本发明涉及一种运用地面电力来进行驱动的有线电动气垫飞行器,属于一种交通工具。 由于现代飞行器如固定翼飞机、直升飞机、气垫飞船等的动力驱动系统通常是燃油发动机,发动机在做功时由于燃油的不完全燃烧及含有大量热能和动能的高温高速燃气排出,这些能量的损失使得一般航空发动机的热效率仅为0.3-0.55,燃油发动机推进效率一般约为0.5-0.8,而航空发动机的总效率等于热效率与推进效率的乘积或推进功除以燃油的化学能,一般约为0.2-0.4,因此用燃油发动机作动力的飞行器总效率通常是较低的。有线电动飞机(专利号93102904.X)因其飞行过程中用于产生推力、升力的空气动能仍有一定的损失,还因其安全飞行对连续供电的要求比较严格,因而在实际应用中还需进一步完善。
本发明的目的在于避免上述不足之处,提供一种利用空气垫升原理、空气垫升系统结构、垫升运行方式以地面电力为动力来驱动的有线电动气垫飞行器,它具有自身结构简单,能耗低、载重量大,飞行速度快、飞行安全可靠、无噪音、无污染的特性。
本发明的目的由如下方案来实现:具有机身4a,机身上安有用于产生垫升气源的风扇(含离心风扇)4,用于产生前行推力及控制方向的推进器16,螺旋浆15,支撑座17,围裙18,其不同之处在于气垫飞行器上的驱动装置为电动机5,气垫飞行器通过电缆线2和集电器8与地面铺设的电力导轨1相接通。
按上述方案,运行时,气垫飞行器通过电缆线2和滑动地集电器8从地面获得动力源,开动电动机驱动气垫风扇、推进器,使气垫飞行器在垫升气流的垫升下升起,并沿电力导轨方向向前飞行。由于采用电动机作为驱动装置,可使气垫飞行器的动力设置得到较大简化,整个气垫飞行器的结构也同时得以简化。重量相应减轻,同时采用电力导轨的送电方式,既可免去气垫飞行器自带燃料的不方便,降低了能耗成本,又可将航程无限延伸,也使本发明的驱动装置变得更为简便可靠。气垫飞行器上的电动机既可是一般电动机,也可是超导电动机,电动机因其体积小便于制成有液氦冷却的超导电动机,以提高电动机的驱动力,节省能量。本发明相应的配套设施为电力导轨,在地面设置安装较为简易,从整个运行系统来说,与其它的飞行器相比具有较高的总效率,且投资少,装载效率高,能力强,无噪音、无污染。
本发明的有线电动气垫飞行器通常在地表,水表面飞行。电力导轨可沿地面、水面铺设也可象电力线那样凌空架设。集电器8在电动气垫飞行器机体的带动下,沿电力导轨1与电动垫飞行器保持同步滑行或自行。有线电动气垫飞行器也可通过电缆-缆绳或电缆-钢性拉杆连接拖动集电器8前行。
本发明的电力导轨、集电器可完全采用有线电动飞机的电力导轨、集电器的多种结构,还可将电力导轨、集电器设置为双轨式,集电器还可分设在有线电动气垫飞行器两侧前、中、后,集电器沿水平方向前行的结构不变,在竖直方向上集电器与有线电动气垫飞行器机体间的固定方式采用类似集电器与电力导轨在水平方向上的活动的套合方式,并可设置助滑导轮(或套筒)11y,导轮槽、导轮柱或套杆(统称滑动杆)14y,以便电动气垫飞行器在垫升飞行中在竖直方向(y方向)和水平方向(x方向)上能自由移动,亦即能自由升降、自由前飞,同时又不会脱离电力导轨。这种结构的集电器又叫轨道飞行器安全定位器,其中安全定位器的固定座12y可分别固定在有线电动气垫飞行器的两侧(双轨式)或中间底部(单轨式),滑动杆14y固定在集电器滑座12的上部。
本发明的气垫飞行器还可在飞行器的两侧安设机翼,垂直推进器16还可设置于机翼两侧上(类似螺旋浆飞机的机翼)以便在高速飞行时产生动态垫升力,用以平衡部分机体重力,减少气垫风扇的功耗。
有线电动气垫飞行器的垫升系统结构与垫升运行方式可按现行气垫飞行器已有的任何垫升系统结构与垫升运行方式进行设计。
有线电动气垫飞行器的围裙18既可用软质材料(如有合成橡胶涂层的尼龙布等)制成,也可用硬质材料(如钛合金、铝钛合金、玻璃钢、工程塑料等)制成。
在陆地上飞行的有线电动气垫飞行器的围裙底部既可设计为在平面路面、水面上飞行的一般平面形状。也可设计为各种特制槽型围裙形式,并与特制槽型轨道(如梯型、V型、倒V型、C型等)路面套合使用。电动垫飞行器底部还可设置起落架、间隙传感器。
本发明的轨道飞行器安全定位器还可适用于有线电动飞机或其它轨道飞行器使用。
本发明的进气风扇4和出气腔之间还可设置带增压叶片的压气室。
图1为本发明一个实施例的结构图示;
图2为图1实施例的剖面结构图示;
图3为本发明轨道飞行器安全定位器在竖直方向运动的部分结构侧视图;
图4为本发明轨道飞行器安全定位器在竖直方向运动的部分结构的另一种侧视图;
图5为本发明轨道飞行器安全定位器在竖直方向运动的部分结构的俯视图;
图6为本发明轨道飞行器安全定位器在竖直方向运动的结构的另一种俯视图。
本发明的实施例如图1、2、3、4、5、6所示为一种有线电动气垫飞行器,具有机身4a,机身的上部安有用于产生垫升气源的(离心)风扇4,在机身顶部前后装有垂直推进器16,其中电动机5和推进器16内还可设置变速齿轮,机身下方设有围裙18,在机身两侧可设置机翼,垂直推进器16可装在机翼上,机仓内设有电动机5作为驱动装置,气垫飞行器的电缆线2经过集电器8与电力导轨1相接通,获取电力,集电器8具有与电力导轨1截面相套合的腔体,可在电力导轨1上来回移动并将电力传送给电缆线2。集电器滑座12与电动气垫飞行器机体联接处设有固定座12y、滑动杆14y,并与有线电动飞机的多种结构的集电器一起构成轨道飞行器安全定位器,并与相应的电力导轨相配置,以保证轨道飞行器在飞行中在水平方向(X方向)和竖直方向(Y方向)能自由移动。安全定位器中弹簧19起缓冲、减震作用。集电滑轮11上可附设消隙机构。电力导轨9可用绝缘材料(如工程塑料、水泥、电木等)制成。有线电动气垫飞行器轨道路面20(水泥、柏油、草坪、泥土等)应保持平整并与电动气垫飞行器围裙18保持套合,有线电动气垫飞行器电力导轨的电力线可为单相或三相,电力供应网供电情况与通常电力输送网或电力机车、无轨电车输电系统相类似。