本發(fā)明涉及水下運載器技術(shù)領(lǐng)域，尤其是一種可自動調(diào)節(jié)機翼扭轉(zhuǎn)角實現(xiàn)高效滑翔的水下滑翔機。

背景技術(shù)：

水下滑翔機是一種新型無人水下航行器，它將海洋動物低能耗、長航行能力的水動力學(xué)原理和鳥類滑翔的氣動力學(xué)原理相結(jié)合，采用剩余浮力驅(qū)動技術(shù)，以無動力滑翔為主要運動方式，能耗低，續(xù)航能力長；其不使用推進(jìn)器，運行過程十分安靜；經(jīng)濟(jì)性好，性價比高，可大量實現(xiàn)水下組網(wǎng)作業(yè)。

水下滑翔機目前正處于研發(fā)、應(yīng)用研究階段，水下滑翔機極大的優(yōu)勢表現(xiàn)在滑翔過程中極低的阻力導(dǎo)致極低的能耗，為此僅僅依靠電池能量就可獲得長航程和高續(xù)航力。水下滑翔機可攜帶CTD(溫度、鹽度、深度)傳感器等儀器設(shè)備，執(zhí)行海洋中溫度、鹽度和深度等海洋環(huán)境參數(shù)的長時間連續(xù)探測和監(jiān)測作業(yè)，航程一般在數(shù)百千米以上，連續(xù)工作時間長達(dá)幾十天甚至數(shù)月。從水下滑翔機的發(fā)展趨勢和海洋環(huán)境監(jiān)測作業(yè)應(yīng)用要求來看，還需進(jìn)一步提高水下滑翔機的續(xù)航里程和續(xù)航時間，以滿足深遠(yuǎn)海大范圍長時間海洋環(huán)境探測和監(jiān)測作業(yè)的需要。

目前的水下滑翔機大多依靠自身攜帶的電池塊提供能源供應(yīng)，但由于水下滑翔機尺度和重量較小(長度一般1.5-3m,重量一般50-200kg)，可供電池塊布置的空間和重量分配很小(空間一般僅0.01-0.02m³左右)，可攜帶的電池能量有限，僅采用一般的電池(包括高性能的一次性鋰電子電池)也難以進(jìn)一步提高水下滑翔機的續(xù)航力和續(xù)航時間。因此如何最大程度地利用有限的電池能量，提高滑翔機的滑翔效率從而實現(xiàn)更高航程和長續(xù)航力成為人們的奮斗目標(biāo)。

在傳統(tǒng)的水下滑翔機設(shè)計中，一般采用比較常規(guī)的機翼外形，而且機翼是固定式，滑翔效率難以有明顯提高。

發(fā)明人在近年來的研究中發(fā)現(xiàn)機翼對于水下滑翔機的水動力學(xué)特性具有非常重要的影響，機翼周圍的渦結(jié)構(gòu)直接影響到升阻力特性，為此提出一種可轉(zhuǎn)動式機翼的概念設(shè)想。在此概念設(shè)想下，機翼在不同海洋環(huán)境及不同行進(jìn)狀態(tài)(上升或下潛)與機體采取不同交角,使得升力阻力達(dá)到最佳狀態(tài),使得滑翔效率明顯提高，能耗明顯降低，航程和續(xù)航力明顯增加。這種可自動調(diào)節(jié)機翼扭轉(zhuǎn)角的新型水下滑翔機，可有效提高續(xù)航能力和連續(xù)工作時間，對于提高其海洋環(huán)境探測和監(jiān)測作業(yè)能力具有重要的意義。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

為了解決上述問題，本發(fā)明提出了一種水下滑翔機，包括機身和機翼，其特征在于，還包括卡圈、固定軸和預(yù)緊彈簧，所述卡圈卡在機身上抱緊機身，所述固定軸通過機翼內(nèi)部的通孔固定在機翼內(nèi)部，固定軸的另一端焊接在機身上，所述預(yù)緊彈簧穿在固定軸上，所述預(yù)緊彈簧的兩端分別與固定軸和機翼剛性連接，所述固定軸兩端分別裝有滑動軸承，其中一個滑動軸承的一端靠在固定軸的臺階上，另一端被預(yù)緊彈簧頂住，另一個滑動軸承的一端被預(yù)緊彈簧頂住，另一端固定安裝在機翼外部。

進(jìn)一步地，所述卡圈靠螺栓抱緊機身。

進(jìn)一步地，所述固定軸上有臺階。

進(jìn)一步地，所述固定軸用端部螺釘固定在機翼內(nèi)的通孔中。

本發(fā)明的優(yōu)點在于結(jié)構(gòu)簡單，易于裝卸，并且可以大幅提高水下滑翔機的滑翔效率從而提高航程和續(xù)航力。

附圖說明

圖1為本發(fā)明一種水下滑翔機的整體結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為圖1的側(cè)視圖；

圖3為機翼的剖面圖；

圖4為圖3中的局部視圖A；

圖5為圖3中的局部視圖B；

圖6為本發(fā)明水下滑翔機水平靜止姿態(tài)的示意圖；

圖7為本發(fā)明水下滑翔機下潛時機翼和機身的姿態(tài)示意圖；

圖8為本發(fā)明水下滑翔機上浮時機翼和機身的姿態(tài)示意圖。

圖中：1-機身、2-機翼、3-卡圈、4-固定軸、5-滑動軸承、6-預(yù)緊彈簧。

具體實施方式

下面結(jié)合附圖對本發(fā)明一種水下滑翔機的具體實施方式進(jìn)行詳細(xì)說明，該實施例僅用于說明本發(fā)明而不用于限制本發(fā)明的范圍，本領(lǐng)域技術(shù)人員對本發(fā)明的各種等價形式的修改均落于本申請所附權(quán)利要求所限定的范圍。

如圖1和圖2所示，一種水下滑翔機，包括機身1和機翼2，機身上安裝卡圈3，卡圈3卡在機身1上靠螺栓抱緊機身1，使機身1更加牢固；如圖3所示，機翼2中裝有穿翼的固定軸4，固定軸4安裝在機翼2內(nèi)部的通孔中，使得機翼2固定在固定軸4上，用端部螺釘擰緊，預(yù)緊彈簧6穿在固定軸4上，固定軸4的另一端焊接在機身1上，預(yù)緊彈簧6的一端點焊固定在機翼2上，另一端點焊固定在固定軸4上，預(yù)緊彈簧6兩端分別與固定軸4和機翼2剛性固定，使得在轉(zhuǎn)動時不脫落，保證機翼2和機身1整體的穩(wěn)定性；固定軸4兩端各裝有一個滑動軸承5，位于機翼2外側(cè)的一個滑動軸承5靠自身法蘭靠在機翼2外用固定在軸上的螺栓擰緊，如圖4；另一個靠近機身1的滑動軸承5一端靠在固定軸4的臺階上，另一端被預(yù)緊彈簧6頂住，如圖5?；瑒虞S承5支撐機翼2轉(zhuǎn)動，其中轉(zhuǎn)動的角度用預(yù)緊彈簧6和滑翔時候水流作用在機翼2上的力矩來控制并自動調(diào)節(jié)。

本發(fā)明的工作過程是：如圖6，當(dāng)水下滑翔機靜止懸浮在水上時，其機翼2姿態(tài)為正常水平狀態(tài)；如圖7和圖8，在水下滑翔機工作進(jìn)行下潛或者上浮動作的時候，機翼2通過滑動軸承5會在水流的作用下轉(zhuǎn)動一定角度，當(dāng)水下滑翔機上下浮動的時候，水流與機翼2會形成一定角度，在水流阻力的作用下機翼2開始轉(zhuǎn)動，在轉(zhuǎn)動的過程中預(yù)緊彈簧6處于張緊狀態(tài)并且張緊力越來越大，當(dāng)彈簧的張緊力矩達(dá)到與水流阻力作用在機翼上的力矩相同的時候，達(dá)到平衡，機翼2形成最大角度。這樣可以提高水下滑翔機的升阻比，提高水下滑翔機滑翔的高效性。

本發(fā)明提出的可自動調(diào)節(jié)機翼扭轉(zhuǎn)角的水下滑翔機，利用滑翔機在上升或者下潛時，機翼受到的水流沖擊下自動調(diào)整扭轉(zhuǎn)角從而實現(xiàn)高效滑翔的目的。由于本發(fā)明中的機翼在來流的沖擊下可自動調(diào)節(jié)扭轉(zhuǎn)角度，因此無需耗費電池能量；通過改變機翼與機體之間的夾角(扭轉(zhuǎn)角)，可以提高機體的實際來流攻角，從而提高能量轉(zhuǎn)化效率，使得水平方向的能量輸出增加，進(jìn)而提高航程和續(xù)航力；本發(fā)明利用簡單的器件完成高效滑翔功能，減少了占用空間并節(jié)約元器件成本。

以上結(jié)合附圖詳細(xì)描述了本發(fā)明的優(yōu)選實施方式，但是，本發(fā)明并不限于上述實施方式中的具體細(xì)節(jié)，在本發(fā)明的技術(shù)構(gòu)思范圍內(nèi)，可以對本發(fā)明的技術(shù)方案進(jìn)行多種簡單變型，這些簡單變型均屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。