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1、工业设计， 3d 三维飞行汽车概念设计选题依据(国内外动态，初步设想及突破点等)及可行性论述。从熊熊燃烧的高楼大厦营救被困人员，或深入虎穴抢救士兵于危难之 中，一直以来都是非常困难的事情。在日常生活中，当遇到交通堵塞，而感到 心烦意乱时，人人都会有这样的冲动：我要是能飞就好了。你此时需要某种能 实现你梦想的机器。在我看来，我们现在已经拥有了解决上述问题的非传统方 案 - 飞行汽车。想象一下这些镜头：困在世贸中心的人们绝望地哭泣和呐喊；美军巡 逻人员在伊拉克遭遇袭击，孤立无援；在遭到 "卡特里娜 "飓风袭击之后，新奥 尔良灾民垂头丧气地站在屋顶等待救援；中国南方遭遇暴风雪袭击
2、，地面车辆 无法行使，人们群众的生活几乎陷入瘫痪。此时，如果有飞机从天而降，他们 会是何等的欣喜和兴奋！但是现有飞机包括直升飞机，他们有很多飞行局限 性，使其无法在城市中实施有效救援，但是飞行汽车将会完善类似直升机的功 能，它们不会遇到像直升机在城市中面临的飞行局限性，比如直升飞机暴露在 外的长长的旋翼，一旦不慎同墙面等物体发生碰撞就会折断，便可能发生机毁 人亡的惨剧。当今飞行汽车的代表：美国直升机学会主席赖特·弗拉特 (Rhett Flater) 说：" 现实情况是， 我们从未设计过可在城市环境中飞行的直升机。约耶里正在设计能在这种环境 中操作的飞行器 X-Hawk，满足
3、了这一需要。这种飞行器不仅能在城市中飞行自 由，且能靠近建筑物和摩天大楼，向困于上面的人员提供某种救援。 "目前，世界上有许多公司也在进行飞行汽车的研究，以色列的AD&D有限公司开发的 "城市之鹰 "两人座小型飞行汽车，计划在今年进行测试；麦道公 司正在研制 " 索科尔 400"四座飞行汽车。但在所有的研究者中，最值得一提的 恐怕是保罗穆勒和他的穆勒国际公司了。加拿大出生的工程师穆勒于60 年代初在加州大学任教时就开始了在自家车库中研究能垂直起降的汽车。他第一次 试验用的 XM-2圆形飞行器，起飞获得了成功，但飞行不稳定。 2000 年
4、，他成 功地制造出可以升起飞行、载有两名乘客的 M200x型飞行汽车。目前，莫勒最 新设计的飞行轿车 M400即将面世，并将推向市场。可乘坐四人的 M400型飞飞 行汽车的起飞和降落的方式是垂直起飞和降落。为保证飞行汽车的安全性和可 靠性，它的飞行将完全由计算机来控制，并由 GPS卫星系统导航。一旦发生事 故，汽车将自动释放设置在内部和外部的降落伞及气囊。只要会开普通的汽 车，就可以驾驶这种飞行汽车。莫勒 400可以在 13200英尺的高度，以 375 公 里的最高时速飞行。售价约 100 万美元。荷兰的一家设计公司 SPARK Design的概念设计 "The PALV"
5、 ，未来的陆 空两用个人交通工具，不仅可以缓和陆地和天空的交通堵塞，同时也给人们提 供了一种自由选择的交通方式。这辆 3 轮的车子利用 'tilting' 系统的专利技 术，使其既具有摩托车一样的灵巧的行动能力，又有豪华车般舒适的驾乘环 境。地面行使时，螺旋桨和推进器是折叠起来的。而到空中时这辆独特的汽车 可以以 200 km/h 的时速，在脱离商业飞行空间的 1500 米以下的空中翱翔，。 公司日前宣布，量产的技术和资金问题都已经解决了，已经正式与欧盟交通单 位研究投放市场的可行性。总部位于美国剑桥市的 "Terrafugia" 公司宣布， 2009 年开
6、始出售他们 不久前研制出的飞行汽车 -"Transition" 。这款飞行汽车的 " 心脏"是一台功率 为 100 马力的 Rotax912 ULS 型发动机，使用普通汽油作为燃料。 "Transition" 总共能够搭载两名乘客和一个不大的旅行包。就设计上来说， "Transition" 最 特别之处在于其车身两侧可伸缩的机翼。这种飞行汽车的巡航速度约为192 公里/ 小时，起飞的最小滑跑距离为 450米。不过，为了避免在公路上起降的过程 中发生交通事故，设计人员特别建议汽车驾驶员要尽量使用专门的小型机场实 施起
7、降动作。此外，停放 "Transition" 所需的空间也并不大，它缩起翅膀后的 体积约相当于一台大型 SUV休旅车的尺寸。预计首辆原型车将于 2008 年年底时 生产完毕，而其正式销售时间则要等到 2009 年。有意购买该飞行汽车的消费者 需提前支付 5的定金，而每辆 "Transition" 的售价约为 15 万美元。选题依据（国内外动态，初步设想及突破点等）及可行性论述。目前我国东风汽车等公司也在进行 EQ-01飞行汽车的相关研究工作。 EQ01 型飞行汽车。即为二汽第一号飞行汽车。 EQ01 飞行汽车是在深入研究 了五十年来飞行汽车的历史、结构和
8、思维方式后，加上发明者一系列创造性思 维，而构思出来的一种新型 "飞行汽车 "。其主要结构和性能参数如下：飞行状态：长 6m，翼展 8m，高 1 5m，翼展面积 10m2，最大速度 200kmh，巡航速度 150kmh，载人 2 人，马力 62，自重 300kg，起飞重量 500kg，起飞距离 150m，降落距离 80m。 陆行状态：长 47m宽 08m高 17m自重 300kg总重 500kg 载人 2 人时速 150kmh。能源问题和环保问题一直是人们广泛关注的焦点，汽车，这个能源超 级消耗品和环境杀手也自然成为两大焦点问题的焦点。几十年来，世界经济在飞速发展，汽车行业
9、也因此获得了前所未有的 繁荣。目前，全世界的汽车拥有量已超过 8 亿辆，并且在以每年超过 3000 万辆 的速度递增着，预测到 2010年全球汽车量将超过 10 亿辆。随之带来的是对能 源的巨量消耗，和对人类生存环境的严重破坏。全世界每年用于汽车制造上的金属材料、陶瓷、玻璃等就超过 6000 万 吨，年消耗燃油十几亿吨。汽车正在使地球上的石油资源迅速枯竭。另外，全 世界的汽车每年排放有害物质 2 亿吨以上。使用汽油的机动车排放的污染物主 要有碳氢化合物（ HC）、一氧化碳（ CO）和氮氧化物（ NOx），不仅严重污染空 气，还在威胁着人类健康。一氧化碳可能给人造成可怕的缺氧性伤害，轻者眩 晕、
10、头疼，重者脑细胞受到永久性损伤。一辆汽车一年内可放出 2.5 千克的铅 （ Pb）。人体对大气中的铅的吸收率为 4O，汽车尾气中的铅粒随呼吸进入人 体，可伤害人的神经系统，还会积累于骨骼中。人体内积蓄一定程度的铅，会 出现贫血、肝炎、肺炎、肺气肿、心绞痛、神经衰弱等多种症状。汽车带来的所有这些弊端我们早已经清楚，并且一直在努力改变这一 现状，包括寻找替代性资源、创造新动力设备、改进尾气净化装置等等，可喜 的是我们已经取得了一些傲人的成绩。近年来，关于新动力汽车的消息大量出 现，目前为止，汽车新动力大致有以下几种： 一、 混合动力；二、燃料电 池；三、电动汽车；四、代用燃料。而其中燃料电池技术的
11、前景最为看好。简 单地说，燃料电池 （Fuel Cell） 是一种将存在于燃料与氧化剂中的化学能直接转 化为电能的发电装置。燃料和空气分别送进燃料电池，电就被奇妙地生产出 来。它从外表上看有正负极和电解质等，像一个蓄电池，但实质上它不能 " 储电 "而是一个"发电厂" 。燃料电池的概念是 1839年G.R.Grove 提出的，至今已有 大约 160 多年的历史。燃料电池十分复杂，涉及化学热力学、电化学、电催化、材料科 学、电力系统及自动控制等学科的有关理论，具有发电效率高、环境污染少等 优点。总的来说，燃料电池具有以下特点：（ 1）能量转化效率高 他直接
12、将燃料的化学能转化为电能，中间 不经过燃烧过程，因而不受卡诺循环的限制。目前燃料电池系统的燃料 - 电能 转换效率在 45%60%，而火力发电和核电的效率大约在 30% 40%，而内燃机仅 为 18 24。（2）有害气体 x、 x及噪音排放都很低 2 排放因能 量转换效率高而大幅度降低，无机械振动。（3）燃料适用范围广。（4）积木化强，规模及安装地点灵活，燃料电池电站占地面积 小，建设周期短，电站功率可根据需要由电池堆组装，十分方便。燃料电池无 论作为集中电站还是分布式电，或是作为小区、工厂、大型建筑的独立电站都 非常合适。（ 5）负荷响应快，运行质量高 燃料电池在数秒钟内就可以从最 低功率变
13、换到额定功率，而且电厂离负荷可以很近，从而改善了地区频率偏移 和电压波动，降低了现有变电设备和电流载波容量，减少了输变线路投资和线 路损失。选题依据(国内外动态，初步设想及突破点等)及可行性论述。( 附加页 2)目前，燃料电池按电解质划分已有 6 个种类得到了发展，即碱性燃料 电池( Alkaline Fuel Cell,AFC )、磷酸盐型燃料电池( Phosphoric Acid Fuel Cell,PAFC )、熔融碳酸盐型燃料电池( Molten Carbonate Fuel Cell,MCFC)、固体氧化物型燃料电池( Solid Oxide Fuel Cell,SOFC )、固体
14、聚合物燃料电池( Solid Polymer Fuel Cell,SPFC, 又称为质子交换膜燃料电 池， Proton Exchange Membrane Fuel Cell,PEMFC )、及生物燃料电池 (BEFC)。按工作温度它们又分为高、中、低温型燃料电池。工作温度从室温 到 373K(100) 的为常温燃料电池，如 SPFC；工作温度在 373K(100) 573K(300) 之间的为中温燃料电池，如 PAFC；工作温度在 873K(600)以上的 为高温燃料电池，如 MCFC和 SOFC。经过多年的探索，最理想的用于汽车的是质子交换膜燃料电池，也称 氢燃料电池。它的工作原理是：将
15、氢气送到负极，经过催化剂(铂)的作 用，氢原子中两个电子被分离出来，这两个电子在正极的吸引下，经外部电路 产生电流，失去电子的氢离子(质子)可穿过质子交换膜(即固体电解质)， 在正极与氧原子和电子重新结合为水。由于氧可以从空气中获得，只要不断给 负极供应氢，并及时把水(蒸汽)带走，燃料电池就可以不断地提供电能。燃料电池以其特有的燃料效率高、质量能量大、功率大、供电时间 长、使用寿命长、可靠性高、噪声低及不产生有害排放物 NO2等优点正在引起 世界各国的注意。电池能量转换效率约为内燃机效率的 2.5 倍。这种电池将有 可能成为继内燃机之后的汽车最佳动力源之一。我国在燃料电池电动车领域的研究水平与
16、发达国家相差无几，由清华 大学和北京富源新技术开发总公司联合研制的我国第一辆质子交换膜燃料电池 电动旅游观光车，展示了国内研制电动车的最新技术。有关专家指出，我国完 全有能力在这一领域赶超世界先进水平。我的设计预想：综合上面所诉，我将自己的概念飞行汽车设计定位在未来交通工具。 它将采用垂直起降方式，用氢燃料电池作能量源泉的电驱动动力配置，乘员 2 人，实用飞行高度 200-1500 米，航时在 1.5-3 小时左右，最大航速在 220 公里 每小时左右，公路行驶最大速度在 100 公里每小时左右，采用 4 个浆扇飞行等 基本特征。技术上采用浆扇折叠方式，作为汽车行走时浆扇折下与透明的车门 靠拢
17、，飞行时透明车门正常关闭，浆扇将展开展平，形成 4 个浆扇的布局样式。桨叶采用碳纤维、凯芙拉等高级复合材料制成，桨叶寿命达到无限。车身 也将广泛采用航空复合材料，在保证足够的使用性能的同时最大限度的减少车 体重量，从而提升整车的使用性能。造型上总体特点是通透、轻盈、简约、时尚、环保、科技感十足。整车采用强度高重量轻的合金材料，配备意外降落伞，并在车内安装 安全气囊。另外车子底部设有四个伸缩式弹性起落架，起到缓冲作用车子符合 环保及使用的安全性要求。在使用方式上预实行开放楼顶计划，就是将平顶的 高楼顶端打造成飞行汽车的起降平台（当然在公路及街道上起降也是可以 的），这样的话就可以方便在城市中实现
18、从一个楼顶飞行到另一个楼顶的直线 航行，同时楼顶设置燃料补充设备以及充电或者急换电池等服务。当飞行汽车普及之后，现在的那么多公路将变得不那么必要。而修公 路，特别是高速公路，其投资是非常巨大的。我国已有近 2 万公里高速公路， 加上一级路、二级路、三级路等，投资已是数万亿元。这么庞大的天文数字的 投资，如果大部分能节约下来，对国家将是多么巨大的贡献。 以美国为例作过 计算，飞行汽车可使用的空间层面，比公路总面积大 2678 倍。这个数据实在惊 人。它相当于我们的活动空间或范围增加了两千多倍。换个角度看，似乎地球 表面人类活动空间和范围增加了两千多倍。这将使人们的生活空间和生活质量 产生巨大的变
19、化。 其次，修这么多路，还要砍伐多少森林，要破坏多少良田。 所以说环保的飞行汽车将对扩展人类活动空间，改善人类生活质量，改变地球 面貌，保持生态平衡，促进可持续发展，将具有巨大的意义！论文撰写过程中拟采取的方法和手段对命题深入分析，参考大量国内外有关文献资料，对部分外文资料进 行分析。利用图书馆和网络两个重要的学习资源，深入了解该产品的原理功 能。对市场的现有产品进行深入的调研工作，功能、造型、品牌、价格等，广 泛的参考现有的设计，从中吸取别人的成功经验，归纳总结确定设计的创新 点，进行系统设计。系统设计广泛利用产品造型的美学法则，消费心理学，人机工程学，设计方法学等基本知识，应用创造性思维和
20、创造性技法。设计过程中是利用大量绘制草图，展开思路，再做手绘效果图，然后 利用电脑做出三维效果图，主要靠 3D 设计软件制作，然后借用 Photoshop 等 平面软件设计展板，最后用 Office 系列软件对本设计进行系统说明，并完成相 关学术报告。题目：飞行汽车概念设计中文摘要 英文摘要前言1 绪论1.1 选题依据1.2 课题的研究内容1.3课题目的和意义2 市场调研与分析2.1 飞行汽车现状分析2.1.1 飞行汽车的种类2.1.2 我国环保型飞行汽车的市场需要2.1.3 我国飞行汽车的研究现状2.2 飞行汽车外观设计的需求2.2.1 色彩的搭配2.2.2 飞行汽车造型的科学依据2.2.3
21、 飞行汽车的优越性2.2.4 飞行汽车的系列化的衍生种类3 产品设计构想3.1 设计意图3.2设计分析3.2.1 飞行汽车的安全性探索3.3 初步设想3.4 设计定位3.4.1 设计对象定位3.4.2 设计功能定位3.4.3 设计造型定位4 产品设计展开与实现4.1 草图选择与说明4.1.1 草图创作过程4.1.2 草图选择与说明4.2 设计展开4.2.1 人机工程学原理的应用4.2.2 设计说明4.3 色彩选择与分析4.3.1 色彩分析4.4 产品展示4.4.1 产品效果展示4.4.2 展板展示5 结论 参考文献致谢第一阶段：市场调研、收集资料（对市场上相关产品进入深入调研工 作，主要包括功
22、能、造型、材料、价格等，充分掌握用户心理需求，为设计准 确定位提供依据。） 2 周。第二阶段：草图设计（根据调研结果，对产品设计定位，进行方案构 思、设计草图。） 2 周。第三阶段：确定方案（对设计草图进行评价，综合功能是否合理，人 机设计是否合理，造型是否具有创新和美感，结构是否优化合理等因素，确定 一个可行方案。） 2 周。第四阶段：效果图制作（对可行性方案进行效果图展示，从三维的角 度初步展示设计，从而对设计进行再一次的推敲、修改、完善，从而确定最初 设计方案。） 3 周。第五阶段：模型制作（选用合理材料和工艺按比例制作产品模型，并 进行表面涂饰。） 2 周。第六阶段：展板设计（对所设计的项目进行全面展示，对产品设计效 果图进行彩色打印输出。） 1 周。第七阶段：撰写最终论文并排版印刷。 2 周。