CN111703574A - 仿海豚可变构型跨介质飞行器 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种仿海豚可变构型跨介质飞行器，包括机身，所述机身的头部安装有空中可折叠螺旋桨，前部两侧安装有可变展长机翼，中后段安装有尾翼，尾部安装有水下螺旋桨，背部安装有背部整流罩，所述机身仿造海豚的外形进行制作，所述背部整流罩仿造海豚的背鳍进行制作。该跨介质飞行器的机身仿造海豚的身体外形进行制作，能够更好的实现小阻力的航行。
Description
技术领域
本发明属于飞行器技术领域，尤其涉及一种仿海豚可变构型跨介质飞行器。
背景技术
目前，跨介质新概念飞行器主要由飞行器、水下航行器等集成设计而成。这新概念飞行器的工作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行模式，跨介质飞行器可先后完成空中飞行、水面航行及潜水航行等航行任务。潜航飞行器在空中飞行一定的距离后，可降落到水面，在水上游弋一段距离后潜入水中，可实现水下潜行，具有飞行模式、水面航行模式和潜水模式快速转换功能；潜射飞行器可直接配合潜艇完成相应军事任务。二者突出的特点是具备多模式作战能力，机动灵活，突防能力强、隐蔽性好。此外，还具有环境适应性好和续航时间长等特点。
跨介质飞行器由于综合了水面飞行器和水下航行器的特点，因而突破了传统单一水面飞行器或水下航行器装备的限制，具备极佳的环境适应性。它不仅可以贴近海面飞行，也可以在水面起降，在水面完成变体后下潜入水中，还能够在空中完成变体操作后直接潜入水下，或者从水下上行至水面，完成模式转换后从水面滑跑起飞。这种特性使其能够满足多种任务需要，即使在较恶劣的海况条件下也可以自由出没，大大提高了飞机的使用效率，具有极好的战场可达性。
现有技术诸如专利CN104589939B、CN104589938B分别公开了一种仿飞鱼和仿旗鱼的飞行器，相比飞鱼和旗鱼，海豚的流线型身体，在水中通行的阻力更小，但是尚未见到一种仿海豚构型的飞行器。
发明内容
本发明的目的在于提供一种仿海豚可变构型跨介质飞行器，该跨介质飞行器的机身仿造海豚的身体外形进行制作，能够更好的实现小阻力的航行。
为实现上述目的，本申请采用如下技术方案：
仿海豚可变构型跨介质飞行器，包括机身，所述机身的头部安装有空中可折叠螺旋桨，前部两侧安装有可变展长机翼，中后段安装有尾翼，尾部安装有水下螺旋桨，背部安装有背部整流罩，所述机身仿造海豚的外形进行制作，所述背部整流罩仿造海豚的背鳍进行制作。
具体的，所述可变展长机翼可以绕与所述机身连接的旋转轴转动来改变攻角角度，在水下潜行时，可以通过调节机翼的正负攻角来控制飞行器上下潜浮。
所述可变展长机翼由电机装置驱动可以改变机翼展长，在空中飞行时翼展较大，同时增加了机翼面积，提高了飞行器的升力，而在水下减小机翼展长，可以大幅度减小阻力。
具体的，所述尾翼采用双十字型尾翼，避开了机翼以及螺旋桨对后方气流的影响，减少振颤。
具体的，所述机身的腹部还设有腹部整流罩。
具体的，所述空中可折叠螺旋桨采用四叶螺旋桨，空中螺旋桨采用四叶布置在飞行器头部，在空中飞行时可以起到冷却发动机的作用。
具体的，所述水下螺旋桨采用三叶水下螺旋桨，水下螺旋桨布置在飞行器尾部，保护桨叶不易受损并且增加了在水下航行的舵面效应以及操纵性。采用奇数三叶，有利于降低噪音，减少共振。两个水下螺旋桨采用对称的排列方式，有利于增大推力。
具体的，所述水下螺旋桨并排对称设置两组。
具体的，所述机身内设有驱动所述水下螺旋桨转动的动力电池以及驱动所述空中可折叠螺旋桨转动的涡轮螺桨发动机，飞行器采用混合式动力系统，在空中飞行时使用涡轮螺桨发动机推动，同时为蓄电池充电，在水下航行时则使用蓄电池推动。
与现有技术相比，本发明具有的有益效果在于：
本发明在跨介质使用的气、水动布局综合设计方面，严格遵循飞行器和潜航器基本设计原则，通过模仿海洋生物海豚的身体外形和部分运动原理，完成了气、水动布局方案设计，机身背部模仿海豚的背鳍，使得该飞行器能较好地实现跨介质飞行，航行阻力大幅度减小。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明实施例提供的仿海豚可变构型跨介质飞行器空中航行时的结构示意图；
图2是本发明实施例提供的仿海豚可变构型跨介质飞行器水中航行时的结构示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
参见图1，一种仿海豚可变构型跨介质飞行器，包括机身1、空中可折叠螺旋桨2、水下螺旋桨3、可变展长机翼4、尾翼5、背部整流罩6和腹部整流罩7。其中，空中可折叠螺旋桨2安装在机身1的头部，机翼4对称安装在机身1前部两侧，尾翼5安装在机身1的中后段，水下螺旋桨3安装在机身1的尾部，背部整流罩6和腹部整流罩7分别安装在机身1的背部和腹部，而机身1采用仿海豚机身，依据海豚的外形进行仿造制作，背部整流罩6仿造海豚的背鳍进行制作。至于空中可折叠螺旋桨2的具体结构，均为现有技术，在此不再赘述。
在本实施例中，在跨介质使用的气、水动布局综合设计方面，严格遵循飞行器和潜航器基本设计原则，通过模仿海洋生物海豚的身体外形和部分运动原理，机身1是仿海豚流线型机身1，机身1背部的背部整流罩6模仿海豚的背鳍，使得该飞行器能较好地实现跨介质飞行，航行阻力大幅度减小。
参见图1和图2，在本实施例中，可变展长机翼4由电机装置驱动可以改变机翼展长，在空中飞行时翼展较大，同时增加了机翼面积，提高了飞行器的升力，而在水下减小机翼展长，可以大幅度减小阻力。
在实际设计中，可变展长机翼机翼4可以绕与机身1连接的旋转轴转动来改变攻角角度，在水下潜行时，可以通过调节机翼4的正负攻角来控制飞行器上下潜浮。尾翼5采用双十字型尾翼5，避开了机翼4以及螺旋桨对后方气流的影响，减少振颤。
参见图1和图2，可以理解的是，空中可折叠螺旋桨2可以采用四叶螺旋桨，空中螺旋桨采用四叶布置在飞行器头部，在空中飞行时可以起到冷却发动机的作用。水下螺旋桨3可以采用三叶水下螺旋桨3，水下螺旋桨3布置在飞行器尾部，保护桨叶不易受损并且增加了在水下航行的舵面效应以及操纵性。采用奇数三叶，有利于降低噪音，减少共振，两个水下螺旋桨3采用对称的排列方式，有利于增大推力。
具体的，机身1内设有驱动水下螺旋桨3转动的动力电池以及驱动空中可折叠螺旋桨2转动的涡轮螺桨发动机，飞行器采用混合式动力系统，在空中飞行时使用涡轮螺桨发动机推动，同时为蓄电池充电，在水下航行时则使用蓄电池推动。
本申请实施例飞行器基于仿生学原理的布局设计方法不仅使方案设计更加科学，还可以大大减小空中飞行尤其是水下潜行的阻力。机身1采用流线型机身1，以减小空中和水下飞行的阻力，机头布置可折叠空中螺旋桨，在水下飞行时折叠，减小水下航行时的阻力并保护螺旋桨。一对机翼4分别活动安装在机身1两侧，机翼4可以绕旋转轴来改变攻角角度，在水下潜行时，可以通过调节机翼4的正负攻角来控制飞行器上下潜浮。飞行器采用混合式动力系统，在空中飞行时使用涡轮螺桨发动机推动，同时为蓄电池充电，在水下航行时则使用蓄电池推动。机尾采用双十字型尾翼5，避开了机翼4以及螺旋桨对后方气流的影响，减少振颤。
上述实施例仅仅是清楚地说明本发明所作的举例，而非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里也无需也无法对所有的实施例予以穷举。而由此所引申出的显而易见的变化或变动仍处于本发明的保护范围之中。
Claims (8)
1.仿海豚可变构型跨介质飞行器，包括机身，其特征在于：所述机身的头部安装有空中可折叠螺旋桨，前部两侧安装有可变展长机翼，中后段安装有尾翼，尾部安装有水下螺旋桨，背部安装有背部整流罩，所述机身仿造海豚的外形进行制作，所述背部整流罩仿造海豚的背鳍进行制作。
2.根据权利要求1所述的仿海豚可变构型跨介质飞行器，其特征在于：所述可变展长机翼由电机装置驱动可以改变机翼展长，并可以绕与所述机身连接的旋转轴转动来改变攻角角度。
3.根据权利要求1所述的仿海豚可变构型跨介质飞行器，其特征在于：所述尾翼采用双十字型尾翼。
4.根据权利要求1所述的仿海豚可变构型跨介质飞行器，其特征在于：所述机身的腹部还设有腹部整流罩。
5.根据权利要求1所述的仿海豚可变构型跨介质飞行器，其特征在于：所述空中可折叠螺旋桨采用四叶螺旋桨。
6.根据权利要求1所述的仿海豚可变构型跨介质飞行器，其特征在于：所述水下螺旋桨采用三叶水下螺旋桨。
7.根据权利要求6所述的仿海豚可变构型跨介质飞行器，其特征在于：所述水下螺旋桨并排对称设置两组。
8.根据权利要求1-7任一项所述的仿海豚可变构型跨介质飞行器，其特征在于：所述机身内设有驱动所述水下螺旋桨转动的动力电池以及驱动所述空中可折叠螺旋桨转动的涡轮螺桨发动机。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20200925 |
|
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |