[发明专利]一种可实现空中-水下自主运动的两栖航行器和航行方法

说明书

本发明涉及一种实现空中‑水下自主运动的两栖航行器和航行方法，包括主体舱，所述主体舱尾端设置水平尾翼和垂直尾翼，所述主体舱上还连接环形翼，环形翼两侧通过转轴转动连接跨介质推进器，所述跨介质推进器包括安装驱动电机的轮毂定子，轮毂定子外侧通过定子支撑架连接整流导管定子，所述整流导管定子连接转轴，且所述轮毂定子两端分别转动连接轮毂转子和水下螺旋桨，所述轮毂转子外侧通过转子支撑架连接整流导管转子，所述整流导管转子上连接空气螺旋桨叶片，所述轮毂转子还连接整流帽罩，所述主体舱内设置压载水舱，实现了航行器水空两栖航行，且具有自主性高、适应性强、依靠外界辅助小的优点。

技术领域

本发明涉及航空和船舶的交叉领域，尤其涉及一种可实现空中-水下自主运动的两栖航行器和航行方法。

背景技术

两栖航行器是可在空中飞行和水下潜航的新概念航行器，在军用方面，由于它兼有飞行器的速度和潜航器的隐蔽性，可获取空中、水面、水下的敌我信息，并可针对敌方作战体系弱点，综合利用空中和水中的优势手段，进行高效突防、打击或多任务作业；在民用方面，由于它兼具飞行器的快速巡航能力和潜航器的水下作业能力，可一举实现救援、勘探、工程施工等方面“锁定目标—快速达到—实施作业—安全返回”的一系列动作，具有实施效率高、辅助装备少、实施成本低的优点。然而，两栖航行器既要在水中自主航行，又要在空中自主飞行，由于空气与水的物性参数相差较大，使得针对空中-水下的两栖航行器设计难度较大；因此，较为常见的两栖航行器大多为水-陆、陆-空、水面-水下或水面-空中的两栖航行器，可以真正在空中和水下实现自主航行的两栖航行器并不多见。

发明内容

本申请人针对以上缺点，进行了研究改进，提供一种可实现空中-水下自主运动的两栖航行器和航行方法。

本发明所采用的技术方案如下：

一种实现空中-水下自主运动的两栖航行器，包括主体舱，所述主体舱尾端设置水平尾翼和垂直尾翼，所述主体舱上还连接环形翼，环形翼两侧通过转轴转动连接跨介质推进器，所述跨介质推进器包括安装驱动电机的轮毂定子，轮毂定子外侧通过定子支撑架连接整流导管定子，所述整流导管定子连接转轴，且所述轮毂定子两端分别转动连接轮毂转子和水下螺旋桨，所述轮毂转子外侧通过转子支撑架连接整流导管转子，所述整流导管转子上连接空气螺旋桨叶片，所述轮毂转子还连接整流帽罩，所述主体舱内设置压载水舱。

作为上述技术方案的进一步改进：

所述空气螺旋桨叶片转动连接在整流导管转子外侧设置的铰链支架上，且整流导管转子连接液压驱动缸，所述液压驱动缸驱动端转动连接连杆，连杆另一端转动连接空气螺旋桨叶片，且连杆通过导向杆连接在整流导管转子上开设导轨上。

包括以下步骤：

(1)空中飞行：此时跨介质推进器处于水平状态，液压驱动缸驱动端收缩，即可通过连杆带动空气螺旋桨叶片展开，轮毂定子内的驱动电机带动轮毂转子转动，轮毂转子即可通过转子支撑架带动整流导管转子和其上的空气螺旋桨叶片转动，且此时水下螺旋桨不转动，空气螺旋桨叶片转动产生的推力即可克服航行器飞行过程中的阻力，环形翼产生的升力可以克服航行器自身的重力，垂直尾翼和水平尾翼通过配合可以实现对航行器飞行姿态的控制；

(2)降落潜水：航行器先飞行到近水面，通过转轴带动跨介质推进器转动到竖直向上，以提供向上的推力，在此状态使航行器平稳降落于水面，然后液压驱动缸驱动端伸出，即可通过连杆带动空气螺旋桨叶片收缩至整流导管转子和整流导管定子表面，此时整流导管转子和其上空气螺旋桨叶片不再旋转，位于轮毂定子内的驱动电机驱动水下螺旋桨反转，同时压载水舱吸入压载水，在两者共同作用下使航行器快速入水；

(3)水下潜航：待航行器进入水下到一定深度后，通过转轴可带动跨介质推进器旋转到水平状态，位于轮毂定子内的驱动电机驱动水下螺旋桨正转，产生向后的推力，使航行器克服阻力向前运动，通过调节水平尾翼使环形翼产生负浮力，以确保航行器在水下航行时不上浮；