CN103213466A - 飞行车轮***以及运用飞行车轮***的飞行车 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种飞行车轮***，包括轮辐呈辐条状的轮毂、支撑片和胎面组成的轮胎、以及轮毂电机，飞行车轮的轮毂的轮辐和轮辋，以及轮胎的支撑片和胎面的剖面都呈翼型，轮毂电机、风扇以及驱动电机、转向机构都安装在一基础结构上，烛式悬架顶端铰接在车身外侧，下端安装在基础结构上，烛式悬架和车身之间铰接有有伸缩式驱动装置；本发明飞行车轮***，风扇能加速车轮上方空气向下喷出产生推力，翼型剖面的轮辋和胎面能产生向上升力，伸缩式驱动装置能使飞行车轮和烛式悬架相对于车身翻起及放下；本发明公开的运用飞行车轮***的飞行车能在汽车状态，直升机状态，固定翼飞机状态、轮船状态之间互相转换，同时实现相应功能。

Description

飞行车轮***以及运用飞行车轮***的飞行车

技术领域

本发明涉及一种车轮，特别是涉及一种飞行车轮***以及运用这种飞行车轮***的飞行车。

背景技术

1949年，美国人富尔顿·泰勒首次推出一种飞行汽车，这种飞行汽车分为两个部分，一个部分是小型的汽车，可以在地面行驶；另一个部分是飞行装置，具体来说就是后机身，上面安装着机翼、尾翼、航空发动机和螺旋桨，当飞行装置安装在小型汽车的后面，二者就组成一架常规布局飞机，汽车部分的4个轮子就成为飞机的起降机轮，汽车的驾驶舱就成为飞机的驾驶舱。这种飞行汽车能够实现汽车行驶和飞机飞行这两种功能，但飞行时需要到机场跑道进行滑跑起飞，很不方便，汽车状态时需要把飞行装置的机翼和尾翼折叠，并把飞行装置拖在车身后，整体很长很累赘。

2012年，美国特拉富贾公司推出由美国人迪特里希发明的一款叫“飞跃”的飞行汽车，这款飞行汽车的机翼能够折叠和打开，当机翼折叠时，“飞跃”就成为一辆汽车，当机翼打开，“飞跃”就成为一架常规布局飞机，这辆飞行汽车设计很巧妙，但它起飞降落需要几百米长的跑道，至少需要小型机场才能满足其起降需求。

2012年，荷兰PAL-V公司推出一款叫PAL-V的飞行摩托，它能以串列方式乘坐2人，当车顶的旋翼折叠时，“PAL-V”为一款正三轮摩托车，当旋翼打开后，”PAL-V”成为一架旋翼机，最远可以飞行500公里，但“PAL-V”起飞时需要165米长的跑道，降落也需要35米长的跑道。

2003年英国人吉布斯推出一种水陆两栖车Aquada，在陆地上时这是一款高速跑车，驶入水中后，Aquada的4个车轮会向上收起，以离开水面减小阻力，然后Aquada成为一艘高速快艇，在水面高速行驶，但这款水陆两栖车不能飞行。

2005年，米其林公司推出了一款免充气轮胎，具体来说就是轮胎由若干橡胶支撑片和环形的橡胶胎面组成，构成很多镂空的空隙，支撑片和胎面能够以变形的形式减震并且不需要充气，但这款免充气轮胎一直没在飞行车领域得到运用。

因此需要对现有技术的车轮进行改进，使其不仅能够帮助飞行车在汽车状态行驶，还能帮助飞行车在飞行器状态垂直起落、水平飞行，另外还能帮助飞行车在轮船状态航行。

发明内容

本发明的目的就是提供一种飞行车轮***，本飞行车轮***能够使飞行车通过车轮在地面行驶；还能通过风扇加速车轮上方的空气，以产生动力升力实现飞行车垂直起落；以及用处于有利迎角的翼型剖面的轮毂和胎面产生向上的气动力升力，实现飞行车水平飞行；以及用风扇产生推力实现飞行车在水面航行，同时本发明还公布了二种运用此飞行车轮***的飞行车。

本发明飞行车轮***，包括轮辐呈辐条状的轮毂、支撑片和胎面组成的轮胎、以及轮毂电机，轮毂的辐条式轮辐和轮辋，以及轮胎的支撑片和胎面的剖面都呈翼型，轮毂电机安装在一基础结构上，轮毂内具有同轴的风扇，风扇的驱动电机安装在基础结构上，转向机构也安装在基础结构上，飞行车轮***采用烛式悬架，烛式悬架的上端通过悬架铰链铰接在车身外侧的上端，烛式悬架的主销套筒的下端安装在基础结构上，二者彼此之间能够相对转动，烛式悬架上铰接有伸缩式驱动装置的一端，伸缩式驱动装置的另一端铰接在车身上，伸缩式驱动装置工作时，能通过与车身和烛式悬架的铰接点，使包括烛式悬架、基础结构、转向机构、轮毂电机、风扇和驱动电机以及车轮在内的物体作为一个整体以围绕烛式悬架上端的悬架铰链转动的方式相对于车身翻起及放下。

作为对本方案的改进，所述基础结构为一圆筒状物体，当车辆状态车轮没有任何转向时，圆筒状的基础结构相对于车身的纵轴线横向布置，

作为对本方案的改进，车轮的轮毂电机为永磁无刷内转子电机，减速机构为行星齿轮减速器，二者安装在圆筒状的基础结构的内部，以先轮毂电机后行星齿轮减速器的顺序依次安装在基础结构的中部和相对于车身向外的一端，并与圆筒状的基础结构同轴。

作为对本方案的改进，所述风扇的驱动电机为永磁无刷外转子电机，安装在圆筒状的基础结构相对于车身的中外侧位置的外部，并与圆筒状的基础结构同轴，风扇的桨尖小间隙接近轮辋内壁。

作为对本方案的改进，所述转向机构为液压助力转向机构，液压助力转向机构采用双作用液压缸，双作用液压缸安装在圆筒状的基础结构相对于车身向内的一端的内部，活塞杆上安装有齿条，齿条能带动转动轴安装在基础结构内部的传动齿轮转动，由于传动齿轮啮合在套装在主销套筒上的不能转动的固装齿轮上，传动齿轮转动时能通过转动轴、齿条、双作用液压缸和基础结构带动整个飞行车轮以围绕主销套筒上的固装齿轮转动的方式转向。

作为对本方案的改进，所述轮辐靠近轮辐安装面的位置设置有承力环，承力环为一环形结构，与轮辐牢固地连接为一体，承力环相对于车身向内的一端的内部设置有环形的刹车鼓，承力环与刹车鼓作为一个整体，剖面为流线型，与承力环上的刹车鼓相对应的轮辐与风扇的驱动电机之间的位置安装有4个刹车动作结构，当视线平视，并从正确安装的圆筒状的基础结构的纵轴线方向看过去，4个刹车动作机构呈“十”字形排列，刹车动作机构顶端安装有摩擦片，以适宜的间隙与承力环的刹车鼓相对应，以行使刹车功能。

作为对本方案的改进，所述基础结构的中部位置向外设置有4个舵面，当视线平视，并从正确安装的圆筒状的基础结构的纵轴线方向看过去，4个舵面呈“X”形排列，舵面翼梢小间隙接近轮辋内壁。

作为对本方案的改进，所述轮毂的轮辐安装面向外的一面设置有头部整流罩，在基础结构相对于车身向内的一端的末端安装有尾部整流罩，头部整流罩和尾部整流罩与基础结构、风扇的驱动电机的外壳、轮毂的一部分以及其他的一些覆盖件一起组成一个流线型形状，以减小飞行时的阻力。

作为对本方案的改进，所述烛式悬架的主销和主销套筒以花键形式连接，主销套筒的下端安装在圆筒状的基础结构相对于车身向内的一端的中部，二者彼此通过轴承连接，主销套筒中部与主销上端之间安装有减震弹簧，减震弹簧***是环形的承力外套，承力外套上端与主销上端以及烛式悬架上端的悬架铰链连接在一起，悬架铰链铰接在车身外侧的上端，承力外套的下端位于处于正常车辆状态适度压紧的减震弹簧的中下部，与主销和主销套筒平行布置有减震器，减震器的上下两端分别安装在承力外套上部和主销套筒中部，从俯视图上看，减震器位于主销相对于车头向后同时相对于车身向内的位置。

作为对本方案的改进，所述伸缩式驱动装置为三级伸缩式液压缸，承力外套的下端的外部安装有缸头铰链，以铰接方式连接三级伸缩式液压缸的缸头，三级伸缩式液压缸的后端盖装有后端盖铰链，以铰接方式连接在车身下端的中部，三级伸缩式液压缸工作时，能通过与车身下端的中部铰接的后端盖铰链和与承力外套铰接的缸头铰链，使包括烛式悬架、基础结构、转向机构、风扇、驱动电机、轮毂电机、行星齿轮减速器、车轮、承力环、刹车动作机构、舵面、头部整流罩、尾部整流罩在内的物体作为一个整体以围绕烛式悬架上端的悬架铰链转动的方式相对于车身翻起及放下。

一种运用所述飞行车轮***的飞行车，所述飞行车轮***为4个，并如普通4轮车辆一样两两对称的布置于车身两侧，所述车身为越野汽车形式的两厢构型，车头为发动机舱，内部设置有发动机，发动机发电以供给车轮的轮毂电机和风扇的驱动电机，发动机舱下部以及车头弧形切削呈船头形状，以提供前轮转向空间和减小前进时的空气阻力，驾驶舱两侧下部向外向下固定安装有主起落架，主起落架呈滑水板构型，并有一定厚度，发动机舱下方及车身后部下方分别设置有前起落架和后起落架，前起落架和后起落架都呈滑水板构形，并可以控制放下及收起，发动机舱的上表面设置有进气口和散热口，排气管沿车身的A柱向上伸在驾驶舱顶。

作为对本方案的改进，所述车身的驾驶舱顶的前部，沿车身的纵轴线对称设置有两个附加结构，附加结构内设置有枢轴，一对机翼相对于车身的纵轴线对称的安装在枢轴上，并可以控制在汽车状态合拢，以减小宽度，在飞行器状态打开，以产生升力。

一种运用所述飞行车轮***的飞行车，所述飞行车轮***为4个，并如普通4轮车辆一样两两对称的布置于车身两侧，所述车身为摩托车构型，发动机设置于以跨骑姿势驾驶的驾驶员的***的位置，发动机发电以供给车轮的轮毂电机和风扇的驱动电机，驾驶员所处的车身位置两侧的下部向外向下固定安装有主起落架，主起落架呈滑水板构型，并有一定厚度，车身前部和后部下方分别设置有前起落架和后起落架，前起落架和后起落架都呈滑水板构形，并可以控制放下及收起，发动机的进气口在车身前部上部，散热口和排气管都设置在驾驶员身后的车身上部。

本发明的有益效果：本发明飞行车轮***收起立在地面时，飞行车处于汽车状态，能够通过车轮在地面行驶；飞行车轮***水平翻起后，飞行车处于直升机状态，其风扇能够加速车轮上方空气向下吹出，产生动力升力，使飞行车垂直起落；当飞行车轮***向前倾转后，飞行车处于固定翼飞机状态，处于有利迎角的翼型剖面的轮辋和胎面产生向上的气动力升力，使飞行车能够水平飞行；飞行车以直升机状态在水面降落后，后飞行车轮向前倾转，风扇能够产生推力使飞行车以轮船状态在水面航行。采用本飞行车轮***的飞行车能够实现汽车功能、直升机功能、固定翼飞机功能、轮船功能以及在汽车状态与直升机状态之间、直升机状态和固定翼飞机状态之间、直升机状态与轮船状态之间平稳转换。

附图说明

图1为本发明飞行车轮***处于右前轮时的剖视图；

图2为本发明飞行车轮***处于左前轮时的***图；

图3为本发明飞行车轮***处于左前轮时的立体图；

图4为本发明飞行车轮***处于左前轮时的局部剖视图；

图5为本发明飞行车在汽车状态时的主视图；

图6为本发明飞行车在汽车状态时的左视图；

图7为本发明飞行车在汽车状态时的俯视图；

图8为本发明飞行车在汽车状态时的立体图；

图9为本发明飞行车从汽车状态向直升机状态转换过程的立体图；

图10为本发明飞行车从直升机状态向汽车状态转换过程的立体图；

图11为本发明飞行车在直升机状态时的立体图；

图12为本发明飞行车在固定翼飞机状态时的立体图；

图13为本发明飞行车在固定翼飞机状态时适当放下前飞行车轮***后的立体图；

图14为本发明飞行车附加机翼后在汽车状态时的俯视图；

图15为本发明飞行车附加机翼后在固定翼飞机状态时的立体图；

图16为本发明飞行车在三体船和滑水艇状态时的立体图；

图17为本发明飞行车在三体船状态时的主视图；

图18为本发明飞行车在滑水艇状态时的主视图；

图中：1.轮辋；2.轮辐；3.胎面；4.支撑片；5.风扇；6.驱动电机；7.轮毂电机；8.行星齿轮减速器；9.连接盘；10.承力环；11.刹车动作机构；12.头部整流罩；13.舵面；14.承力外套；15.主销；16.减震弹簧；17.主销套筒；18.基础结构；19.双作用液压缸；20.齿条；21.传动齿轮；22.固装齿轮；23.减震器；24.三级伸缩式液压缸；25.悬架铰链；26.缸头铰链；27.后端盖铰链；28.尾部整流罩；29.车身；30.机翼外套；31.进气口；32.散热口；33.排气管；34.主起落架；35.前起落架；36.后起落架；37.上挡泥板；38.下挡泥板；39.前视摄像头；40.附加结构；41.枢轴；42.机翼。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步详细的描述。

如图所示，本实施例飞行车轮***，包括轮辐2呈辐条式状的轮毂、支撑片4和胎面3组成的轮胎、以及轮毂电机7，其特征在于：轮毂的辐条式轮辐2和轮辋1，以及轮胎的支撑片4和胎面3的剖面都呈翼型，轮毂电机7安装在一基础结构18上，轮毂内具有同轴的风扇5，风扇5的驱动电机6安装在基础结构上18，转向机构也安装在基础结构18上，飞行车轮***采用烛式悬架，烛式悬架的上端通过悬架铰链25铰接在车身外侧的上端，烛式悬架的主销套筒17的下端安装在基础结构18上，二者彼此之间能够相对转动，烛式悬架上铰接有伸缩式驱动装置的一端，伸缩式驱动装置的另一端铰接在车身上，伸缩式驱动装置工作时，能通过与车身和烛式悬架的铰接点，使包括烛式悬架、基础结构18、转向机构、轮毂电机7、风扇5和驱动电机6以及车轮在内的物体作为一个整体以围绕烛式悬架上端的悬架铰链25转动的方式相对于车身翻起及放下。轮胎用锁圈固定在轮毂上(图中未画出)。轮胎的支撑片4和胎面3都由橡胶制成。轮辋1和胎面3的剖面具体为对称翼型。胎面3具有横向花纹，这既可增强在汽车状态时车轮的抓地力和排水性，又能减小在固定翼飞机状态时飞行的阻力。

本实施例中：所述基础结构18为一圆筒状物体，当车辆状态车轮没有任何转向时，圆筒状的基础结构18相对于车身的纵轴线横向布置。由于车轮的驱动力、转向力、制动力以及车辆的重量都负载在基础结构18上，所以要求基础结构18有很高的刚度和强度。

本实施例中：车轮的轮毂电机7为永磁无刷内转子电机，减速机构为行星齿轮减速器8，二者安装在圆筒状的基础结构18的内部，并以先轮毂电机7后行星齿轮减速器8的顺序依次安装在基础结构18的中部和相对于车身向外的一端，并与圆筒状的基础结构同轴。轮毂电机7的动力经行星齿轮减速器8减速后，经连接盘9和螺栓传递到轮毂。

本实施例中：所述风扇5的驱动电机6为永磁无刷外转子电机，安装在圆筒状的基础结构18相对于车身的中外侧位置的外部，并与圆筒状的基础结构18同轴，风扇5的桨尖小间隙接近轮辋1内壁。风扇和轮毂构成涵道风扇，能够增加升力，并且轮毂对风扇有保护作用。

本实施例中：所述转向机构为液压助力转向机构，液压助力转向机构采用双作用液压缸19，双作用液压缸19安装在圆筒状的基础结构18相对于车身向内的一端的内部，活塞杆上安装有齿条20，齿条能带动转动轴安装在基础结构18内部的传动齿轮21转动，由于传动齿轮21啮合在套装在主销套筒17上的不能转动的固装齿轮22上，传动齿轮21转动时能通过转动轴、齿条20、双作用液压缸19和基础结构18带动整个飞行车轮以围绕主销套筒17上的固装齿轮22转动的方式转向，传动齿轮21的转动轴图中未画出。

本实施例中：所述轮辐2靠近轮辐安装面的位置设置有承力环10，承力环10为一环形结构，与轮辐2牢固地连接为一体，承力环10相对于车身向内的一端的内部安装有环形的刹车鼓，承力环10与刹车鼓作为一个整体，剖面为流线型，与承力环上的刹车鼓相对应的轮辐2与风扇5的驱动电机6之间的位置安装有4个刹车动作结构11，当视线平视，并从正确安装的圆筒状的基础结构18的纵轴线方向看过去，4个刹车动作机构11呈十字形排列，刹车动作机构11顶端安装有摩擦片，以适宜的间隙与承力环10的刹车鼓相对应，以行使刹车功能。承力环10可以用与轮毂一体铸造的方式生产，刹车动作机构11可以为液压式刹车动作机构。由于承力环10与刹车鼓作为一个整体，剖面为流线型，可减小在直升机状态和固定翼飞机状态时飞行和以轮船状态前进时的阻力。刹车动作机构11呈“十”字形排列，这样其中一个就能在基础结构18的纵轴线方向上与烛式悬架的主销套筒17重和，以减小飞行时的阻力。环形的承力环10和刹车鼓与圆筒状的基础结构18之间有一定间隙，以利于空气较顺畅的穿过，但四个刹车动作机构11的顶端部分超出圆筒状的基础结构的表面后出现在这个间隙里，会造成一些阻力。

本实施例中：所述基础结构18的中部位置向外设置有4个舵面13，当视线平视，并从正确安装的圆筒状的基础结构18的纵轴线方向看过去，4个舵面13呈“X”形排列，舵面13翼梢小间隙接近轮辋1内壁。舵面13呈X形排列就能避开烛式悬架和呈“十”字形排列的刹车动作机构11，以提高舵面13的气动效率。驾驶员能通过电传操纵***控制这些舵面。

本实施例中：所述轮毂的轮辐安装面向外的一面设置有头部整流罩12，在基础结构18相对于车身向内的一端的末端安装有尾部整流罩28，头部整流罩12和尾部整流罩28与基础结构18、风扇5的驱动电机6的外壳、轮毂的一部分以及其他的一些覆盖件一起组成一个流线型形状，以减小飞行时的阻力。转向机构故障时，可取下尾部整流罩，以方便维修。

本实施例中：所述烛式悬架的主销15和主销套筒17以花键形式连接，主销套筒17的下端安装在圆筒状的基础结构18相对于车身向内的一端的中部，二者彼此通过轴承连接，主销套筒17中部与主销15上端之间安装有减震弹簧16，减震弹簧16***是环形的承力外套14，承力外套14上端与主销15上端以及烛式悬架上端的悬架铰链25连接在一起，悬架铰链25铰接在车身外侧的上端，承力外套14的下端位于处于正常车辆状态适度压紧的减震弹簧16的中下部，与主销15和主销套筒17平行布置有减震器23，减震器23的上下两端分别安装在承力外套14上部和主销套筒17中部，从俯视图上看，减震器位于主销相对于车头向后同时相对于车身向内的位置。减震器可以为液压式或充气式减震器；烛式悬架的主销15和主销套筒17以花键形式连接，使主销套筒17只能沿主销15的纵轴方向上下滑动，二者相互之间不能相对转动；由于悬挂***采用烛式悬架，主销15和主销套筒17之间摩擦阻力大，较易磨损，所以需勤加维护保养。

本实施例中：所述伸缩式驱动装置为三级伸缩式液压缸24，承力外套14的下端的外部安装有缸头铰链26，以铰接方式连接三级伸缩式液压缸24的缸头，三级伸缩式液压缸24的后端盖装有后端盖铰链27，以铰接方式连接在车身下端的中部，三级伸缩式液压缸24工作时，能通过与车身下端的中部铰接的后端盖铰链27和与承力外套14铰接的缸头铰链26，使包括烛式悬架、基础结构18、转向机构、风扇5、驱动电机6、轮毂电机7、行星齿轮减速器8、车轮、承力环10、刹车动作机构11、舵面13、头部整流罩12、尾部整流罩28在内的物体作为一个整体以围绕烛式悬架上端的悬架铰链25转动的方式相对于车身翻起及放下。

本发明还公开了二种运用上述飞行车轮***的飞行车。

实施例一：所述飞行车轮***为4个，并如普通4轮车辆一样两两对称的设置于车身29两侧，所述车身29为越野汽车形式的两厢构型，车头为发动机舱，内部设置有发动机，发动机发电以供给车轮的轮毂电机7和风扇5的驱动电机6，发动机舱下部以及车头弧形切削呈船头形状，以提供前轮转向空间和减小前进时的空气阻力，驾驶舱两侧下部向外向下固定安装有主起落架34，主起落架34呈滑水板构型，并有一定厚度，发动机舱下方及车身后部下方分别设置有前起落架35和后起落架36，前起落架35和后起落架36都呈滑水板构形，并可以控制放下及收起，发动机舱的上表面设置有进气口31和散热口32，排气管33沿车身29的A柱向上伸在驾驶舱顶。二个前轮所用的飞行车轮通过烛式悬架顶端的悬架铰链25铰接在车头发动机舱的上部两侧，三级伸缩式液压缸24的后端盖铰链27铰接在弧形切削呈船头形状的发动机舱的下部两侧，由于发动机舱上部距地面不高，所用的烛式悬架和三级伸缩式液压缸24都较短较细。二个后轮所用的飞行车轮通过烛式悬架顶端的悬架铰链25铰接在驾驶舱之后的车身上部两侧，三级伸缩式液压缸24的后端盖铰链27铰接在驾驶舱之后车身的下部中部，由于驾驶舱之后的车身上部距地面较高，所用的烛式悬架和三级伸缩式液压缸24都较粗较长。车身29后部两侧有孔，上面装有带缝的橡胶片，以便于后飞行车轮所用的三级伸缩式液压缸19工作，二个前轮和二个后轮所用的飞行车轮完全相同。前起落架35和后起落架36收放所用的驱动装置为液压式驱动装置。进气口31和散热口32都为百叶窗构型，进气口31的百叶窗朝向车身前方，以利于发动机舱进入新鲜空气，散热口32的百叶窗朝向车身后方，以利于排放发动机舱热气。

本实施例中：所述车身29的驾驶舱顶的前部，沿车身29的纵轴线对称设置有两个附加结构40，附加结构40内设置有枢轴41，一对机翼42相对于车身29的纵轴线对称的安装在枢轴41上，并可以控制在汽车状态合拢，以减小宽度，在飞行器状态打开，以产生升力。机翼42收放所用的驱动装置为液压式驱动装置。

飞行车在地面处于汽车状态时，三级伸缩式液压缸24完全缩回，通过后端盖铰链27、缸头铰链26和悬架铰链25拉住烛式悬架和车轮，烛式悬架和车轮这时处于直立状态，四个胎面3接触地面，驾驶员可以在驾驶舱内通过操作操纵***控制汽车车轮的驱动、转向和制动，行使飞行车的汽车功能。汽车状态4个车轮具有4轮定位。由于发动机发电以供给车轮的轮毂电机7，所以此飞行车在汽车状态为串联式混合动力汽车。汽车状态时，车身两侧的主起落架34具有登车踏板和侧面防撞双重作用，上挡泥板37和下挡泥板38具有抑制前轮卷起的泥浆和灰尘，保护车身免受污染的作用。由于飞行车在直升机和固定翼飞机状态飞行时，普通汽车所用的反光镜阻力很大，所以此飞行车在汽车状态时用安装在上挡泥板37后端部的后视摄像头。

飞行车在地面要从汽车状态转变为直升机状态时，驱动双作用液压缸19的活塞杆和齿条20相对于车身向内滑动一端不长的距离，同时带动传动齿轮21转动，由于传动齿轮21啮合在套装在主销套筒17上的不能转动的固装齿轮22上，所以传动齿轮将通过转动轴、齿条20、双作用液压缸(19)和基础结构(18)带动整个飞行车轮以围绕主销套筒(17)上的固装齿轮(22)转动的方式向外转向一个不大的角度，由于前后四个飞行车轮结构都相同，4个车轮都有适当的向外的转向角度，此时，通过轮毂电机7和行星齿轮减速器8缓慢向前驱动车轮，同时相适应的缓慢伸出三级伸缩式液压缸19，使飞行车慢慢前进，并逐渐变矮变宽，这时，放下前起落架35和后起落架36，经过一段不长的距离，主起落架34、前起落架35和后起落架36都将接触地面，此时，由于4个起落架支撑车身，前后4个车轮都已卸载，完全伸出三级伸缩式液压缸19，使4个车轮离开地面，同时驱动转向机构，使4个车轮在空中保持近似水平，飞行车完成从汽车状态向直升机状态的转换。在此直升机状态，4个飞行车轮并非完全水平，从飞行车主视图上看，前面二个飞行车轮和后面二个飞行车轮之间有不大的上反角，此上反角使直升机状态的飞行车容易实现俯仰平衡，从飞行车左视图或右视图上看，左边两个飞行车轮和右边两个飞行车轮之间有不大的上反角，此上反角使直升机状态的飞行车容易实现横向平衡。飞行车在直升机状态用向前倾转飞行车轮的方式前进，倾转所需的装置为转向机构。

当飞行车要从直升机状态转换为汽车状态时，三级伸缩式液压缸19适当缩回，使4个飞行车轮从近似水平状态向下收回并接触地面，同时通过双作用液压缸19、齿条20、传动齿轮21和固装车轮22等转向机构使4个飞行车轮都有适当的向内的转向角度，慢慢向前驱动车轮，同时相应缩回三级伸缩式液压缸24，使飞行车慢慢向前行驶，并逐渐变高变窄，4个起落架渐渐离开地面，经过一段不长的距离，4个飞行车轮重新变得直立，收起前起落架35和后起落架36，飞行车从直升机状态转换为汽车状态。

当飞行车要从直升机状态垂直起飞时，接通驱动电机6的电源，使风扇5旋转，由于轮毂的轮辐2呈辐条状，彼此之间有很大空隙，并且轮辐2和轮辋1剖面都呈翼型，阻力小，风扇5高速旋转将吸引空气穿过轮辐2和轮辋1之间的空隙，产生向下的滑流；同时由于轮胎的支撑片4和胎面3之间有很大空隙，支撑片4和胎面3的剖面都呈翼型，阻力小，而且风扇5滑流的速度高，压力小，所以将吸引轮胎上方的空气穿过支撑片4和胎面3之间的空隙向下流动，形成引射增升。4个飞行车轮的风扇5的滑流和引射滑流的合力，超过飞行车所受的重力，并且由于俯仰和横向平衡，能够托着飞行车向上垂直起飞。由于前面两个飞行车轮的遮挡，直升机状态飞行车的视野将受到一定影响，解决的方法是在车头的两侧分别设置前视摄像头39，将获得的图像在驾驶舱内的屏幕上呈现，使驾驶员和乘员获得完整视野。

当飞行车要从直升机状态转换为固定翼飞机状态时，收起前起落架35和后起落架36，同时慢慢驱动双作用液压缸19的活塞杆和齿条20，通过传动齿轮21和固装齿轮22，使飞行车轮慢慢向前倾转；此时，由于飞行车轮向前有一定倾转角度，风扇5滑流和引射滑流的合力的一部分向上的分力负载飞行车的重量，另一部分向前的分力使飞行车有了一定的前进速度，此时，飞行车轮的翼型剖面的轮辋1和胎面3由于有了一定迎角和前进速度，也开始产生一定升力；随着飞行车轮向前倾转角度的增加，风扇5滑流和引射滑流的合力的向上的分力减小，向前推进的分力继续增加，使飞行车向前飞行的速度不断加大，同时，随着轮辋1和胎面3的迎角继续变得合适，以及前进速度越来越大，轮辋1和胎面3上将产生更大升力；当飞行车轮向前倾转到不大的迎角，风扇5滑流和引射滑流的合力只有很少的分力负载飞行车重量，绝大部分分力推动飞行车前进，翼型剖面的轮辋1和胎面3由于迎角适合，同时与空气的相对速度大，将产生很大升力，此升力和飞行车的重量平衡，将负载飞行车在空中水平飞行，此时，飞行车从直升机状态转换为固定翼飞机状态。在固定翼飞机状态飞行车用控制“X”形排列的舵面13的方式操纵，前面两个飞行车轮的舵面13用于进行俯仰控制，后面两个飞行车轮的舵面13用于进行滚转和航向控制。后面两个飞行车轮的烛式悬架上具有机翼外套30，能够减小阻力，同时增加升力。固定翼飞机状态飞行车同样可以用增加前视摄像头39和屏幕的方法改善驾驶员和乘客视野；另外还可以通过适当缩回三级伸缩式液压缸19的方法，使前面两个飞行车轮向下收回一定角度，这样驾驶员和乘客在水平方向上的视野将得到改善；这种情况下，前面两个飞行车轮同样能够维持有利迎角，此时，前面两个飞行车轮内的舵面13从“X”形排列转变为“十”字形排列，这同样能够进行俯仰控制。由于在固定翼飞机状态，前面二个飞行车轮位置较低伸出较近，后面二个飞行车轮位置较高伸出较远，所以后面二个飞行车轮能够避开前面二个飞行车轮的尾流。

当飞行车要从固定翼飞机状态转换为直升机状态时，通过转向机构慢慢向后倾转飞行车轮，使风扇5滑流和引射滑流的合力的向上负载飞行车重量的分力增大，向前推动飞行车前进的分力减小，飞行车将渐渐减小前进速度，此时，轮辋1和胎面3由于迎角变得较不合适以及前进速度减小，向上的升力将减小；随着飞行车轮继续向后倾转，风扇5滑流和引射滑流的合力的向上负载飞行车重量的分力将继续增大，向前推动飞行车前进的分力将继续减小，飞行车继续减速，轮辋1和胎面3由于迎角变得更不合适以及与空气的相对速度继续减小，向上的升力将更加减小；随着飞行车轮向后倾转到近似水平角度，风扇5滑流和引射滑流的合力将全部负载飞行车重量，飞行车将失去全部前进速度，轮辋1和胎面3由于迎角变得近似90°以及前进速度消失而失去升力，放下前起落架35和后起落架36，飞行车从固定翼飞机状态完成到直升机状态的转换。

由于4个飞行车轮的轮辋1和胎面3的升力面积有限，可以使用驾驶舱顶部的一对机翼42，将机翼42打开后，将增加固定翼飞机状态飞行车的机翼面积，使飞行车能够以更低的速度维持水平飞行，以减小对发动机的要求，这使得飞行车能够以固定翼飞机状态维持更大续航时间和飞行更远航程。机翼42安装有襟翼等增升装置，能够铺助飞行车完成从直升机状态向固定翼飞机状态的转换。虽然机翼42打开后在固定翼飞机状态会有尾流影响后面二个飞行车轮，但飞行车轮有众多的轮辐2和支撑片4，这相当于整流片，会显著降低机翼42的尾流对后面两个飞行车轮的影响。装有机翼42的飞行车要在固定翼飞机状态使用机翼42飞行时，先将汽车状态的飞行车的机翼42打开，然后将飞行车转换为直升机状态，然后在空中转换为固定翼飞机状态使用机翼42飞行，机翼42收回过程与机翼42打开过程相逆。

飞行车要从直升机状态转换为轮船状态时，飞行车以直升机状态降落于水面，由于车身29良好的密封性，飞行车将浮于水面，此时，有一定厚度和体积的主起落架34就成为浮筒，给比较细长的车身29以两侧的支撑；将后面两个飞行车轮向前倾转为固定翼飞机时的状态，并完全消除其迎角，此时，飞行车从直升机状态转换为轮船状态，具体来说是三体船状态。当三体船状态的飞行车在水面需要向前运动时，驱动后面两个飞行车轮的风扇5(前面两个飞行车轮的风扇不驱动)，使之产生向前的推力，使三体船状态的飞行车在水面上向前航行，由于后面两个飞行车轮相距车身29较远，力臂较长，可以用推力差的方式，代替水下舵面，对三体船进行航向控制。由于发动机舱下部以及车头弧形切削呈船头形状，阻力小，所以飞行车在三体船状态航行速度较快。飞行车的进气口31和散热口32在车身29的发动机舱上表面，排气管33伸在驾驶舱顶上，所以不易进水。三体船状态飞行车同样可以用增加前视摄像头39和屏幕的方法改善驾驶员和乘客视野。飞行车从三体船状态向直升机状态转换的过程与从直升机状态向三体船状态转换的过程相逆。

飞行车要从三体船状态转换为滑水艇状态时，增大风扇5推力，三体船状态的飞行车在水面航行速度加快，水流将对滑水板形式的主起落架34、前起落架35及后起落架36的底部产生升力，车身29逐渐上浮；随着航行速度的加快，起落架底部承受的升力将不断增加，车身29继续上浮；随着速度的进一步加大，起落架底部承受的升力将等于飞行车所受的重力，车身29完全离开水面，飞行车用以4个起落架在水面上滑行的方式高速航行，飞行车完成从三体船状态到滑水艇状态的转换。滑水艇状态飞行车同样可以用增加前视摄像头39和屏幕的方法改善驾驶员和乘客视野。飞行车从滑水艇状态向三体船状态转换的过程与从三体船状态向滑水艇状态转换的过程相逆。

实施例二：所述飞行车轮***为4个，并如普通4轮车辆一样两两对称的设置于车身两侧，车身为摩托车构型，发动机设置于以跨骑姿势驾驶的驾驶员的***的位置，发动机发电以供给车轮的轮毂电机7和风扇5的驱动电机6，驾驶员所处的车身位置两侧的下部向外向下固定安装有主起落架34，主起落架34呈滑水板构型，并有一定厚度，车身前部和后部下方分别设置有前起落架35和后起落架36，前起落架35和后起落架36都呈滑水板构形，并可以控制放下及收起，发动机的进气口在车身前部上部，散热口和排气管都设置在驾驶员身后的车身上部，进气口和散热口都呈百叶窗构型。

实施例二能够以与实施例一所示的飞行车相同的方式在四轮摩托车状态与直升机状态之间互相转换；在直升机状态与固定翼飞机状态之间互相转换；在直升机状态与三体船状态之间互相转换；在三体船状态与滑水艇状态之间互相转换，并完成相应功能。在直升机状态、固定翼飞机状态、三体船状态和滑水艇状态，实施例二的驾驶员可以向前趴伏身体以减小阻力，这时，驾驶员的头部处于前面二个飞行车轮之间，视线不再受到前面二个飞行车轮遮挡，视野得到改善；实施例二与实施例一所示的飞行车相比，除了车身不同，其余结构比例类似，但各部件相应缩小。实施例二能乘一至二人。

实施例一和实施例二的发动机可以为活塞式发动机、三角转子式发动机，也可以为涡轮轴式发动机，另外也可以采用纯电动方式。飞行车轮***内也可以不安装舵面13，而是在实施例一和实施例二的机身的尾部安装水平尾翼以及垂直尾翼，这样也能够对固定翼飞机状态的飞行车实现操纵，但这样会增加飞行车的重量和体积。实施例一飞行车设计为汽车形式，包括驾驶员能乘坐4人，当然也可以按比例适当减小或增大实施例一飞行车的外形以及动力，使之相应能乘坐更少或更多的乘员。

最后需要说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (13)

1.一种飞行车轮***，包括轮辐(2)呈辐条状的的轮毂、支撑片(4)和胎面(3)组成的轮胎、以及轮毂电机(7)，其特征在于：轮毂的辐条式轮辐(2)和轮辋(1)，以及轮胎的支撑片(4)和胎面(3)的剖面都呈翼型，轮毂电机(7)安装在一基础结构(18)上，轮毂内具有同轴的风扇(5)，风扇(5)的驱动电机(6)安装在基础结构上(18)，转向机构也安装在基础结构(18)上，飞行车轮***采用烛式悬架，烛式悬架的上端通过悬架铰链(25)铰接在车身外侧的上端，烛式悬架的主销套筒(17)的下端安装在基础结构(18)上，二者彼此之间能够相对转动，烛式悬架上铰接有伸缩式驱动装置的一端，伸缩式驱动装置的另一端铰接在车身上，伸缩式驱动装置工作时，能通过与车身和烛式悬架的铰接点，使包括烛式悬架、基础结构(18)、转向机构、轮毂电机(7)、风扇(5)和驱动电机(6)以及车轮在内的物体作为一个整体以围绕烛式悬架上端的悬架铰链(25)转动的方式相对于车身翻起及放下。 

2.根据权利要求1所述的飞行车轮***，其特征在于：所述基础结构(18)为一圆筒状物体，当车辆状态车轮没有任何转向时，圆筒状的基础结构(18)相对于车身的纵轴线横向布置。

3.根据权利要求1所述的飞行车轮***，其特征在于：车轮的轮毂电机(7)为永磁无刷内转子电机，减速机构为行星齿轮减速器(8)，二者安装在圆筒状的基础结构(18)的内部，以先轮毂电机(7)后行星齿轮减速器(8)的顺序依次安装在基础结构(18)的中部以及相对于车身向外的一端，并与圆筒状的基础结构同轴。 

4.根据权利要求1所述的飞行车轮***，其特征在于：所述风扇(5) 的驱动电机(6)为永磁无刷外转子电机，安装在圆筒状的基础结构(18)相对于车身的中外侧位置的外部，并与圆筒状的基础结构(18)同轴，风扇(5)的桨尖小间隙接近轮辋(1)内壁。 

5.根据权利要求1所述的飞行车轮***，其特征在于：所述转向机构为液压助力转向机构，液压助力转向机构采用双作用液压缸(19)，双作用液压缸(19)安装在圆筒状的基础结构(18)相对于车身向内的一端的内部，活塞杆上安装有齿条(20)，齿条能带动转动轴安装在基础结构(18)内部的传动齿轮(21)转动，由于传动齿轮(21)啮合在套装在主销套筒(17)上的不能转动的固装齿轮(22)上，传动齿轮(21)转动时能通过转动轴、齿条(20)、双作用液压缸(19)和基础结构(18)带动整个飞行车轮以围绕主销套筒(17)上的固装齿轮(22)转动的方式转向。 

6.根据权利要求1所述的飞行车轮***，其特征在于：所述轮辐(2)靠近轮辐安装面的位置设置有承力环(10)，承力环(10)为一环形结构，与轮辐(2)牢固地连接为一体，承力环(10)相对于车身向内的一端的内部设置有环形的刹车鼓，承力环10与刹车鼓作为一个整体，剖面为流线型，与承力环上的刹车鼓相对应的轮辐(2)与风扇(5)的驱动电机(6)之间的位置安装有4个刹车动作结构(11)，当视线平视，并从正确安装的圆筒状的基础结构(18)的纵轴线方向看过去，4个刹车动作机构(11)呈“十”字形排列，刹车动作机构(11)顶端安装有摩擦片，以适宜的间隙与承力环(10)的刹车鼓相对应，以行使刹车功能。 

7.根据权利要求1所述的飞行车轮，其特征在于：所述基础结构(18)的中部位置向外设置有4个舵面(13)，当视线平视，并从正确安装的圆筒状的基础结构(18)的纵轴线方向看过去，4个舵面(13)呈“X”形排列，舵面(13)翼梢小间隙接近轮辋(1)内壁。 

8.根据权利要求1所述的飞行车轮***，其特征在于：所述轮毂的轮辐安装面向外的一面设置有头部整流罩(12)，在基础结构(18)相对于车身向内的一端的末端安装有尾部整流罩(28)，头部整流罩(12)和尾部整流罩(28)与基础结构(18)、风扇(5)的驱动电机(6)的外壳、轮毂的一部分以及其他的一些覆盖件一起组成一个流线型形状，以减小飞行时的阻力。 

9.根据权利要求1所述的飞行车轮***，其特征在于：所述烛式悬架的主销(15)和主销套筒(17)以花键形式连接，主销套筒(17)的下端安装在圆筒状的基础结构(18)相对于车身向内的一端的中部，二者彼此通过轴承连接，主销套筒(17)中部与主销(15)上端之间安装有减震弹簧(16)，减震弹簧(16)***是环形的承力外套(14)，承力外套(14)上端与主销(15)上端以及烛式悬架上端的悬架铰链(25)连接在一起，悬架铰链(25)铰接在车身外侧的上端，承力外套(14)的下端位于处于正常车辆状态适度压紧的减震弹簧(16)的中下部，与主销(15)和主销套筒(17)平行布置有减震器(23)，减震器(23)的上下两端分别安装在承力外套(14)上部和主销套筒(17)中部，从俯视图上看，减震器位于主销相对于车头向后同时相对于车身向内的位置。 

10.根据权利要求1所述的飞行车轮***，其特征在于：所述伸缩式驱动装置为三级伸缩式液压缸(24)，承力外套(14)的下端的外部安装有缸头铰链(26)，以铰接方式连接三级伸缩式液压缸(24)的缸头，三级伸缩式液压缸(24)的后端盖安装有后端盖铰链(27)，以铰接方式连接在车身下端的中部，三级伸缩式液压缸(24)工作时，能通过与车身下端的中部铰接的后端盖铰链(27)和与承力外套(14)铰接的缸头铰链(26)，使包括烛式悬架、基础结构(18)、转向机构、风扇(5)、驱动电机(6)、轮毂电机(7)、行星齿轮减速器(8)、车轮、承力环(10)、刹车动作机构(11)、 舵面(13)、头部整流罩(12)、尾部整流罩(28)在内的物体作为一个整体以围绕烛式悬架上端的悬架铰链(25)转动的方式相对于车身翻起及放下。 

11.一种运用权利要求1至10中任一权利要求所述的飞行车轮***的飞行车，其特征在于：所述飞行车轮***为4个，并如普通4轮车辆一样两两对称的布置于车身(29)两侧，所述车身(29)为越野汽车形式的两厢构型，车头为发动机舱，内部设置有发动机，发动机发电以供给车轮的轮毂电机(7)和风扇(5)的驱动电机(6)，发动机舱下部以及车头弧形切削呈船头形状，以提供前轮转向空间和减小前进时的空气阻力，驾驶舱两侧下部向外向下固定安装有主起落架(34)，主起落架(34)呈滑水板构型，并有一定厚度，发动机舱下方及车身后部下方分别设置有前起落架(35)和后起落架(36)，前起落架(35)和后起落架(36)都呈滑水板构形，并可以控制放下及收起，发动机舱的上表面设置有进气口(31)和散热口(32)，排气管(33)沿车身(29)的A柱向上伸在驾驶舱顶。 

12.根据权利要求11所示的运用飞行车轮***的飞行车，其特征在于：所述车身(29)的驾驶舱顶的前部，沿车身(29)的纵轴线对称设置有两个附加结构(40)，附加结构(40)内设置有枢轴(41)，一对机翼(42)相对于车身(29)的纵轴线对称的安装在枢轴(41)上，并可以控制在汽车状态合拢，以减小宽度，在飞行器状态打开，以产生升力。 

13.一种运用权利要求1至10中任一权利要求所述的飞行车轮***的飞行车，其特征在于：所述飞行车轮***为4个，并如普通4轮车辆一样两两对称的布置于车身两侧，车身为摩托车构型，发动机设置于以跨骑姿势驾驶的驾驶员的***的位置，发动机发电以供给车轮的轮毂电机(7)和风扇(5)的驱动电机(6)，驾驶员所处的车身位置两侧的下部向外向下固定安装有主起落架(34)，主起落架(34)呈滑水板构型，并有一定厚度， 车身前部和后部下方分别设置有前起落架(35)和后起落架(36)，前起落架(35)和后起落架(36)都呈滑水板构形，并可以控制放下及收起，发动机的进气口在车身前部上部，散热口和排气管都设置在驾驶员身后的车身上部。 

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