一种垂直起降飞行汽车的制作方法
【专利摘要】本发明公开了一种垂直起降飞行汽车，属飞行汽车领域，它由跑车型车身(1)、起垂直起降功能的升力发生器(3)、前置鸭翼(6)、一对三级伸缩机翼(5)、地面行驶时的行驶尾翼(8)、气源系统的压气机(12)、空中飞行时的折叠翼尾(23)(24)、具有三种模式转换的悬挂系统(4)、可收入车身的尾板(42)、减少阻力的导流板(18)、巡航用的推进风扇(7)、提高安全性的整机降落伞舱盖(13)构成，采用汽车的动力系统转换为气动力升力实现垂直起降、空中伸展机翼，满足具有汽车的舒适性及方便性和飞行的巡航速度及效率要求，特别是在城市的陕小区域能垂直起降的飞行汽车。
【专利说明】
一种垂直起降飞行汽车
技术领域
[0001]本发明涉及飞行汽车领域，特别是涉及飞行汽车的升力形式和飞行姿态控制。技术背景
[0002]汽车能飞上天，是人们自汽车发明以来下一个所追求的目标，在过去的几十年中， 科研人员一直在制造或试图制造一种陆空兼备的汽车，刚进入量产的美国Transit1n就是其中的一款，很多将汽车和飞机“杂交”的努力往往不成功，NASA的研究人员马克摩尔曾说:“当你试图融合它们时，你得到的是世界上最糟糕的东西，一个非常笨重、迟缓、昂贵的难以使用的车。”随着城市发展，世界各大城市共同面临的交通压力，如何摆脱令人生厌的地面交通拥堵的课题摆在人们面前，迫使人们把眼光投向空中，向一树之高要效率，严峻的现实促使人们加强对城市飞行的研究，从飞行汽车技术和飞行管理上寻找突破口，可以预见，将来的个人交通工具一定是会沿着飞行汽车的方向发展，未来学家保罗?萨福认为: “未来的城市是飞行汽车的城市”，但要使飞行汽车能综合满足具有汽车的舒适性及方便性和飞机的高巡航速度及效率要求，特别是在城市的陕小区域能垂直起降的飞行汽车的实现，还需人们不断的创新和探索。飞行汽车需满足二个完全不同的运动环境，完全相矛盾的空气动力学要求，在地面行驶时要求对下的抓地力，在高速行驶时不至飘移打滑，而在空中飞行时要求机体的完美流线形，减少风阻系数，更要满足飞行的三个要素，即提升力、推动力和控制力，在汽车动力配备的条件下，要实现垂直起降功能。现有的飞行汽车的研制方向基本有以下几种形式:车顶上设置螺旋桨或旋翼、涵道风扇或风机向下排气产生升力、车身两边按有折叠翼及改变机翼上下压差的动力升力方式。动力升力方式，最先提出的是上个世界30年代的号称短距起降之父的美国人卡斯特，卡斯特提出了与传统的机翼机械增升 (如前后缘襟翼、开缝翼等改变机翼剖面形状的措施)迥然不同的动力升力概念，即借助飞行器动力装置的能量改变机翼上下面气流流速，从而提高飞行器升力，为改善飞行器的低速特性和实现垂直起降，开辟了更为有效的新途径，卡斯特的理论是:飞行器的动力装置不仅可以提供拉力或推力，同时还可以增加升力，也就是说，飞行器的动力和气动力将被融合为一个整体来考虑，使动力装置为空气动力作贡献。上述根据空气流速越大，气压越小的原贝1J，利用飞行器动力产生气流流径上翼面(升力面)产生升力的相关技术一直探索至今，有不少相关报道，因在工程设计制造上还存在不少难题及弊端，造成至今未能达到实用化阶段。
【发明内容】
[0003]本发明的目的是提供一种集地面行驶性能与空中飞行性能为一体的垂直起降飞行汽车，即通过发动机的动力带动压气机，压气机产生的压缩空气经供气分配器配送到车身顶部相应位置所设的若干条条状射流缝喷出，从而使车身产生升力及推力，实现垂直起降，应用相同原理，实现气动力参于飞行姿态控制。为实现长距离的巡航飞行能力，还设置了一对伸缩机翼及一对前置鸭翼，利用上述气动力技术提供一种拥有跑车外观及性能、轻型固定翼飞行的灵活与便捷又具有直升机的垂直起降与悬停为一体的多技术高度集成的垂直起降飞行汽车。
[0004]为实现以上的技术目的，本发明将采取以下的具体技术方案。
[0005]本发明垂直起降飞行汽车，由车身、尾板、底板、鸭翼、伸缩机翼、悬挂系统、推进风扇、行驶尾翼、发动机、动力箱、整机降落伞舱盖、垂直尾翼、车架、陆空转换舱、折叠尾翼、升力发生器构成，采用中置发动机布局和承载式车身底板布置。所述的垂直起降飞行汽车是在显得又宽又扁的跑车形车身的基础上加以改形，跑车的最大敌人与飞行器相同就是重量，跑车的风阻系数接近飞机，将跑车的车头部位的风挡玻璃进一步降低前移并以车顶连成同一弧线，达到车头成为机翼前缘的效果，在车尾的大、小折叠尾翼展开时，视作机翼的后缘，结合车顶的升力发生器、风挡玻璃及平坦的底板和其上设置的导流板此时的车身侧面就成为完整的高升阻比翼型的剖面形状，车身成了矩形机翼，具有强大的流体动力升力。
[0006]为使本发明垂直起降飞行汽车实现垂直起降能力，在中置发动机的二边按有二台压气机，经由发动机通过动力箱带动的压气机运转后所产生的压缩空气经供气管、缓冲罐进入到设于车顶一部分的即重心上方的升力发生器中的分配气室，由分配气室流经其上部的若干条状射流缝，通过条状射流缝的喷口喷向车顶，上述分配气室的上面还设有吹气室， 吹气室与分配气室通过吹气流道连通，这样，分配气室的压缩空气经吹气流道进入到吹气室，吹气室的上部又开有大量的吹气孔通向车顶，由于吹气孔的孔径面积的总和大于吹气流道孔径的面积，出的比进的多，进入吹气室的压缩空气得到减压，吹气室的压力始终低于分配气室，减压的气体通过大量的吹气孔流入车顶与条状射流缝所喷出射流的下部，即射流附面层，减少射流对车顶的摩擦。所述条状射流缝的设置是按照射流体的特性，即利用射流体的初始段和基本段，在主流气流衰减到30%左右的位置时，设置第二道条状射流缝，依此类推，形成接力射流，这种方法效果最佳，使接力气流获得连续性的、并覆盖整个升力发生器表面的高速流体。所述升力发生器还设置了与条状射流缝喷口方向相反的，位于升力发生器前部的，可经翻板轴转动的可调节射流流量的射流反板，其作用是增强车顶的负压效果，抵消条状射流缝汇成的向后推力。
[0007]上述所述的垂直起降飞行汽车有左右二套供气系统，在其系统的供气管部分，还设有由舵片作动器、舵片、阀片、阀片支点构成的将二路气源互通的供气调节机构，当某台压气机停止工作时，这时阀片会经阀片支点向失压那根供气管偏转，关闭失压管路防止倒流到停车的压气机，并同时使工作的压气机的气流分成二路，以支撑整个升力发生器的基本工作，在正常情况下，可通过舵片作动器带动舵片的偏转，有意改变升力发生器二边的供气量，造成二边的升力产生差异，配合空中悬停时的姿态控制。
[0008]为了使本垂直起降飞行汽车具有良好的巡航能力，在升力发生器的下方设有翼舱，翼舱内部设有一对在巡航时起主升力的伸缩机翼，此伸缩机翼有三至四级组成，通过多级液压缸进行顶伸和缩拢，各级机翼都有活动翼肋、承力蒙皮及整流片构成，在活动翼肋的外部与伸展方向相反处，设有刚性连接的伸缩大翼梁和伸缩小翼梁，最外侧的机翼翼梁可在其内侧的机翼翼梁内伸缩活动，最内侧的机翼翼梁在机翼基座所设的基座承力孔内伸缩活动；在承力蒙皮形成的翼腔内部的下方、包括机翼基座的平面上设有二齿条，相应的，在活动翼肋的外部靠下位置，设有由同步轴连接的二个同步齿轮，每级机翼的同步齿轮同其对应活动面的齿条相啮合，最内侧机翼的同步齿轮啮合机翼基座上的齿条；所述机翼基座的外侧及升力发生器的外侧、靠近机翼升力面的位置设有滑块，此滑块还设置在除最外侧的机翼的承力蒙皮形成的翼腔内部外侧；机翼的载荷是通过承力蒙皮、滑块、活动翼肋、伸缩翼梁经机翼承力孔传递到机翼基座上的，机翼的平行伸缩移动及抵抗飞行时的空气阻力是由同步轴相连的同步齿轮啮合齿条来实现的。
[0009]为了使垂直起降飞行汽车既有良好的地面行驶性能又能满足飞行器的流线型要求及起降要求，本飞行汽车配备一套独立悬挂系统，其方案是，一个带座的驱动箱固定在底板上，驱动箱上固定二头伸出的承力轨，承力轨上设有二个对称的可活动的拖板，拖板经由驱动箱输出的丝杆的转动带动其在承力轨上的移动，所述丝杆为一头左旋、另一头右旋，当驱动箱所输出丝杆正转或反转，二个拖板也同步合拢或分开，在拖板上设有拖板支座轴和摆臂轴节，拖板支座轴用于安装减振器的下端，减振器的另一头减振器轴节同时连接有推杆和摆杆，摆臂再同摆臂轴节连接，所述推杆的另一头通过上臂轴节连接上横臂；上述构造可实现三种模式，当丝杆的转动方向使二拖板分开到设计最大值位置时，减振器轴节随拖板同步向外侧移动，经推杆、上臂轴节作用于上横臂使其挠固定在车架上的上臂支承旋转， 这样，上横臂通过球头节、车轮、车轮轴承壳、下横臂、下臂支承、轮毂实现将车轮升至最高处完全进入车身挡泥板内，满足飞行要求；用同样原理，当二拖板向中心靠拢到设计最近时，车轮将降至最低处，满足起降时的需求，在升与降的过程中，其减振性能不变，也可根据不同路况进行即时调整；还有一种模式就是地面行驶的标准状态，由驱动箱输出的丝杆旋转，当二拖板之间的距离达到所需要求即底板(盘)高度达到行驶要求时，驱动箱停止工作，因丝杆具有自锁功能，这样，车轮在行驶中的起伏就通过车轮、车轮轴承壳、上横臂、上臂轴节、推杆而作用于减振器，实现减振效果。
[0010]为使本垂直起降飞行汽车能满足二个完全不同的运动环境、完全相矛盾的空气动力学要求，为此，本发明还提供了由行驶尾翼、滑盖、后舱盖、垂直尾翼、推进风扇、汽车尾板、折叠翼尾构成的陆空转换机构，具体为；车身尾部的尾板可以通过尾板舵机进行向外翻动和向车身内翻下，在需要垂直起降时，尾板在尾板舵机的驱动下向外翻动，按在其上面的反杆和反杆上面的行驶尾翼由反杆舵机和尾翼舵机使其转入尾板内的尾翼舱，同时，后舱盖下方的滑盖向车头方向开启，通过承力杆连为一体的二垂直尾翼同按在其上面的通过水平尾翼、转轴连接的推进风扇在垂尾舵机程序控制的驱动轴驱动下，使其有步骤的从滑盖门转出并升至后舱盖的上方，接着，后舱盖在舵机的驱动下，使其后部向上抬升，在其后部的下方设有的翼尾舵机开始工作，固定在舵机轴上的大折叠翼尾逆时针转动到设定位置， 其通过作动器相连的小折叠翼尾也逆时针旋转与大折叠翼尾合拢，使后舱盖的上部与大小折叠翼尾连成一弧线，再接着，尾板经尾板舵机连动行驶尾翼、反杆翻入车身内部的油箱后方的底板上，后舱盖经舵机驱动下降复位，与其相连的大小折叠翼尾也同步下降并与尾板的底部咬合，取代了原车尾的位置，最后，滑盖关闭，完成陆空转换，上述推进风扇是固定在二垂直尾翼之间的水平尾翼上，水平尾翼通过传轴可改变角度，在飞行途中，可改变推进风扇的推力方向作矢量控制。
[0011]为了进一步使垂直起降飞行汽车具有良好的安全性能，本发明采用了在驾乘舱上面的风挡玻璃与升力发生器的衔接位置，设置整机降落伞系统，此系统由开伞手柄、释放卡扣、气弹簧、锁定块、牵引块锁头、牵引块锁舌、伞包、压簧、滑筒、牵引块、前后部伞具锁头构成，当遇到紧急情况时，拉动设于驾乘舱内的开伞手柄，开伞手柄受拉力经手柄支点转动，使同开伞手柄连成一体的释放卡扣与固定于活塞杆上的锁定块脱离，由于气弹簧的作用， 推动活塞向上运动，活塞杆的推力通过设于整机降落伞舱盖的活塞杆支点作用于整机降落伞舱盖，受到活塞杆的推力作用，整机降落伞舱盖以自身的伞舱盖轴逆时针转动实现开启，随着开启角度的增加，原本通过固定于活塞杆支点上的牵引块锁舌锁住的设于整机降落伞舱盖下方的滑筒内的与牵引块连为一体的牵引块锁头得到释放，在被压缩后的压簧的弹力作用下，牵引块被向机身上后方向射出滑筒，在飞离滑筒的过程中，拉动与其相连的牵引绳，这样，牵引绳首先开启伞环，后从伞包中拽出引导伞，在引导伞的空气阻力作用下，再拖拽出主伞，随着主伞的打开，巨大的阻力使伞绳绷紧，伞绳未端的绳环通过前后伞具锁头吊住飞行汽车，实现伞降功能；为了在伞降过程中减少不利的俯仰摆动，所述伞具锁头有二个，分别设置在整车重心上方的前部和后部。
[0012] 为了进一步完善垂直起降飞行汽车的构造设计，在车头部位，设有宽扁的进气格栅，此格栅的设置有利于减少前缘的空气阻力，在格栅中间还设置了对空搜索雷达，所述进气格栅的下方，设有一对鸭翼，此鸭翼可绕二轴头180度展开，此轴头又可以使鸭翼上仰和下倾，参与飞行姿态控制，在鸭翼小角度展开时，可作为汽车的铲子形前唇，减少地面行驶时流入车底的空气量，引导更多的空气流向车身二侧。
[0013] 为改善空中飞行时车轮位置所造成的空气阻力，还在底板下方设置了由可横向移动的四块导流板，当车轮经悬挂系统抬升至挡泥板内并高于底板(盘)时，导流板向外侧移动，使底板形成平坦的流线型。
[0014]本发明的垂直起降飞行汽车采用了动力转换成气动力产生真空(负压)作为垂直升力的来源，取代了飞机靠滑行、螺旋浆、向下喷气等传统起飞模式；在停放或行驶中，用自动转换的方式进行陆空转换，在垂直起降过程中不会对周边环境造成影响，在升空后需巡航时再开启伸缩机翼、鸭翼；在地面是一辆超酷的跑车，在空中是一架线条优美的轻型飞机；配有整机降落伞系统，在完全失灵情况下，使下坠速度控制在5米/秒左右，不至于对驾乘人员造成过多伤害；在直升飞机都到不了的地方、地面交通完全瘫痪时，更能显示出其先进性。【附图说明】
[0015]下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步详细的说明。
[0016]附图1是本发明实施例飞行汽车飞行状态立体图。
[0017]附图2是本发明实施例飞行汽车飞行状态后视立体图。
[0018]附图3是本发明实施例飞行汽车车尾结构示意图。
[0019]附图4是本发明实施例飞行汽车各系统布局俯视图。
[0020]附图5是本发明实施例飞行汽车机翼、鸭翼变化阶段示意图。
[0021]附图6是本发明实施例飞行汽车仰视图及局部放大剖视图。
[0022]附图7至附图13是本发明飞行汽车实施例陆、空转换结构转换过程示意图。
[0023]附图14是本发明实施例飞行汽车机翼结构伸、缩状态局部剖视俯视图。
[0024]附图15是本发明实施例飞行汽车机翼结构伸、缩状态局部放大剖视右视图。
[0025]附图16是本发明实施例飞行汽车飞行状态车轮位置示意图。
[0026]附图17是本发明实施例飞行汽车起飞、降落状态车轮位置示意图。
[0027]附图18是本发明实施例飞行汽车悬挂系统工作示意图。
[0028]附图19是本发明实施例飞行汽车升力发生器和气源系统及气流路径示意图。
[0029]附图20是本发明实施例飞行汽车垂直起降车顶气流流场模型。
[0030]附图21是本发明实施例飞行汽车垂直起降车顶气流结构流线图。
[0031]附图22是本发明实施例飞行汽车飞行状态气流走向图。
[0032]附图23是本发明实施例飞行汽车飞行状态各升力面压力、吸力分布矢量图。
[0033]附图24是本发明实施例飞行汽车整机降落伞系统结构示意图。
[0034]附图25是本发明实施例飞行汽车整机降落伞开启瞬间示意图。
[0035]附图26是本发明实施例飞行汽车整机降落伞开启状态示意图。
[0036]附图27是本发明实施例飞行汽车整机降落伞工作示意图。【具体实施方式】
[0037]以下结合附图1至附图27详细地说明本发明的技术方案。
[0038]首先参见附图1至附图6,该垂直起降飞行汽车由车身1、驾乘舱2、升力发生器3、 鸭翼6、伸缩机翼5、悬挂系统4、推进风扇7、行驶尾翼8、大小折叠翼尾23、24、压气机12、 发动机10、动力箱11、整机降落伞舱盖13、垂直尾翼22、车架14、车轮16、底板42、尾板47、 导流板18构成，在车身1的中部，车架14及底板47的位置，按有发动机10、动力箱11，动力箱11有四个独立动力输出，二个为传动轴27连接到二后车轮16,另二个带动输出带轮 9,输出带轮9通过链轮43传动到带轮15带动设于发动机10二边的压气机12运转产生压缩空气，所述压气机12是采用三级三维跨音速宽弦的函道叶轮68加上离心式蜗轮78见图 19构成的，当压气机12工作时，空气由车身1旁侧的进气口 20被吸入压气机12,大流量的压缩空气29通过供气管44流经缓冲罐40到达设置于车身1中部发动机10上方即整车重心的上方所设置的构成车顶79 —部分的升力发生器3中的分配气室69,所述的升力发生器3是由升力发生器接口 77、分配气室69、吹气室70、条状射流缝26、吹气流道71、吹气孔 72、车顶79、翻板轴74、可调射流翻板73、翻板射流67、发生器铰链36共同组成的，上述压缩空气29由分配气室69流经其上部的若干条条状射流缝26、包括翻板射流67喷向升力发生器3的上部，也是车顶位置，分配气室69的上方还设有吹气室70,吹气室70与分配气室69通过吹气流道71连通，分配气室69的压缩空气经吹气流道71进入吹气室70,吹气室70的上部开有大量的吹气孔72通向车顶79,由于吹气孔72的孔径面积总和大于吹气流道71的孔径面积，进入吹气室70压缩空气得到立刻减压，也就是流进少排出多，吹气室70 的压力始终低于分配气室69,降低压力的气体通过大量的吹气孔72流入车顶79与条状射流缝26所喷出的射流之间，即射流附面层，由于条状射流缝26的射流形式属于受限贴附射流，气流射出后，上面一侧与大气作用，下面一侧紧贴车顶79,由于空气有粘性，使得附面层内的流速降低，动能减少，当有吹气孔72的气体补充后，能减少摩擦对能量的消耗，使得附面层的流体质点重新获得能量，上述条状射流缝26在升力发生器3上的设置是按照射流体的特性，即利用射流体的初始段和基本段，在第一道射流的速度稍有些下降，主流气流衰减到30%左右的位置时，设置第二道条状射流缝26,两股射流的交汇使得其后一道射流速度始终处于上升阶段，依照此规律，按需设置多条条状射流缝26,形成接力射流，见图20,这种方法效果最佳，这样，在车顶79的升力发生器3上所设的若干道条状射流缝26就形成高速、连续性的、覆盖整个升力发生器3表面的、并以层流态流动的流体，由于此流体的获得， 在流体上部的空气受到相邻的流动层流速的不同，运动时会产生牵扯作用力，即粘性力，空气被不断卷入射流中被大量卷吸高速带走，再由于空气具有质量，它的补充有延时性，被高速卷吸带走的空气量大于补充量，空气分子间的距离被拉大，此时车顶79上设置的升力发生器3位置与大气之间形成一定真空度(负压)，当每平方厘米1公斤的标准大气压降低至每平方厘米0.8公斤时，升力发生器3的有效面积设定为1.5平方米，将会产生3吨的静升力，大大高于飞行汽车的自重1.5吨；为了在垂直起降时抵消若干条条状射流缝26喷射时产生的推力作用，在升力发生器3的前端还设置了与条状射流缝26喷口方向相反的经由翻板轴74转动的可调节射流流量的射流翻板73,开启一定角度时形成狭长的翻板射流67,此翻板射流67除抵消掉一部分条状射流缝26的推力外，并同样会大量卷吸上部空气高速带走，使此翻板射流67与条状射流缝26之间形成接近真空状态，提升垂直起降能力，见附图 21〇
[0039] 当需要巡航飞行时，起动推进风扇7,随着飞行速度的提高，伸缩机翼5及车身1、 前置鸭翼6、水平尾翼35共同产生空气动力升力，此升力与飞行汽车的重量达到平衡时，压气机12也逐步停止供气，进入到固定翼飞行器的飞行模式，见图22、图23。
[0040]为了让升力发生器3所形成的高速流体继续发挥升力作用，在升力发生器3与后舱盖31之间留由吹气襟缝75和在后舱盖31上设有多道后舱盖吹气孔76,使流经后舱盖 31和大小折叠翼尾23、24的气流以层流方式流动，不至于过早分离，使其产生更多的空气动力学升力；为了便于维护，整个升力发生器3可以以发生器铰链36开启，通过升力发生器接口 77与缓冲罐接口 41分离。
[0041]为了让升力发生器3在垂直起降时的可靠性及参与空中的姿态控制，在上述供气管44上还增加了舵片作动器80、舵片81、阀片82、阀片支点83构成的供气调节机构见图 19,由于升力发生器3沿中心线分为二对称区域，各自有一台压气机12供气，当某台压气机12停止工作时，这时，阀片82会经阀片支点83向失压那根供气管偏转，关闭失压那根管路，防止倒流并同时使工作的压气机12的气流分成二路，以支撑整个升力发生器3的基本工作；在二台压气机12正常工作时，可通过舵片作动器80带动舵片81的偏转，改变升力发生器3二边的供气量，造成二边的升力差异，在离地后，特别是在悬停状态，可使飞行汽车横向移动，起到空中的姿态控制。
[0042] 在升力发生器3的下方设有翼舱28,翼舱28内部设有机翼基座56,机翼基座56 安置在车架14上，见图14、图15,机翼基座56上有一对在巡航时起主升力的伸缩大翼5,此一对伸缩大翼5各由A、B、C三级组成，由多级液压缸137进行顶伸和缩拢，A、B、C机翼由活动翼肋61、承力蒙皮59、整流片111、动步轴62、同步齿轮63、伸缩大翼梁57、伸缩小翼梁 58构成，通过整流片111、承力蒙皮59、活动翼肋61、伸缩大翼梁57、伸缩小翼梁58组成A、 B、C单个的刚性机翼，其A机翼的伸缩大翼梁和伸缩小翼梁可在B机翼的伸缩大翼梁和伸缩小翼梁内伸缩活动，B机翼的伸缩大翼梁和伸缩小翼梁可在C机翼的伸缩大翼梁和伸缩小翼梁内伸缩活动，C机翼的伸缩大翼梁和伸缩小翼梁在机翼基座56所设的基座承力孔84内伸缩活动。所述承力蒙皮59的翼腔内部下方包括机翼基座56的平面上设有二条齿条64， 相应的，在活动翼肋61的外部下方，设有与同步轴62连为一体的同步齿轮63, A机翼的同步齿轮63啮合B机翼的齿条64、B机翼的同步齿轮63啮合C机翼的齿条64、C机翼的同步齿轮63啮合机翼基座56的齿条64。所述多级液压缸137是将缸体的头部固定于机翼基座 56上面，第一级活塞60的端面与C机翼的活动翼肋61连为一体、第二级活塞60的端面与 B机翼的活动翼肋61连为一体、第三级注塞65的头部与A机翼的活动翼肋61连为一体，当多级液压缸137顶伸时，由同步齿轮63与齿条64的啮合，使各机翼平行得到伸展并抵抗飞行时的阻力。所述机翼基座56的外侧及升力发生器3的外侧、靠近机翼升力面的位置设有起到润滑、限位、受力作用的滑块66,此滑块66还设置在除最外侧的机翼的承力蒙皮59形成的翼腔内部外侧。当机翼展开时，作为拥有刚性的独立单个机翼，各机翼的翼载荷是通过二个受力点传递的，A、B机翼前一个受力点是承力蒙皮59通过滑块66传递到B、C机翼的承力蒙皮59、C机翼的前一个传力点是承力蒙皮59通过滑块66传递到升力发生器3和机翼基座56 ;A、B机翼后一个受力点是伸缩大翼梁57和伸缩小翼梁58伸入B、C机翼的伸缩大翼梁57和伸缩小翼梁58来传递的、C机翼的后一个受力点是伸缩大翼梁57和伸缩小翼梁58伸入机翼基座56上面的机翼承力孔84内来传递的。
[0043] 在飞行汽车的底板47和车架14上设有独立悬挂系统，其方案是，一个带座的驱动箱126固定在底板上，驱动箱126上固定二头伸出的承力轨124,承力轨124上设有二个对称的可活动的拖板123,拖板经由驱动箱126输出的丝杆125的转动带动其在承力轨124上的移动，所述丝杆125为一头左旋、一头右旋，当驱动箱126所输出丝杆125正转或反转，二个拖板123也同步合拢或分开，在拖板123上设有拖板支座轴122和摆臂轴节128,拖板支座轴122用于安装减振器129的下端，减振器129的另一头减振器轴节119同时连接有推杆118和摆臂120,摆臂120再同摆臂轴节128连接，所述推杆118的另一头通过上臂轴节 121连接上横臂114 ;上述构造可实现三种模式，当丝杆125的转动方向使二拖板123分开到设计最大值，减振器轴节119随拖板123同步向外侧移动，经推杆118、上臂轴节121作用于上横臂114使其绕固定在车架14上的上臂支承116旋转，这样，上横臂114通过球头节113、车轮轴承壳130、下横臂115、下臂支承117、轮毂112实现将车轮16升至最高处完全进入挡泥板内，满足飞行要求；用同样原理，当二拖板123向中心靠拢到设计最近时，车轮16将降至最底处，满足起降时的需求，在升与降的过程中，其减振性能不变，也可根据不同路况进行及时调整；还有一种模式就是地面行驶的标准状态，由驱动箱126输出的丝杆 125旋转，当二拖板123之间的距离达到要求即底板(盘)47高度达到行驶要求时，驱动箱 126停止工作，因丝杆125具有自锁功能，这样，车轮16在行驶中的起伏就通过车轮轴承壳 130、上横臂114、上臂轴节121、推杆118而作用于减振器129,实现减振效果；所述悬挂系统的车轮16的最高位置与最低位置的调节行程可达300_。
[0044]图7至图13为本飞行汽车的陆空转换机构，具体为:车身尾部的尾板42可以通过尾板航机52进行向外翻动和向车身1内翻下，在需要重垂直起降时，尾板42在尾板航机52 的驱动下向外翻动，按在其上面的反杆39和反杆39上面的行驶尾翼8由反杆舵机55和尾翼舵机51使其转入尾板42内的尾翼舱135,同时，后舱盖31下方的滑盖30向车头方向开启，通过承力杆3连为一体的二垂直尾翼22同按在其上面的通过水平尾翼35、转轴37连接的推进风扇7在垂尾舵机49程序控制的驱动轴50驱动下，使其有步骤的从滑盖门32转出并升至后舱盖31的上方，接着，后舱盖31在舵机48的驱动下，使其后部向上抬升，在其后部的下方设有的翼尾舵机53开始工作，固定在舵机轴54上的大折叠翼尾23逆时针转动到设定位置，其通过作动器33相连的小折叠翼尾24也逆时针旋转与大折叠翼尾23合拢，使后舱盖31的上部与大小折叠翼尾23、24连成一弧线，再接着，尾板42经尾板舵机52连动行驶尾翼8、反杆39翻入车身1内部的油箱17后方底板47上，后舱盖31经舵机48驱动下降复位，与其相连的大小折叠翼尾23、24也同步下降并与尾板42的底部咬合，取代了原车尾尾板42的位置，最后滑盖30关闭，完成陆空转换，上述推进风扇7是固定在二垂尾之间的水平尾翼35上，水平尾翼35通过转轴37可改变角度，在飞行途中，可改变推进风扇7的推力方向作矢量控制。
[0045]图24至图27是设置在风挡玻璃19与升力发生器3衔接位置的整机降落伞系统， 此系统由开伞手柄93、释放卡扣96、气弹簧99、锁定块98、牵引块锁头85、活塞杆支点95、 牵引块锁舌94、伞包103、压簧87、滑筒106、牵引块88、伞槽104、前伞具锁头105、后伞具锁头136构成，当遇到紧急情况时，拉动设于驾乘舱2内的开伞手柄93,手柄受拉力经设于伞槽104上的手柄支点97转动，使连成一体的释放卡扣96与固定于活塞杆102上的锁定块98脱离，由于气弹簧99的作用，推动活塞杆102向上运动，活塞杆102的推力通过设于整机降落伞舱盖13的活塞杆支点95作用于整机降落伞舱盖13,受到活塞杆102的推力作用，整机降落伞舱盖13以自身的伞舱盖轴86逆时针传动，实现开启，随着开启角度的增加， 原本通过固定于活塞杆支点95上的牵引块锁舌94锁住的设于整机降落伞舱盖13下方的滑筒106内的与牵引块88连为一体的牵引块锁头85得到释放，在被压缩后的压簧87的弹力作用下，所述压簧87是由外力通过牵引块88进行顶压至滑筒106底部，然后用维护件89插入维护孔45后，外力移除，在手动关闭整机降落伞舱盖13时，随着角度的减小，气弹簧99被压缩到原位，锁定块98移到释放卡扣96下位被重新锁住、牵引块锁舌94也自动锁住牵引块锁头85,然后就可以拔掉维护件89,等待下一次维护时使用，牵引块88被向机身上后方向弹射出滑筒106,为使牵引块88弹出顺畅在筒底部位还设置了通气口 101，在飞离滑筒106的过程中，拉动与其相连的牵引绳90,这样，牵引绳90首先开启伞环109,后从伞包103中拽出引导伞108,在引导伞108的空气阻力作用下再拖拽出主伞110,随着主伞 110的打开，具大的阻力使伞绳91绷紧，伞绳91未端的绳环92通过前后部伞具锁头105、 136吊住飞行汽车，实现伞降功能，可使驾乘人员不离开座舱而整体缓降着落救生，故安全性很高；为了在伞降过程中减少不利的俯仰摆动，所述伞具锁头有二个，分别是前部伞具锁头105设置在整车重心的前部，后部伞具锁头136设置在整车重心的后部。
[0046]本发明不局限于上述图1至6所述车型结构。以上所述仅是本发明的优选实施方式。只要需要离地升空的航空器具、交通工具、运载工具设备均落在本发明的保护范围。
【主权项】
1.一种垂直起降飞行汽车，由车身(1)、鸭翼(6)、伸缩机翼(5)、悬挂系统(4)、推进风 扇(7)、行驶尾翼(8)、发动机(10)、动力箱(11)、整机降落伞舱盖(13)、垂直尾翼(22)、车 架(14)组成，采用中置发动机布局，来自于发动机(10)的动力经动力箱(11)转换后，有四 个独立动力输出端，二个为传动轴(27)连接到车轮(16)，另二个带动输出带轮(9)，输出带 轮(9)通过链轮(43)、带轮(15)带动设于发动机(10)二边的压气机(12)运转产生压缩 空气，其特征在于:压气机(12)运转后所产生的压缩空气(29)经供气管(44)、缓冲罐(40) 进入到设置于车身(1)中部发动机(10)上方即重心的上方所设置的构成车顶(79) —部份 的升力发生器(3)中的分配气室(69)，由分配气室(69)流经其上部的若干条条状射流缝 (26)喷出，分配气室￠9)的上方还设有吹气室(70)，吹气室(70)与分配气室￠9)通过 吹气流道(71)连通，分配气室￠9)的压缩空气经吹气流道(71)进入吹气室(70)，吹气室 (70)的上部开有大量的吹气孔(72)通向车顶(79)，吹气孔(72)的孔径面积总和应大于吹 气流道(71)的孔径面积，压力低于分配气室(69)的气体经由吹气孔(72)流入车顶(79) 与条状射流缝(26)所喷出射流的下部，即射流附面层；所述条状射流缝(26)的设置是按射 流体的特性，即利用射流体的初始段和基本段，在主流气流衰减约30%左右的位置设置第 二道条状射流缝(26)，形成接力射流，这种方法效果最佳，使接力气流获得连续性的、覆盖 整个升力发生器(3)表面的高速流体；所述升力发生器(3)还设置了与条状射流缝(26)喷 口方向相反的、位于升力发生器(3)前部的经翻板轴(74)转动的可调射流反板(73)。2.—种垂直起降飞行汽车，由车身(1)、鸭翼(6)、伸缩机翼(5)、悬挂系统(4)、推进风 扇(7)、行驶尾翼(8)、发动机(10)、动力箱(11)、整机降落伞舱盖(13)、垂直尾翼(22)、车 架(14)组成，采用中置发动机布局，在发动机(10)与升力发生器(3)之间设有的翼舱(28) 内有一对伸缩机翼(5)，此一对伸缩机翼(5)各有三至四级组成，有多级液压缸(137)驱动， 其特征在于:A、B、C机翼都有活动翼肋(61)、承力蒙皮(59)、整流片(111)构成，在活动翼 肋(61)的外部伸展方向相反处，设有刚性连接的伸缩大翼梁(57)和伸缩小翼梁(58)，其A 机翼的大小翼梁可在B机翼大小翼梁内伸缩活动，B机翼的大小翼梁可在C机翼的大小翼 梁内伸缩活动，C机翼的大小翼梁在机翼基座(56)所设的基座承力孔(84)内活动；所述承 力蒙皮(59)的翼腔内部下方、包括机翼基座(56)的平面上设有二条齿条(64)，相应的，在 活动翼肋(61)的外部下方，设有由同步轴(62)连动的同步齿轮(63)，A机翼的同步齿轮 (63)啮合B机翼的齿条(64)、B机翼的同步齿轮(63)啮合C机翼的齿条(64)、C机翼的同 步齿轮(63)啮合机翼基座(56)的齿条(64);所述机翼基座(56)的外侧及升力发生器(3) 的外侧、靠近机翼升力面的位置设有滑块￠6)，此滑块￠6)还设置在B、C机翼的承力蒙皮 (59)翼腔内部的外侧；翼载荷是通过承力蒙皮(59)、滑块(66)、活动翼肋(61)、伸缩大翼梁 (57)、伸缩小翼梁(58)经机翼承力孔(84)来传递到机翼基座(56)的，A、B、C机翼的平行 伸缩移动及抵抗飞行时空气动力学阻力是由同步齿轮(63)、同步轴(62)啮合齿条(64)来 实现的。3.—种垂直起降飞行汽车，由车身(1)、鸭翼(6)、伸缩机翼(5)、悬挂系统(4)、推进风 扇(7)、行驶尾翼(8)、发动机(10)、动力箱(11)、整机降落伞舱盖(13)、垂直尾翼(22)、车 架(14)组成，采用中置发动机布局，所述车架(14)采用承载式车身底板布置，在车身(1) 内部的车架(14)及底板(47)上设有悬挂系统(4)，此悬挂系统(4)在飞行状态时，可将车 轮(16)抬升至底板(47)以上高度，在起降状态时，可将底板(47)升至越野车的底盘高度，其特征在于:固定在底板(47)上的驱动箱座(127)上设有驱动箱(126)，驱动箱(126)上固 定承力轨(124)，左右二个拖板(123)经由驱动箱(126)输出的丝杆(125)带动可在承力轨 (124)上移动，所述丝杆(125) —头为右旋丝杆，另一头为左旋丝杆，当驱动箱(126)所输出 丝杆(125)的正转或反转，二拖板(123)也同步合拢或分开，在拖板(123)上设由拖板支座 轴(122)和摆臂轴节(128)，拖板支座轴(122)上按减振器(129)，减振器(129)的另一头 减振器轴节(119)同时连接有推杆(118)和摆臂(120)，摆臂(120)再同摆臂轴节(128)连 接，所述推杆(118)的另一头通过上臂轴节(121)连接上横臂(114);上述构造可实现三种 模式，当丝杆(125)的转动方向使二拖板(123)分开的，减振器轴节(119)随拖板(123)同 步向外侧移动，经推杆(118)、上臂轴节(121)作用于上横臂(114)使其挠固定在车架(14) 上的臂支承(116)旋转，这样，上横臂(114)通过球头节(113)、车轮轴承壳(130)、下横臂 (115)、下臂支承(117)、轮毂(112)实现车轮(16)升至最高处，满足飞行要求；同样原理， 当二拖板(123)向中心靠拢时，车轮(16)将降至最低处，满足起降时的需求；还有一种模式 就是地面行驶的标准状态，由驱动箱(126)输出的丝杆(125)旋转，当二拖板(123)之间的 距离达到所需要求即底板(47)高度达到行驶要求时，驱动箱(126)停止转动，因丝杆(125) 具有自锁功能，这样，车轮(16)在行驶中的起伏就通过车轮轴承壳(130)、上横臂(114)、上 臂轴节(121)、推杆(118)而作用于减振器(129)，实现减振效果。4.一种垂直起降飞行汽车，由车身(1)、鸭翼(6)、伸缩机翼(5)、悬挂系统(4)、推进风 扇(7)、行驶尾翼(8)、发动机(10)、动力箱(11)、整机降落伞舱盖(13)、垂直尾翼(22)、车 架(14)组成，采用中置发动机布局，在车身(1)后部，设有行驶尾翼(8)、滑盖(30)、后舱盖 (31)、垂直尾翼(23)、推进风扇(7)、尾板(42)构成的陆空转换机构的舱室，其特征在于:车 身(1)尾部的尾板(42)可以由尾板舵机(52)进行向外翻动和向内翻下，需垂直起降时，尾 板(42)在尾板舵机(52)驱动下向外翻动，按在其上面的反杆(39)、行驶尾翼(8)可以由反 杆舵机(55)、尾翼舵机(51)转入尾翼舱(135)，同时，后舱盖(31)下方的滑盖(30)开启，由 承力杆(38)作刚性连接的二垂直尾翼(22)同按在其上面的通过水平尾翼(35)、转轴(37) 连接的推进风扇(7)在垂尾舵机(49)程序控制的驱动轴(50)驱动下，使其从滑盖门(32) 转出升至后舱盖(31)上部，接着，后舱盖(31)经舵机(48)转动使后舱盖(31)后部抬升， 其后部下端的翼尾舵机(53)工作，固定在舵机轴(54)上面的大折叠翼尾(23)逆时针旋转 抬升到位后，小折叠翼尾(24)经作动器(33)也逆时针旋转与大折叠翼尾(23)合拢，完成 大折叠翼尾(23)、小折叠翼尾(24)向后展开，并让尾板(42)连动行驶尾翼(8)经尾板舵机 (52)翻入车身(1)内部至底板(47)油箱(17)的后方位置，后舱盖(31)复位时，带动大折 叠翼尾(23)、小折叠翼尾(24)同步下降与尾板(42)底部咬合，取代原尾板(42)的位置，滑 盖(30)关闭，完成陆空转换；所述推进风扇(7)固定在水平尾翼(35)上面，水平尾翼(35) 通过转轴(37)连接在二垂直尾翼(22)中间，在飞行途中，通过转辅(37)可改变推力角度 作矢量控制。5.—种垂直起降飞行汽车，由车身(1)、鸭翼(6)、伸缩机翼(5)、悬挂系统(4)、推进 风扇(7)、行驶尾翼(8)、发动机(10)、动力箱(11)、整机降落伞舱盖(13)、垂直尾翼(22)、 车架(14)组成，采用中置发动机布局，所述整机降落伞舱盖(13)是设于驾乘舱(2)上面 的风挡玻璃(19)与升力发生器(3)的衔接位置，由开伞手柄(93)、释放卡扣(96)、气弹簧 (99)、锁定块(98)、活塞杆支点(95)、牵引块锁头(85)、牵引块锁舌(94)、伞包(103)、滑筒(106)、压簧(87)、牵引块(88)、前部伞具锁头(105)、后部伞具锁头(136)构成，其特征 在于:当遇应急情况时，拉动设于驾乘舱(2)内的开伞手柄(93)，施于开伞手柄(93)上的 拉力经开伞手柄支点(97)转动，使同开伞手柄(93)连为一体的释放卡扣(96)与固定于 活塞杆(102)上的锁定块(98)脱离，设于气弹簧支点(100)上的气弹簧(99)推动活塞杆 (102)向上运动，活塞杆(102)的推力经活塞杆支点(95)作用于整机降落伞舱盖(13)，整 机降落伞舱盖(13)将以伞舱盖轴(86)逆时针转动，开启整机降落伞舱盖(13)，随着开启角 度的增加，原本通过固定于活塞杆支点(95)上的牵引块锁舌(94)锁住的设于整机降落伞 舱盖(13)下方的滑筒(106)内的与牵引块(88)连为一体的牵引块锁头(85)得到释放，在 被压缩压簧(87)的弹力作用下，牵引块(88)被向机身上后方射出滑筒(106)，在飞离滑筒 (106)的同时，牵引块(88)通过固定绳孔(107)拉动与其相连的牵引绳(90)，这样，牵引绳 (90)在开启伞环(109)后从伞包(103)中拽出引导伞(108)，在引导伞(108)的空气阻力 作用下拖拽出主伞(110)，受到主伞(110)开伞后的巨大阻力，绷紧后的伞绳(91)上的绳环 (92)作用在前部伞具锁头(105)和后部伞具锁头(136)，实现飞行汽车的伞降，为在伞降过 程中减少不利的俯仰摆动，前部伞具锁头(105)按置在车身(1)的重心位置前部，后部伞具 锁头(136)按置在车身(1)重心位置的后部。6.按照权利要求1所述的垂直起降飞行汽车，其特征在于:所述车身(1)的车头部位 设有进气格栅(34)，在进气格栅(34)的下方，设有一对鸭翼￠)，此鸭翼(6)可围绕二轴头 (46) 180度展开，此轴头(46)又可以使鸭翼(6)上仰和下倾参与飞行姿态控制，在小角度展 开时，可作为铲子形的前唇，减少地面行驶时流入车底的空气量。7.按照权利要求4所述的垂直起降飞行汽车，其特征在于:所述大折叠翼尾(23)、小折 叠翼尾(24)展开时，视作机翼的后缘，结合升力发生器(3)、风挡玻璃(19)构成翼面同平坦 的底板(47)和其上部设置的导流板(18)构成高升阻比的完整翼形车身。8.按照权利要求7所述的垂直起降飞行汽车，其特征在于:所述底板(47)的下方设置 有可横向移动的四块导流板(18)，当车轮(16)经悬挂系统(4)抬升后，导流板(18)向外侧 移动，使底板(47)形成平坦的流线形。9.按照权利要求1所述的垂直起降飞行汽车，其特征在于:所述升力发生器(3)有左 右二套供气系统，在其系统的供气管(44)部分，还设有由舵片作动器(80)、舵片(81)、阀片 (82)、阀片支点(83)构成的将二路气源互通的供气调节机构，当某台压气机(12)停止工作 时，这时阀片(82)会经阀片支点(83)向失压那根供气管(44)偏转，关闭失压管路，防止倒 流，并同时使工作的压气机(12)的气流分成二路，以支撑整个升力发生器(3)的基本工作； 在正常情况下，可通过舵片作动器(80)带动舵片(81)的偏转，改变升力发生器(3)二边的 供气量，造成二边的升力产生差异。
【文档编号】B60F5/02GK105984298SQ201510087530
【公开日】2016年10月5日
【申请日】2015年2月25日
【发明人】顾明, 顾一明
【申请人】顾明, 顾一明