飛行汽車設(shè)計(jì)模式及交通發(fā)展探討范文

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飛行汽車是一種解決現(xiàn)代交通擁擠問題的新時(shí)代載具，既可以像傳統(tǒng)汽車一樣在公路行駛，也可以像飛機(jī)一樣在空中低速飛行。它將傳統(tǒng)二維的交通拓展為三維，極大緩解了交通壓力。同時(shí)，飛行汽車也縮短了原本的路程的距離和時(shí)間，減少了浪費(fèi)在行程上的時(shí)間。由于現(xiàn)代科技的發(fā)展，飛行汽車的發(fā)展可以說(shuō)是五花八門，主要可以分為固定翼式飛行汽車，自旋翼式飛行汽車，多旋翼式飛行汽車三大類。

機(jī)翼可收縮式飛行汽車

機(jī)翼可收縮飛行汽車是指在飛行汽車的基礎(chǔ)上將機(jī)翼采用收縮的設(shè)計(jì)，在實(shí)現(xiàn)飛行的同時(shí)減小了體積，同時(shí)實(shí)現(xiàn)了陸地交通和空中飛行。收縮機(jī)翼飛行汽車AeroMobil4.0AeroMobil4.0是由斯洛伐克的Aeromobil公司設(shè)計(jì)的一款機(jī)翼可收縮式飛行汽車，AeroMobil4.0采用翼身一體化設(shè)計(jì)，機(jī)翼采用可收縮的設(shè)計(jì)，大大節(jié)省空間。它有地面駕駛和飛行兩種模式。地面駕駛模式（圖1）的AeroMobil4.0機(jī)翼收縮在車體兩側(cè)，它和普通汽車一樣可以在公路上正常行駛也可以停放在車庫(kù)里。飛行模式時(shí)僅須將（圖2）機(jī)翼展開，通過(guò)一段滑跑即可起飛。它飛行時(shí)高度低，降落時(shí)沖擊力大，起飛時(shí)需要很大的飛行場(chǎng)地，對(duì)場(chǎng)地的平整度要求大，現(xiàn)階段不能在普通公路進(jìn)行起降。不能有效地緩解交通壓力。機(jī)翼可折疊式飛行汽車機(jī)翼可折疊飛行汽車在汽車模式下，機(jī)翼和螺旋槳通過(guò)折疊的方式來(lái)減小車體所需的空間。使其在小場(chǎng)地也可以自由停放。在飛行時(shí)通過(guò)展開機(jī)翼和螺旋槳獲得飛行能力。TF－X由吉利公司投資研制，此飛行汽車采用可折疊機(jī)翼設(shè)計(jì)。在公路行駛時(shí)（圖3），機(jī)翼可以折疊在車身兩側(cè)，螺旋槳折疊在整流罩內(nèi)，可以像普通的民用汽車一樣在公路上行駛。在飛行模式（圖4）時(shí)，機(jī)翼和螺旋槳展開。車輪收縮在車體內(nèi)部整流罩內(nèi)，減小飛行時(shí)車輪的阻力。飛行模式的TF－X采用傾轉(zhuǎn)旋翼飛機(jī)的原理。TF－X起飛時(shí)，雙發(fā)動(dòng)機(jī)與水平線承一定夾角，使TF－X可以垂直起降，到達(dá)一定高度后雙發(fā)逐漸轉(zhuǎn)至水平，提供持續(xù)動(dòng)力。TF－X具有垂直起降功能，安全系數(shù)更高，對(duì)路面的起飛場(chǎng)地的要求低。但是TF－X采用傾轉(zhuǎn)旋翼結(jié)構(gòu)導(dǎo)致他的造價(jià)較高，能耗比大大增加，使用成本高，適眾面小。

旋翼飛行汽車

旋翼飛行汽車現(xiàn)在主要有兩大類，多旋翼飛行汽車和單旋翼飛行汽車暨自旋翼飛行汽車。自旋翼飛行汽車自旋翼飛行汽車通過(guò)車身后的旋翼提供動(dòng)力使其獲得向前的速度，帶動(dòng)無(wú)動(dòng)力旋翼旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生升力。原理如圖5所示（標(biāo)注角度非實(shí)際角度）。自旋翼飛行汽車PAL－VOnePAL－VOne采用自旋翼飛機(jī)設(shè)計(jì)，同時(shí)融合了汽車和摩托車的功能，將旋翼折疊后可以在公路上正常行駛（圖6）。展開旋翼后，通過(guò)集體尾部的螺旋槳提供推力，使自旋翼旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生升力，需170m的滑跑就可以起飛（圖7）。它飛行速度快，對(duì)場(chǎng)地的需求低，不具有懸停能力。相比于多旋翼飛行汽車，自旋翼飛行汽車的能耗低，飛行速度快，造價(jià)低廉，安全性高，不具備垂直起降功能。但它滿足了人們?nèi)粘?duì)汽車和飛行的需求，有一定的實(shí)用性。多旋翼飛行汽車多旋翼飛行汽車采用單邊安置兩組反向旋翼，通過(guò)兩組旋翼反向旋轉(zhuǎn)抵消扭矩產(chǎn)生升力。如圖8所示。多旋翼飛行汽車億航186億航186飛行汽車圖（9）完全放棄了傳統(tǒng)飛行汽車可在公路行駛的功能，只保留飛行能力，設(shè)計(jì)更加前衛(wèi)。應(yīng)用外置對(duì)稱螺旋槳原理，在提供足夠升力的同時(shí)并且抵消扭矩力。億航186也具有垂直起降的能力，不再局限于起飛和降落場(chǎng)地。他可以通過(guò)事先規(guī)劃的航線進(jìn)行無(wú)人駕駛飛行，對(duì)乘員的操作能力限制低，誤操機(jī)率低，安全性高。但是相比于其他飛行汽車它的使用的成本高、速度慢、耗能大、航程小、維護(hù)成本高。僅適合小范圍內(nèi)交通，短距離路程使用。混合式立體交通解決方案近來(lái)，信息技術(shù)的快速發(fā)展，城市的現(xiàn)代化建設(shè)迫在眉睫，未來(lái)城市和混合式立體交通解決方案被廣泛的應(yīng)用。混合式立體交通解決方案是在傳統(tǒng)二維交通的基礎(chǔ)上，將交通拓展成三維。整合了傳統(tǒng)航空運(yùn)輸，飛行汽車，傳統(tǒng)公路交通，軌道交通，地下軌道交通等多方面以及地下、地面、天空三方面場(chǎng)地，充分利用空間。地下修建地下城市高速，車輛停放場(chǎng)地建設(shè)在地下；將傳統(tǒng)陸地交通和行人安置于地表交通；飛行汽車等新式載具運(yùn)行于中低空域；民航通航運(yùn)輸運(yùn)行于高空。將傳統(tǒng)的地表交通進(jìn)行分流，減小交通壓力的同時(shí)也提高了運(yùn)輸效率。但其缺少有效的的監(jiān)管和引導(dǎo)方案，對(duì)人力需求高，造價(jià)成本高。

城市交通未來(lái)發(fā)展趨勢(shì)

在未來(lái)，城市交通會(huì)更加擁堵，傳統(tǒng)的陸地交通受阻嚴(yán)重。飛行汽車因?yàn)槠痫w場(chǎng)地限制、路線規(guī)劃復(fù)雜，交通管理難度高等不利條件，它并不能有效地被使用。未來(lái)智慧交通就能有效處理這個(gè)問題。智慧交通項(xiàng)目它整合了立體交通各要素的同時(shí)，引入了智慧感知、智慧決策、智慧運(yùn)營(yíng)等元素。智慧感知系統(tǒng)能夠有效的感知出實(shí)時(shí)交通壓力情況，對(duì)路況進(jìn)行分析，上傳實(shí)時(shí)信息至指揮決策系統(tǒng)。智慧決策通過(guò)智慧感知系統(tǒng)傳輸?shù)男畔⑼ㄟ^(guò)自我判斷，實(shí)時(shí)對(duì)交通進(jìn)行指揮，盡可能的使交通更加流暢。智慧運(yùn)營(yíng)可以有效地根據(jù)感知系統(tǒng)和決策系統(tǒng)來(lái)實(shí)時(shí)管理車輛停放，潮汐路段管理等。此時(shí)混合式立體交通解決方案就能有效的體現(xiàn)出它自身的作用。通過(guò)相關(guān)部門提供的規(guī)章制度和智慧交通管理，可以有效地調(diào)配運(yùn)力的分部，有效地分流，緩解交通壓力。同時(shí)減小交通事故的發(fā)生幾率。有效的保證駕駛?cè)藛T和乘員的生命安全。減少資源的浪費(fèi)，提高資源利用率，提高運(yùn)輸效率。混合式立體交通的交通載具也應(yīng)該引入智能化元素，這樣可以有效地降低復(fù)雜交通載具的操作難度，也降低了管理和引導(dǎo)的難度，甚至可以引入無(wú)人交通載具，可以有效降低人力成本。

作者：鄭一東 劉震磊 余子騰 段雷 聶波 單位：沈陽(yáng)航空航天大學(xué)航空航天信息技術(shù)協(xié)會(huì) 沈陽(yáng)航空航天大學(xué)航空宇航學(xué)院