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1、(10)申请公布号 CN 102275476 A (43)申请公布日 2011.12.14 CN 102275476 A *CN102275476A* (21)申请号 201110153117.X (22)申请日 2011.06.09 B60F 5/02(2006.01) (71)申请人 南京航空航天大学 地址 210016 江苏省南京市白下区御道街 29 号 (72)发明人 马晓健 (74)专利代理机构 南京经纬专利商标代理有限 公司 32200 代理人 叶连生 (54) 发明名称 垂直起降飞行汽车及其行驶方法 (57) 摘要 本发明涉及一种垂直起降飞行汽车及其行驶 方法， 属于飞行器设计技。
2、术领域。该飞行汽车包 括地面行驶系统， 地面行驶系统包括车身、 车轮， 上述车身四周呈矩形布局方式安装有四组收放机 构， 两组在前， 两组在后， 每组收放机构均由收放 臂和液压装置组成， 其中收放臂的一端安装有旋 翼装置另一端铰接于车身上， 液压装置一端也铰 接于车身而另一端铰接于收放臂中段， 上述三个 铰接点位于同一水平面上。地面行驶时与传统汽 车原理相同。需要飞行时， 打开收放机构， 分别控 制四组旋翼装置转速， 可以实现垂直起飞， 向前飞 行以及左右偏航等。 (51)Int.Cl. (19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 权利要求书 1 页 说明书 2 页 附图 2 。
3、页 CN 102275479 A1/1 页 2 1. 一种垂直起降飞行汽车， 其特征在于 ： 包括地面行驶系统， 地面行驶系统包括车身 （1） 、 车轮 （2） ， 上述车身四周呈矩形布局方式安装有四组收放机构， 两组在前， 两组在后， 每 组收放机构均由收放臂 （8） 和液压装置 （7） 组成， 其中收放臂 （8） 的一端安装有旋翼装置 （3、 4、 5、 6） 另一端铰接于车身 （1） 上， 液压装置 （7） 一端也铰接于车身 （1） 而另一端铰接于 收放臂 （8） 中段， 上述三个铰接点位于同一水平面上。 2. 根据权利要求 1 所述的垂直起降飞行汽车的行驶方法， 其特征在于 ： 地面行。
4、驶时， 收放机构将旋翼装置收在车身两侧 ； 飞行行驶时， 收放机构打开至一定角 度使旋翼装置展开 ； 空中飞行方式具体如下 ： 四组旋翼装置 （3、 4、 5、 6） 中， 一条对角线上的两组组旋翼装置旋转方向相同， 且与另一 条对角线上的旋翼装置旋转方向相反 ； 起飞 ： 四组旋翼装置 （3、 4、 5、 6） 产生相同的升力， 当合力大于重力时， 车身平稳垂直起 飞 ； 前飞 ： 使在前的两组旋翼装置 （3、 4） 的转速小于后两组旋翼装置 （5、 6） 的转速， 产生一 个力矩， 使车头降低， 当车身 （1） 旋转达到一定角度后， 使在前的两组旋翼装置 （3、 4） 的转 速等于后两组旋。
5、翼装置 （5、 6） 的转速， 即四组旋翼装置产生同样大小的升力， 四组升力的合 力与竖直方向有一定偏角， 该合力竖直分量维持整体在空中飞行， 水平分量则提供前进的 动力， 实现向前飞行 ； 偏航 ： 在保持四组旋翼装置 （3、 4、 5、 6） 产生的升力的合力不变的情况下， 使一条对角 线上的二组旋翼装置转速小于另一条对角线上的二组旋翼装置转速， 实现车头向左或向右 偏航。 权 利 要 求 书 CN 102275476 A CN 102275479 A1/2 页 3 垂直起降飞行汽车及其行驶方法 0001 所属技术领域 0002 本发明涉及一种垂直起降飞行汽车及其行驶方法， 属于飞行器设计。
6、技术领域。 背景技术 0003 近些年以来， 随着现代社会经济的快速发展， 大中城市私家车大量增多， 交通压力 日益增大， 交通堵塞频繁发生， 引发了一系列的能源问题、 环境问题等。如何有效解决现代 城市存在的交通问题成为一大难题。结合享利福特提出的飞行汽车的概念， 有人提出依 靠这种飞行汽车来缓解交通压力的想法， 使飞行汽车成为世界各国相关行业竞相研究的热 点。 0004 国外相关公司和爱好者对可以飞行的汽车进行了探索， 提出了各式各样的概念设 计， 但可惜的是， 无一不存在不足之处。莫勒教授 魏延 . 高性能空中汽车 . 今日科苑， 2009，（15） ： 39. 研制的 MX-400 飞。
7、行汽车， 拥有四个涵道旋翼， 通过同时控制四个涵道的转 速和方向， 提供升力和前进动力， 但结构过于笨重， 操纵复杂。美国 “Terrafugia” 公司生产 的飞行汽车 “Transition” 易索 . 世界上首辆可折叠式机翼的飞行汽车试飞成功 . 军民两 用技术与产品， 2009，（04） ： 11.， 其实就是一架机翼可折叠的固定翼飞机。在地面行驶时机 翼折叠收拢在两侧， 需要飞行时展开。这类固定翼飞机存在的致命缺点就是起飞降落需要 几百米长的跑道， 完全不适合在城市中起飞降落。以色列科学家设计的一款飞行汽车 邓 然 . 以色列人研制出会飞行的汽车 . 解放日报， 2007-02-02。
8、. 拥有两个置于车身内部的涵 道风扇， 可以像直升机那样垂直起降。 不过由于只有置于前后的两个风扇， 难以对其横向进 行操纵， 因此横向稳定性较差。 发明内容 0005 为了克服现有的飞行汽车起飞滑跑距离远、 稳定性差的不足， 本发明提供一种垂 直起降飞行汽车及其行驶方法， 该飞行汽车可以在地面行驶， 需要时可以将旋翼装置打开， 实现垂直起飞， 降低了操纵难度， 提高稳定性。 0006 一种垂直起降飞行汽车， 其特征在于 ： 包括地面行驶系统， 地面行驶系统包括车 身、 车轮， 上述车身四周呈矩形布局方式安装有四组收放机构， 两组在前， 两组在后， 每组收 放机构均由收放臂和液压装置组成， 其。
9、中收放臂的一端安装有旋翼装置另一端铰接于车身 上， 液压装置一端也铰接于车身而另一端铰接于收放臂中段， 上述三个铰接点位于同一水 平面上。 0007 所述的垂直起降飞行汽车的行驶方法， 其特征在于 ： 地面行驶时， 收放机构将旋翼 装置收在车身两侧 ； 飞行行驶时， 收放机构打开至一定角度使旋翼装置展开 ； 空中飞行方 式具体如下 ： 四组旋翼装置中， 一条对角线上的两组组旋翼装置旋转方向相同， 且与另一条 对角线上的旋翼装置旋转方向相反 ； 起飞 ： 四组旋翼装置产生相同的升力， 当合力大于重 说 明 书 CN 102275476 A CN 102275479 A2/2 页 4 力时， 车身。
10、平稳垂直起飞 ； 前飞 ： 使在前的两组旋翼装置的转速小于后两组旋翼装置的转 速， 产生一个力矩， 使车头降低， 当车身旋转达到一定角度后， 使在前的两组旋翼装置的转 速等于后两组旋翼装置的转速， 即四组旋翼装置产生同样大小的升力， 四组升力的合力与 竖直方向有一定偏角， 该合力竖直分量维持整体在空中飞行， 水平分量则提供前进的动力， 实现向前飞行 ； 偏航 ： 在保持四组旋翼装置产生的升力的合力不变的情况下， 使一条对角 线上的二组旋翼装置转速小于另一条对角线上的二组旋翼装置转速， 实现车头向左或向右 偏航。 0008 本发明采用矩形布局的旋翼装置， 可以轻松实现垂直起飞， 同时有效提高车身。
11、整 体飞行时的横向、 纵向稳定性， 增强可控性。 0009 本发明的飞行汽车在地面行驶时， 收放机构将旋翼装置收在车身两侧 ； 需要飞行 时， 收放机构打开至一定角度使旋翼装置展开。 采用这种方式可以使汽车在地面行驶时， 占 用很小的空间， 体积与传统小汽车相差无几。 0010 四组旋翼装置中， 一条对角线上的两组组旋翼装置旋转方向相同， 且与另一条对 角线上的旋翼装置旋转方向相反。 采用这种措施可以抵消四组旋翼装置由于高速旋转而带 来的反扭矩作用， 增强飞行方向的稳定。 附图说明 0011 图 1 是本发明的工作原理图 ； 图 2 是收放装置打开时的飞行状态图示 ； 图 3 是收放装置收起时。
12、的地面状态图示 ； 图中标号名称 ： 1、 车身， 2、 车轮， 3、 右前旋翼装置， 4、 左前旋翼装置 ； 5、 右后旋翼装置， 6、 右后旋翼装置， 7、 液压装置， 8、 收放臂。 具体实施方式 0012 在图 1 中， 首先， 四个旋翼 3、 4、 5、 6 同时产生相同的升力 F， 实现平稳地垂直起飞 ； 飞行中， 同时控制旋翼 3、 4 产生力 F1， 旋翼 5、 6 产生力 F2， 且 F1F2， 从而产生一个绕重心的 一个力矩， 使车身 1 逆时针转动， 当倾转到与水平面呈一定角度时， 调节四个旋翼升力达到 F3， 合力 4F3与竖直分量呈一定的夹角， 使 F3垂直分量等于初。
13、始升力 F， 提供升力维持飞行 ； F3水平分量 F4提供前进的动力， 从而实现向前飞行。 0013 在图 2 中， 四个旋翼 3、 4、 5、 6 分别安装在四根收放臂 8 一端， 收放臂 8 另一端与车 身通过铰接， 液压装置 7 伸长使收放臂 8 绕旋转到某一固定角度不变， 与车身 1 相对固定， 四个旋翼 3、 4、 5、 6 可以旋转， 提供飞行所需的升力。 0014 在图 3 中， 液压装置 7 收缩使收放臂 8 收起在车身 1 两侧， 将四个旋翼 3、 4、 5、 6 折 叠， 紧贴车身。 说 明 书 CN 102275476 A CN 102275479 A1/2 页 5 图 1 说 明 书 附 图 CN 102275476 A CN 102275479 A2/2 页 6 图 2 图 3 说 明 书 附 图 CN 102275476 A 。