[发明专利]一种折叠机翼太阳能飞行汽车

说明书

技术领域

本发明涉及一种飞行汽车，尤其是一种可太阳能充电的折叠机翼太阳能飞行汽车。

背景技术

将汽车和飞机两种运输工具结合起来，是人类由来已久的一个想法。到目前为止，国内外出现过不少飞行汽车方案和一些产品实物，多具有各种各样的设计缺陷，要么方案存在飞行器设计的原理性缺陷，例如国内同类专利中普遍存在机翼面积过小、机翼气动中心和飞行器重心距离过远不能实现纵向力矩平衡等等，要么可以满足飞行器气动设计原理，但仍然摆脱不了飞机的外形和构造。例如美国最新出现的Terrafugia飞行汽车和莫尔顿.泰勒的飞行汽车，只能称作可在公路上行驶的折叠机翼飞机。与本发明最相近的几个国内外专利，如美国专利号US6619584B11，名称为《ROAD/AIR VEHICLE》的专利中公开了一种飞行汽车，以及中国专利申请号为CN201110047409.5，公开日为2011年7月27日，名称为《飞行汽车》的专利中公开了一种飞行汽车，这两种飞行汽车都采用了车身前部安装鸭翼，车身后部安装主翼的气动布局。在飞行器设计中，鸭翼是一种用来增强飞机可操纵性和机动性的辅助机翼，其面积比主翼小得多，不承担主要升力作用，多用于现代战斗机上（宋文骢院士，《鸭式布局飞机的发展》，中国航空学会总体专业分会第六届学术交流会论文集，2003年09月01日）。以上两个专利均采用了鸭翼在前、主翼在后的布局方式，飞行中产生主要升力的气动承力面仍是安装在车身后部的主翼，而这种气动布局方式将导致机翼气动中心与飞行汽车的重心相距较远，飞行时无法取得俯仰稳定，因此在短小的汽车上采用鸭翼在前、主翼在后的气动布局方式并不合理。而且中国专利申请号为CN201110047409.5，名称为《飞行汽车》的专利中，前后两车轮之间收放机翼的空间太小，造成机翼面积过小，无法达到飞行所需的翼载荷。

采用内燃机的汽车排放的废气造成了严重的大气污染。另一方面，根据科学家分析表明，地球上现有的石油资源将在三十年内耗尽，因此近年来油价不断上涨。目前汽车的未来三大发展方向是混合动力汽车、纯电动汽车、燃料电池汽车。电动汽车和电动飞机等本身没有污染，但是充电所使用的电能大多来自于火力发电厂燃烧石油和煤炭等燃料，会导致间接增加污染。太阳能是可再生的清洁能源，使用太阳能电池板把太阳光能直接转化成电能，可以用来驱动汽车和飞机等交通工具，电能还可以存储在蓄电池中备用。使用太阳能的交通工具不再需要燃烧燃料，可以实现零排放。但由于太阳能的不稳定性、分散性以及太阳能收集装置效率低、成本高，导致现有的太阳能汽车和太阳能飞机尺寸巨大，载重量小，无法普及实用化。因此，常规大小的汽车、飞机、船舶等直接使用太阳能作为动力是目前难以克服的瓶颈。

[0004] 总之，以上方案和实物都无法实现汽车和飞机的完美结合，也无法解决直接使用太阳能作为动力能源的难题。

发明内容

针对上述现有技术存在的缺陷，本发明要解决的技术问题是提供一种飞行汽车，可完美结合汽车和飞机二者功能，并进一步结合船舶的功能，同时解决汽车、飞机和船舶直接使用太阳能作为动力能源的问题。

为了解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：

采用了飞机设计中一种很少用的非常规气动布局——串列机翼气动布局，以及机翼折叠技术，来设计飞行汽车，实现了在基本不增加现有家用轿车尺寸的基础上，获得了起飞所需的较大机翼面积（对于单发或双发的螺旋桨式低速飞机，一吨起飞重量至少要8～15平方米的机翼面积），解决了汽车和飞机二者完美结合这个长久以来的难题。本发明公开的折叠机翼太阳能飞行汽车，包括车身、前车轮、后车轮、发动机、螺旋桨，车身前部两侧是可翻转折叠的两副前机翼，车身后部两侧是可翻转折叠的两副后机翼，这四副机翼各自翼根都通过活动装置与车身连接，沿车身构成前后串列式气动布局，共同作为产生升力的主要气动承力面。与鸭翼相比，前、后机翼之间的机翼面积相差较小，产生的升力也大小相近，这样前后升力布局均匀，作用力矩合理，原理类似于前后两人抬轿子。其中前机翼展开后的位置可以在前车轮的前方、上方或后方。

前、后机翼展开时变成一架串列布局的飞机，能远距离快速飞行并在公路上起飞和降落，同时为了避免前机翼对后机翼的气流干扰，飞行中前机翼可适当采用下反角、后机翼适当采用上反角，实现了前、后机翼各自气动特性的独立。

车尾或车头安装至少一部发动机驱动的螺旋桨，飞行时螺旋桨旋转以产生飞行所需的动力。当螺旋桨安装在车尾时，车门可安装在车身前部或车身两侧；当螺旋桨安装在车头时，车门可安装在车身后部或车身两侧；当螺旋桨同时安装在车头和车尾构成前拉后推布局时，车门安装在两侧。