海陆空交通工具.pdf

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摘要
申请专利号:

CN03107627.0

申请日:

2003.03.21

公开号:

CN1532116A

公开日:

2004.09.29

当前法律状态:

终止

有效性:

无权

法律详情:

未缴年费专利权终止IPC(主分类):B64C 39/00申请日:20030321授权公告日:20080507|||未缴年费专利权终止IPC(主分类):B64C 39/00申请日:20030321授权公告日:20080507|||授权|||实质审查的生效|||公开

IPC分类号:

B64C39/00; B64C37/00; B64C1/00; B64C3/00; B64D27/00; B64D47/00

主分类号:

B64C39/00; B64C37/00; B64C1/00; B64C3/00; B64D27/00; B64D47/00

申请人:

田中秋男;

发明人:

田中秋男; 田中千代子; 田中正人; 中岛双十郎; 中岛奇托塞; 中岛俊; 中岛健; 远藤利三郎; 渡边和夫; 杉森恒雄

地址:

日本兵库县

优先权:

专利代理机构:

永新专利商标代理有限公司

代理人:

王琼

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内容摘要

一种用于一种新型运输系统中的能够在水中航行、在陆地上行驶以及在空中飞行(即垂直爬升、水平飞行和在空中盘旋)的海陆空交通工具。该海陆空交通工具包括可在其中心沿相反方向旋转的旋转翼。安装轴位于与旋转翼的中心偏心的位置,并如此安装旋转翼,从而旋转翼的取向可以转变方向。一个圆柱形管体封装旋转翼的最大旋转直径的外周。一个机身位于该交通工具的中心部分。设置可运动的支杆来连接圆柱形管体和机身。在该海陆空交通工具中,通过可运动的支杆的动作使圆柱形管体变形以进入一个固定翼中。

权利要求书

1.一种海陆空交通工具,包括:可在其中心沿相反方向旋转的
旋转翼;位于与所述旋转翼的中心偏心的位置的安装轴,并如此安
装所述旋转翼,从而该旋转翼的取向可以转变方向;一个包围所述
旋转翼的最大旋转直径的外周的圆柱形管体;一个位于所述交通工
具的中心部分的机身;和设置可运动的支杆来连接所述圆柱形管体
和所述机身,其中,通过可运动的支杆的动作使圆柱形管体变形为
一个固定翼。
2.按权利要求1所述的海陆空交通工具,其特征在于:还包括:
分别设置在包括了飞行人员的重量的座位重心之上和之下的一个垂
直座位转动销和一个水平座位转动销。
3.按权利要求1所述的海陆空交通工具,其特征在于:还包括:
在所述圆柱形管体和/或所述机身之下的陆地走行轮和一个水面航
行推进装置。
4.按权利要求1所述的海陆空交通工具,其特征在于,所述机
身和所述圆柱形管体包括:降落伞或滑翔伞类型的慢速下落操纵装
置;和一个吸收冲击的软地面/水面着陆装置和一个气囊类型的浮
体。
5.按权利要求1所述的海陆空交通工具,其特征在于:还包括:
一个响应于来自空间(包括人造卫星)、天空、地面、地下、水面
上和水面下的信号作用的自动操纵装置。

说明书

海陆空交通工具

技术领域

本发明涉及一种新型的交通工具,其能够垂直爬升、水平飞
行、在空中盘旋、在陆地上行驶以及在水中航行,同时简单且可靠
地转换这些独立的功能。

背景技术

旋翼飞机(本文称之为直升机)、垂直起飞和着陆(也被称为
“VTOL”)的固定翼飞行器等,作为具有三种功能,即垂直爬升、
水平飞行和在空气中盘旋,的飞行系统,不仅对本领域的普通技术
人员是已知的,而且也被世人公知。然而,这些飞行器具有下述一
些问题:

现有技术中的直升机对于垂直爬升和在空中盘旋具有高的效
率,但其问题在于,对于水平飞行的效率非常低。与之相反,现有
技术中的VTOL对于水平飞行具有高的效率,但其对于垂直爬升和
在空中盘旋的效率很低。此外,这二者都具有严重的缺点,即它们
不能稳定在空中的位置,从而它们容易翻倒,而且它们比通常的固
定翼飞行器难操纵,并且极易翻倒和落下。另外,现有技术中的直
升机和VTOL不能在小宽度的路面或水面跑道上行驶,它们需要和
飞机跑道一样宽的路面或者和大的河一样宽的水面跑道。

发明内容

本发明的目的是提供一种改进的较小尺寸的海陆空交通工
具,它不仅能够解决上述现有技术中的直升机和VTOL的所有的单
独的问题、困难、缺点和局限,而且在所有垂直爬升、水平飞行、
在空中盘旋、在陆地上行驶以及在水中航行的功能方面都是高度有
效的,同时能够安全、简单且可靠地转换这些独立的功能。

为了实现上述目的,本发明的海陆空交通工具通过由螺旋浆
的外周设置一个圆柱形管体改善了垂直爬升和在空中盘旋时的飞行
效率。在水平飞行时,通过向前90度倾斜机身和改变螺旋浆的直
径和倾角提高推进效率。同时,封闭住螺旋浆的管体的形状从一个
圆柱形形状改变成一个椭圆圆柱翼或者一个直线形翼,以将该交通
工具变形成一个与具有固定主翼的普通飞机形状相同的飞机,因此
大大提高了水平飞行的飞行效率。同时,具有大直径的圆柱形管体
的形状变成一个小直径的椭圆圆柱螺旋浆或一个小宽度的直线形
翼,这样即使在一个窄的路面或水面跑道上,该交通工具也可以沿
该椭圆圆柱螺旋浆的较长的直径方向上或者沿直线形翼纵向方向上
行驶或航行,从而它可以容易地到达目的地。

本发明的一个方面在于,一个海陆空交通工具包括可在其中
心沿相反方向旋转的旋转翼。安装轴位于与旋转翼的中心偏心的位
置,并如此安装旋转翼,从而旋转翼的取向可以转变方向。一个圆
柱形管体封装旋转翼的最大旋转直径的外周。一个机身位于该交通
工具的中心部分。设置可运动的支杆来连接圆柱形管体和机身。在
该海陆空交通工具中,通过可运动的支杆的动作使圆柱形管体变形
以进入一个固定翼中。

附图说明

图1是一个按照本发明的椭圆圆柱螺旋桨类型的海陆空交通
工具的一个实施例的侧视简图;

图2是图1的海陆空交通工具的平面简图;

图3是图1的海陆空交通工具的前视简图;

图4是一个按照本发明的平行双螺旋桨类型的海陆空交通工
具的一个实施例的侧视简图;

图5是图4的海陆空交通工具的平面简图;和

图6是图4的海陆空交通工具的前视简图。

具体实施方式

根据本发明,一个海陆空交通工具包括可在其中心沿相反方
向旋转的旋转翼。安装轴位于与旋转翼的中心偏心的位置,并如此
安装旋转翼,从而旋转翼的取向可以转变方向。一个圆柱形管体包
围旋转翼的最大旋转直径的外周。一个机身位于该交通工具的中心
部分。设置可运动的支杆来连接圆柱形管体和机身。在该海陆空交
通工具中,通过可运动的支杆的动作使圆柱形管体变形以进入一个
固定翼中。

下面参考附图详细说明本发明的一个实施例。在图1-3中,
安装在机身1上的主电机2和3的驱动力被传递经过离心式离合器
4和5、斜齿轮6和7、伞齿轮8和9、伞齿轮轴10和11以及螺旋
桨安装轴12和13而到达双反向旋转翼14和15。

当双反向旋转翼14和15旋转时,建立向下的排风18,通过
其作用产生一个向上的提升力19。因此,如现有技术的直升机那
样,本发明的海陆空交通工具通过该提升力而被浮动起飞。同时,
通过沿相反方向旋转的双反向旋转翼14和15的涡流抵消作用从向
下的排风18中消除了涡流分量,这与单向旋转的螺旋桨不同。

因此,既不需要向后延长的尾桁,也不需要位于该尾桁尾端
上的尾部螺旋浆,尽管这些在现有技术的直升机中对于消除主螺旋
桨的单向旋转和由所伴随的涡流引起的机身的水平翻倒(或偏航)
是必不可少的。因此,本发明的海陆空交通工具的机身1可以制成
得比现有技术的直升机的长且大的机身小得多和轻得多。

在此在本发明的海陆空交通工具中,一个具有一控制螺旋桨20
的支杆装置21总是存在于由该螺旋桨建立的向下的排风18的气流
中,从而通过控制螺旋桨20的动作可以容易地消除涡流(如果有
的话)的影响。因此,本发明的海陆空交通工具也可以以一个单向
旋转的单一螺旋桨实施。

另外,通过位于螺旋桨14和15的外周且具有一个翼状轮廓
部段的圆柱形管体34的作用,驱动力的提升幅度将是没有管体(见
1964年2月15日的Asahi航空大学的讲稿的P90页)的情况的1.4
倍或更高。

因此,本发明的海陆空交通工具的垂直爬升效率是现有技术
的直升机的垂直爬升效率的1.4倍或更高,对于主电机2和3所需
的驱动力却自然是1/1.4或更少。

当本发明的海陆空交通工具爬升到一个预定的水平飞行高度
时,飞行员用一个控制杆23控制方向螺旋桨20以向前逐渐倾斜机
身1的姿势,直到已经水平旋转的螺旋桨14和15的旋转平面变垂
直为止。从现在起,控制杆23的控制便可如现有技术的具有固定
翼的通用飞行器那样继续,从而该海陆空交通工具可以在预定高度
处保持水平飞行。

这时,一个座位25在一个垂直座位转动销27上沿与改变机
身1的倾斜相反的方向被如此向后倾斜90度以达到座位26的取
向,从而飞行员可以处于一个适于水平飞行方向的姿势。在本发明
的海陆空交通工具中,垂直座位转动销27中心位于一个高于飞行
员所坐的座位的重心高的位置处,从而座位25总是随着地球的重
力而转到座位取向26处。

在该将被转换成水平飞行的海陆空交通工具中,在螺旋桨14
和15旋转的同时将它们分别转动到位置16和17处,以将它们的
旋转外径从30减小到31,并且螺旋桨16和17的倾角也从用于垂
直飞行的设定值改变到用于水平飞行的设定值。之后,支杆转动线
32缩短到一个长度33,以将支杆装置21转到位置22,从而圆柱
形管体34变形进入一个用于水平飞行的椭圆圆柱翼35(相应于其
中翼连接在翼端上的类型的双翼)。

在该圆柱形管体的变形中,如图4-6所示,分式类型的圆柱
形管体36和37被二分为通用双僚机类型的平直机翼。在另一种变
形中,一个圆柱形管体被切掉一部分,并延伸进入一个单一的平直
机翼中。剩余的参考标号表示与图1-3中的部件相同的部分。

在上述变形到固定翼交通工具的过程中,本发明的海陆空交
通工具的提升与阻力比(即提升/阻力)提高到10-20(见如上Asahi
航空大学的讲稿的P80页),尽管在现有技术的直升机的情况下在
水平飞行中最多只有3-5。因此,本发明的海陆空交通工具的提升
与阻力比被提高到是直升机的提升与阻力比的好几倍,从而本发明
的海陆空交通工具的水平飞行效率比被提高到可与固定翼飞行器的
水平飞行效率相齐平。

在此,用于转动旋转翼的机构和用于改变旋转翼的倾角的机
构可通过用旋转翼转动机构28和29将旋转翼14和15转动倾斜到
一个相应于倾角改变的程度而实现,其中旋转翼14和15在它们端
部处可旋转地装配在旋转翼安装轴12和13上。上述机构的细节被
省略,因为它落入可容易地由本领域普通技术人员组合现有的液
压、气动和电技术而实现的范围内。

当该海陆空交通工具与上述从垂直爬升向水平飞行的转换相
反,从水平飞行转换到一个垂直下降时,椭圆圆柱翼35便回到圆
柱形管体34的形状,旋转翼16和17也回到旋转翼14和15的形
状。然后,操作一个控制杆24将机身1从水平飞行姿势升起90度
以达到一个向上垂直飞行的姿势。控制主电机2和3的驱动力以调
整提升,从而该海陆空交通工具以一个安全的向下的速度下降。如
果主电机的驱动力然后被调整到一个零向下速度时,该海陆空交通
工具便保持一个盘旋状态。

在垂直下降的时间中,座位26在垂直座位转动销27自动向
前转动90度到达座位25的姿势,从而飞行员可以在以一个向前方
向的姿势观察着陆点的同时安全地着陆该海陆空交通工具。

另外,采用本发明的海陆空交通工具的系统是一个这样的系
统,其中双反向旋转翼14和15位于整个交通工具构架的重心之下,
从而它可以通过旋转部分的回转效应而保持飞行姿势的自稳定性。
因此,飞行姿势不再象现有技术的直升机或VTOL那样不稳定了,
从而根本不再需要一种复杂的精确控制装置,例如一个自动姿势稳
定系统了,尽管它对于近年来的直升机或VTOL是必需的。

下面将说明一个地面行驶的示例。在该海陆空交通工具通过
下电动走行轮45完全着陆后,旋转翼14和15便进入水平飞行状
态16和17,旋转外径从直径30减小到直径31,管体34变形进入
椭圆圆柱翼35中。之后,主电机2和3被控制到一个低速状态,
以释放离心式离合器4和5。座位25在一个水平座位转动销44上
水平转动90度,以允许飞行员面对行驶方向并沿目标方向用走行
轮45和控制杆23来驱动该海陆空交通工具。对于在水面上的行驶
而言,该海陆空交通工具在椭圆圆柱翼35的下端部的外周上设置
有一个气囊类型的浮体46。如在地面上行驶那样,当海陆空交通
工具降落在水面时,将一个电推进器47插入水中,并操纵控制杆
23以改变推进器47的方向,从而海陆空交通工具可沿目标方向航
行。

在此,权利要求4和5的限定部分用于确保本发明的海陆空
交通工具在飞行、行驶和航行时安全性,并使得在行动中尽可能容
易地操纵和控制海陆空交通工具,从而任何人都能够简单地操纵该
交通工具(尽管未示出也未详细说明)。

如上所述,本发明提供了一种新型的海陆空交通工具,它不
仅消除了现有技术的直升机或VTOL的所有缺点,而且具有很多在
现有技术的直升机或VTOL中未曾发现的特征,并且它可以安全且
容易地执行包括垂直、水平和盘旋飞行在内的各种类型的飞行、地
面行驶和水面航行。本发明具有如下效果。

该海陆空交通工具能够以低的功率垂直提升高的荷重,并能
够以低的功率高速飞行远的距离,从而它作为新一代的交通运输机
构具有高的经济效益。

该海陆空交通工具能够在例如一个窄的空闲的跑道的地面或
例如一个游泳池的水面上起飞或降落,从而它可以应用为在山区中
偏远的和与世隔绝的地方之间的或迄今为止尚无人居住和尚未使用
的孤岛之间的交通运输机构,并且能够以有效的方式对付现在正处
于争论中的世界人口爆炸问题。

该海陆空交通工具不论是在最初购买费用方面,还是在维护
和运行成本方面都是廉价的,从而它对于新型的运动或者新型的空
中人工/非人工作业的应用都能够被进一步地发展。

在没有容易失控的复杂的精确飞行高度控制系统的情况下,
该海陆空交通工具能够比自动飞行器飞行得更安全地和舒适,从而
它易于在全世界范围内推广使用,包括发展中国家。

该海陆空交通工具能够作为通用的运输机构在全世界范围内
使用,它能够在窄的路面/水面跑道上行驶/航行,并且在安装了遥
控操纵装置或使用了汽车导航系统和摄像装置的程序设定系统的情
况下,能够作各种各样类型和方式的作业,而无需操作者。

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一种用于一种新型运输系统中的能够在水中航行、在陆地上行驶以及在空中飞行(即垂直爬升、水平飞行和在空中盘旋)的海陆空交通工具。该海陆空交通工具包括可在其中心沿相反方向旋转的旋转翼。安装轴位于与旋转翼的中心偏心的位置,并如此安装旋转翼,从而旋转翼的取向可以转变方向。一个圆柱形管体封装旋转翼的最大旋转直径的外周。一个机身位于该交通工具的中心部分。设置可运动的支杆来连接圆柱形管体和机身。在该海陆空交通工具。

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