陸空水上飛機的製作方法

2023-04-26 09:13:06 3

專利名稱：陸空水上飛機的製作方法
技術領域：
本發明大體涉及運載工具，尤其涉及動力驅動運載工具，其可以
在陸地上行駛，在空中飛行和在水面上運動；本發明更具體說涉及一 種旋翼機，其可以在陸地上作為摩託車進行操作並且還可以作為飛機 進行操作。
背景技術：
自從飛機發明以後，人們一直尋求製造實用的運載工具，其既可 以空中穿行，又可以在地球表面上行駛。在一些最早的嘗試中，這種 運載工具是可在陸地上行駛的旋翼機。可在陸地上行駛的旋翼機長期 以來是以三個或者四個輪子在陸地上驅動的。本發明人還不知道有以 兩個輪子驅動的可在陸地上行駛的旋翼機。20世紀30年代建造的 "Pitcairn AC35"是一種三輪的可在陸地上行駛的牽引式旋翼機的早 期設計，推進器在飛行器的前部，座艙在推進器的後面，發動機在座 艙的後面。長驅動軸連接發動機和推進器。AC35具有傳統的起落架 和後輪傳動裝置。AC35通過後輪轉向，這導致操縱性不好並使運載 工具難以駕駛。因為當旋轉之後尾輪在地面上時，推進器葉片需要較 高的前端角，以給推進器提供一個間隙，因而AC35具有機頭向上平 飛的傳統的起落架結構。高前端角使其在地面上操作時極難看見前方。 通常，飛行員使飛行器滑行，向左和向右做大的擺動，以從側面窗向 外看。近些年的三輪驅動的可在陸地上行駛的旋翼機採用了一種推進 器結構，其中推進器位於發動器後面，機艙在前面。該示例包括New Horizon Components的Super Sky Cycle和Super Sky Car以及由 Sean Cooper轉換而能合法在陸地上行駛的Magni旋翼機。Larry R.Neal的US6978969專利披露了 一種飛行-駕駛運載工具，其包括用 於將機械能選擇性地從發動機傳遞至幾個輪子中的一個或者傳遞至驅
動推進器的傳動機構，以及用於升高和降低輪子對的起落架組件，和 用於升高和降低旋翼的摺疊旋翼軸組件。
利用飛行推進器的推動力在水上滑行的浮動型旋翼機也是可行
的，例如James Leszie建造的那些飛機。
Volante Aircraft最近研製出 一種可以在陸地上行駛的飛機，它包 括可以從車輛部件上拆卸下來的飛行部分，該飛行部分可以由拖車方 式的車輛運輸。在飛行時間，將飛行部分重新連接到摩託車上。
US6106054披露了一種封裝在硬殼式整流裝置中的摩託車，其一 個實施方案是使用可收縮的穩定輪來在低速時保持運載工具直立的 Peraves Ecomobile。儘管將Ragallo機翼(US4068810 )附接到摩託 車上並且將動力驅動的降落傘附接在摩託車上(US6877690),但是本 發明人不知道現有技術中存在如旋翼機一樣能夠飛行的摩託車(不論 是否封裝在硬殼式整流裝置中)。
US3870251披露了 一種由Gerald Breuner設計的旋翼機(Breuner Autogiro)，座艙位於推進器前面，發動機在後面。座艙和發動機由支 柱連接至其中設有推進器的環形管道上。本發明人不知道存在不具有 這種將發動機和座艙連接起來的環形管道或者等同結構(例如形成一 個空間框架的支柱)的構造的旋翼機。在Breuner Autogiro的座艙和 推進器之間安裝有齒輪箱和離合器裝置。 一軸從發動機向前延伸到所 述齒輪箱和離合器裝置，共軸的中空軸從所述齒輪箱向後延伸到所述 推進器。本發明人不知道任何可在陸地上行駛的Breuner Autogiro結 構的旋翼機或者其中連接座艙和發動機的結構部件主要穿過推進器 筒。
相對於其它的旋翼機構造而言，Breuner Autogiro具有很多的優 點。安裝到前面的機艙為飛行員提供了良好的可視性。發動機在推進 器的滑流中幫助冷卻，並且消除了發動機零部件變得鬆散和導致推進 器出現危險的可能性。在發生火災的情況下發動機距離座艙更遠就更 安全，這種結構也對發動機噪音降低方面有幫助，因為滑流將發動機 噪音遠離座艙。而且在這種結構中，推進器接近外掛架(pylon)和起
落架，此處在旋翼之下的高度輪廓是最大的，允許有更大的推進器並 且將發動機安裝到更低位置處。這種結構也有助於平衡發動機和座艙 的重量。在外掛架之後具有面向前的發動機也能夠從推進軸直接提供
起飛動力以使旋翼預先旋轉以便起飛。Breuner Autogiro的缺點在於， 環形管道和相關的結構給運載工具增加了明顯的前部面積和整體尺 寸，從而使之不適於作為可路面行駛的運載工具。

發明內容
一種能夠用作摩託車或旋翼機的運載工具，它包括 框架，它具有前部和後部；
推進器，它在飛行期間圍繞推進器筒轉動，該推進器筒是將所述 框架的前部連接在所述框架的後部上的單獨裝置；
提升裝置，它包括在飛行期間可轉動地安裝到所述框架上的旋翼； 前後輪，它們沿著所述運載工具的中心線安裝到所述框架上；以
及
發動機，它安裝到所述框架的後部上，以對所述推進器或所述後 輪提供動力。
本發明任選地可以結合有以下特徵中的任一個
硬殼式外殼，它附接到所述框架的前部或後部上或者與所述機架 的前部或後部結合；
可收縮並且可轉動地安裝到所述框架上的側輪；
旋翼葉片，它們可伸展/可收縮、可摺疊、或者在所述運載工具沒 有處於所述飛行模式中時可沿著所述運載工具側面收起；
所述發動機和/或外部能源，它連接到安裝到所述旋翼上的外部聯 軸節上，所述發動機和/或外部源所述旋翼提供動力，從而提供短距離 或豎直起飛；
方向舵和水平穩定器，它們固定在所述框架的後部上； 所述發動機可調節地安裝到所述框架的後部上，從而所述發動機 可以上升和下降，由此通過使傳動皮帶鬆弛和變松或者使齒輪嚙合和 脫開嚙合而在所述推進器和所述後輪之間轉換機械動力供應；以及
水上推進裝置和一個或多個漂浮裝置，它們附接到所述框架上。


圖1為處於其飛行布置中的本發明一實施方案的正視圖。
圖2為處於其飛行布置中的本發明一實施方案的側視圖。
圖3為處於其飛行布置中的本發明一實施方案的剖開側視圖。
圖3A為處於其飛行布置中的本發明一實施方案的主體外殼12和
發動機外殼16的橫截面的剖開側視圖。
圖4為本發明的推進器4的實施方案的正視圖。
圖4A為摺疊用於摩託車模式的本發明推進器4的實施方案的正視圖。
圖4B為伸展用於飛行模式的本發明推進器4的實施方案的正視圖。
圖5為處於摩託車布置中的本發明一實施方案的側視圖。 圖6為處於其飛行布置中的本發明的兩棲實施方案的正視圖。 圖7為處於其飛行布置中的本發明的兩棲實施方案的側視圖。 圖8為處於其飛行布置中的本發明的兩棲實施方案的頂視圖。 圖9為處於其飛行布置中的本發明的兩棲實施方案的後視圖。 圖10為處於其水上飛機布置中的本發明的兩棲實施方案的側視圖。
圖11為處於其水上飛機布置中的本發明的兩棲實施方案的後視圖。
圖12為處於其摩託車布置中的本發明的兩棲實施方案的正視圖。 圖13為處於其摩託車布置中的本發明的兩棲實施方案的側視圖。 圖13A為處於其摩託車布置中的本發明的兩棲實施方案的剖開側 視圖。
圖14為處於其摩託車布置中的本發明的兩棲實施方案的頂視圖。 圖15為處於其摩託車布置中的本發明的兩棲實施方案的後視圖。 圖16為處於其自動旋轉布置中的預旋轉器組件的側視圖，其中旋 翼自由旋轉，如在正常飛行期間。
圖17為處於外部預旋轉布置中的預旋轉器組件的側視圖，其中旋 翼由外部源提供動力以便運載工具起飛。
圖18為處於自預旋轉布置中的預旋轉器組件的側視圖，其中旋翼 由發動機提供動力以便進行短距離起飛。
圖19為在飛行模式中貫穿推進器筒的傳動系的示意圖。
圖20為在摩託車模式中的貫穿推進器筒的傳動系的示意圖。
圖21為貫穿推進器筒傳動系的正視圖。
圖22為處於飛行模式中的側面安裝傳動系(貫穿推進器筒傳動系 的可選方案)的剖開示意圖。
圖23為處於摩託車模式中的側面安裝傳動系(貫穿推進器筒傳動 系的可選方案)的剖開示意圖。
具體實施例方式
l.優選實施方案的詳細說明
圖1為處於其飛行布置中的本發明一實施方案的正視圖。旋翼葉 片2可拆卸地連接到旋翼轂3上。旋翼轂3可轉動地連接在旋翼外掛 架14上。旋翼外掛架14可縮回地連接在機身外殼12上。方向舵9 和水平穩定器10可摺疊並且可縮回地連接在發動機殼16上。推進器 4安裝到推進器筒11上，機身外殼12通過該推進器筒、藉助軸承安 裝件(未示出)連接在發動機殼16上。發動機1可調節地安裝到發動機 殼16內，從而所述發動機1能夠相對於發動機殼16豎直上升和下降。 可縮回側輪5在縱向重心附近可縮回並且可轉動地安裝到機身外殼12 上，並且用作在飛行布置中的後起落架，並且在摩託車布置中防止運 載工具在低速下傾倒。用來使所述側輪伸展和縮回的裝置可以是電氣 或機械裝置，並且可以由杆、馬達或流體促動器，例如液壓或氣壓缸 提供動力。前輪7可轉動地連接在機身外殼12上，並且可轉向地連接 在操縱柄8上，而且在飛行布置中用作前起落架，並且在摩託車布置 中還用作前輪。
圖2為處於其飛行布置中的本發明一實施方案的側視圖。旋翼葉 片2可拆卸地連接在旋翼轂3上。旋翼轂3可轉動地連接在旋翼外掛
架14上。旋翼外掛架4可縮回地連接在機身外殼12上。在機身外殼 12內安裝有操縱柄8。推進器4安裝到推進器筒11上，機身外殼12 通過該推進器筒固定連接在發動機殼16上。發動機1可調節地安裝到 發動機殼16內，從而所述發動機1能夠相對於發動機殼16豎直上升 和下降。方向舵9和水平穩定器10可摺疊並且可縮回地連接在發動機 殼16上。可縮回側輪5在縱向重心附近可縮回並且可轉動地安裝到機 身外殼12上，並且用作在飛行布置中的後起落架，並且在摩託車布置 中防止運載工具在低速下傾倒。用來使所述側輪伸展和縮回的裝置可 以是電氣或機械裝置，並且可以由杆、馬達或流體促動器，例如液壓 或氣壓缸提供動力。前輪7可轉動地連接在機身外殼12上，並且可轉 向地連接在操縱柄8上，而且在飛行布置中用作前起落架，並且在摩 託車布置中還用作前輪。後輪6可轉動並且可縮回地安裝到發動機殼 16上，並且在運載工具處於飛行布置中時升離地面。
圖3為處於其飛行布置中的本發明一實施方案的剖開側視圖。旋 翼葉片2可拆卸地連接在旋翼轂3上。旋翼穀3可縮回地連接在旋翼 外掛架14上。旋翼外掛架4可縮回地連接在機身外殼12上。在機身 外殼12內安裝有操縱柄8。方向舵9和水平穩定器10可摺疊並且可 縮回地連接在發動機殼16上。推進器4安裝到推進器筒ll上，機身 外殼12通過該推進器筒固定連接在發動機殼16上。發動機l可調節 地安裝到發動機殼16內，從而所述發動機1能夠相對於發動機殼16 豎直上升和下降。排氣消聲器13從發動機1通過發動機殼16通向運 載工具後部。可縮回側輪5可縮回並且可轉動地安裝到機身外殼12 上，並且用作在飛行布置中的後起落架，在摩託車布置中防止運載工 具在低速下傾倒。用來使所述側輪伸展和縮回的裝置可以是電氣或機 械裝置，並且可以由杆、馬達或流體促動器，例如液壓或氣壓缸提供 動力。前輪7可轉動地連接在機身外殼12上，並且可轉向地連接在操 縱柄8上，而且在飛行布置中用作前起落架，並且在摩託車布置中還 用作前輪。後輪6可轉動並且可縮回地安裝到發動機殼16上，並且在 運載工具處於飛行布置中時升離地面。
圖3A為剖開側視圖，其顯示出處於其飛行布置中的本發明一實 施方案的機身外殼12和發動機殼16的剖視圖。旋翼葉片2可拆卸地 連接在旋翼轂3上。旋翼轂3可轉動地連接在旋翼外掛架14上。旋翼 外掛架4可縮回地連接在機身外殼12上。推進器4安裝到推進器筒 11上，機身外殼12通過該推進器筒連接在發動機殼16上。發動機l 可調節地安裝到發動機殼16內，從而所述發動機l能夠相對於發動機 殼16豎直上升和下降。可縮回側輪5可縮回並且可轉動地安裝到機身 外殼12上，並且在飛行布置中用作後起落架，在摩託車布置中防止運 載工具在低速下傾倒。用來使所述側輪伸展和縮回的裝置可以是電氣 或機械裝置，並且可以由杆、馬達或流體促動器，例如液壓或氣壓缸 提供動力。前輪7可轉動地連接在機身外殼12上。後輪6可轉動並且 可縮回地安裝到發動機殼16上，並且在運載工具處於飛行布置中時升 離地面。雖然該圖顯示出在操縱柄8和前輪7之間的機械連接，但是 同樣也可以通過其它裝置，例如電子控制件和能遙控(fly-by-air)的 伺服機構來實現轉向。
圖4為本發明推進器4的一實施方案的正視圖。推進器4安裝到 推進器筒11上，機身外殼12(未示出)通過該推進器筒固定連接在發動 機殼16(未示出)上。推進器葉片4可以從其樞接位置15伸展或縮回。 在飛行布置中，推進器葉片4A伸展。在地面布置中，推進器葉片4B(由 虛線表示)縮回，從而減小迎風面積並且提高離地距離以改善行車穩定 性。
圖4A為本發明推進器4的一實施方案的正視圖，其中推進器折 疊成摩託車模式以減小迎風面積並且提高離地距離以改善行車穩定 性。
圖4B為伸展成飛行模式的本發明推進器4的一實施方案的正視圖。
圖5為處於摩託車布置中的本發明一實施方案的側視圖。推進器 葉片4縮回，並且不再繞著推進器筒11轉動，機身外殼12通過該推 進器筒固定連接在發動機殼16上。發動機l(不可見)可調節地安裝到
發動機殼16內，從而所述發動機1能夠相對於發動機殼16豎直上升 和下降。方向舵9和水平穩定器10可摺疊並且可縮回地連接在發動機 殼16上。旋翼葉片2可拆卸地收起在機身外殼12旁邊。可縮回側輪 5可縮回並且可轉動地安裝到機身外殼12上，並且在飛行布置中用作 後起落架，在摩託車布置中防止運載工具在低速下傾倒。在機身外殼 12內安裝有操縱柄8，通過它可以使所述側輪5伸展(虛線)和縮回(實 線)。用來使所述側輪伸展和縮回的裝置可以是電氣或機械裝置，並且 可以由杆、馬達或流體促動器，例如液壓或氣壓缸提供動力。前輪7 可轉動地連接在機身外殼12上並且可轉向地連接在操縱柄8上，而且 在飛行模式中用作前起落架並且在摩託車模式中用作前輪。後輪6可 轉動並且可縮回地安裝到發動機殼16上，並且在運載工具處於摩託車 布置中時下降至地面。
圖6為處於其飛行布置中的本發明的兩棲實施方案的正視圖。旋 翼葉片2可拆卸地連接在旋翼轂3上。旋翼轂3可轉動地連接在旋翼 外掛架14上。旋翼外掛架14可縮回地連接在不透水機身外殼12上。 方向舵9和水平穩定器10可摺疊並且可縮回地連接在發動機殼16(不 可見)上。可縮回側輪5在縱向重心附近可縮回並且可轉動地安裝到不 透水機身外殼12上，在飛行布置中用作主起落架，並且防止運載工具 在水上飛機布置中和在摩託車布置中在低速下傾倒。用來使所述側輪 伸展和縮回的裝置可以是電氣或機械裝置，並且可以由杆、馬達或流 體促動器，例如液壓或氣壓缸提供動力。前輪7可轉動地連接在機身 外殼12上，並且可轉向地連接在操縱柄8(不可見)上，而且在飛行布 置中用作前起落架，並且在摩託車布置中還用作前輪。
圖7為處於其飛行布置中的本發明的兩棲實施方案的側視圖。旋 翼葉片2可拆卸地連接在旋翼轂3上。旋翼轂3可轉動地連接在旋翼 外掛架14上。旋翼外掛架14可縮回地連接在不透水機身外殼12上。 方向舵9和水平穩定器10可摺疊並且可縮回地連接在發動機殼16上。 後輪6可縮回並且可轉動地連接在發動機殼16上，並且在運載工具處 於飛行布置中時升離地面。側輪5在縱向重心附近可縮回並且可轉動
地安裝到機身外殼12上，在飛行布置中用作主起落架，並且防止運載 工具在水上飛機布置中和在摩託車布置中在低速下傾倒。用來使所述 側輪伸展和縮回的裝置可以是電氣或機械裝置，並且可以由杆、馬達 或流體促動器，例如液壓或氣壓缸提供動力。前輪7可轉動地連接在 機身外殼12上，並且可轉向地連接在操縱柄8上，而且在飛行布置中 用作前起落架，並且在摩託車布置中作為前輪。推進器4安裝到推進 器筒11上，機身外殼12通過該推進器筒11固定連接在發動機殼16 上。發動機l(不可見)可調節地安裝到發動機殼16內，從而所述發動 機1可以相對於發動機殼16豎直上升和下降。
圖8為處於其飛行布置中的本發明的兩棲實施方案的頂視圖。旋 翼葉片2可拆卸地連接在旋翼轂3上。旋翼轂3可轉動地連接在旋翼 外掛架14上。旋翼外掛架14可縮回地連接在機身外殼12上。方向舵 9和水平穩定器10可摺疊並且可縮回地連接在發動機殼16上。側輪5 可縮回並且可轉動地安裝到機身外殼12上，在飛行布置中用作主起落 架，並且防止運載工具在水上飛機布置中和在摩託車布置中在低速下 傾倒。用來使所述側輪伸展和縮回的裝置可以是電氣或機械裝置，並 且可以由杆、馬達或流體促動器，例如液壓或氣壓缸提供動力。推進 器4安裝到推進器筒11上，機身外殼12通過該推進器筒11固定連接 在發動機殼16上。發動機l(不可見)可調節地安裝到發動機殼16內， 從而所述發動機1可以相對於發動機殼16豎直上升和下降。
圖9為處於其飛行布置中的本發明的兩棲實施方案的後視圖。旋 翼葉片2可拆卸地連接在旋翼轂3上。旋翼轂3可轉動地連接在旋翼 外掛架14上。旋翼外掛架14可縮回地連接在機身外殼12上。方向舵 9和水平穩定器10可摺疊並且可縮回地連接在發動機殼16上。側輪5 可縮回並且可轉動地安裝到機身外殼12上，在飛行布置中用作主起落 架，並且防止運載工具在水上飛機布置中和在摩託車布置中在低速下 傾倒。用來使所述側輪伸展和縮回的裝置可以是電氣或機械裝置，並 且可以由杆、馬達或流體促動器，例如液壓或氣壓缸提供動力。推進 器4安裝到推進器筒ll(不可見)上。
圖10為處於其水上飛機布置中的本發明的兩棲實施方案的側視 圖。旋翼葉片2可拆卸地連接在旋翼轂3上。旋翼轂3可轉動地連接 在旋翼外掛架14上。旋翼外掛架14可縮回地連接在能浮起的機身外 殼12上。方向舵9和水平穩定器10可摺疊並且可縮回地連接在發動 機殼16上。後輪6可縮回並且可轉動地連接在發動機殼16上，並且 在運載工具處於水上飛機布置中時上升至其升高位置並且能浮起。可
縮回側輪5可縮回並且可轉動地安裝到機身外殼12上，並且在水上飛 機布置中防止運載工具傾倒並且是能浮起的。用來使所述側輪伸展和 縮回的裝置可以是電氣或機械裝置，並且可以由杆、馬達或流體促動 器，例如液壓或氣壓缸提供動力。能浮起的前輪7可轉動地連接到機 身外殼12上，並且可轉向地連接在操縱柄8上。可以設置例如附加充 氣容器的裝置來增大後輪6、側輪5和前輪7的位移以便獲得額外的 浮力。推進器4安裝到推進器筒11上，機身外殼12通過該推進器筒 11固定連接在發動機殼16上。發動機l(不可見)可調節地安裝到發動 機殼16內，從而所述發動機1可以相對於發動才幾殼16豎直上升和下 降。
圖11為處於其水上飛機布置中的本發明的兩棲實施方案的後視 圖。旋翼葉片2可拆卸地連接在旋翼轂3上。旋翼轂3可轉動地連接 在旋翼外掛架14上。旋翼外掛架14可縮回地連接在能浮起的機身外 殼12上。方向舵9和水平穩定器10可摺疊並且可縮回地連接在發動 機殼16上。側輪5可縮回並且可轉動地安裝到機身外殼12上，在飛 行布置中用作主起落架，並且在水上飛機布置中防止運載工具傾倒並 且是能浮起的。用來使所述側輪伸展和縮回的裝置可以是電氣或機械 裝置，並且可以由杆、馬達或流體促動器，例如液壓或氣壓缸提供動 力。推進器4安裝到推進器筒ll(不可見)上。
圖12為處於其摩託車布置中的本發明的兩棲實施方案的正視圖。 方向舵9和水平穩定器IO(不可見)可摺疊並且可縮回地連接在發動機 殼16(不可見)上，在摩託車模式中可摺疊並且縮回至靠近發動機殼16。 前輪7可轉動地連接到機身外殼12上，並且可轉向地連接在操縱柄8(不可見)上。
圖13為處於其摩託車布置中的本發明的兩棲實施方案的側視圖。 方向舵9和水平穩定器IO(不可見)可摺疊並且可縮回地連接在發動機 殼16上。後輪6可縮回並且可轉動地連接在發動機殼16上，並且在 該運載工具處於摩託車布置中時下降至地面。可縮回側輪5可縮回並 且可轉動地安裝到機身外殼12上，並且在摩託車模式中防止運載工具 在低速下傾翻。用來使所述側輪伸展和縮回的裝置可以是電氣或機械 裝置，並且可以由杆、馬達或流體促動器，例如液壓或氣壓缸提供動 力。前輪7可轉動地連接在機身外殼12上，並且可轉向地連接在操縱 柄8上。推進器4在摩託車布置中可摺疊，並且不可見。
圖13A為處於摩託車布置中的本發明的兩棲實施方案的剖開側視 圖。在機身外殼12內安裝有操縱柄8，它能夠使側輪5伸展(實線)和 縮回(虛線)。側輪5可縮回並且可轉動地安裝到機身外殼12上，並且 可以伸展以在摩託車布置中防止運載工具在低速下傾翻。用來使所述 側輪伸展和縮回的裝置可以是電氣或機械裝置，並且可以由杆、馬達 或流體促動器，例如液壓或氣壓缸提供動力。前輪7可轉動地連接在 機身外殼12上，並且可轉向地連接在操縱柄8上。後輪6可轉動並且 可縮回地連接在發動機殼16上，並且下降至地面。雖然該圖顯示出在 操縱柄8和側輪5之間的機械連接，但是同樣也可以通過其它裝置， 例如電子控制件和能遙控的伺服機構來實現縮回和伸展。
圖14為處於其摩託車布置中的本發明的兩棲實施方案的頂視圖。 方向舵9和水平穩定器10可摺疊並且可縮回地連接在發動機殼16上。 可縮回側輪5被縮回並且可轉動地安裝到機身外殼12上，在飛行布置 中用作後起落架，並且防止運載工具在水上飛機布置中和在摩託車布 置中在低速下傾倒。用來使所述側輪伸展和縮回的裝置可以是電氣或 機械裝置，並且可以由杆、馬達或流體促動器，例如液壓或氣壓缸提 供動力。推進器4的葉片被摺疊並且不可見。
圖15為處於其摩託車布置中的本發明的兩棲實施方案的後視圖。 方向舵9和水平穩定器10可摺疊並且可縮回地連接在發動機殼16上。
可縮回側輪5可縮回並且可轉動地安裝到機身外殼12上，並且防止運 載工具在摩託車布置中在低速下傾倒。用來使所述側輪伸展和縮回的 裝置可以是電氣或機械裝置，並且可以由杆、馬達或流體促動器，例 如液壓或氣壓缸提供動力。
圖16為處於自動旋轉布置中的預旋轉器組件的側視圖，其中旋翼 如在正常飛行期間自由旋轉。驅動輪18、摩擦輪19和聯軸器20所有 都固定安裝到驅動輪軸17上。驅動輪軸17可滑動並且可轉動地安裝 到旋翼外掛架14上。旋翼轂3可轉動地安裝到旋翼外掛架14上。旋 翼葉片2可拆卸地安裝到旋翼轂3上。聯軸器20與外部聯軸器21脫 開接合。推進器筒11與摩擦輪19脫開接合。
圖17為處於外部預旋轉布置中的預旋轉器組件的側視圖，其中旋 翼由外部源提供動力以便運載工具起飛。驅動輪18、摩擦輪19和聯 軸器20所有都固定安裝到驅動輪軸17上。驅動輪軸17可滑動並且可 轉動地安裝到旋翼外掛架14上。旋翼轂3可轉動地安裝到旋翼外掛架 14上。旋翼葉片2可拆卸地安裝到旋翼轂3上。驅動輪18與旋翼轂3 接合，並且聯軸器20與外部聯軸器21接合，以便給驅動輪軸提供動 力並且使旋翼旋轉。推進器筒11與摩擦輪19脫開接合。
圖18為處於自預旋轉布置中的預旋轉器組件的側視圖，其中通過 發動機l(未示出)給旋翼提供動力以便進行短距離起飛。驅動輪18、 摩擦輪19和聯軸器20都固定安裝到驅動輪軸17上。驅動輪軸17可 滑動並且可轉動地安裝到旋翼外掛架14上。旋翼轂3可轉動地安裝到 旋翼外掛架14上。旋翼葉片2可拆卸地安裝到旋翼轂3上。聯軸器 20與外部聯軸器21脫開接合。驅動輪18與旋翼轂3接合，並且推進 器筒11與摩擦輪19接合以給驅動輪軸提供動力並且使旋翼旋轉。
圖19為在飛行模式中貫穿推進器筒的傳動系的示意圖。在發動機 處於其更低位置中以給推進器4傳遞動力時，發動機1將旋轉動力傳 遞給與推進器筒11齒輪嚙合的驅動軸22。纜索導向器23沒有接觸地 穿過推進器筒ll。驅動軸22將旋轉動力傳遞給傳動裝置24，該傳動 裝置將動力傳遞給傳動皮帶輪25。在發動機l下降時，皮帶27鬆弛
並且皮帶支撐件28使皮帶27保持與傳動皮帶輪25脫開接合，從而沒 有動力傳遞到後輪6。皮帶27與固定安裝到後輪6(未示出)上的後運 載工具皮帶輪26接合。
圖20為在摩託車模式中貫穿推進器筒的傳動系的示意圖。在發動 機1升高時，發動機1將旋轉動力傳遞給與推進器筒11脫離接合的驅 動軸22，從而沒有動力傳遞給推進器4。纜索導向器23沒有接觸地穿 過推進器筒ll。驅動軸22將旋轉動力傳遞給傳動裝置24，該傳動裝 置將動力傳遞給傳動皮帶輪25。在發動機1上升時，皮帶27拉緊 (taught)並且鬆弛的皮帶支撐件28使得皮帶27能夠接合傳動皮帶輪 25。皮帶27與後運載工具皮帶輪26接合以給其上固定安裝有皮帶輪 26的後輪6(未示出)提供動力。
圖21為貫穿推進器筒的傳動系的正視圖。發動機1將旋轉動力傳 遞給驅動軸22，該驅動軸在接合時與推進器筒11齒輪嚙合。纜索導 向器23沒有接觸地穿過推進器筒11。驅動軸22將旋轉動力傳遞給傳 動裝置24(不可見)，該傳動裝置將動力傳遞給傳動皮帶輪25。在皮帶 27拉緊時，鬆弛的皮帶支撐件28(不可見)使得皮帶27能夠接合傳動 皮帶輪25。皮帶27與後運載工具皮帶輪26接合以給後輪6(未示出) 提供動力。
圖22為在飛行模式中側面安裝的傳動系(貫穿推進器筒傳動系的 可選方案)的剖開示意圖。發動機1將旋轉動力傳遞給通過螺母28連 接到內輪29上的發動機軸38。條板狀軸32可滑動地連接在發動機軸 38和錐齒輪34上。發動機軸38將旋轉動力傳遞給條板狀軸32，該條 板狀軸通過接合的錐齒輪34將動力傳遞給推進器皮帶軸35。推進器 驅動軸35驅動推進器皮帶36以使推進器軸37轉動。在飛行模式中， 因為接合銷30沒有接合外輪36以給後輪傳動皮帶27提供動力，因而 後輪6沒有^皮提供動力。
圖23為在摩託車模式中側面安裝的傳動系(貫穿推進器筒傳動系 的可選方案)的剖開示意圖。發動機1將旋轉動力傳遞給通過螺母28 連接到內輪29上的發動機軸38。條板狀軸32可滑動地連接在發動機
軸38和錐齒輪34上。條板狀軸32固定連接在制動盤33上，並且具 有用來容納接合銷30的接合孔31，以便接合外輪36並且從發動機中 傳遞旋轉動力。動力通過後輪傳動皮帶27傳遞到後輪軸26。在摩託 車模式中，因為錐齒輪34被脫開接合併且沒有對推進器驅動軸35提 供動力，因而推進器4沒有被提供動力。 2.本發明的說明
如圖1所示，本發明在牽引機式推進器和發動機前面具有與 Breuner Autogiro才幾搶類似的結構，並且具有所有與Breuner Autogiro 所享有的優於其它旋翼機的優點相同的優點，但是代替大型推進器管 道和用來將Breuner Autogiro的前半部和後半部保持在一起的外部框 架支撐件，本發明在推進器4內部採用了機身旋翼葉轂，這使得該運 輸工具能夠具有較小的迎風面積，從而使得本發明適用於地面駕駛。 本發明由於可在路面行駛，因而具有所有優於Breuner旋翼機的優點， 即在天氣或規定禁止飛行時能夠以摩託車模式行駛，在能夠飛行的情 況下能夠以摩託車模式行駛到不遠的地方。在摩託車模式中，設置在 推進器4後面的發動機1能夠順暢地將動力傳遞給後輪6。本發明的 發動機傳動裝置的優選實施方案在於設在發動機1的後面。這能夠進 行直接的動力傳動以便驅動位於發動機1後面的後輪6。本發明的優 選實施方案使用簡單的摩擦輪或齒輪來預先轉動旋翼2。在接合該系 統時，推進器筒11可以通過離合器逐漸驅動摩擦輪19，摩擦輪19又 驅動旋翼轂3和旋翼2。在採用與現有技術類似大小的推進器4安裝 到比現有技術更低的位置，同時保持足夠的離地距離時，本發明的用 於推進器4的未受阻擋的旋轉平面能夠實現更低的重心。這導致發動 機l安裝到同樣更低的位置中，並且因此降低了重心。推進器軸線降 低使得運輸工具能夠更矮並且更穩定。本發明的在推進器周圍的自由 氣流的優選實施方案導致更加簡單並且更輕的結構。無需用來支撐發 動機的突出的高阻力支柱、控制表面或者安裝有主起落架的管道以及 所有用來承受著陸衝擊的笨重內部結構。本發明的優選實施方案的發 動機1和方向舵9以及水平穩定器10通過推進器筒來支撐。這是更加
簡單、更加流線型並且有效的結構，這減小了重量、成本和複雜性。 本發明的優選實施方案不需要管道，並且其支撐結構具有更短的距離， 從而導致與現有技術相比更小的迎風面積。這又在飛行或駕駛時產生
更小的阻力並且提高了燃油效率。在飛行時，Breuner旋翼機的支撐 立柱影響了推進器的外部區域的高速氣流，從而引起非常高的阻力。 本發明的流線型機身外殼12和推進器筒11的優選實施方案只是影響 了推進器的內部區域的低速氣流，並且因此引起的阻力更小。
與其它推進器不是位於運輸工具最前部或後部處的旋翼機相比， 本發明的其它優點在於，在通過穿過推進器輪轂11的結構件將發動機 1、發動機殼16和尾翼9和10附接到機身外殼12上的情況下，因為 在環形管道或其它結構構件連接著運輸工具的前部和後部的情況下不 會存在任何間隙問題，所以推進器4的直徑可以更大。推進器直徑在 飛行推進效率方面很可能是最重要的因素。本發明的推進器4從旋翼 葉片2到地面具有未受阻礙的空間。該結構使之容易通過簡單地使側 輪5和/或旋翼外掛架14延伸遠離推進器筒11來對運輸工具進行調整 以適應更大的推進器4。還有，因為推進器4非常靠近伸展的側輪5， 所以在飛機相對於地面傾斜時推進器4的離地距離在起飛和著陸期間 保持近乎恆定。如果如在某些旋翼機設計中一樣，推進器4設置得更 遠離起落架(側輪5)，則在飛機傾斜時由於與地面接觸而導致的推進器 損壞的危險增大。如在本發明中一樣，使推進器4圍繞著外殼旋轉消 除了要使推進器和發動機上升至結構件，例如縱梁龍骨上方的必要， 並且具有使重心和推進器推力線保持更低的安全優點，因此降低了出 現危險的"推力過大"從而飛機進入向前翻滾的飛行情況的機率。另一 個安全優點在於，將推進器4非常靠近旋翼外掛架14設置，這消除了 推進器4由於"旋翼拍打，，而與旋翼葉片2接觸的危險。
在摩託車模式中，與其它可在路面行駛的旋翼機相比，本發明的
優點在於能夠在兩個輪子6和7上平衡和傾斜，以便對於徑向向上穿 過這些輪子的大多數道路而言具有更好的轉彎能力。為了獲得相同的 轉彎性能，容易傾翻的具有三個或更多輪子的可路面行駛的旋翼機需
要更重並且側面加強的輪子、輪胎和結構以承受與輪子旋轉平面豎直
的更大負載。與包括Ecomobile的其它摩託車相比，本發明的優點在 於能夠飛越交通堵塞區域、水面、崎嶇地區等。與附接到滑翔傘上的 滑行車/摩託車相比，本發明的飛行速度能夠快四倍。
雖然本發明的優選實施方案釆用了可拆卸的旋翼葉片，但是也可 以採用可摺疊或可縮回的旋翼葉片。旋翼葉片可以是可縮回的、可折 疊的、可膨脹的、可巻成巻筒，或者採用類似的方式以代替當前從承 載位置來安裝收起葉片的方法。同樣，可縮回、可摺疊或可拆卸的推 進器葉片也將是可以的。對於飛行可以採用自摺疊/伸展推進器，例如 在Stemme Motorglider上所採用的。這減輕了駕駛員手動擰緊和鬆開 重新定位的推進器葉片以從行駛改變到飛行模式的作業。雖然本發明 的優選實施方案通過使後輪6升高來過渡到飛行模式，但是在重心位 於側輪5前面時，也可以通過使前輪7升高來實現類似的效果。應該 指出的是，本發明的實施方案可以在飛行模式中，包括起飛和著陸， 完全實現，而不用升起前輪7或後輪6。優選的是，本發明的實施方 案實現了從摩託車到飛行模式的轉變，並且不需要駕駛員離開座位就 能夠返回，並且不會中斷運輸工具的向前運動。
這裡，本發明的實施中方案設有通過側面安裝的傳動系從摩託車 手動轉變成飛行模式的裝置。首先，使運輸工具減慢至低於IOMPH， 並且通過在控制柄8上擠壓側輪5的鎖緊銷杆以鬆開側輪5並且將控 制柄8向前推動以促動用來使在彈簧加載銷作用下鎖定就位的側輪5 伸展開的連接件來使側輪5從其縮回位置伸展開。在仍然向前運動的 期間，駕駛員促動一對氣動控制閥，該氣動控制閥使壓縮氣體通入到 其相應側輪5的氣動促動器組件，從而迫使外伸輪子向外並且向下同 時將運輸工具的後輪6升離地面，提供用於推進器4伸展的間隙，並 且加寬側輪5的安放位置以用於更大的滾動穩定性。在後輪6升離地 面並且因此使其制動器不起作用的情況下，駕駛員促動前手剎杆以接 合前輪7，從而進行制動並且使運輸工具停止。這時，駕駛員離開座 位以進行飛行前檢查並且調整以下關健步驟以便飛行
將兩個安全銷安裝到每個側輪5中以確保它們保持伸展； 一個穿 過氣動促動器，並且一個在使側輪5擺動的搖擺組件中。
為了提供飛行所用的動力，駕駛員通過將使推進器葉片4保持縮 回的螺栓鬆開使縮回的推進器葉片4展開，並且使它們伸展成由相同 的螺栓重新緊固到飛行位置中。
接下來，為了使發動機l不給後輪6提供動力並且改變成給推進 器4提供動力，後輪制動器卡鉗組件從制動盤33縮回，制動盤33附 連有發動機角傳動裝置的主軸動力選擇器/連接器盤。如圖22和23所 示，在摩託車模式中，發動機1將旋轉動力傳遞給通過螺母28附連到 內輪29上的發動機軸38上。條板狀軸32滑動連接到發動機軸38和 錐齒輪34。條板狀軸32固定連接在制動盤33上，並且具有用來容納 接合銷30的接合孔31，以便接合外輪36並且從發動機傳遞旋轉動力。 動力通過後輪傳動皮帶27傳遞給後輪軸26。在摩託車模式中，因為 錐齒輪34脫開接合併且不會給推進器傳動軸35提供動力，因而推進 器4沒有被提供動力，因此在卡鉗縮回的情況下，駕駛員將錐齒輪34 外殼上的鎖環鬆開，從而允許條板狀軸32在其外殼中滑動直到接合銷 30與接合孔31脫開接合(因為動力不再輸送給後輪6)，並且使錐齒輪 34接合(從而動力現在傳遞給推進器4)，從而通過推進器皮帶軸35、 推進器皮帶36和推進器軸37重新將動力傳遞給推進器4。然後重新 擰緊角傳動鎖環以將條板狀軸32固定就位以便進入飛行模式。
接下來，為了實現飛行控制，飛行控制表面9和IO必須從其向前 折起的摩託車位置伸展開。
大多數輕型飛機的特徵，通過控制電纜和已經附接並且準備使用 的外殼藉助腳踏板來促動方向舵9。
為了升起，與從劍鞘中拔出劍一樣，將旋翼葉片2從其存儲腔室 中取出並且螺栓檸緊在旋翼轂上，該旋翼轂通過蹺蹺板狀銷附接在旋 轉旋翼轂3上，該旋翼轂3安裝到頂部，氣動促動的旋翼外掛架14 位於縮回位置中。 一旦葉片被附接，就促動氣壓缸，從而將旋翼葉片 提升至飛行位置，並且將安全銷安裝穿過促動器以將它鎖定。為了對
旋翼轂組件進行飛行控制，使從多功能控制柄到外伸支架的杆斷開， 並且重新連接到附接到旋翼轂上的單獨連接件，以傳遞主要的俯仰和 翻滾飛行控制。
駕駛員(飛行員)現在已經完成了所有機械動作，以使該運輸工具
準備飛行。在起飛之前，在飛行工作站上也進行電子選擇，例如將GPS 從路面轉換到空中操作、打開飛機無線電設備、防撞燈和其它這些操 作檢查表項目。
在飛行之後，為了使運載工具返回到摩託車模式，駕駛員滑行至 完全停止，離開座位，並且通常反向進行上面列出的動作。首先，從 旋翼主軸14中將安全銷拉出，並且通過將閥門打開以從主軸促動器中 釋放氣體以使主軸縮回。在旋翼轂3下降至其靠近眼睛高度的摩託車 模式位置的情況下，將葉片2拆除並且返回到其機身外殼12中的存儲 鞘中。接下來，通過反向進行條板狀軸32的操作以斷開推進器驅動裝 置的動力並且重新選擇後輪提供動力以使發動機1轉回到行駛模式。 通過將葉片4的螺栓擰開脫離伸展飛行模式，並且將它們重新緊固在 縮回位置中使推進器4返回到其收起位置。最後，將從控制柄8到旋 翼轂3的連接件斷開，並且重新連接到側輪5上。在從側輪5中將所 有四個安全銷拔出之後，側輪5在重力作用下或者藉助通入到促動器 的縮回側的壓縮氣體縮回。在後輪6位於地面上並且側輪5提供了穩 定性的情況下，飛行員(現在是駕駛員)能夠回到座位中，重新配置飛 行工作站無線電和燈等，並且繼續飛行。
在陸地行駛期間，本發明的優選實施方案如任意摩託車一樣配置 和操作，駕駛員在兩個輪子上平衡運載工具，並且通過非常類似大多 數後輪驅動摩託車的控制項來控制其方向和速度。控制柄8與前輪連接 以進行轉向。通常的摩託車控制裝置附接到控制柄8上，從而包括具 有發動機接通/斷開/啟動開關的扭轉節流閥、由右手操作的前制動操 作杆以及由左手操作的發動機離合器操作杆。側輪5在車尾停止燈處 實現駕駛員腳的平衡工作。由左手操作的操作杆安裝到控制柄上，以 使將氣動促動器外伸輪組件鎖入到所選位置中的彈簧加載銷脫開接
合。側輪5通過來自控制柄8的槓桿作用從伸展位置擺動到縮回位置 並且返回。在靜止或低速時，將該控制柄向前推動，使得外伸支架伸 展以便平衡，拉動控制杆而使外伸支架縮回，並且在更高速度下允許 車輛進行傾斜轉彎。該機械動作通過杆從控制柄傳遞給外伸支架。與 大多數摩託車一樣，更多控制項安裝到框架/外殼上，從而包括由右腳操 作的後制動操作杆以及由左腳操作的變速器踏板。本發明的優選實施 方案具有對於飛行和摩託車模式兩者都非常類似的控制以及控制柄 8，該控制柄控制著飛機在飛行中的傾斜，並且用在地面上作為在縮回 和伸展位置之間連接側輪5的控制件，例如電子、氣動、手動操作杆 或其它裝置。在飛行中和在地面上可以使用電子控制器和一系列能遙 控的伺服機構來完全控制本發明的實施方案。可以採用手持式^L頻遊 戲控制器或類似的裝置。該控制方法的明顯優點在於能夠迅速熟悉飛 行控制，因為飛行員能夠直接應用可在個人計算機上模擬的模擬器實 時飛行虛擬飛機，並且他們在該過程中開發出快速響應精神運動4支能。 進行過飛行模擬器遊戲的人們比實際註冊的飛行員人數要多得多，因 此他們的技能為私人飛機創造了很大的潛在用戶基礎。
本發明可以由通常的航空材料製成，並且不需要特殊材料來實現 本發明。本發明的優選實施方案由在旋翼葉片、推進器、框架、軸承 箱以及可能需要降低重量和提高強度的任意地方結合碳納米管的非常 堅固輕型的材料製成。應該指出的是，雖然強度重量比決定了在優選 實施方案中的材料選擇，但是對於許多運載工具零部件而言，為了節 約成本可以替代採用許多廉價的材料，例如竹子，同時也能夠保持運 載工具的一般功能性。可能材料的非排他性列表包括鋼、鋁、竹子、 雲杉、鎂、碳化纖維、碳化纖維納米管、硼、玻璃纖維、泡沫、由各 種材料製成的複合材料、各種材料的蜂窩板以及其它普通的飛機材料。
出於燃油經濟性、再生制動和安靜操作的目的，本發明的優選實 施方案具有混合驅動傳動系。本發明還可以使用普通內燃機或渦輪發 動機來實現。雖然圖19-23顯示出皮帶驅動後輪6，但是用來從發動 機1將動力傳遞給所述後輪6的裝置還包括以下非排他性裝置皮帶
傳動裝置、滾子鏈、到傘齒輪的軸傳動裝置、輪緣傳動裝置和摩擦傳 動裝置。
本發明的優選實施方案具有裝配有加熱器和空調以及安全帶和安 全氣嚢的硬殼式外殼，但是本發明可以實施為沒有外殼的敞開形式， 在該情況中在一些管轄區域中需要頭盔，並且在兩棲模式中必須有可 選/附加的漂浮裝置。
本發明的優選實施方案具有推進器，但是也可以採用噴氣發動機。 本發明的優選實施方案為小型單座或雙座運載工具，但是只要在 兩個輪子上能夠進行平衡，本發明也可以設計成明顯更大以承載更多 的乘客和貨物。
上面已經對本發明的這些實施方案進行了相當詳細的說明，以便 使得本領域普通技術人員能夠實現本發明。但是，本發明可以釆用許 多其它實施方案來實現同時仍然保持在權利要求的範圍內。
權利要求
1.一種能夠作為摩託車或旋翼機進行操作的運載工具，所述運載工具具有飛行模式和摩託車模式，所述運載工具包括框架，它具有前部和後部；至少一個飛機推進裝置，它包括至少一個推進器，它在所述運載工具處於所述飛行模式中時繞著推進器筒旋轉，所述推進器筒為將所述框架的前部固定連接在所述框架的後部的單獨部件；安裝到所述框架的後部的發動機，其中所述發動機在所述飛行模式中為所述推進器提供動力；固定安裝到所述框架的前部的座艙，所述座艙包括用於控制所述運載工具的裝置；至少一個飛機提升裝置，它包括在所述運載工具處於所述飛行模式中時可轉動地安裝到所述框架上的至少一個旋翼；以及至少一個前輪，它沿著所述運載工具的中心線可轉向地並且可轉動地安裝到所述框架的前部；至少一個後輪，它在所述摩託車模式中由所述發動機提供動力並且沿著所述運載工具的中心線可轉動地安裝到所述框架的後部。
2. 如權利要求1所述的運載工具，其中所述運載工具具有可縮回 地並且可轉動地安裝到所述框架上的側輪，並且所述側輪在所述飛行 模式中用作起落架並且在所述摩託車模式中防止所述運載工具在低速 下傾翻。
3. 如權利要求l所述的運載工具，其中所述座艙封裝在附接到所 述框架的前部或與所述框架的前部結合的硬殼式外殼中，並且所述發 動機封裝在附接到所述框架的後部或與所述框架的後部結合的硬殼式 外殼中。
4. 如權利要求l所述的運載工具，其中所述運載工具還是具有水 上模式的水上飛機，並且一個水上推進裝置以及一個或多個漂浮裝置 附接到所述框架。
5. 如權利要求1所述的運載工具，其中所述旋翼包括可拆卸的旋 翼葉片，所述旋翼葉片在所述運載工具沒有處於所述飛行模式中時可 以沿著所述運載工具的側面收起。
6. 如權利要求l所述的運載工具，其中所述旋翼包括可摺疊的旋 翼葉片，所述旋翼葉片在所述運載工具沒有處於所述飛行模式中時折 疊。
7. 如權利要求1所述的運載工具，其中所述旋翼包括可伸展的旋 翼葉片，所述旋翼葉片在所述運載工具沒有處於所述飛行模式中時縮 回。
8. 如權利要求l所述的運載工具，其中所述推進器包括可摺疊的 推進器葉片，所述葉片在所述運載工具沒有處於所述飛行模式中時折 疊。
9. 如權利要求l所述的運載工具，其中所述發動機為所述旋翼提 供動力以便短距離或豎直起飛。
10. 如權利要求1所述的運載工具，其中所述外部能源連接到安 裝在所述旋翼上的外部聯軸器，並且為所述旋翼提供動力以便短距離 或豎直起飛。
11. 如權利要求1所述的運載工具，其中在所述框架的後部上安裝有至少一個方向舵和至少一個水平穩定器。
12. 如權利要求1所述的運載工具，其中所述發動機可調節地安 裝到所述框架的後部上，從而所述發動機可以相對於所述框架的後部 豎直上升和下降，由此通過使一個或多個傳動皮帶鬆弛和鬆開或者使 齒輪嚙合和脫開嚙合，從所述推進器到所述後輪來回地轉換機械能的 供應。
全文摘要
一種能夠在作為旋翼機飛行和作為摩託車行駛之間進行操作轉換的運載工具，其中所述推進器繞著外殼一部分轉動。推進器跨距與在旋翼機提升旋翼葉片和地面之間的空間一樣大。起落架可以選擇地伸展，並且旋翼葉片可以升起以便使用更大的推進器。
文檔編號B64C27/02GK101365624SQ200680038389
公開日2009年2月11日 申請日期2006年2月27日 優先權日2005年8月24日
發明者C·卡爾菲, D·莫爾納, Z·高勞姆塞吉 申請人:莫爾納裡公司