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作品:肖鑫之空中的士

http://jczs.sina.com.cn 2006年08月30日 17:26 新浪军事
作品:肖鑫之空中的士

空中的士机头侧图

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  设计名称:空中的士设计

  作 者: 肖 鑫

  指导老师:朱嗣惠、童惠泉、彭承明、刘岳雄

  空中的士设计方案

  在1903年莱特兄弟发明的飞机升空后,会飞的汽车便成为当时一些思想开放的人追逐的梦想。

  美国专利商标局里至今还保存着近80种飞行汽车的发明资料。美国正在实施航运三个梯次的尝试,前两个梯次分别为大型客机和中型客机,第三个层次为适合以家庭为单位(3人左右)的小型飞机,虽然发展状况还有待考察,但家庭航空时代已出现雏形。

  我国在飞行汽车和小型飞机方面还有许多方面,需要借鉴;自主创新的设计很少,因此提出了这个微型喷气式客机“空中

出租车概念设计”,以适应未来航空发展的需要。

  1基本数据

  机长:5/6米

  翼展:5/6米

  机高:2/2.5米

  最高飞行时速:650公里/小时

  实用升限:6000米

  最大起飞重量:3000千克

  最大垂直起飞重量:2300千克

  最大载量:1000千克

  最高时速:650公里/小时

  巡航速度:450公里/小时

  最大上升速度:1600米/分钟

  最远飞行距离:约2000公里

  空重:1300千克

  座位:2/4座

  机舱长、宽:2x1.75米

  油耗量:0.15/0.20升/公里

  所需停车场面积:长、宽各8米

  救生设备:防护气囊、弹射座舱、救生伞

  1.1空中的士设计的三视图  

  整机正视效果图

  整机后视效果图

  整机俯视效果图

  摘要:

  这是一种垂直/短距起落微型喷气式客机的概念设计。

  作为未来家庭和商务空中飞行器的合理想象,它载客2~4人,采用喷气反作用控制系统。它的发动机是可按驾驶员的意愿转动,能水平状态向上转动60度,向下转动90度,向左,右转动10度。进气道在机身两侧及上方,有利于发动机运行时的空气流通。小机翼可折变收入机身,全机采用碳纤维夹层结构设计。整机为可拆卸模块设计,既可减轻重量又方便维修和更换装配。

  主要机载设备有:超高频/甚高频通信电台、全天候着陆接收机、雷达高度表、通信/导航/识别数据转换器、惯性导航系统、前/后视雷达警戒接收机、数字式大气数据计算机、双层玻璃平视显示仪和显示计算机、数字式阴极射线管显示指示器、地图显示器。

  使乘客舒适性设置有:多段按摩椅、微电脑恒温空调、微电脑。

  安全性能方面配备有:防抱死系统、救生伞、自动束紧安全带、防护气囊、紧急氧气罩。

  该设计方案具有良好的气动外形,结构合理,重量轻,有很好的创新性和广阔的发展前景。

  2思路说明:

  这是一种垂直/短距起落空中出租车的概念设计方案。我将其称之为“灵霄号”,希望它能赋有灵性(全自动化),能在九霄中象雄鹰一样翱翔。是对未来家庭和商务空中飞行器的合理想象,“灵霄号”载客2~4人(不同视向见图1~7),采用喷气反作用控制系统,驱动空气马达由经压气机压缩后的空气驱动。

  整机为可拆卸模块设计,既可减轻重量又方便维修和更换装配;机翼、行李箱、燃油箱设在座舱地板下面。整机可拆卸模块结构分为(见图):设备舱,驾驶舱,行李、燃油、机翼舱,发动机舱,4个舱段。

  CAD整机结构图

  3设备舱、驾驶舱

  “灵霄号”采用数字化飞行控制系统,利用先进电子及GPS卫星定位技术,可使飞机不再使用任何机械测量仪器。

  交通通过智能系统的整合集成运用,在提高速度的同时保证了新交通工具的安全性。

  3.1主要机载设备

  a超高频/甚高频通信电台

  b全天候着陆接收机

  c雷达高度表

  f数字式大气数据计算机

  g双层玻璃平视显示仪和显示计算机

  h数字式阴极射线管显示指示器

  j地图显示器

  3.3安全性能:

  安全性能方面配备有:

  防抱死系统

  救生伞

  自动束紧安全带

  防护气囊

  紧急氧气罩

  机翼

  “灵霄号”起飞及飞行时,机腹部小机翼为伸出状态,提供升力;飞行速度高时,小机翼逐渐平并随之向后折入机腹(见图12),有效减少巡航激波阻力。驾驶员可通过液压装置控制机翼在0度至90度之间变化,以获得不同的气动性能。

   5发动机舱  

  5.1发动机

  本方案成功的关键是能研制出一种高性能的小型喷气发动机见图13~14)。

  要求:

  (1)可靠性高;

  (2)效费比高,动力系统的综合效费比不应低于现役发动机;

  (3)推力大,推力要达到一千克,加力推力至少应为九百千克;

  (4)尺寸小,最大直径不应超过0.5米,长不超过1米;

  (5)结构简单;

  (6)发动机整体类球状,可上下转动。

  本方案成功的关键是能研制出一种高性能的小型喷气发动机。

  要求:

  (1)可靠性高;

  (2)效费比高,动力系统的综合效费比不应低于现役发动机;

  (3)推力大,推力要达到一千克,加力推力至少应为九百千克;

  (4)尺寸小,最大直径不应超过0.5米,长不超过1米;

  (5)结构简单;

  (6)发动机整体类球状,可上下转动

   5.3 V尾  

  “灵霄号”——飞行气动布局采用可变式/V尾转换式,机身呈水滴状高流线型设计。

  全动 V 尾,横截面呈菱形

   V形全动尾翼 

  5.3进气道

  进气道在机身两侧及上方(见图),减少了声爆向地面的传播。垂直起落时,发动机短舱转到垂直状态,向下喷射气流,喷气升力的合力通过重心。此时的操控和调姿由发动机系统的推力差和推力矢量相互协调完成。由于这时进气口是向上的,所以最大限度地减少了废气的再吸入,而且也没有任何的推力损失,还可以充分地利用地效。空中出租车主要有相互协调的矢量/反推喷气进行操控,俯仰,横滚和偏航均由推力差/推力矢量来控制。

  结论及发展前景

  该设计方案具有很好的创新性和广阔的发展前景。预算价格是每架约35万美元。随着需求量的增多,生产数量增大,价格还会大大降低。以后单价约18万美元,距一辆高级小轿车相差不远。尽管“空出租车”的大量使用会受到空中区域管制等诸多法规的限制,但它出色的本领和美好的发展前景却非常诱人。

  设想一下:当空中汽车普及时,高速公路就会变得冷清了,机场也会大受影响。人们可以享受每小时650公里的空中汽车,那谁还愿意去坐车速每小时几十公里的出租车呢?人们可以从家门口直接坐上空中出租车,再也不用花几个小时赶到机场去候机。由于空中出租车的速度是如此之快,一个城市只要集中建设一、两个停车场就够用了。如果空中汽车能够普及,人们出行只要给空中出租车调度中心打个电话,调度员马上将空出租车派发到任何你所需位置,你就可以乘坐空中出租车迅速到达目的地。

  

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