基于智能電網的多短程經停型電動飛機運輸系統的制作方法
【專利摘要】本發明涉及一種基于智能電網的多短程經停型電動飛機運輸系統，為解決中小城市間快捷交通短缺問題，其是在相鄰的中小城市間或者和與相鄰中心城市的衛星城間設置低空飛機航線配置蓄電電動飛機；中小城市和衛星城建設供起降的小型機場，蓄電電動飛機配置有超級電容蓄電電源裝置，小型機場配有從智能電網獲取低谷電的超級電容蓄電站，蓄電電動飛機經停每一個小型機場時，蓄電電動飛機的超級電容蓄電電源裝置都通過充電系統從經停小型機場的超級電容蓄電站進行快速充電。其具有能夠充分利用短程經停補充電能優勢和電網低谷電富余優勢，拓展清潔無污染電力能源新內需、優化能源結構，滿足中小城市及中心城市衛星城間對快捷交通的急需，占地少、投資少、運行成本低、能夠顯著推動中小城市經濟一體化進程和中小城市間資源優化配置，激發中小城市發展動力的優點。
【專利說明】 基于智能電網的多短程經停型電動飛機運輸系統
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種飛機，特別是涉及一種基于智能電網的多短程經停型電動飛機運輸系統。
【背景技術】
[0002]目前，城際特別是中小城市間的快速公交系統仍然是拉動經濟發展的重要力量。現有的城際公交客車由于速度慢遠遠不能滿足人們日益增長的城際快速流轉的實際需求，一方面，這類公交大都是柴油車排放的尾氣給空氣造成的污染也急待解決，另一方面，燃油屬于不可再生的稀缺能源，急需在改善能源結構中被其它更清潔富余能源或者清潔可再生能源形式替代；現有的城際輕軌由于造價高運行成本高，在客流量小的中小城際經濟上根本就沒有可行性；現有的高鐵、動車，更由于占地多，造價高等，經濟上更沒有可行性。所以，我國所有中小城市間急需一種沒有污染、占地少、投資少、運行速度快、運行成本低的新型中小城際間快捷公交運輸系統。
[0003]智能電網(smart power grids)，就是電網的智能化，也被稱為“電網2.0”，它是建立在集成的、高速雙向通信網絡的基礎上，通過先進的傳感和測量技術、先進的設備技術、先進的控制方法以及先進的決策支持系統技術的應用，實現電網的可靠、安全、經濟、高效、環境友好和使用安全的目標，其主要特征包括自愈、激勵和包括用戶、抵御攻擊、提供滿足21世紀用戶需求的電能質量、容許各種不同發電形式的接入、啟動電力市場以及資產的優化高效運行。特別是智能電網還能夠以科學合理高效可靠的方式向用戶提供廉價的電網低谷電，為深度開發電能利用技術提供支持和保障。

【發明內容】

[0004]本發明目的在于克服現有技術的上述缺陷，提供一種占地少、投資少、運行成本低、清潔無污染、快捷方便的基于智能電網的多短程經停型電動飛機運輸系統。
[0005]為實現上述目的，本發明基于智能電網的多短程經停型電動飛機運輸系統是在相鄰的中小城市間或者和與相鄰中心城市的衛星城間設置低空飛機航線、配置沿所述航線飛行的蓄電電動飛機；所述中小城市和衛星城建設有供所述蓄電電動飛機起降的小型機場，所述蓄電電動飛機配置有超級電容蓄電電源裝置，所述小型機場配有從智能電網獲取低谷電的超級電容蓄電站，所述蓄電電動飛機經停每一個小型機場時，所述蓄電電動飛機的超級電容蓄電電源裝置都通過充電系統從經停小型機場的所述超級電容蓄電站進行快速充電。其雖然是飛機但不耗油，不會產生溫室氣體、更不會產生污染大氣的尾氣；其利用智能電網的低谷電作為動力，不但清潔，而且還能節省大量運行成本；其無需投資建鐵路或者公路，能大量節省投資，更大量節省用地；其是空中直達，不受地面限速或者其它路況情況影響，到達快捷有保障；特別是其屬于短距離經停，經停必然通過充電系統進行快速充電，所以飛機自備電源能夠保證及時補充，不會出現電能不足影響正常航行的情況。所述飛機具體是電動旋槳固定翼飛機。其具有占地少、投資少、運行成本低、清潔無污染、快捷方便，完全能夠滿足中小城市間快捷公共出行需要的優點。
[0006]作為優化，所述小型機場配有推動或者拉動所述電動飛機起飛的助推裝置或者助起飛裝置。即推動的是助推裝置，拉動的是助起飛裝置。因為該飛機的飛行屬于短程經停低空飛行，從前一機場到下一機場之間飛機必然只有起飛、平飛、降落，這三個環節中只有起飛時耗用動力強度最大。配用所述助推裝置或者助起飛裝置后，不但可以節省大量電能，更能夠相對減小飛機的動力配置，減少造價和減輕自重，提高飛機的承載能力和飛行保障能力。
[0007]作為優化，所述助推裝置為蓄電電動助力汽車或者自帶壓縮空氣罐的氣動助力汽車或者燃油動力汽車；當所述助推裝置為自帶壓縮空氣罐的氣動助力汽車時，所述小型機場配有壓縮空氣儲罐和向壓縮空氣儲罐供氣的空壓機，所述空壓機利用智能電網的低谷電向所述壓縮空氣儲罐里儲存壓縮空氣，所述壓縮空氣罐自所述壓縮空氣儲罐獲得壓縮空氣。向前推的所述助推裝置與向前拉的所述助起飛裝置相比，更方便配置，更安全。壓縮空氣驅動的氣動助力汽車與另外兩種動力形式的汽車相比，能夠以最簡單的結構、最低的造價，最低的能量儲存成本，滿足在短時間內輸出最大驅動力的助飛需要。
[0008]作為優化，所述壓縮空氣罐和壓縮空氣儲罐為帶隔熱保溫層的絕熱罐，所述小型機場航站樓和其它建筑物配裝有太陽能集熱器，所述太陽能集熱器通過熱介質輸送管道向配置在所述絕熱壓縮空氣儲罐內的熱交換器輸送熱量，所述熱交換器將來自所述熱介質的熱量傳遞給絕熱壓縮空氣儲罐內的壓縮空氣；所述壓縮空氣儲罐通過方便拆裝的絕熱管道或和絕熱閥門向所述絕熱壓縮空氣罐輸送壓縮空氣；這樣能夠以簡便的方式將太陽能集熱器匯集的太陽能轉化成壓縮空氣能，顯著節省助飛成本。
[0009]所述蓄電電動助力汽車配有所述超級電容蓄電裝置，所述超級電容蓄電裝置從所述智能電網獲得低谷電；或者所述超級電容蓄電裝置為方便替換的活配裝置，所述超級電容蓄電站配有數倍的可供替換的所述超級電容蓄電裝置。蓄電電動助力汽車直接或者間接從智能電網獲得低谷電也能降低助飛成本。當然還可以是所述蓄電電動助力汽車通過方便連接和方便自動斷開的自動電纜連接系統與飛機的電源相連，在飛機接受助推階段，通過臨時接通的電纜向飛機提供起飛電能，減少起飛階段的電耗負擔，增強起飛能力，把寶貴有限的自帶電力用于正常起飛和降落。當助推結束后，所述臨時對接的電纜也隨之斷開，斷開后飛機只使用自帶的超級電容蓄電裝置供電。
[0010]作為優化，所述助力汽車為前端扁矮、后端厚高、中部由前向后逐漸增厚加高的楔形。這樣在助飛過程中，在所述助力汽車的前方和上方能夠產生一股向上抬升的上升氣流，所述助力汽車在向前推的同時，還能通過所述上升氣流推動飛機向上起飛。
[0011]作為優化，所述楔形助力汽車頂部為自前端向后端延伸的上斜面，所述上斜面的前端貼近地面，所述上斜面有供駕駛員觀察前方情況的透明玻璃前窗。這樣所述上升氣流進一步增強的同時，還會進一步產生有助于飛機起飛的氣墊作用和地效作用。
[0012]作為優化，所述蓄電電動飛機為配有多層機翼的旋槳式低空固定翼飛機，所述超級電容蓄電電源裝置或者所述超級電容蓄電電源裝置的超級電容配置在所述機翼上或者飛機的尾部和所述機翼上，這樣機身不配置超級電容，原有設計的機身不用改變，只需重新設計機翼即可；所述飛機為低速或者中低速飛機。所述飛機最高時速在400公里/小時以下，例如可以是200-360公里/小時，優選260-300公里/小時。在上述配置方式基礎上，還可以進一步采用:所述機身包括縱橫交叉的龍骨格板，在所述龍骨格板圍成的方格內配置所述超級電容蓄電電源裝置的超級電容，這樣可以顯著增加超級電容配置率，有利于實現在不降低飛機承載空間的前提下，大幅度增加所述超級電容蓄電電源裝置蓄電能力的目的。
[0013]作為與上述技術方案并列的備選方案:還可以是所述機身包括縱橫交叉的龍骨格板，在所述龍骨格板圍成的方格內配置所述超級電容蓄電電源裝置的超級電容。這樣原有的機翼設計不做任何改變，只需要在原有龍骨格板增加配置超級電容即可，配置超級電容對機身結構也不會產生大的影響，只需要在原有設計基礎上增配即可。在此基礎上，可進一步采取所述蓄電電動飛機為配有多層機翼的低空固定翼飛機，所述超級電容蓄電電源裝置或者所述超級電容蓄電電源裝置的超級電容配置在所述機翼上或者飛機的尾部和所述機翼上。這樣可以獲得非常多的蓄電容量。
[0014]作為優化，所述機翼包括自飛機機身中部向兩側延伸的下層主機翼和自飛機機身頂部向兩側延伸的上層副機翼或者自飛機機身頂部向兩側延伸的上層副機翼及位于副機翼上方的頂層附機翼；相鄰所述機翼之間通過風阻小的豎向或者斜向或者豎向和斜向加固梁固定在一起。優選:所述頂層附機翼固定在機身向上伸出的風阻小的支架上，還通過所述豎向或者斜向或者豎向和斜向加固梁與下面的副機翼加固在一起。
[0015]所述機身兩側的機翼上并列配置電動螺旋槳，電動螺旋槳相對于燃油動力槳重量輕體積小，更方便配置在機翼上；或者所述機身兩側的機翼上各自配置一個側置電動螺旋槳和所述機身頂部配置兩個頂置電動螺旋槳，這樣四動力槳與兩動力槳相比，動力更強，可靠性更高，安全性更好。使用時，可以在起飛和降落時啟用四個螺旋槳，在平飛時只用其中兩個螺旋槳，優選只用兩側機翼上的兩個螺旋槳。
[0016]作為優化，上下相鄰所述機翼的中部之間或者中部和靠近機身的基部之間配有所述加固梁。所述機翼與機身側面之間也可以增加配有斜拉加固梁。所述機翼和機身上配置太陽能電池板，所述太陽能電池板通過充電電路向所述超級電容蓄電電源裝置充電。這樣可以相對減輕飛機自帶電源負荷，提高安全飛行保障能力。
[0017]作為優化，所述下層主機翼、上層副機翼或者和頂層附機翼由下至上依次向前錯落配置。這樣在所述多層機翼下方可以形成向上承托飛機的空氣團，能夠顯著提高飛機的升力和滯空能力，提高應對復雜天氣情況的能力。下層主機翼、上層副機翼和頂層附機翼前后相對借開的距離可以是相對錯開機翼寬度的1/2、1/3、2/3、3/4、1/4、2/5、3/5、1/5。
[0018]當然在此基礎上，可以進一步采用將所述電動螺旋槳設置在上層副機翼上或者設置在下層主機翼和上層副機翼之間的技術方案，這樣可以進一步產生地效作用，顯著增大飛機承載能力。
[0019]采用上述技術方案后，本發明基于智能電網的多短程經停型電動飛機運輸系統具有能夠充分利用短程經停補充電能的優勢和電網低谷電富余優勢，拓展清潔無污染電力能源新內需、優化能源結構，滿足中小城市及中心城市衛星城間對快捷運輸的急切需要，占地少、投資少、運行成本低、快捷方便，能夠大大推動中小城市經濟一體化進程和非常有助于中小城市間資源優化配置，提高中小城市經濟運行效益和激發中小城市經濟發展動力的優點。【具體實施方式】
[0020]本發明基于智能電網的多短程經停型電動飛機運輸系統是在相鄰的中小城市間或者和與相鄰中心城市的衛星城間設置低空飛機航線、配置沿所述航線飛行的旋槳式固定翼蓄電電動飛機；所述中小城市和衛星城建設有供所述蓄電電動飛機起降的小型機場，所述蓄電電動飛機配置有超級電容蓄電電源裝置，所述小型機場配有從智能電網獲取低谷電的超級電容蓄電站，所述蓄電電動飛機經停每一個小型機場時，所述蓄電電動飛機的超級電容蓄電電源裝置都通過充電系統從經停小型機場的所述超級電容蓄電站進行快速充電。
[0021]所述小型機場配有推動或者拉動所述電動飛機起飛的助推裝置或者助起飛裝置。優選所述助推裝置為蓄電電動助力汽車或者自帶壓縮空氣罐的氣動助力汽車或者燃油動力汽車；當所述助推裝置為自帶壓縮空氣罐的氣動助力汽車時，所述小型機場配有壓縮空氣儲罐和向壓縮空氣儲罐供氣的空壓機，所述空壓機利用智能電網的低谷電向所述壓縮空氣儲罐里儲存壓縮空氣，所述壓縮空氣罐自所述壓縮空氣儲罐獲得壓縮空氣。更優選所述壓縮空氣罐和壓縮空氣儲罐為外周帶隔熱保溫層的絕熱罐，所述小型機場航站樓和其它建筑物配裝有太陽能集熱器，所述太陽能集熱器通過熱介質輸送管道向配置在所述絕熱壓縮空氣儲罐內的熱交換器輸送熱量，所述熱交換器將來自所述熱介質的熱量傳遞給絕熱壓縮空氣儲罐內的壓縮空氣；所述壓縮空氣儲罐通過方便拆裝的絕熱管道或絕熱閥門向所述絕熱壓縮空氣罐輸送壓縮空氣；所述蓄電電動助力汽車配有所述超級電容蓄電裝置，所述超級電容蓄電裝置從所述儲智能電網獲得低谷電；或者所述超級電容蓄電裝置為方便替換的活配裝置，所述超級電容蓄電站配有數倍的可供替換的所述超級電容蓄電裝置。當然還可以是所述蓄電電動助力汽車通過方便連接和方便自動斷開的自動電纜連接系統與飛機的電源相連，在飛機接受助推階段，通過臨時接通的電纜向飛機提供起飛電能，減少起飛階段的電耗負擔，增強起飛能力，把寶貴有限的自帶電力用于正常起飛和降落。當助推結束后，所述臨時對接的電纜也隨之斷開，斷開后飛機只使用自帶的超級電容蓄電裝置供電。
[0022]所述助力汽車為前端扁矮、后端厚高、中部由前向后逐漸增厚加高的楔形。優選所述楔形助力汽車頂部為自前端向后端延伸的上斜面，所述上斜面的前端貼近地面，所述上斜面有供駕駛員觀察前方情況的透明玻璃前窗。
[0023]所述蓄電電動飛機為配有多層機翼的低空固定翼飛機，所述超級電容蓄電電源裝置或者所述超級電容蓄電電源裝置的超級電容配置在所述機翼上或者飛機的尾部和所述機翼上，在上述配置方式基礎上，還可以進一步采用:所述機身包括縱橫交叉的龍骨格板，在所述龍骨格板圍成的方格內配置所述超級電容蓄電電源裝置的超級電容；所述飛機為低速或者中低速飛機；所述飛機最高時速在400公里/小時以下，例如可以是200-360公里/小時，優選260-300公里/小時。
[0024]或者所述機身包括縱橫交叉的龍骨格板，在所述龍骨格板圍成的方格內配置所述超級電容蓄電電源裝置的超級電容，在此基礎上，可進一步采取所述蓄電電動飛機為配有多層機翼的低空固定翼飛機，所述超級電容蓄電電源裝置或者所述超級電容蓄電電源裝置的超級電容配置在所述機翼上或者飛機的尾部和所述機翼上。所述飛機為低速或者中低速飛機；所述飛機最高時速在400公里/小時以下，例如可以是200-360公里/小時，優選260-300公里/小時。
[0025]優選所述機翼包括自飛機機身中部向兩側延伸的下層主機翼和自飛機機身頂部向兩側延伸的上層副機翼或者自飛機機身頂部向兩側延伸的上層副機翼及位于副機翼上方的頂層附機翼；相鄰所述機翼之間通過風阻小的豎向或者斜向或者豎向和斜向加固梁固
定在一起;
[0026]所述機身兩側的機翼上并列配置電動螺旋槳或者所述機身兩側的機翼上各自配置一個側置電動螺旋槳和所述機身頂部配置兩個頂置電動螺旋槳。使用時，可以在起飛和降落時啟用四個螺旋槳，在平飛時只用其中兩個螺旋槳，優選只用兩側機翼上的兩個螺旋槳。
[0027]更優選上下相鄰所述機翼的中部或者中部和靠近機身的基部之間配有所述加固梁。所述機翼與機身側面之間也可以增加配有斜拉加固梁。所述機翼和機身上配置太陽能電池板，所述太陽能電池板通過充電電路向所述超級電容蓄電電源裝置充電。
[0028]更優選所述下層主機翼、上層副機翼或者和頂層附機翼由下至上依次向前錯落配置。下層主機翼、上層副機翼和頂層附機翼前后相對借開的距離可以是相對錯開機翼寬度的1/2、1/3、2/3、3/4、1/4、2/5、3/5、1/5。當然在此基礎上，可以進一步采用將所述電動螺旋槳設置在上層副機翼上或者設置在下層主機翼和上層副機翼之間的技術方案，這樣可以進一步產生地效作用，顯著增大飛機承載能力。
【權利要求】
1.一種基于智能電網的多短程經停型電動飛機運輸系統，其特征在于在相鄰的中小城市間或者和與相鄰中心城市的衛星城間設置低空飛機航線、配置沿所述航線飛行的蓄電電動飛機；所述中小城市和衛星城建設有供所述蓄電電動飛機起降的小型機場，所述蓄電電動飛機配置有超級電容蓄電電源裝置，所述小型機場配有從智能電網獲取低谷電的超級電容蓄電站，所述蓄電電動飛機經停每一個小型機場時，所述蓄電電動飛機的超級電容蓄電電源裝置都通過充電系統從經停小型機場的所述超級電容蓄電站進行快速充電。
2. 根據權利要求1所述飛機運輸系統，其特征在于所述小型機場配有推動或者拉動所述電動飛機起飛的助推裝置或者助起飛裝置。
3.根據權利要求2所述飛機運輸系統，其特征在于所述助推裝置為蓄電電動助力汽車或者自帶壓縮空氣罐的氣動助力汽車或者燃油動力汽車；當所述助推裝置為自帶壓縮空氣罐的氣動助力汽車時，所述小型機場配有壓縮空氣儲罐和向壓縮空氣儲罐供氣的空壓機，所述空壓機利用智能電網的低谷電向所述壓縮空氣儲罐里儲存壓縮空氣，所述壓縮空氣罐自所述壓縮空氣儲罐獲得壓縮空氣。
4.根據權利要求3所述飛機運輸系統，其特征在于所述壓縮空氣罐和壓縮空氣儲罐為帶隔熱保溫層的絕熱罐，所述小型機場航站樓和其它建筑物配裝有太陽能集熱器，所述太陽能集熱器通過熱介質輸送管道向配置在所述絕熱壓縮空氣儲罐內的熱交換器輸送熱量，所述熱交換器將來自所述熱介質的熱量傳遞給絕熱壓縮空氣儲罐內的壓縮空氣；所述壓縮空氣儲罐通過方便拆裝的絕熱管道或和絕熱閥門向所述絕熱壓縮空氣罐輸送壓縮空氣； 所述蓄電電動助力汽車配有所述超級電容蓄電裝置，所述超級電容蓄電裝置從所述智能電網獲得低谷電；或者所述超級電容蓄電裝置為方便替換的活配裝置，所述超級電容蓄電站配有數倍的可供替換的所述超級電容蓄電裝置。
5.根據權利要求2或者3或者4所述飛機運輸系統，其特征在于所述助力汽車為前端扁矮、后端厚高、中部由前向后逐漸增厚加高的楔形。
6.根據權利要求5所述飛機運輸系統，其特征在于所述楔形助力汽車頂部為自前端向后端延伸的上斜面，所述上斜面的前端貼近地面，所述上斜面有供駕駛員觀察前方情況的透明玻璃前窗。
7.根據權利要求1或者2或者3或者4所述飛機運輸系統，其特征在于所述蓄電電動飛機為配有多層機翼的旋槳式低空固定翼飛機，所述超級電容蓄電電源裝置或者所述超級電容蓄電電源裝置的超級電容配置在所述機翼上或者飛機的尾部和所述機翼上；所述飛機為低速或者中低速飛機: 或者所述機身包括縱橫交叉的龍骨格板，在所述龍骨格板圍成的方格內配置所述超級電容蓄電電源裝置的超級電容。
8.根據權利要求7所述飛機運輸系統，其特征在于所述機翼包括自飛機機身中部向兩側延伸的下層主機翼和自飛機機身頂部向兩側延伸的上層副機翼或者自飛機機身頂部向兩側延伸的上層副機翼及位于副機翼上方的頂層附機翼；相鄰所述機翼之間通過風阻小的豎向或者斜向或者豎向和斜向加固梁固定在一起； 所述機身兩側的機翼上并列配置電動螺旋槳或者所述機身兩側的機翼上各自配置一個側置電動螺旋槳和所述機身頂部配置兩個頂置電動螺旋槳。
9.根據權利要求8所述飛機運輸系統，其特征在于上下相鄰所述機翼的中部之間或者中部和靠近機身的基部之間配有所述加固梁；所述機翼和機身上配置太陽能電池板，所述太陽能電池板通過充電電路向所述超級電容蓄電電源裝置充電。
10.根據權利要求8所述飛機運輸系統，其特征在于所述下層主機翼、上層副機翼或者和頂層附機翼由下至上依次 向前錯落配置。
【文檔編號】B64F1/04GK103523233SQ201310372982
【公開日】2014年1月22日 申請日期:2013年8月26日 優先權日:2013年8月26日
【發明者】劉洋 申請人:國網吉林省電力有限公司遼源供電公司, 國家電網公司