[发明专利]一种可变构型双体跨水空介质无人飞行器

说明书

本发明公开一种可变构型双体跨水空介质无人飞行器，两机身对称布置，由中翼和尾翼连接，外侧机翼可绕旋转轴改变后掠角，空中飞行时机翼展开，水下潜航时机翼后掠收容到机身两侧，翼身整流与机翼外形光顺过渡，水舵布置在后机身底部，尾翼呈倒V型布置，水下推进器安装在机身尾部，空中电机和空中螺旋桨通过电机塔安装在机身中部，电机塔可绕轴向后倾倒收容如机身中，倾倒后螺旋桨贴合于机身上表面。本发明集成飞行器及潜航器设计方法，可实现连续多次跨越水空界面，并在两种介质中持续航行，操稳性能良好，载荷能力强，可执行隐蔽突防侦查打击等任务。

技术领域

本发明涉及飞行器及潜航器领域，具体涉及一种可变构型双体跨水空介质无人飞行器。

背景技术

跨水空介质航行器是一种适应空气和水两种介质环境，可多次跨越水空界面并可在两种介质中持续航行的新概念航行器。跨水空介质航行器具有空中飞行和水下潜航两种构型，可通过结构变体实现构型的转换。其航行模式可分为空中飞行模式、近水面飞行模式、出入水面模式和水下潜航模式，可利用各种探测设备的盲区，切换海空航行模式来躲避敌方的监视，可用于执行海上侦察、打击、特种兵力投送等任务。跨水空介质航行器集成了飞行器和潜航器等诸多科学技术，针对空气与水环境介质的差异，在航行原理、布局、稳定性、操纵、材料、结构、动力等多方面进行综合设计。鉴于跨介质飞行器具有重要的军事价值和广阔的应用前景，国内外各主要军事强国一直在从事该类新型装备的开发。但由于跨水空介质航行器的设计变量多，子系统复杂，工程难度大，目前国内外在该领域的研究基本上都还处于总体概念设计、关键技术攻关和样机验证阶段，尚未有国家成功研制出具有工程实用价值的产品。

发明内容

为了填补国内外在跨水空介质航行器领域上的空白，本发明提出了一种可变构型双体跨水空介质无人飞行器。

本发明可变构型双体跨水空介质无人飞行器，采用双机身对称布置，两机身中部通过中翼连接，尾部通过倒V型尾翼连接；双机身外侧对称安装机翼，且机翼具有绕旋转轴转动自由度，改变机翼后掠角；在水下潜航时，机翼后掠收容到机身两侧，此时翼身整流与机翼外形光顺过渡；

上述双机身后方底部安装水舵；末端安装水下推进器；V尾与中翼上布置有舵面；左机翼与右机翼后缘具有副翼。

上述双机身中部安装有电机塔，电机塔顶部安装动力电机，动力电机输出周上安装螺旋桨；电机塔具有绕轴向后倾倒自由度，使得电机塔向后倾倒后，动力电机与螺旋桨收容到机身中。

本发明的优点在于：

1、本发明一种可变构型双体跨水空介质无人飞行器，采用双机身布局形式，横向稳定性好，滚转阻尼大，有利于航行器在水下航行及界面跨越的姿态控制；

2、本发明一种可变构型双体跨水空介质无人飞行器，采用双机身布局形式，增加了机舱空间，提高了载荷布置的灵活性和多样性，拓展了航行器任务包线；

3、本发明一种可变构型双体跨水空介质无人飞行器，采用变构型的技术途径，解决了航行器在两种不同流体介质中性能需求的矛盾，空中构型采用大展现比双机身布局，升阻比高，气动性能好。水下将机翼和螺旋桨收容进机身，有效减少水下浸润面积，水动阻力减小。综合提高了全任务剖面气动、水动性能，可实现空中飞行、水下潜航及反复连续跨越水面等功能；

4、本发明一种可变构型双体跨水空介质无人飞行器，左右机身通过中翼连接，中翼上设有升降舵面，中翼焦点与全机重心位置接近，中翼产生的升力对全机姿态影响较小，可视为直接力控制。水下航行可依靠中翼舵面偏转产生升力进行深度控制，尾翼舵面偏转进行姿态控制，实现了深度与姿态的控制解耦，降低了控制难度；

附图说明

图1为本发明可变构型双体跨水空介质无人飞行器空中构型示意图；

图2为本发明可变构型双体跨水空介质无人飞行器水下构型示意图；