陆空两用小轿车和公务车的气动布局和动力配置实施方案的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种小型陆空两用的交通工具，具体说是一种能飞行的家用轿车或11座以下的公务车一既可在路面行驶，又能在千米以下低空飞行的乘用车，以下简称为“飞车”。
【背景技术】
[0002]“坐地日行八万里”，“像鸟儿一样自由飞翔”，自古以来就是人类的美好愿望，而高级跑轿车和私人飞机在一定程度上使这两个愿望分别实现。
[0003]现实情况是家用轿车在不少国家已经普及，而私人飞机拥有者甚少，但各国有别-美国的小型飞机场就有一万多个，而中国仅有数十个。
[0004]随着经济的发展，人们的“飞翔梦想”更加强烈-据国外推算当人均⑶P达4000美元时，就会有私人飞机的发展高潮。
[0005]对大多数家庭而言，轿车和小飞机两者兼有，无论是从停放、有效利用、维修、节能环保，空中和地面的交通安全及社会安定，和土地的有效利用，皆是难以解决的。
[0006]以前国家对空域管理极严，但在2010年底，下发了《低空空域管理改革指导意见》，文中指出4000米以下低空飞行，无需报批(准)，只需报备(案)。这对“飞行汽车”也是开了绿灯！拟在500-1000米高度飞行。据讯:美国在3000米以下，西欧一些国家在2000米、1500米以下，早已放开了空中管制。
[0007]怎样实现飞翔愿望呢？一采用小型的飞机和小轿车、小型商务车的技术和结构相融合，做一款家用的陆空两用小轿车-“飞车”应是可行的，市场广阔的。
[0008]当前空气动力学理论、飞行器、汽车的设计和制造技术已相当成熟-飞机的气动外形，也为理论上和风洞试验及百年应用所肯定；且当代汽车造型很合适地面行驶，更为世人所认可，不太可能做更大的改动。
[0009]已有几家企业已在研发飞行汽车:1954年通用曾展出了火鸟I型跑轿车，采用了三角翼喷气式战斗机的火箭形车身，和半球型驾驶室。其气动外形无懈可击。但60年来，并未进入轿车市场，说明了人们对现有(跑)轿车外形的认可和不可替代性-当然该造型并未考虑飞行功能。
[0010]《科技日报》2013年5月16日第五版报导，特拉弗吉亚公司研发的世界首款飞行汽车，其实这一折叠式飞行汽车不过是上世纪七八十年代上掀式车门造型的“奔驰欧翼”翻版，仅在车门下端(翼尖)和门框下两侧，安装了电动旋翼，其构造明显的增加了翼尖的截面尺寸，增大了风阻和撞车的几率。
[0011]据《未来的交通工具》一书记叙，荷兰人在五年前，已造出了会飞的汽车，车形类似机动三轮车单座，未见上市，演示而已。
[0012]《科技日报》2013年6月4日第五版报导，“英国人研制会飞的越野车”，有四个车轮，每轮中各有一副旋翼叶片，可以变成一个四旋翼飞行器。《中国科学报》2013年6月报导“未来的运输工具”——两图实为两报分别转载的同一信息原编辑的评论是“目前，它还只是一款高科技玩具，……”
[0013]《国民科普大课堂》一书，记载有1989年初，美国莫勒国际公司研制出一种家用的M400型喷气式飞机型汽车，有六个发动机，展出模型车已25年至今未见实用。这也说明人们不赏识飞机造型的汽车。
【发明内容】
[0014]外形之布置和动力配置是飞行器的关键——本发明之目的在于提出九种合理可行的，安全可靠的陆空两用小轿车的空气动力布局和相应的动力配置实施方案。
[0015]本发明实施的前提条件:一是对车厢、车体的所有梁柱均参照飞机相关规范，加大其刚度，以保证在恶劣的飞行条件下结构的稳定性；且因增添了与飞行有关的部件和设备，故应对车的内外布局和构造做相应的调整。
[0016]二是采用高强度的轮胎与不收回的悬架系统，以保证粗暴降落时不爆胎。
[0017]三是对座椅后倾角和其缓冲量做适度增大，确保飞车意外坠落时乘员的安全无伤害。
[0018]四是除发动机的燃烧部件和扭矩传递系统外尽可能的采用碳纤维和复合材料、镁锰合金和高强度航空铝材，以减小车的总质量。
[0019]五是对车身中部两侧自车窗中部以下回缩6-12公分，使纵向形成蜂腰状，以容纳机翼的下(上)折叠翼段，而不过大的增加截面尺寸和阻力。
[0020]六是在保险杠中间、尾杠的两端分别设一钩带尼龙绳，在地面、楼顶停车时，三点锚定以防风吹飘逸。
[0021]飞车采用四余度电控系统，在驾驶室设相应的各参数、景象显示面板，设置车顶-车底-的三维摄像与北斗导航-电子地图、红外测距及防撞灯和自动驾驶系统。
[0022]本发明的第一种实施方案——侧翼段下垂折叠式上高翼气动布局，见说明书附图图1-图4~"飞车”三视图:图1为飞车主视图。件⑷为上高翼中段，距车顶适度距离，由四只水滴形截面的空心支柱(8)固定在小车顶盖的侧梁上(见图2)，内装有侧翼段折叠或展开并锁紧的液压设备和电控系统，其两端与侧翼铰接(以下各方案与此相同，不再重复叙述)——此乃地面奔驰(或静止)态，当电控使侧翼(7)由双点划线所示位置向上旋转到水平位置并锁定。——即与中段嵌合为一体时，便构成了完整的上高翼，即呈飞行态如图4。
[0023]当飞车落地乘员离开车辆，可通过遥控器使其两侧翼段(7)下垂到贴切车侧表面而关机(可单侧或双侧旋开(闭)侧翼)。
[0024]其动力是:发动机-永磁柔性驱动器(91)-传动轴(14)-串联双螺旋杆泵(10)-贮气罐(9)-尾部并列均匀分布的左、中、右三只喷气管(11)，控制阀(90)-轮胎旁的垂直下喷四孔(13)，鸭翼(12)其外端有磁铁块吸附在翼子板上，当车速达到160km/h以上时，其翼面升力使之呈水平状态，可平衡一部分引擎重力，有利于飞车操控。
[0025]飞车在路面行驶时，机翼侧段折叠下垂，关停(91)使传动轴与变速箱分离，小轿车仍为前驱工作制式。
[0026]要进入飞行工作制式时，先接通磁力驱动器(91)待储气罐(9)充满压力气体时，通过电控阀(90)使(13)四管喷出压力气体一地面的反作用力使飞车垂直升起到选定高度时，电控使下垂翼段(7)上旋至水平与中段(4)固定成整体，逐渐关闭下喷管(13)，同时迅速开启尾喷管(11)向后喷气，反推飞车前进；(11)的左、右喷气管同时直通车头部，与尾喷气管互锁。
[0027]飞车空中转弯-电控关闭尾喷管(11)中的同一侧管来实现(右转关右侧，左转关左侧)。
[0028]飞车的仰俯:是通过电控阀(90)仅使前两孔(13)向下喷气，或仅后二孔向下喷气，控制飞车的仰俯姿态。
[0029]降落:电控(90)使(11)的两侧管向前喷气使飞车逐渐制动，同时开启下喷四管
(13)使飞车徐徐降落。
[0030]总之必须配备足量的压气、储气能力，飞行中完全用电控阀(90)与尾喷三管和前喷2管(11)及垂直喷管(13)诸管的喷气力来控制飞车的方向和高度。本款亦适用于其他的气动布局方案。
[0031]地面行驶时的低形阻可升降式上高翼布局-总体布局与折叠式上高翼布局相同(见图3)，只是将上高翼中段(3)之下翼面与小车顶面完好切(贴)合，使行驶时车顶面气流上移至上翼面，从而使与气流摩擦的表面由三个变为一个，消除了气流与下翼面和车顶表面的摩擦力，又用隐蔽件(2)代替了四个支柱(8)，减小了形阻。
[0032]飞车起飞时，电控操纵平面四杆机构(2)旋转，使中段(3)与车顶面分离并上升到工作位置，此时，下垂的两侧翼(I)—即图1中件(7)，亦随(3)垂直上升。
[0033]执行2/9页倒数10-6行操作飞车即可起飞；执行2/9页倒数3_2行操作飞车即可降落地面。
[0034]件(2)也可以是液压或气动的四个相同的活塞柱，也可以是四个相同的凸轮机构，皆由类同电控系统操控。
[0035]本发明的第二种实施方案为(折叠型)耦合式上高翼布局，其三视图见说明书附图图5-图7，主要特点是在其主翼(19、18)的前上方特定的距离和高度处增设了前小翼
(17)、(16)是其下垂的侧翼段，18是主翼侧翼段，(19)是上高翼中段。
[0036]“耦合”是利用前小翼的尾涡和主翼前缘上翼面的附体涡的耦合作用，使两翼的总阻力减小的同时，总升力增加。
[0037]图5是飞车在地面行驶时的侧面图，其中的垂直尾翼和方向舵(6)、升降舵(5)，是当飞车长期行驶在3000米以上地区时才必须配备的。
[0038]图7是飞行状态的俯视图，下垂的侧段翼(16) (18)已上旋到水平位置，并与中段翼锁定为一体(以下同一类另部件在图中用相同数字加括号标出)，图中左端双点划线件
(22)为引擎盖上的气流(120km/h)致动的小鸭翼(外伸和复位)。(20)是当(16)为前掠翼时的投影，此时主翼(18)相应变为双点划线所示的梯形(96)或相应前掠。
[0039]两组串联的双螺杆泵的长方形吸气口对称的布置于车顶盖表面，泵工作时对车顶气流抽吸,加速了车顶气流，由此增大了车体升力。
[0040]图6为飞车的(正)面视图，左上角弧形箭头表示侧翼在电控下绕铰链轴和夹紧件(21)到水平(展平)和下旋到紧贴车体侧面的示意图。
[0041]本方案的动力系统:发动机——变速箱——传动轴(14)——双螺杆泵(9)或高压风扇如喷气发动的压气(机)系统一尾喷三管与阀(11)和四个垂直喷管与阀(13)。
[0042]本方案的飞行操控同2/9页倒数9-2行。
[0043]本发明的第三种实施方案为旋转/固定可变式(折叠型)上高翼布局，其三视图见说明书附图图8-图11。
[0044]图8-飞车在地面时的侧视图:(23) “星形”上旋翼，(2