一种四涵道垂直起降飞行汽车的制作方法

本发明属于地空两栖交通工具技术领域，尤其涉及一种四涵道垂直起降飞行汽车。

背景技术：

近年来，随着现代社会经济的快速发展，大中小城市私家车大量增多，城市交通压力日益增大，交通拥堵情况频繁发生，引发了一系列的能源问题、环境问题。如何有效解决现代城市交通问题成为一大难题，为此有人提出了一种飞行汽车，这种飞行汽车不仅能在陆地上行驶，而且还能在交通拥堵时低空飞行。国内外已经开发了各种各样的飞行汽车，目前的飞行汽车在悬停或飞行过程中受到外界干扰，例如强气流等恶劣天气，会出现俯仰翻滚、横向翻滚、失速等现象，这样严重影响了飞行汽车的安全，降低了飞行汽车的安全系数。

技术实现要素：

针对现有技术的不足，本发明提供一种四涵道垂直起降飞行汽车。

本发明是通过如下的技术方案来解决上述技术问题的：一种四涵道垂直起降飞行汽车，包括具有车轮的车体，所述车体中部设有驾驶舱，所述车体内设有动力装置、驱动装置、蓄电池以及整车控制系统，所述整车控制系统分别与动力装置、驱动装置、蓄电池连接，所述动力装置与驱动装置连接；所述车体的前端和后端分别设有一组提升装置，每组提升装置包括两台涵道风扇，所述涵道风扇与所述驱动装置连接；所述每组提升装置中的两台涵道风扇沿车体前进方向间隔设置，所述每组提升装置中的两台涵道风扇通过第一转轴横向且与飞行汽车前进方向垂直固定在车体上，所述第一转轴与驱动装置连接，由整车控制系统控制驱动装置动作，从而控制四台涵道风扇的开启、关闭和转向；所述的两组提升装置的旋向相反；所述车体的后部设有垂直尾翼。

进一步的，所述整车控制系统包括整车控制器、动力装置控制器、驱动装置控制器以及电源管理系统，所述的整车控制器分别与所述的动力装置控制器、驱动装置控制器以及电源管理系统连接，所述动力装置控制器与所述动力装置连接，所述驱动装置控制器与所述驱动装置和电源管理系统连接，所述电源管理系统与蓄电池、所述动力装置连接。

进一步的，所述车体中间的顶部通过第二转轴设有机翼，所述机翼包括对称设置的左机翼和右机翼，所述第二转轴与所述驱动装置连接，由驱动装置控制器控制所述第二转轴的转动，从而控制机翼的转动，使机翼横向打开或纵向收起，与车体垂直或平行；在所述左机翼和右机翼的内侧分别对称设有辅助涵道风扇，所述辅助涵道风扇与所述驱动装置连接，以便在所述飞行汽车起飞时提供升力；当飞行汽车为路面行驶状态时，控制第二转轴的转动使左机翼和右机翼纵向收起，与车体平行，避免飞行汽车在路面行驶时占用过宽的车道；当飞行汽车为飞行状态时，控制第二转轴的转动使左机翼和右机翼横向打开，与车体垂直，使飞行汽车具有横侧安定性和操纵性，能够操纵飞行汽车横滚，保证飞行时的平衡。

进一步的，所述机翼上的辅助涵道风扇的旋转平面上方设有纵向贯穿于机翼的窗口，在机翼内设有控制窗口开闭的控制开关，所述控制开关与所述驱动装置连接；当飞行汽车起飞时，控制窗口打开，辅助涵道风扇启动，为起飞提供升力；当飞行汽车平行飞行后，窗口关闭，辅助涵道风扇关闭，飞行汽车平稳飞行。

进一步的，所述机翼的翼梢位置对称设有扰流板。

进一步的，所述动力装置包括涡轮增压发动机和发电系统，所述涡轮增压发动机分别与动力装置控制器、发电系统和驱动装置连接，所述发电系统与电源管理系统连接。

进一步的，所述的驱动装置包括提升装置驱动电机、辅助涵道风扇驱动电机、离合装置，所述提升装置驱动电机分别与驱动装置控制器、涵道风扇、第一转轴和动力装置连接，所述辅助涵道风扇驱动电机与驱动装置控制器、辅助涵道风扇、控制开关和动力装置连接，所述离合装置与驱动装置控制器、动力装置、车轮和第二转轴连接。

与现有技术相比，本发明所提供的四涵道垂直起降飞行汽车，设有四台涵道风扇和两台辅助涵道风扇，能为所述飞行汽车起飞时提供充足的提升力，使飞行汽车垂直快速升至安全高度，缩短了跑道长度和起飞时间，能更加有效的适应飞行模式和行驶模式的切换；通过对第二转轴的控制，控制机翼横向打开或纵向收起，能更好的适应飞行模式和行驶模式，保证飞行模式时的平稳飞行，保证行驶时像普通小汽车，不占用过宽的车道；通过整车控制系统的控制，可以对提升装置和辅助涵道风扇提升力的控制，以使飞行汽车保持飞行状态或改变飞行状态，避免俯仰翻滚、横向翻滚、失速等现象，提高了飞行汽车的安全飞行系数。

附图说明

为了更清楚地说明本发明的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一个实施例，对于本领域普通技术人员来说，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明的四涵道垂直起降飞行汽车起飞状态的示意图；

图2是本发明的四涵道垂直起降飞行汽车水平飞行状态的示意图；

图3是本发明的四涵道垂直起降飞行汽车水平飞行状态的侧面示意图；

图4是本发明的四涵道垂直起降飞行汽车行驶状态的示意图；

图5是本发明的四涵道垂直起降飞行汽车上下飞行状态的示意图；

图6是本发明的四涵道垂直起降飞行汽车整车控制系统的结构示意图；

其中：1-车体，2-车轮，3-驾驶舱，4-涵道风扇，5-辅助涵道风扇，6-机翼，7-垂直尾翼，8-扰流板。

具体实施方式

下面结合本发明实施例中的附图，对本发明中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

如图1所示，本发明所提供的四涵道垂直起降飞行汽车，包括具有车轮2的车体1，所述车体1中部设有驾驶舱3，所述车体1内设有动力装置、驱动装置、蓄电池以及整车控制系统，所述整车控制系统分别与动力装置、驱动装置、蓄电池连接，所述动力装置与驱动装置连接；所述车体1的前端和后端分别设有一组提升装置，每组提升装置包括两台涵道风扇4，所述涵道风扇4与所述驱动装置连接；所述每组提升装置中的两台涵道风扇4沿车体1前进方向间隔设置，所述每组提升装置中的两台涵道风扇4通过第一转轴横向且与飞行汽车前进方向垂直固定在车体1上，所述第一转轴与驱动装置连接，由整车控制系统控制驱动装置动作，从而控制四台涵道风扇4的开启、关闭和转向；所述的两组提升装置的旋向相反；所述车体的后部设有垂直尾翼7。

如图6所示，所述整车控制系统包括整车控制器、动力装置控制器、驱动装置控制器以及电源管理系统，所述的整车控制器分别与所述的动力装置控制器、驱动装置控制器以及电源管理系统连接，所述动力装置控制器与所述动力装置连接，所述驱动装置控制器与所述驱动装置和电源管理系统连接，所述电源管理系统与蓄电池、所述动力装置连接。

所述车体1中间的顶部通过第二转轴设有机翼6，所述机翼6包括对称设置的左机翼和右机翼，所述第二转轴与所述驱动装置连接，由驱动装置控制器控制所述第二转轴的转动，从而控制机翼的转动，使机翼横向打开或纵向收起，与车体垂直或平行；在所述左机翼和右机翼的内侧分别对称设有辅助涵道风扇5，所述辅助涵道风扇5与所述驱动装置连接。

所述机翼6上的辅助涵道风扇5的旋转平面上方设有纵向贯穿于机翼的窗口，在机翼6内设有控制窗口开闭的控制开关，所述控制开关与所述驱动装置连接。

所述机翼6的翼梢位置对称设有扰流板8。

所述动力装置包括涡轮增压发动机和发电系统，所述涡轮增压发动机分别与动力装置控制器、发电系统和驱动装置连接，所述发电系统与电源管理系统连接。

所述的驱动装置包括提升装置驱动电机、辅助涵道风扇驱动电机、离合装置，所述提升装置驱动电机分别与驱动装置控制器、涵道风扇4、第一转轴和动力装置连接，所述辅助涵道风扇驱动电机与驱动装置控制器、辅助涵道风扇5、控制开关和动力装置连接，所述离合装置与驱动装置控制器、动力装置、车轮2和第二转轴连接。

应用本实施例中的飞行汽车，整车控制系统处于飞行模式时，如图1所示，在垂直起飞时，驱动装置控制器通过控制提升装置驱动电机控制两组提升装置处于水平状态并开启；通过控制离合装置与第二转轴连接，控制机翼6横向打开，为机翼6提供传输动力；通过控制辅助涵道风扇驱动电机控制辅助涵道风扇5开启、窗口打开，四台涵道风扇4和两台辅助涵道风扇5为飞行汽车起飞提供足够的升力，保证飞行汽车垂直快速升至安全高度；如图2和3所示，当飞行汽车升至安全高度并水平飞行时，驱动装置控制器通过控制辅助涵道风扇驱动电机控制辅助涵道风扇5关闭、窗口关闭，整车控制器切换至固定机翼控制模式，以控制固定机翼飞机的控制方式控制飞行汽车飞行；驱动装置控制器通过控制提升装置驱动电机控制第一转轴转动，分别控制车体1最外侧的两台涵道风扇4转动，并与车体1呈垂直状态，为飞行汽车前行提供动力，避免飞行汽车在飞行过程中失速，保证飞行汽车平稳安全飞行。

如图4所示，本实施例中的飞行汽车的整车控制系统处于行驶模式时，驱动装置控制器通过控制提升装置驱动电机控制两组提升装置处于关闭状态；通过控制辅助涵道风扇驱动电机控制辅助涵道风扇5关闭、窗口关闭；通过控制离合装置控制第二转轴，控制机翼6纵向收起，与车体1平行，此后，控制离合装置与第二转轴断开连接，与车轮2的转动轴连接，为车轮2转动提供动力；整车控制器切换至普通汽车行驶的控制模式，以控制普通汽车的控制方式控制飞行汽车在路面行驶。

本实施例中的飞行汽车，驱动装置控制器通过控制提升装置对车体1的提升力而对车体1产生的竖直面上的转矩，该转矩可以抵消飞行汽车受到外界环境的影响而产生的在竖直面上的转矩，避免了俯仰翻滚现象；通过控制机翼6上的辅助涵道风扇5对车体1的升力而对车体1产生的竖直面上的转矩，该转矩可以抵消飞行汽车受到外界环境的影响而产生的在竖直面上的转矩，避免了横向翻滚现象。

在飞行模式下，通过垂直尾翼7控制飞行汽车左右飞行；通过控制第一转轴控制车体1最后端的涵道风扇4的转向，从而调整最后端的涵道风扇4与车体1之间的夹角，控制车体1最前端的涵道风扇4与车体垂直，来控制飞行汽车上下飞行，如图5所示；通过控制提升装置对车体1的提升力来达到飞行汽车的前进或后退，驱动装置控制器通过控制车体1前端的提升装置对车体1的提升力大于位于车体1后端的提升装置对车体1的提升力，使车体1的前端抬高，两组提升装置对车体1的提升力的方向向后侧偏移，使得飞行汽车向后移动；通过控制车体1后端的提升装置对车体1的提升力大于位于车体1前端的提升装置对车体1的提升力，使车体1的后端抬高，两组提升装置对车体1的提升力的方向向前侧偏移，使得飞行汽车向前移动。

通过控制机翼6上辅助涵道风扇5对车体1的提升力来达到飞行汽车的侧向飞行，驱动装置控制器通过控制机翼6上辅助涵道风扇5，使得左侧辅助涵道风扇5对车体1的提升力大于右侧辅助涵道风扇5对车体1的提升力，使得车体1的左侧抬高，两台辅助涵道风扇5对车体1的提升力的方向向右偏移，使得飞行汽车向右侧偏移；驱动装置控制器通过控制机翼6上辅助涵道风扇5，使得右侧辅助涵道风扇5对车体1的提升力大于左侧辅助涵道风扇5对车体1的提升力，使得车体1的右侧抬高，两台辅助涵道风扇5对车体1的提升力的方向向左偏移，使得飞行汽车向左侧偏移，这种控制飞行的方式能够避免前方或后方障碍物并向前或向后移动。

本实施例中的飞行汽车有三种提供动力的方式，第一种方式：燃油为涡轮增压发动机提供动力，从而带动发电系统进行发电，电源管理系统将发电系统的电能分配到驱动装置控制器以及向蓄电池进行充电，从而通过驱动装置控制器控制各驱动装置带动相应部件进行相应的控制操作；第二种方式：燃油为涡轮发动机提供动力，该动力直接经过齿合开关传输给各驱动装置，控制各驱动装置带动相应部件进行相应的动作；第三种方式：电源管理系统将已储备充足电能的蓄电池中的电能分配给驱动装置控制器，通过驱动装置控制器控制各驱动装置带动相应部件进行相应的控制操作；所述提供动力的方式由整车控制器进行控制。

以上所揭露的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，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或变型，都应涵盖在本发明的保护范围之内。