一个螺旋桨22 顺时针旋转，切割空气，产生升力的同时，也产生对车体1 的逆时针方向的扭矩;另一个螺旋桨22 则逆时个螺旋针旋转，产生升力的同时，也产生对车体l顺时针方向的扭矩:这样，两桨22 对车体1 的扭矩相互抵消，不会使车体1 发生旋转，而两个螺旋桨22 的升力共同作用在车体1 上，从而实现车体1 的垂直升起。

本实施例所述的飞行汽车在使用时，启动四个所述电动机3 ，电动机3 分别带动螺旋桨22 在涵道21 内旋转，产生竖向的升力，从而带动车体1 垂直上升;车体1 升起并悬于空中后，通过驾乘舱11内的控制台改变四台电动机3 的输出功率比，从而改变螺旋桨22切割空气产生升力的升力比，从而使车体l 相对水平面倾斜，具体地说，是使车体1 前端的螺旋桨22 产生的升力小于车体l 后端的螺旋桨22 产生的升力，从而使车体1 前部下沉而倾斜，车体l 倾斜后，两个螺旋桨22 产生的升力则可以分解成竖向的分力和水平方向的推力，其竖向分力使车体1 摆脱地心引力而悬于空中，其水平方向的推力则推动车体1 前进。

本实施例由于采用了涵道螺旋桨，螺旋桨22 在涵道21 内旋转，较同样直径的孤立螺旋桨22 能产生更大的升力，且螺旋桨22 环括在涵道21 内，既可阻挡螺旋桨22 气动声向外传播，又结构紧凑，涵道21 保护了螺旋桨22 ，同时也保护了行人，避免行人受到螺旋桨22 的伤害。

本实施例所述车体1 下部设置有走行部12 。所述走行部12 用于驱动车体1 在路面上行驶，这样，本飞行汽车既可以飞行，又可以在地面上行驶，适用范围更广。其中，所述走行部12 可以为轮对，这样飞行汽车在地面上行驶时与普通汽车的操作一致。当然，为了使本飞行汽车适用于在特殊地面上行驶，所述走行部12 也可以是履带，或者是包括对撬板和设置在车体1 后部的撬板推进器。

地面行驶模式和飞行模式的切换:本方案所述电动飞行汽车的行驶部分动力来源可以有两种，一种是单独的轮毂电机驱动，另一种是与驱动涵道风扇的电机公用一套电机，因此在第一种方案中，由地面行驶切换到飞行模式只需给驱动涵道风扇的电机供电，同时切断车轮的驱动电机电源；在第二种方案中，驱动车轮与涵道风扇因为是共用电机，可以在不切断电机电源的情况下通过离合器将电机的动力切换给涵道风扇。

Claims (3)

1.一种共轴反桨双涵道式电动飞行汽车，包括车体（1）、车体上设置的升力系统、飞行动力系统及地面动力系统，其特征在于，

所述飞行动力系统包括位于车体前端的前升力涵道、前升力风扇和位于车体后端的后升力涵道、后升力风扇，其中，前升力风扇和后升力风扇都为共轴双桨，双桨旋向相反，前升力风扇的下方和后升力风扇的下方分别设有沿车体纵向延伸并且可操作的矢量导风板；

所述车体前端和后端分别固接有涵道螺旋桨，每个涵道螺旋桨均包括涵道（21）、位于涵道内的螺旋桨（22）， 以及支撑螺旋桨的支架（23），

所述螺旋桨（22） 的旋转轴（221 ）呈竖向设置在支架(23)上，螺旋桨(22) 由安装在支架(23)上的电动机(3 )驱动，上下两个螺旋桨(22 )的旋转方向相反，

所述支架(23) 横向固定在相应的涵道(21) 内；

每个螺旋桨由安装在支架上的电动机(3)单独驱动，

所述地面动力系统有两种情况，

一种是单独装一套电动车轮，每个车轮自带一个轮毂电机，通过轮毂电机驱动车轮行走；

另一种是通过离合装置，使涵道驱动电动机在空中时驱动涵道、在地面驱动车轮，四个独立电动机分别设置在车体前端的涵道支架和车体后端的涵道支架上；

所述地面动力系统包括电动机及向左调节风扇和右调节风扇提供动力的电动执行机构，其中，前升力风扇和后升力风扇在飞行模式时与电动机机械传动连接并且在行走模式时断开；

所述车体中部设置有驾乘舱（11）和电池箱；所述车体下部设置有走行部（12），包含电池及电池箱，

所述升力系统还包括在车体横向对称设置的可折叠翼，可折叠翼中含可倾转的左调节风扇和右调节风扇，起飞时控制平衡、飞行时提供推力。

2.根据权利要求1所述的一种共轴反桨双涵道式电动飞行汽车，其特征在于，所述车体的驾乘舱内设置降落伞箱。

3.根据权利要求1所述的一种共轴反桨双涵道式电动飞行汽车，其特征在于，所述涵道除在车体的前后两端设置外，还在车体的两侧设置辅助涵道，辅助涵道设置在车体座乘舱的两侧，或设置在两个主涵道的两侧。