[发明专利]一种可变翼形双功能深海无人潜航器及其工作方法

权利要求书

1.一种可变翼形双功能深海无人潜航器，其特征在于，包括：可变翼系统、可开合推进系统、分布式耐压系统；

所述可开合推进系统包括位于潜航器的尾部的可开合推进器；所述可开合推进器在潜航器进行滑翔运动时通过可开合机构收回舱内；

所述分布式耐压系统包括耐压电池舱、主耐压电子舱、水动力轻质外壳、头尾剩余浮力装置；所述主耐压电子舱和所述耐压电池舱在潜航器横向一字排开，所述水动力轻质外壳包裹潜航器耐压舱，所述水动力轻质外壳的截面采用近椭圆流线型设计；所述头尾剩余浮力装置分别布置在所述主耐压电子舱的头部和尾部；

所述可变翼系统包括前后分布的主翼和辐翼，所述主翼和所述辐翼沿机体轴向对称分布，所述主翼位于潜航器的中部，所述辐翼位于潜航器的尾部固定于所述水动力轻质外壳上；所述主翼采用大展弦比可收缩形机构设计，所述主翼在横截面方向位于潜航器的中轴以上；所述辐翼内包可动舵；

所述主翼具备旋转和直线移动两个自由度；所述主翼包括第一耐压电机、第一联轴器、第一蜗杆、第一蜗轮、变翼、第二耐压电机、第二联轴器、第二蜗杆、第二蜗轮、齿轮、齿条；

所述第一蜗轮与所述变翼刚性连接，所述第一耐压电机旋转，通过所述第一联轴器带动所述第一蜗杆转动，以驱动所述第一蜗轮转动，从而驱动所述变翼的旋转运动；

所述第二蜗轮与所述齿轮刚性连接，所述第二耐压电机旋转，通过所述第二联轴器带动所述第二蜗杆转动，从而驱动所述第二蜗轮转动，以带动所述齿轮旋转，所述齿轮旋转后在所述齿条上进行直线运动；

所述可开合推进系统包括可开合水动力轻质外壳、推进单元、外壳开合连杆机构、推进器伸缩连杆机构、水密伺服单元、导向轴承底座；当所述推进单元伸出或缩入舱内时，所述水密伺服单元旋转，驱动所述推进器伸缩连杆机构运动，所述推进器伸缩连杆机构的另一端依靠轴承与所述推进单元连接，所述推进单元在所述导向轴承底座的导向作用下前后移动，所述外壳开合连杆机构的一端与所述推进单元通过轴承连接，另一端连接所述可开合水动力轻质外壳，当所述推进单元前后运动时，通过所述外壳开合连杆机构带动导流罩打开或关闭。

2.根据权利要求1所述的可变翼形双功能深海无人潜航器，其特征在于，所述潜航器耐压舱主体耐压结构由碳纤维缠绕成碳纤维筒，在碳纤维缠绕时每隔预定间距设置金属内环，碳纤维筒壁两端设置金属端面，金属件与碳纤维筒壁采用锯齿状结构进行连接，所述碳纤维筒的两端采用圆弧端面进行密封。

3.一种可变翼形双功能深海无人潜航器的工作方法，其特征在于，应用于如权利要求1或2所述的可变翼形双功能深海无人潜航器中，所述工作方法包括：

步骤1，连接外部端口，对潜航器相关的运动模式、保护深度、保护时间以及相关设备初始化进行设置，将设置好的潜航器投放下水；

步骤2，控制潜航器展开主翼，将所述可开合推进器收回舱内，开始潜伏作业搜索模式，控制所述头尾剩余浮力装置回油，使得所述潜航器下潜；

步骤3，在下潜过程中通过姿态陀螺和温盐深仪CTD实时检测所述潜航器的姿态信息和环境参数信息，实时改变主翼面积大小以补偿环境因素导致的姿态变化；

步骤4，在达到第一预设深度后，控制所述头尾剩余浮力装置出油，使得所述潜航器上升，同时实时改变主翼面积大小进行姿态补偿；

步骤5，在步骤4和步骤5执行过程中，通过水听器实时监测探测目标的声学信息，捕获目标声学信号；

步骤6，在捕获到目标声学信号之后，控制所述潜航器上浮，进行通讯定位，向岸站发送当前目标海域的位置坐标；

步骤7，控制所述潜航器开始精确直航探测模式，通过所述头尾剩余浮力装置回油使得所述潜航器下潜，在到达第二预设深度后，控制所述潜航器收回主翼，将所述可开合推进器推出舱外；

步骤8，利用所述可开合推进器带动所述潜航器进行动力直航，利用侧扫声呐设备在目标海域进行来回的目标精确探测；

步骤9，在获得目标图像后，控制所述潜航器浮出水面，向岸站发送所述目标图像。