飞行汽车设计模式及交通发展探讨范文

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飞行汽车是一种解决现代交通拥挤问题的新时代载具，既可以像传统汽车一样在公路行驶，也可以像飞机一样在空中低速飞行。它将传统二维的交通拓展为三维，极大缓解了交通压力。同时，飞行汽车也缩短了原本的路程的距离和时间，减少了浪费在行程上的时间。由于现代科技的发展，飞行汽车的发展可以说是五花八门，主要可以分为固定翼式飞行汽车，自旋翼式飞行汽车，多旋翼式飞行汽车三大类。

机翼可收缩式飞行汽车

机翼可收缩飞行汽车是指在飞行汽车的基础上将机翼采用收缩的设计，在实现飞行的同时减小了体积，同时实现了陆地交通和空中飞行。收缩机翼飞行汽车AeroMobil4.0AeroMobil4.0是由斯洛伐克的Aeromobil公司设计的一款机翼可收缩式飞行汽车，AeroMobil4.0采用翼身一体化设计，机翼采用可收缩的设计，大大节省空间。它有地面驾驶和飞行两种模式。地面驾驶模式（图1）的AeroMobil4.0机翼收缩在车体两侧，它和普通汽车一样可以在公路上正常行驶也可以停放在车库里。飞行模式时仅须将（图2）机翼展开，通过一段滑跑即可起飞。它飞行时高度低，降落时冲击力大，起飞时需要很大的飞行场地，对场地的平整度要求大，现阶段不能在普通公路进行起降。不能有效地缓解交通压力。机翼可折叠式飞行汽车机翼可折叠飞行汽车在汽车模式下，机翼和螺旋桨通过折叠的方式来减小车体所需的空间。使其在小场地也可以自由停放。在飞行时通过展开机翼和螺旋桨获得飞行能力。TF－X由吉利公司投资研制，此飞行汽车采用可折叠机翼设计。在公路行驶时（图3），机翼可以折叠在车身两侧，螺旋桨折叠在整流罩内，可以像普通的民用汽车一样在公路上行驶。在飞行模式（图4）时，机翼和螺旋桨展开。车轮收缩在车体内部整流罩内，减小飞行时车轮的阻力。飞行模式的TF－X采用倾转旋翼飞机的原理。TF－X起飞时，双发动机与水平线承一定夹角，使TF－X可以垂直起降，到达一定高度后双发逐渐转至水平，提供持续动力。TF－X具有垂直起降功能，安全系数更高，对路面的起飞场地的要求低。但是TF－X采用倾转旋翼结构导致他的造价较高，能耗比大大增加，使用成本高，适众面小。

旋翼飞行汽车

旋翼飞行汽车现在主要有两大类，多旋翼飞行汽车和单旋翼飞行汽车暨自旋翼飞行汽车。自旋翼飞行汽车自旋翼飞行汽车通过车身后的旋翼提供动力使其获得向前的速度，带动无动力旋翼旋转产生升力。原理如图5所示（标注角度非实际角度）。自旋翼飞行汽车PAL－VOnePAL－VOne采用自旋翼飞机设计，同时融合了汽车和摩托车的功能，将旋翼折叠后可以在公路上正常行驶（图6）。展开旋翼后，通过集体尾部的螺旋桨提供推力，使自旋翼旋转产生升力，需170m的滑跑就可以起飞（图7）。它飞行速度快，对场地的需求低，不具有悬停能力。相比于多旋翼飞行汽车，自旋翼飞行汽车的能耗低，飞行速度快，造价低廉，安全性高，不具备垂直起降功能。但它满足了人们日常对汽车和飞行的需求，有一定的实用性。多旋翼飞行汽车多旋翼飞行汽车采用单边安置两组反向旋翼，通过两组旋翼反向旋转抵消扭矩产生升力。如图8所示。多旋翼飞行汽车亿航186亿航186飞行汽车图（9）完全放弃了传统飞行汽车可在公路行驶的功能，只保留飞行能力，设计更加前卫。应用外置对称螺旋桨原理，在提供足够升力的同时并且抵消扭矩力。亿航186也具有垂直起降的能力，不再局限于起飞和降落场地。他可以通过事先规划的航线进行无人驾驶飞行，对乘员的操作能力限制低，误操机率低，安全性高。但是相比于其他飞行汽车它的使用的成本高、速度慢、耗能大、航程小、维护成本高。仅适合小范围内交通，短距离路程使用。混合式立体交通解决方案近来，信息技术的快速发展，城市的现代化建设迫在眉睫，未来城市和混合式立体交通解决方案被广泛的应用。混合式立体交通解决方案是在传统二维交通的基础上，将交通拓展成三维。整合了传统航空运输，飞行汽车，传统公路交通，轨道交通，地下轨道交通等多方面以及地下、地面、天空三方面场地，充分利用空间。地下修建地下城市高速，车辆停放场地建设在地下；将传统陆地交通和行人安置于地表交通；飞行汽车等新式载具运行于中低空域；民航通航运输运行于高空。将传统的地表交通进行分流，减小交通压力的同时也提高了运输效率。但其缺少有效的的监管和引导方案，对人力需求高，造价成本高。

城市交通未来发展趋势

在未来，城市交通会更加拥堵，传统的陆地交通受阻严重。飞行汽车因为起飞场地限制、路线规划复杂，交通管理难度高等不利条件，它并不能有效地被使用。未来智慧交通就能有效处理这个问题。智慧交通项目它整合了立体交通各要素的同时，引入了智慧感知、智慧决策、智慧运营等元素。智慧感知系统能够有效的感知出实时交通压力情况，对路况进行分析，上传实时信息至指挥决策系统。智慧决策通过智慧感知系统传输的信息通过自我判断，实时对交通进行指挥，尽可能的使交通更加流畅。智慧运营可以有效地根据感知系统和决策系统来实时管理车辆停放，潮汐路段管理等。此时混合式立体交通解决方案就能有效的体现出它自身的作用。通过相关部门提供的规章制度和智慧交通管理，可以有效地调配运力的分部，有效地分流，缓解交通压力。同时减小交通事故的发生几率。有效的保证驾驶人员和乘员的生命安全。减少资源的浪费，提高资源利用率，提高运输效率。混合式立体交通的交通载具也应该引入智能化元素，这样可以有效地降低复杂交通载具的操作难度，也降低了管理和引导的难度，甚至可以引入无人交通载具，可以有效降低人力成本。

作者：郑一东 刘震磊 余子腾 段雷 聂波 单位：沈阳航空航天大学航空航天信息技术协会 沈阳航空航天大学航空宇航学院