飞行汽车调研总结开发可行性方案文档格式.docx

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有的通过动力系统驱动车轮行驶，更符合现代汽车定义，如PAL-VONE、aeromobil3.0、Pop.Up。

二、开发可行性方案

2.1飞行汽车技术组成部分

关键技术

备注

是否具备

动力总成技术

动力驱动系统设计，混动、燃油、纯电或者燃料电池

具备混动&

纯电开发经验

可倾转推进器技术

推进器可旋转方向，提供不同方向的动力

不具备

轮毂电机驱动技术

采用轮毂电机驱动，集成化设计

倾转涵道风扇推进技术

涵道风扇式的推进技术，可以旋转方向

飞行器内外流场耦合设计

飞行汽车的内外流场设计，空气动力学设计

有流场设计经验

能量储存技术

动力电池技术

具有

全系统热管理技术

整个系统集成化热管理技术

具备

自动驾驶技术

地面/空中无人驾驶技术

飞控技术

飞行控制技术

智能交通网络控制

地面智能交通指挥系统

材料轻量化技术

结构优化、材料选择，实现轻量化

具备结构优化经验

折叠翼片技术

翼片折叠技术，提高空间利用率

收缩旋翼技术

旋翼收缩技术，提高空间利用率

模块化技术

模块化设计技术，将系统分为飞行模块、驾驶舱模块以及地面行驶模块

整车系统集成技术

将三个模块进行集成设计，提高系统集成度、实现飞行/地面驾驶操纵系统整合、电气系统集成等

2.2所建议的系统方案

（a）地面行驶状态

（b）起飞状态

（c）飞行状态

图1目标样机技术方案说明

●采用折叠翼&

收缩旋翼&

可倾转涵道风扇推进器的飞行模块（减少巡航时的功率需求，提高空间利用率）；

●采用传统车轮驱动的地面行走模块（减少技术风险，提高系统可靠性）；

●采用集成化驾驶舱（集成地面行驶以及空中飞行的操纵系统，电气系统、各类传感系统）；

●采用串联式混合动力驱动的方式（由内燃机发电——动力电池——飞行驱动电机&

地面行走驱动电机）；

●采用垂直举升式的起飞方式（起飞时由可倾转涵道风扇推进器提供矢量方向动力，根据飞行姿态实时调整可倾转涵道风扇推进器角度、方向）；

●采用平飞巡航方式，可倾转涵道风扇推进器后推式提供动力，折叠翼提供升力的巡航模式（大大减少巡航功率，提高续航里程）；

●整个系统采用线控方式（提高系统反应速度、提高可靠性、实现轻量化与集成化）

2.3飞行汽车难点&

开发任务

汽车、直升机、固定翼飞机都已经很成熟，然而真正理想的飞行汽车还未诞生，后者实际是前三者的高度融合。

理想的飞行汽车需要有良好的地面行驶功能、垂直起降与悬停功能、高速平飞功能，需要在质量、尺寸的严格限制下，动力推进系统提供适宜方向与大小的推进力。

简单组合现有技术，难以达到这一要求。

飞行汽车开发任务主要分为以下内容：

1、模块设计

将飞行汽车分解为飞行模块、驾驶舱模块以及底盘行驶模块，主要目的是缩短开发周期，将技术分解减少开发难度，实现对不同目标市场的覆盖。

难点：

如何将系统进行分解、设计，分解之后如何集成设计。

图2模块化样车示意图

2、飞行模块的设计

包括驱动系统、内外流场设计等，主要目的是实现飞行功能。

折叠翼、收缩旋翼、可倾转涵道风扇推进器的设计以及轮毂电机驱动系统设计，在结构上如何实现，还要考虑轻量化。

3、驾驶舱模块的设计

包括驾驶舱内的设施、操纵系统、显示系统，人机工程方面的设计，结构优化，材料选择等。

结构与材料的设计与选用，实现高强度与轻量化，乘员舒适性，操控性等问题。

4、底盘行驶模块的设计

包括动力系统的设计、动力电池系统的设计、结构设计、空间布置、线控底盘设计，材料选择、轻量化设计等。

在满足一般车辆所拥有的功能前提下，实现轻量化、操控性；

所有部件采用线控方式设计；

材料选择、成本控制等。

5、电气系统设计

包括飞控系统、自动驾驶系统、整车控制系统、环境感知系统、线控系统以及其他电器系统的设计。

如何在将这几类系统设计出来的同时，将其集成整合实现优异功能表现。

6、系统热管理设计

包括系统电机、动力电池、发动机等一系类发热元件的系统热管理设计。

如何实现高效能&

轻量化的目标。

7、集成设计

将各个系统进行集成，包括机械部件的继承、电气部件的集成以及控制系统的集成。

这是最为复杂的任务，需要保证整个系统的可靠性、灵敏度、结构刚度强度等一系类问题。

附录：

11款飞行汽车简介

飞机名称

cormorant/

X-Hawk

生产商

UrbanAeronautics

国家

以色列

用途

军用/

民用

动力形式

传统动力（内燃机/燃气轮机）

推进形式

推进器

涵道螺旋桨2升力2推力

机翼

未来版本有可展开机翼

空中飞行

设计指标：

最大速度249km/h最高海拔3700m续航能力2h20min燃油消耗1400lbs/h

地面行驶

未介绍，测试版靠螺旋桨产生推力前进

水面行驶

可改装为气垫船形式

实施情况

原型机试验已完成

备注/特点

TF-X

Terrafugia

美国

混合动力

305hp发动机+608hp电动机

2可倾转螺旋桨

1后置推进涵道风扇

折叠翼，装有可收缩旋翼

HB3设计参数：

巡航时速332km/h飞行范围805km飞行高度121m

未介绍

无

2016年获FAA批准

切换行驶模式，自动驾驶；

翼身混合设计

MollerSkycarM400

MollerInternational

传统动力

8台RotapowerEngine转子发动机

4倾转涵道风扇

可折叠机翼

设计参数：

最高时速533km/h巡航速度496km/h里程1213km续航时间5.9h升限10973m攀升速度24m/s

装有导轮，风扇提供推力，电动，最高速度30mph

2003年官方展示失败，目前项目搁置

XplorairPX200

Xplorair

法国

Thermoreactor发动机系统为分布式动力单元提供压缩空气

喷气式

多机翼

推力风扇提供推力

2013年巴黎航展展示1/2模型样机，后无消息

流线型机身，机翼旋转调整喷气气流进行飞行姿态控制

PAL-VONE

PAL-VInternationalB.V.

荷兰

传统动力160Kw汽油机

螺旋桨1升力1推力

最大速度180km/h，最大功率200hp，满载续航400km

最大速度160km/h，最大功率100hp巡航里程1315km载荷910kg；

前驱

完成飞行试验，已投产，2016.8开始销售

三轮摩托车与直升机的结合

aeromobil3.0

aeromobil

斯洛伐克

传统动力Rotax912自然吸气汽油机

1后置螺旋桨

可伸缩固定翼

最高时速200km/h起飞速度130km/h范围700km油耗15l/h机翼展开款8.32m

最高时速160km/h范围875km油耗8l/100km机翼收缩宽2.24m；

2010年公司成立，2014年第三代产品亮相；

2017年首发上市

两座；

滑跑起飞；

2座；

2015年发生意外坠机事件

LiliumJet

LiliumAviation

德国

电动

（12+6）*2倾转式涵道风扇，分布式推进

可转动襟翼，容纳分布式涵道风扇

范围300km，载荷200kg，巡航速度250-300km/h功率320kW

2013年提出概念，2015年成立公司并进行模型制作与试飞，2017年两座飞行器成功进行遥控无人试飞；

2019年进行载人试飞，2025年投入市场

2座，计划建造5座；

起落架可收缩；

自动驾驶，驾驶者只需要推动控制杆即可，机载计算机控制风扇发动机和襟翼；

空中出租车原型机；

类似于美军雷击无人机

JobyS2

JobyAviation

电动JM1S无传感器永磁同步电动机

分布式推进，16个螺旋桨，其中12个可以翻转90°

并收起

有，固定机翼、尾翼上布置可收缩多旋翼

巡航速度200mph，续航时间45min，最大有效载荷重量390bl

正准备开发小型原型机，计划2016年内实现试飞但未成功

无地面行驶功能

ICONA5

ICONAircraft

运动飞机

1个后置三桨叶螺旋桨

可收缩折叠翼

巡航高度3048m巡航速度224km/h航程550km

后置螺旋桨提供推力

后置螺旋桨提供推力，水面起降

2008年试飞成功，13年开始建厂准备生产，研发已完成，16年全球订单超过1800架但生产一再推迟

水空两用/陆空两用，后续计划以水空两用为主；

无法实现垂直起降

Vahana

/CityAirbus

Airbus

倾转螺旋桨，8旋翼

有，安装旋翼

计划2017年底试飞

共享模式；

自动驾驶

Pop.Up

+Italdesign

法国+

意大利

电动8电机，17kW*8

四对对转涵道风扇（螺旋桨）

设计：

最大形式距离100km，最大重量600kg，总功率136kW

最大行驶距离130km，总功率60kW

概念车

四部分，空中推进模块、驾驶舱模块、地面行驶模块、AI模块，可拆卸；

自动驾驶；

充电时间15min