CN115091905A - 一种电动飞行汽车 - Google Patents

Abstract

飞行汽车，既可以在地面上行驶，又可以在空中飞行，成为能够解决城市交通拥堵问题，灵活运输人或者货物的新型交通工具。但是，目前的飞行汽车的油耗或电耗很高，中高空飞行危险性高，陆行时车翼占用空间大。因此，本发明提供了一种电动飞行汽车，属于车辆、航空技术领域，包括车身、电池系统、左车翼、右车翼、车翼上部连接件、左螺旋桨、右螺旋桨、尾翼安装支架、尾翼、电机连接臂、折叠翼旋转电机等部分，具有陆地行驶和超低空飞行两种模式：飞行时，车翼伸展，汽车处于地效作用区域内；地面道路行驶时车翼收入车身内部。本发明具有车翼折叠方便，陆行时占用空间小，节约能源，安全性高等优点，具有非常广阔的应用前景。

Description

一种电动飞行汽车

技术领域

本发明涉及一种基于可折叠翼的电动飞行器，尤其涉及一种电动飞行汽车，属于航空、汽车技术领域。

背景技术

随着科技的进步，交通工具多栖化已成为发展趋势。飞行汽车，既可以在地面上行驶，又可以在空中飞行，成为能够解决城市交通拥堵问题，灵活运输人或者货物的新型交通工具，国内外的多家企业和院所都在开展飞行汽车的研发与工程应用工作。飞行汽车按起降方式不同，可分为垂直起降和滑跑起降两种。垂直起降的飞行汽车，大都与多旋翼无人机类似，起飞和降落灵活，飞控操纵简单，但是飞行速度慢，巡航飞行能耗高，而且多旋翼在汽车陆行时不容易安放，影响地面行驶功能，使其难以具有与普通汽车一样的地面行驶稳定性和操控性。滑跑起降飞行汽车需要一段长度的道路滑跑才能完成起飞，巡航飞行能耗低，但车翼折叠之后占用空间大。此外，目前飞行汽车基本都为中高空飞行汽车，在数百米或千米高度飞行，一旦出现故障就可能导致灾难性后果，所以对使用者的驾驶技能和心理素质要求很高，再加上人们普遍存在对高空飞行的担忧，导致飞行汽车推广应用困难。而且，飞行汽车的飞行高度越高，油耗或者电耗越大，经济性越差。

地效作用是一种奇妙的空气动力学现象，即当运动的物体距离地面(或水面)很近时，物体上下表面的压力差增加，物体的升力会陡然增大，从而可以实现贴地或贴海飞行。将地效作用与汽车结合起来，同时使用新能源，发明一种电动地效飞行汽车，既可以在地面道路上行驶，又可以实现十米以下的超低空飞行，安全性高，经济性好，使用灵活方便，具有非常广阔的应用前景。

发明内容

1、发明目的：

本发明的目的在于提供一种电动飞行汽车，既可以陆行，又可以基于地效作用进行超低空飞行，车翼可以折叠，以解决现有飞行汽车的高空飞行危险性高，能耗大，经济性差，机翼占用空间大等问题。

2、技术方案：

本发明一种电动飞行汽车，其特征在于，包括以下部分：车身、前车窗、电池系统、前轮、底盘系统、左车翼、左车翼前段、左车翼后段、车翼上部连接件、车尾、左螺旋桨、尾翼安装支架、尾翼、右螺旋桨、后轮、右车翼、车顶、车翼撑杆连接件、右翼撑杆、铰接件、前摆臂、横向转轴、下摆臂、后摆臂、电机连接臂、折叠翼旋转电机、左翼撑杆、右车翼前段、右车翼后段；它们之间的关系是：车身为飞行汽车的主体承载结构，电池系统位于车身的底部中间位置；左车翼和右车翼对称布置于车身的两侧，以驾驶员的视角来区分左右；左车翼由左车翼前段、左车翼后段、车翼上部连接件和车翼下部锁定机构组成；右车翼由右车翼前段、右车翼后段、车翼上部连接件和车翼下部锁定机构组成；尾翼通过尾翼安装支架安装于车身的车尾上；左螺旋桨和右螺旋桨安装于车尾；车翼撑杆连接件、右翼撑杆、铰接件、前摆臂、横向转轴、下摆臂、后摆臂、电机连接臂、折叠翼旋转电机、左翼撑杆位于车身的内部，与车翼一起构成了飞行汽车的折叠翼系统；

本发明一种电动飞行汽车具有陆地行驶和超低空地效飞行两种模式，具有自动起飞和降落功能：飞行时，汽车处于地效应作用区域内，左车翼和右车翼处于伸展状态，为飞行提供升力，通过左螺旋桨和右螺旋桨的转动来推动飞行汽车在空中前进；陆地行驶时，车顶的后部和车身的后部两侧收缩，左车翼和右车翼先分别沿车翼长度方向的中线围绕各自的车翼上部连接件折叠，然后再由左翼撑杆和右翼撑杆带动左右车翼折叠后放进车身内部，同时尾翼的迎角变为负值，减少汽车的空气升力，增大下压力，提高行驶稳定性；

所述车身，为承载式车身，白车身部分采用铝合金材料，分区域压铸成型后使用冲铆连接装配，关键承载区域再使用内部胶粘纤维增强复合材料层的方式增强，以获得轻质高强的车身结构；车身底部覆盖有一块底护板，由工程塑料制成，底护板的外表面用于防护地面的碎石等的冲击，底护板的内表面设置有安全气囊夹层，当飞行汽车失控坠落地面时，车身底部的安全气囊从夹层中弹出，用于缓冲地面的冲击力，保护成员的安全；

所述前车窗，采用聚甲基丙烯酸树脂有机玻璃制成，中后部区域具有滑动开启的功能，用于乘员上下车；

所述电池系统，包括电池模组、电池箱、散热系统、传感器、继电器、线束和电池管理系统；电池箱的上盖和下箱体为承载结构，与车身、底盘系统一体化，以减少飞行汽车的零部件；车翼通过车翼撑杆连接件安装在电池箱的上盖；

所述前轮和后轮，由轮毂电机驱动，轮毂电机的动力由电池系统提供，当汽车在陆地上行驶时，提供行驶驱动力，当汽车离开地面进入巡航飞行状态时，前轮和后轮收起，并由车轮罩覆盖，避免飞行过程中在车轮附近产生空气湍流和激振，防止车身两侧的空气流场紊乱；

所述左车翼，主要作用为汽车飞行提高升力和保证飞行稳定，为组合式结构，由左车翼前段和左车翼后段通过车翼上部连接件连接；左车翼前段和左车翼后段采用碳纤维或玄武岩纤维增强复合材料制成；飞行状态时展开，通过车翼下部锁定机构将左车翼前段和左车翼后段固定在一起，巡航飞行时迎角为4度，以获得良好的能耗经济性；陆行状态时，车翼下部锁定机构打开，车翼进行折叠；

所述左螺旋桨和右螺旋桨，为汽车的飞行提供推进力，采用碳纤维增强复合材料制成，以减轻重量和提高疲劳寿命；

所述尾翼，采用碳纤维增强复合材料制成，以减轻重量和提高疲劳寿命；通过尾翼安装支架安装在车身的尾部，尾翼安装支架的上部为“V”型托举结构，下部为内“X”型筋肋配外“凹”型框架结构，以稳固支撑尾翼；尾翼具有自动旋转功能，飞行状态迎角为正值，获得足够升力，提高飞行的经济性；尾翼陆行状态迎角为负值，获得足够的下压力，提高陆行稳定性；

所述车顶，采用纤维增强复合材料制成，后部具有折叠功能，为车翼的折叠提高空间；

所述右翼撑杆的一端通过车翼撑杆连接件与右车翼前段相连，另一端与铰接件相连；折叠翼旋转电机转动，驱动电机连接臂转动，带动下摆臂，使前摆臂围绕横向转轴转动，进而带动右翼撑杆和左翼撑杆运动，实现左车翼和右车翼折叠或展开。

3、本发明一种电动飞行汽车，相比现有技术具有以下进步和有益效果：

(1)两侧车翼采用两级折叠设计，可以折叠后放入车身内，节省道路占用和停车空间，而且可以提高地面道路行驶的稳定性；

(2)利用地效作用实现贴近地面或海面的超低空飞行，飞行高度低，安全性更好，使用者不会产生高空坠落恐惧，经济性好，节省了飞机汽车爬升百米乃至千米所消耗的能量；

(3)车身采用铝合金压铸成型，车翼、尾翼等结构采用复合材料，大大降低了整车的重量，油耗或电耗降低，续航里程增加。

总之，本发明是一种节能和安全的电动飞行汽车，可以超低空快速飞行，也可以在地面道路上高速行驶，是一种新型的交通工具，具有广阔的应用前景。

附图说明

图1是本发明的飞行状态的三维轴测透视图；

图2是本发明的飞行状态的三维框线图；

图3是本发明的车翼展开状态结构图；

图4是本发明的地面行驶状态的三维框线图；

图中符号说明如下：

1-车身、2-前车窗、3-电池系统、4-前轮、5-底盘系统、6-左车翼、7-左车翼前段、8-左车翼后段、9-车翼上部连接件、10-车尾、11-左螺旋桨、12-尾翼安装支架、13-尾翼、14-右螺旋桨、15-后轮、16-右车翼、17-车顶、18-车翼撑杆连接件、19-右翼撑杆、20-铰接件、21-前摆臂、22-横向转轴、23-下摆臂、24-后摆臂、25-电机连接臂、26-折叠翼旋转电机、27-左翼撑杆、28-右车翼前段、29-右车翼后段。

具体实施方式

下面结合附图对本发明实施例作进一步详细说明：

如附图所示，本发明一种电动飞行汽车，包括以下部分：车身1、前车窗2、电池系统3、前轮4、底盘系统5、左车翼6、左车翼前段7、左车翼后段8、车翼上部连接件9、车尾10、左螺旋桨11、尾翼安装支架12、尾翼13、右螺旋桨14、后轮15、右车翼16、车顶17、车翼撑杆连接件18、右翼撑杆19、铰接件20、前摆臂21、横向转轴22、下摆臂23、后摆臂24、电机连接臂25、折叠翼旋转电机26、左翼撑杆27、右车翼前段28、右车翼后段29；它们之间的关系是：车身1为飞行汽车的主体承载结构，电池系统3位于车身1的底部中间位置；左车翼6和右车翼16对称布置于车身1的两侧，以驾驶员的视角来区分左右；左车翼6由左车翼前段7、左车翼后段8、车翼上部连接件9和车翼下部锁定机构组成；右车翼16由右车翼前段28、右车翼后段29、车翼上部连接件9和车翼下部锁定机构组成；尾翼13通过尾翼安装支架12安装于车身1的车尾10上；左螺旋桨11和右螺旋桨14安装于车尾10；车翼撑杆连接件18、右翼撑杆19、铰接件20、前摆臂21、横向转轴22、下摆臂23、后摆臂24、电机连接臂25、折叠翼旋转电机26、左翼撑杆27位于车身1的内部，与车翼一起构成了飞行汽车的折叠翼系统；

所述车身1，为承载式车身，白车身部分采用铝合金材料，分区域压铸成型后使用冲铆连接装配，关键承载区域再使用内部胶粘纤维增强复合材料层的方式增强，以获得轻质高强的车身结构；车身底部覆盖有一块底护板，由工程塑料制成，底护板的外表面用于防护地面的碎石等的冲击，底护板的内表面设置有安全气囊夹层，当飞行汽车失控坠落地面时，车身底部的安全气囊从夹层中弹出，用于缓冲地面的冲击力，保护成员的安全；

所述前车窗2，采用聚甲基丙烯酸树脂有机玻璃制成，中后部区域具有滑动开启的功能，用于乘员上下车；

所述电池系统3，包括电池模组、电池箱、散热系统、传感器、继电器、线束和电池管理系统；电池箱的上盖和下箱体为承载结构，与车身1、底盘系统5一体化，以减少飞行汽车的零部件；车翼通过车翼撑杆连接件18安装在电池箱的上盖；

所述前轮4和后轮15，由轮毂电机驱动，轮毂电机的动力由电池系统3提供，当汽车在陆地上行驶时，提供行驶驱动力，当汽车离开地面进入巡航飞行状态时，前轮和后轮收起，并由车轮罩覆盖，避免飞行过程中在车轮附近产生空气湍流和激振，防止车身两侧的空气流场紊乱；

所述左车翼6，主要作用为汽车飞行提高升力和保证飞行稳定，为组合式结构，由左车翼前段7和左车翼后段8通过车翼上部连接件9连接；左车翼前段7和左车翼后段8采用碳纤维或玄武岩纤维增强复合材料制成；飞行状态时展开，通过车翼下部锁定机构将左车翼前段7和左车翼后段8固定在一起，巡航飞行时迎角为4度，以获得良好的能耗经济性；陆行状态时，车翼下部锁定机构打开，车翼进行折叠；

所述左螺旋桨11和右螺旋桨14，为汽车的飞行提供推进力，采用碳纤维增强复合材料制成，以减轻重量和提高疲劳寿命；

所述尾翼13，采用碳纤维增强复合材料制成，以减轻重量和提高疲劳寿命；通过尾翼安装支架12安装在车身1的尾部，尾翼安装支架12的上部为“V”型托举结构，下部为内“X”型筋肋配外“凹”型框架结构，以稳固支撑尾翼13；尾翼13具有自动旋转功能，飞行状态迎角为正值，获得足够升力，提高飞行的经济性；尾翼13陆行状态迎角为负值，获得足够的下压力，提高陆行稳定性；

所述车顶17，采用纤维增强复合材料制成，后部具有折叠功能，为车翼的折叠提高空间；

所述右翼撑杆19的一端通过车翼撑杆连接件18与右车翼前段28相连，另一端与铰接件20相连；折叠翼旋转电机26转动，驱动电机连接臂25转动，带动下摆臂23，使前摆臂21围绕横向转轴22转动，进而带动右翼撑杆19和左翼撑杆27运动，实现左车翼6和右车翼16折叠或展开；

如附图所示，本发明一种电动飞行汽车具有陆地行驶和超低空地效飞行两种模式，具有自动起飞和降落功能：飞行时，汽车处于地效应作用区域内，左车翼6和右车翼16处于伸展状态，为飞行提供升力，通过左螺旋桨11和右螺旋桨14的转动来推动飞行汽车在空中前进；陆地行驶时，车顶17的后部和车身1的后部两侧收缩，左车翼6和右车翼16先分别沿车翼长度方向的中线围绕各自的车翼上部连接件折叠，然后再由左翼撑杆27和右翼撑杆19带动左右车翼折叠后放进车身内部，同时尾翼13的迎角变为负值，减少汽车的空气升力，增大下压力，提高行驶稳定性。

本发明按照设想实施特例进行了说明，但不局限于上述实例，凡是符合本发明的思路，采用相似结构及材料替换的方法所获得的技术方案，都属于本发明的保护范围之内。

Claims (3)

1.一种电动飞行汽车，其特征在于，包括以下部分：车身、前车窗、电池系统、前轮、底盘系统、左车翼、左车翼前段、左车翼后段、车翼上部连接件、车尾、左螺旋桨、尾翼安装支架、尾翼、右螺旋桨、后轮、右车翼、车顶、车翼撑杆连接件、右翼撑杆、铰接件、前摆臂、横向转轴、下摆臂、后摆臂、电机连接臂、折叠翼旋转电机、左翼撑杆、右车翼前段、右车翼后段；它们之间的关系是：车身为飞行汽车的主体承载结构，电池系统位于车身的底部中间位置；左车翼和右车翼对称布置于车身的两侧，以驾驶员的视角来区分左右；左车翼由左车翼前段、左车翼后段、车翼上部连接件和车翼下部锁定机构组成；右车翼由右车翼前段、右车翼后段、车翼上部连接件和车翼下部锁定机构组成；尾翼通过尾翼安装支架安装于车身的车尾上；左螺旋桨和右螺旋桨安装于车尾；车翼撑杆连接件、右翼撑杆、铰接件、前摆臂、横向转轴、下摆臂、后摆臂、电机连接臂、折叠翼旋转电机、左翼撑杆位于车身的内部，与车翼一起构成了飞行汽车的折叠翼系统；

所述车身，为承载式车身，白车身部分采用铝合金材料，分区域压铸成型后使用冲铆连接装配，关键承载区域再使用内部胶粘纤维增强复合材料层的方式增强，以获得轻质高强的车身结构；车身底部覆盖有一块底护板，由工程塑料制成，底护板的外表面用于防护地面的碎石等的冲击，底护板的内表面设置有安全气囊夹层，当飞行汽车失控坠落地面时，车身底部的安全气囊从夹层中弹出，用于缓冲地面的冲击力，保护成员的安全；

所述前车窗，采用聚甲基丙烯酸树脂有机玻璃制成，中后部区域具有滑动开启的功能，用于乘员上下车；

所述电池系统，包括电池模组、电池箱、散热系统、传感器、继电器、线束和电池管理系统；电池箱的上盖和下箱体为承载结构，与车身、底盘系统一体化，以减少飞行汽车的零部件；车翼通过车翼撑杆连接件安装在电池箱的上盖；

所述前轮和后轮，由轮毂电机驱动，轮毂电机的动力由电池系统提供，当汽车在陆地上行驶时，提供行驶驱动力，当汽车离开地面进入巡航飞行状态时，前轮和后轮收起，并由车轮罩覆盖，避免飞行过程中在车轮附近产生空气湍流和激振，防止车身两侧的空气流场紊乱；

所述左车翼，主要作用为汽车飞行提高升力和保证飞行稳定，为组合式结构，由左车翼前段和左车翼后段通过车翼上部连接件连接；左车翼前段和左车翼后段采用碳纤维或玄武岩纤维增强复合材料制成；飞行状态时展开，通过车翼下部锁定机构将左车翼前段和左车翼后段固定在一起，巡航飞行时迎角为4度，以获得良好的能耗经济性；陆行状态时，车翼下部锁定机构打开，车翼进行折叠；

所述左螺旋桨和右螺旋桨，为汽车的飞行提供推进力，采用碳纤维增强复合材料制成，以减轻重量和提高疲劳寿命；

所述尾翼，采用碳纤维增强复合材料制成，以减轻重量和提高疲劳寿命；通过尾翼安装支架安装在车身的尾部，尾翼安装支架的上部为“V”型托举结构，下部为内“X”型筋肋配外“凹”型框架结构，以稳固支撑尾翼；尾翼具有自动旋转功能，飞行状态迎角为正值，获得足够升力，提高飞行的经济性；尾翼陆行状态迎角为负值，获得足够的下压力，提高陆行稳定性；

所述车顶，采用纤维增强复合材料制成，后部具有折叠功能，为车翼的折叠提高空间。

2.根据权利要求1所述的一种电动飞行汽车，其特征在于：电动飞行汽车具有陆地行驶和超低空地效飞行两种模式，具有自动起飞和降落功能：飞行时，汽车处于地效应作用区域内，左车翼和右车翼处于伸展状态，为飞行提供升力，通过左螺旋桨和右螺旋桨的转动来推动飞行汽车在空中前进；陆地行驶时，车顶的后部和车身的后部两侧收缩，左车翼和右车翼先分别沿车翼长度方向的中线围绕各自的车翼上部连接件折叠，然后再由左翼撑杆和右翼撑杆带动左右车翼折叠后放进车身内部，同时尾翼的迎角变为负值，减少汽车的空气升力，增大下压力，提高行驶稳定性。

3.根据权利要求1所述的一种电动飞行汽车，其特征在于：所述右翼撑杆的一端通过车翼撑杆连接件与右车翼前段相连，另一端与铰接件相连；折叠翼旋转电机转动，驱动电机连接臂转动，带动下摆臂，使前摆臂围绕横向转轴转动，进而带动右翼撑杆和左翼撑杆运动，实现左车翼和右车翼折叠或展开。

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