本发明涉及一种飞行车，上述飞行车可以与负载连成一体并 牢固地捆扎在该负载上。上述负载可以执行驾驶操作。借助于这 种飞行车，该负载可以自主地升离地面并保持在离地面一定高度 进行盘旋飞行或从一个地方飞到另一个地方。该负载可以是大体 处于直立位置的驾驶人员部，也可以是根据无线电传输的命令担 当飞行操作的遥控装置。

这种类型的飞行车是周知的，它或者利用燃料发动的火箭助 推器、燃油作动力的燃气轮机，或者利用燃油作动力的汽油发动 机或狄塞尔发动机。在火箭发动机和燃气轮机的情况下，喷气流 向下方喷射，这种灼热的气流是一种危险气流。不仅对飞行员有 危险，而且还可能点燃地面上的易燃物品例如干草和灌木林。

另外，这种高温气流限制了飞行车结构材料的选择。例如接 触灼烧排放气体的部件不能是塑料和铝作的。

US-A-3023980涉及这种用燃气轮机发动的飞行车。该飞 行车具有可以捆扎在飞行员背部上的支承架。可以采用例如航空 汽油或煤油作燃气轮机的燃料。燃气轮机由径向的气流压气机、 一个或多个燃烧室和涡轮构成，因而压气机和涡轮在一根共用的 转轴上转动。叶片吸入大气，在燃烧室中加热，然后再回到燃气 轮机。燃气轮机的废气通过两个喷气管膨胀到大气压力，该喷气 管的喷口位于飞行员的旁边。这种温度约为1200°F(700℃) 的灼烧气流产生了需要的升力。为了操纵飞行车，灼烧的喷气流 可以相对于发动机支架改变方向。具有喷口的排气管可以利用控 制杆进行相对于发动机支架的移动。这种飞行车的缺点是，废气 的温度高，由于高燃耗仅能进行短时间飞行。对于这种飞行车， 由于燃气轮机的起始成本高，又需要频繁维修，因而评价是否定 的。

US-A-4795111涉及一种用活塞内燃机的遥控飞行机，由 内燃机直接驱动装在箱内的或有盖板的叶轮。该飞行机由于是遥 控操纵，因而大多用作军用侦察机，但也可用于民用，尽管该专 利提到可以乘载驾驶员，但却丝毫没有说明如何乘载。用这种飞 行机不存在灼热废气的问题。但是上述这种飞行机不能捆扎在飞 行员的背上。围绕叶轮的外罩通向周围的喷气管。叶片的出射气 流除非用适当的导管导向，如在本发明中构成那样，否则将在飞 行员上面无序流动，因而损失推力并且不能控制平衡。

本发明的目的是提供一种本文开头所述类型的飞行车，这种 飞行车的废气温度低到基本上无害处，因而可以选择最佳的轻型 材料作飞行车的结构件。另外还能使飞行车进行较长时间的飞 行。

本发明提供了一种飞行车，该飞行车可与负载结合并牢固地 捆绑在负载上，负载本身可以执行驾驶操作，并且借助于飞行车， 负载可以自主地升离地面，保持在距地面一定的高度，或者静止 或者向前飞行，该飞行车包括：支承架，该支承架以这样的方式 固定在负载上，使得在飞行车和负载之间基本上形成摩擦连接； 驱动装置，该装置通过转动的驱动轴直接连接在有盖板的叶轮 上，为了形成空气流，驱动装置和叶轮都以同样速度转动；至少 一个油箱，用于装驱动装置的燃油；至少两个喷气管，该管通向 装在空气出口端部上的喷出口，空气出口端部位于负载的侧旁， 气流通过每个喷出口排出，气流在喷出口中的方向可以调整，这 些气流通过喷气管排出导致产生上升力，该力可使负载进行上升 运动和飞行运动或盘旋飞行，该飞行车的特征在于，有盖板的叶 轮装有空气入口漏斗，该漏斗以最小的损失接纳空气；当飞行车 处于正常飞行位置时，驱动有盖板叶轮的转动驱动轴基本上处于 垂直位置；喷气口基本上位于由垂直中性轴线X决定的平面上， 最好位于飞行车和负载共同重心的上面；由叶轮形成的空气流整 个地以亚音速的速度通过喷气管排出。

本发明可以使这种负载升空，这种负载本身可以执行驾驶操 作，因而可以驾驶飞机。如果负载是驾驶员，则本发明的飞行车 驾驶员可以捆扎在支承架上。这可使飞行员保持长时间飞行(一 小时以上)。飞行员可以选择自由地盘旋飞行或飞越一定距离。 飞行车可以用例如四冲程化油器型燃油动力发动机驱动，这种驱 动机通过驱动轴驱动上面的叶轮，由叶轮加速空气使其向下穿过 两个或多个垂直的喷气管。但是狄塞尔或汪克尔型内燃机也适合 于驱动这种飞行车。还可以使用市场上可买到的各种燃油的内燃 机。

因为压气机的几何尺寸可以根据驱动机的特性进行选择，所 以在活塞发动机的曲轴和叶轮之间可以不用齿轮机构。直接驱动 是很简单的驱动，显著减轻了重量。

直升飞机需要特殊的装置来平衡发动机的转矩，与此相反， 在本发明中只需使排放喷气流进行适当的取向便可平衡发动机转 矩。

本发明的配置可以设计来满足要求飞行车重量轻的要求。本 发明的飞行车机动性好，容易运输和装配，在陆地上可以由一个 人搬运。起动和操作控制器只需要简单的操作。上述飞行车可以 执行其它众所周知的飞行车例如固定翼飞行器、超轻型飞行器、 轻型飞机、装有发动机的滑翔式降落伞和悬挂降落伞等所不能执 行的飞行动作。它还可以到达直升飞机不管以什么方式都不容易 到达的区域或目的地，例如很窄的山狭。另外，本发明的飞行车 由于其叶轮小并有盖板，因而可以在墙壁和阳台等很靠近的建筑 物的狭窄街道之间飞行。

本发明与已知型飞行车显著不同的决定性优点是采用内燃机 或活塞发动机。与其它的驱动装置比较，例如与燃气轮机、化学 驱动装置例如使用过氧化氢的装置比较，活塞发动机是更有效 的，因此可以飞行相当长的时间。另外，活塞发动机简单而耐用。 其价格低，因而运转费用也相当低。与燃气轮机比较，活塞发动 机的维修成本也是低的。活塞发动机的燃油都是一般在市场上可 买的燃油。

由于叶轮产生的气流温度低，因而叶轮构件以及喷气管可以 用复合纤维材料制造。即使活塞发动机的排放气体与空气流混和 (在某些情况下是有利的)，但是温度也是相当低，完全可以使 用复合材料。

本发明的飞行车特别适合作急救人员到难于到达的区域或城 市交通拥挤地区进行急救工作的运输工具，在这些地区用常规的 运输工具由于交通拥挤或其它的干扰，伤员不可能按时到达。本 发明的飞行车还可以有效地用于高层建筑起火时的营救工作，将 受困人员摆渡到安全地区。在常规的装置例如营救梯或直升机不 能使用或很不适合使用的情况下，这种飞行车是特别合适的。

另外，本发明的飞行车是特别轻、小和价廉的空运车，即使 空间很小也可起飞和着陆。和例如燃气轮机的飞行车比较，本发 明的飞行车对着陆和起飞环境是很不敏感的。在用燃气轮机的情 况下存在一些危险，当靠近地面时，废气再循环将减少推力，而 且灰尘、树叶以及小石子等东西可能吸到驱动系统，从而损坏转 子叶片或涡轮。

因此本发明的飞行车适合于在例如执行控制和监察任务时到 达用其它方法不可能便宜快速到达的地区。本发明的飞行车操作 简单，能使飞行员飞越林区。也可以在地面上飞行较长的距离。 因此在军事上也有许多可能的应用。这种飞行车可以长时间停在 空中，之所以得到广泛的应用，关键是其结构紧凑。上述飞行车 也可以用于有吸引力的体育活动。

利用最佳的、新颖的、特别简单的、使内燃机、有盖板的叶 轮和双喷气管联用的驱动装置，可以使空气流达到最佳取向，因 而可以高效率地转换发动机的能量。内燃机与叶轮的直接连接再 结合叶轮的空气动力学设计可以最佳地利用内燃机的转速(转 /min)范围。和燃气轮机相比，以亚音速离开喷气管的空气流可 以以较高的效率产生上升力。因而本发明的飞行车油耗低，可以 进行较长时间飞行。

下面根据示意图详细讨论本发明飞行车的结构实施例，在不 同附图中的相同部件用相同的参考编号表示。

图1a、1b、1c和1d示出本发明飞行车的一个构造实施例 (捆绑在飞行员的背上)，分别为示意侧视图、具有部分横剖面 的前视图、前视图和顶视图；

图1e和1f示出在空气压气机入口漏斗上的用于冷却活塞发 动机的水冷却器；

图1g示出由驱动轴驱动的冷却转子和用于冷却活塞发动机的 水冷却器部分；

图1h示出冷却活塞发动机的在喷气管端部的水冷却部件；还 示出代替飞行员的遥控操作装置；

图1i示出对活塞发动机的运行进行涡轮增压的旁通系统；

图1j示出设计为起动引带滑轮的连接法兰；

图2示出邻接叶轮的万向节的结构；

图3是示意顶视图，示出如图1a、1b、1c和1d所示的本 发明飞行车的一部分，例示了平衡发动机转矩的可能性；

图4a、4b、4c和4d分别是示意侧视图，示出如图1a、 1b、1c和1d所示飞行车的一部分，用图说明了调节气流方向的 可能性；

图5示意示出如图1a、1b、1e和1d所示本发明飞行车的 救生系统的操作模式。

从图1a中可以清楚看到，飞行车是背在飞行员P的背上。胸 衣起着油箱10的作用并构成与飞行员P的背部接触的接触表面。 利用形成一个座子的皮带装置16，在飞行员和飞行车之间利用皮 带连接器形成摩擦连接。在飞行之前和飞行之后，飞行员还可以 用这种装置来搬运飞行车。飞行车与驾驶员或负载的重心力线在 飞行车处于正常飞行位置时约在驱动装置100和飞行员P之间通 过喷出口304和305的中间，该喷出口最好装在飞行车和飞行员P 的共同重心的上面。利用在两上驾驶杆之一上的气体节流阀310， 驾驶员P可以调节活塞发动机的输出，该活塞发动机由驱动装置 100构成并可利用手起动器105进行起动。利用商品的燃油注射 装置可使燃油桶10的燃油送到驱动装置100。燃油桶10可以分 成许多部分，或者可以是许多的燃油桶。

有盖板的具有碳纤维压气机叶片203的叶轮200配置在飞行 车的这个位置上，使得叶轮的轴直接由碳纤维的驱动轴108连接 在驱动装置100的曲轴107上，当飞行车处于正常飞行位置时， 该驱动轴108基本上是垂直的。

叶轮轴208结束于铝合金作的压气机轴套204，该轴套携带 压气机叶片。叶轮轴208最好在自润滑的轴承上运行。通过配置 在驾驶员上方的空气压气机入口漏斗202，空气进入叶轮。经过 压气机叶片以后，空气穿过碳纤维定子205。该定子用于除去切 向气流部分。随后空气被分配在两个仍是用碳纤维作的喷气管300 中。在喷气管300端部上的位于驾驶员P侧旁的喷出口304、305 提供使驾驶员升离地面的升力。

随着驱动装置100操作效率的增加，叶轮200的转速增加， 因而压气机叶片203增加了以较高出射速度离开喷出口304、 305的气流量，从而增加了升力。

碳纤维静子叶片消除了离开叶轮气流的角动量。在这种装置 中，发动机的动力输出很高程度地转换为效率高的动能，该动能 传送给喷气管300。这种发展与通常传统的直升结构相比是一种 巨大的改进，因为它具有小得多的转子直径。为改进支承架的有 效刚性，管形构件106用螺栓紧固在静子205′和发动机机座9 上。另外，转子是有盖板的，因而大大减少了转子碰上静止物体 而发生破损的危险。发动机机架9牢固地固定在支架1上，并支 承发动机100、油箱10和有盖板的叶轮200。

喷气管300和位于其出口的喷出口304、305二者组成一个 组合件，该组合件可以在任何方向倾斜约±10°的角度(图1b中 虚线表示偏转的角度)。利用连接在喷气管300上的驾驶杆309 可以进行这种气流角度的改变。万向节2(示于图1c、1d和图2) 使固定喷气管300的组合件与有盖板的叶轮组件200的定子205 相连接。喷口的这种移动使驾驶员可以控制由空气流产生的上升 力。为保持飞行的稳定性，喷气管300以这样的方式移动，即使 得上升合力作用在包括飞行员在内的整个飞行车的重力轴线X的 中心，该轴线位于垂直方向。喷口角度和位置的很小改变便可作 沿水平方向的飞行。这种调节可以进行修正，从而补偿飞行员之 间的重量差别以及在飞行期间消耗的燃油重量。

利用升力的切向分量可以得到平衡发动机转矩的方法。利用 喷口304、305的取向可以实现这种效果(特别见图1a和1d)。 利用配置在喷口304、305的气流中的平衡调整片机构302可以 进行发动机转矩平衡的微调。

平衡发动机100转矩的另一个方法示于图3，其中使一小部 分气流改变方向。两个分开的喷口209位于离开穿过重心的垂直 轴线X一定距离处，它使辅助空气流指向水平方向。借助配置在 驾驶杆309之一上的一个控制把手311，可以调整节流阀210来 控制空气流，因而控制反力矩。

包含喷气管300以及喷口的组合件利用万向接头的悬挂装置 连接在主支架上。这样便可以相对于框架改变喷口的位置，因而 使上升合力移动到通过重心。应当知道，在这种平衡条件下，飞 行车可以进行盘旋飞行，即可同时进行平动和转动。上述控制发 动机力矩平衡的装置能够提供必须的调整。这样控制挡板，使得 把手的转动运动补偿发动机转矩，而把手的轴向运动控制并联的 挡板，因此控制平动。

由于组合件运动，所以需要用补偿器301或具有一个或多个 波纹或折叶的伸缩管来封闭压气机盖板201和组合件之间的间 隙。用夹具或其它合适的装置可以固定在构件上。在内侧用一个 滑动套封闭间隙，滑动套还可以配合一个适当的柔性密封件使 用。

包围叶轮200的压气机盖板201用适当的构件牢固地固定在 支架1上。

关于推力的变向和偏移以及操纵飞行车和稳定平衡的另外的 解决办法示于图4a、4b、4c和4d。

从图4a可以看出，驱动装置100连同支架1、油箱10和安 装的支承装置构成第一单元；组合件中的喷气管300连同有盖板 的叶轮200构成第二单元；驱动装置100通过万向轴110连接在 叶轮200上。万向轴110装有例如两个如图所示的均匀动力学万 向节。移动垂直中性轴X线穿过在第一和第二单元之间的靠近压 气机外罩201的万向节2便可实现操纵。

从图4b可以看出，驱动装置100连同支架1、叶轮200和整 个喷气管300构成第一单元；油箱10以及装在油箱上用于支承驾 驶员P的支承装置构成第二单元；这两个单元用靠近支承装置的 转动和倾斜接头6连接在一起。利用上升合力的取向便可以操纵 飞行车。

从图4c可以看出，用于操纵和稳定飞行车的横向安装的控制 叶片315、316在长度方向和侧向被固定在空心轴314上，该轴 可沿自身的轴线移动，因而可使空气流向任何希望的方向偏转。 通过舵轴线317和控制把手311移动控制叶片的鲍登线303已经 装在空心轴内。利用这种装在喷气管300的空气出口端上的牵引 偏转装置可以稳定和操纵飞行车。

从图4d可以看出，为了操纵和稳定飞行车，控制喷气件312 已经利用另一万向环320和附加的连接件321可活动地装在喷气 管300的端部。驾驶杆309牢固地连接在可移动的控制喷气件312 上，在控制喷气件312和喷气管300之间的无运动的空间利用另 外的偏转补偿件322密封。推力的偏转可以达到平衡的稳定状态 和操纵飞行车。应用另一个万向环320来稳定和操纵飞行车当然 可以不用万向节2。

为使飞行车在盘旋飞行时，绕其自身的轴线转动，或沿固定 弧道飞行，可以利用由控制手柄311操作的鲍登线303的移动来 控制叶片302(见图1b和1c)，该控制叶片302可以改变空气 流的方向，根据调节可以向前或向后。除操纵之外，这种转向还 另外部分地平衡了叶轮200和驱动装置100的转矩。排气系统101 在依靠内燃机或活塞发动机的驱动装置的情况下对发动机的输出 是重要的方面。排气系统101的尾管向下，指向总的气流方向， 因此可利用发动机的排气产生外加的上升力。冷却活塞发动机气 缸头的水冷却器103如此配置，使得尽可能多的空气穿过。利用 位于喷出口304、305的空气流中的适当的空气冷却叶片109可 以确保或有助于这种大气的穿过。

驱动装置100利用发动机架4固定在支架1上，发动机机架4 在减震器104上具有主固定螺栓。另外，还可以通过在气缸头上 的气缸头螺栓连接装置将活塞发动机固定在支架1上，并利用气 缸头架5考虑减震作用。减震连接法兰102带有主轴或曲轴107 的星形橡片静噪支承物、该连接法兰将主轴连接到碳纤维作的减 震驱动轴108上，油箱10用安装在油箱上的支承装置用螺栓直接 固定在带静噪支承物的支架1上。在油箱10的一个顶端边沿上有 油箱加油连接件、油箱通气阀12和测量油箱中油量的电测量装置 11。燃油连接短管14配置在油箱10的一个底部漏斗形锥形端上。 可膨胀壁15或油箱的膨胀作用可以防止油箱10中燃油的冲刷作 用。表示油箱中油量、驱动装置100转速和驱动装置100操作温 度的这些仪表308配置在驾驶杆309上。飞行车的高度可调的支 架8或支腿用螺栓连接在支架1上，它可使飞行车自支承式停放。 支架8在飞行期间可以缩回或抬起，并装有减震器，在飞行车撞 击到地面时，该减震器起着冲击缓冲件408的作用。支架8还被 设计为具有转动轴线，或在飞行期间为驾驶员构成一个站台(未 示出)。叶轮200的压气机驱动轴环204的外罩206增强了被推 进的空气的空气动力学控制。

冷却活塞发动机的另一种变化示于图1e和1f。环形水冷却 器111(图1e)或具有空气路径环的环形水冷却器112(图1f) 是圆形结构，与叶轮200压气机入口漏斗202构成无接点连接， 该叶轮200推动一部分接近的空气通过环形水冷却器111， 112。由于如图2所示的环形水冷却器在压气机入口漏斗202边 缘上的最优配置和在环形水冷却器上形成改善空气传送的空气导 流环，以较高速推进的空气不仅没有受干扰，而且增强了。

冷却活塞发动机或驱动装置100的再一种变化示于图1g。利 用安装支架114将冷却转子115装在驱动装置100的下面。利用 有齿带117和装在曲轴107底端上的引带轮116可以驱动冷却转 子115。由冷却转子115形成的空气流通过空气入口通道118输 送到位于下面的平板冷却器119。然后空气流过该冷却器119。 由于应用了具有不同直径的引带轮116，所以可以改变冷却转子 115的转速。

冷却活塞发动机的又一变型示于图1h。该图还示出了可以用 遥控操纵器409代替飞行员P。由于在喷气管上的空气传送通道 120将空气从主空气流分流到喷气管300中并输送到装在喷气管 端部上水冷却部件121，由此可以实现活塞发动机的冷却。用遥 控操纵器409取代驾驶员P以后便构成无人驾驶的飞行车。此时， 遥控操纵器409便控制喷气管300的偏转操作，实现对飞行车的 操纵和调节平衡。由于和直升机相比，在同样的重量级别，有盖 板叶轮的效率大得多，所以这种遥控飞行车被认为特别适合用于 物质运送任务和监测任务。

图1i示出对活塞发动机的发动机运行进行涡轮增压的旁通系 统，旁通系统113装在有盖板叶轮200的静子环205的下面并直 接连接在发动机化油器的入口漏斗上。

如图1j所示，发动机侧的连接法兰102可以设计为带有起动 器带轮122的连接法兰，使得可以用绕在起动器带轮上的绳索用 手拉动来起动发动机。带有起动带轮122的连接法兰的连接辐条 123呈现为扭曲的叶片形，因为在转动时这些叶片将使空气流动， 这就可以冷却装在上面和下面的部件。

如图5所示，设置了应急救生系统400，该系统包括利用气 弹使其膨胀的降落伞401。该机构可以自动松开或拉动应急降落 伞带407(参见图1a)使其松开。因为飞行车正常飞行时高度很 低，所以在发生推力中断事故时重要的是降落伞401应当迅速地 张开。因为飞行车没有任何露出的转子或叶片装置，所以具有很 短绳的降落伞可以垂直向上弹出。

在标明阶段1的图中，降落伞401位于装有气弹403的降落 伞盒402中，处于密封的状态。加速降落伞401张开的气弹403 还没有发生作用。充满适当爆炸剂的膨胀弹404还随同降落伞401 一起被密封。在这种情况下，利用气体膨胀，降落伞的体积可以 很快地充满。在标明阶段2的图中，中间的气弹403将降落伞401 拉出降落伞盒402，一直到降落伞的绳405完全伸出。如阶段3 所示，这些绳使辅助气弹403a和403b引爆，这些弹可以很快使 降落伞的401张开。气流袋406也有助于使降落伞401很快张开。 此时，位于降落伞401下侧的膨胀弹404由辅助气弹403a和403b 引爆。在气弹的帮助下，降落伞401可以在短暂的时间内张开。 在标明阶段4的图中，降落伞401已处于完全张开的状态。