三棲無(wú)人航行器的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型屬于機(jī)械技術(shù)領(lǐng)域，具體為一種能在水下、水面及空中航行的三棲無(wú)人航行器。
【背景技術(shù)】
[0002]我國(guó)不僅疆域遼闊，同時(shí)也有著300萬(wàn)平方公里的海洋面積。但與此同時(shí)，我國(guó)目前的現(xiàn)狀是有很多島礁被他國(guó)占領(lǐng)，為了能夠時(shí)時(shí)了解我國(guó)領(lǐng)海以及經(jīng)濟(jì)海域的動(dòng)向，非常有必要發(fā)展一款能適應(yīng)不同任務(wù)并在水上起降的中長(zhǎng)航時(shí)的無(wú)人機(jī)，從而能時(shí)刻了解海洋狀況保證我國(guó)海洋權(quán)益。目前，中空長(zhǎng)航時(shí)的無(wú)人機(jī)大多只能在陸地上起降，因?yàn)檩喬ヅc路面的摩擦阻力較小，同時(shí)為了保持較長(zhǎng)航時(shí)，其主要選用的是滑翔機(jī)的機(jī)型，發(fā)動(dòng)機(jī)功率相對(duì)較小。正因?yàn)槿绱?，現(xiàn)有的無(wú)人機(jī)幾乎都無(wú)法在海上起降。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0003]本實(shí)用新型的技術(shù)目的是在現(xiàn)有無(wú)人機(jī)的基礎(chǔ)上進(jìn)行改進(jìn)，提供一種可以在海面上起降，同時(shí)兼具潛水功能的三棲無(wú)人航行器。以便于守島官兵或巡邏船只對(duì)我過(guò)領(lǐng)海及經(jīng)濟(jì)海域隨時(shí)進(jìn)行水下探測(cè)，水紋搜集，空中偵察等活動(dòng)。
[0004]本實(shí)用新型提供的技術(shù)方案為:
[0005]—種三棲無(wú)人航行器，其特征在于，包括機(jī)身、水下推進(jìn)器和水面支撐浮體:所述機(jī)身的中部設(shè)有可收張的機(jī)翼，尾部設(shè)有尾翼及空氣螺旋槳，內(nèi)部設(shè)有驅(qū)動(dòng)空氣螺旋槳的發(fā)動(dòng)機(jī)；所述水下推進(jìn)器通過(guò)連桿吊在機(jī)身下方，尾部設(shè)有水下螺旋槳及舵，內(nèi)部設(shè)有驅(qū)動(dòng)水下螺旋槳的發(fā)動(dòng)機(jī)；所述浮體對(duì)稱(chēng)設(shè)置在機(jī)身下方，通過(guò)支撐桿與機(jī)身連接；
[0006]上述結(jié)構(gòu)中，所述連桿的兩端分別通過(guò)鉸鏈與機(jī)身和水下推進(jìn)器連接，連桿中部與控制其收放的液壓桿的一端鉸接，所述液壓桿的另一端與機(jī)身鉸接；所述支撐桿的兩端分別通過(guò)鉸鏈與機(jī)身和浮體連接，支撐桿中部與控制其收放的液壓桿的一端鉸接，該液壓桿的另一端與機(jī)身鉸接；所述浮體內(nèi)設(shè)有水艙，并配有導(dǎo)氣排水系統(tǒng)。
[0007]在上述內(nèi)容的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步的技術(shù)方案還包括:
[0008]所述支撐桿上設(shè)有減振器，優(yōu)選采用彈簧減振器，用于緩沖、抑制浮體與船體之間產(chǎn)生的振蕩，提高船體穩(wěn)定性，降低或避免振動(dòng)對(duì)連接構(gòu)件的損害，延長(zhǎng)產(chǎn)品使用壽命。
[0009]所述連桿上設(shè)有縱向鉸鏈和橫向鉸鏈，所述縱向鉸鏈設(shè)置在連桿端部，使連桿可相對(duì)機(jī)身前后擺動(dòng)；所述橫向鉸鏈設(shè)置在靠近連桿端部的位置，使連桿相可對(duì)機(jī)身左右擺動(dòng)。在航行器遭遇橫浪、縱浪等海面狀況，且浮體收起的情況下，采用這種柔性連接的方式，使推進(jìn)器隨波擺動(dòng)，可保持船體的穩(wěn)定性。
[0010]所述機(jī)翼的翼面可設(shè)有太陽(yáng)能電池板，所述太陽(yáng)能電池板通過(guò)電路與設(shè)置在機(jī)身內(nèi)的蓄電池連接，可在飛行時(shí)或者在海面停滯時(shí)接受太陽(yáng)能用做機(jī)身內(nèi)部控制系統(tǒng)和發(fā)動(dòng)機(jī)等部件的供電，或作為備用能源。
[0011]本實(shí)用新型三棲無(wú)人航行器在水下工作時(shí)，將機(jī)翼、浮體收攏，開(kāi)啟閥門(mén)使浮體水艙內(nèi)進(jìn)水，機(jī)身沉入水下后，靠外置的水下推進(jìn)器推動(dòng)機(jī)身向前行進(jìn)。當(dāng)航行器需要從水下轉(zhuǎn)至水面航行時(shí)，水下推進(jìn)器關(guān)閉，通過(guò)導(dǎo)氣排水系統(tǒng)將浮體水艙內(nèi)的水部分或全部排除，使機(jī)身浮至水面，浮體被推出，使機(jī)身升高，之后開(kāi)動(dòng)水下推進(jìn)器，即可帶動(dòng)航行器在水面航行。航行過(guò)程中，在達(dá)到起飛速度后，將機(jī)翼展開(kāi)，開(kāi)啟發(fā)動(dòng)機(jī)帶動(dòng)空氣螺旋槳工作，機(jī)身起飛，將水下推進(jìn)器帶出水面或拋入水中。待航行器上天后，操作液壓桿帶動(dòng)浮體向機(jī)身靠攏，同時(shí)可向后收攏推進(jìn)器。
[0012]本實(shí)用新型主要適用于翼展較長(zhǎng)、對(duì)起飛速度要求較低、同時(shí)質(zhì)量輕的中空長(zhǎng)航時(shí)無(wú)人航行器。該類(lèi)航行器由于質(zhì)輕、發(fā)送機(jī)功率小，故需要較長(zhǎng)跑道。本實(shí)用新型通過(guò)外置的水下推進(jìn)器等裝置，使其能夠在水面起飛，意義重大。
【附圖說(shuō)明】
[0013]圖1為航行器一實(shí)施例的整體結(jié)構(gòu)示意圖；
[0014]圖2為航行器放下浮體的前視結(jié)構(gòu)示意圖；
[0015]圖3為航行器收起浮體的前視結(jié)構(gòu)示意圖；
[0016]圖4為水下推進(jìn)器遭遇橫浪的工作狀態(tài)示意圖；
[0017]圖5為水下推進(jìn)器遭遇縱浪的工作狀態(tài)示意圖；
[0018]圖6為航行器水下工作俯視狀態(tài)的示意圖；
[0019]圖7為航行器水面準(zhǔn)備起飛俯視狀態(tài)的示意圖；
[0020]圖8為航行器達(dá)到起飛速度時(shí)的工作狀態(tài)示意圖；
[0021]圖9為航行器起飛后浮體收縮后的工作狀態(tài)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0022]為了闡明本實(shí)用新型的技術(shù)方案及技術(shù)目的，下面結(jié)合附圖及具體實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型做進(jìn)一步的介紹。
[0023]如圖1至圖9所示的一種三棲無(wú)人航行器，包括機(jī)身1、水下推進(jìn)器11和用于水面支撐的浮體7等組成部分。
[0024]所述機(jī)身I的中部設(shè)有可收張的機(jī)翼2，尾部設(shè)有尾翼16及空氣螺旋槳5，內(nèi)部設(shè)有控制系統(tǒng)、燃料艙3、蓄電池及驅(qū)動(dòng)空氣螺旋槳5的發(fā)動(dòng)機(jī)4。
[0025]所述水下推進(jìn)器11通過(guò)連桿15垂吊在機(jī)身I下方，尾部設(shè)有水下螺旋槳14及方向舵，內(nèi)部設(shè)有燃料艙12和驅(qū)動(dòng)水下螺旋槳14的發(fā)動(dòng)機(jī)13。所述連桿15的兩端分別通過(guò)鉸鏈與機(jī)身I和水下推進(jìn)器11連接，連桿15中部與控制其收放的液壓桿的一端鉸接，所述液壓桿的另一端與機(jī)身I鉸接，液壓桿工作時(shí)可將連桿向后拉伸。連桿15上設(shè)有縱向鉸鏈9和橫向鉸鏈8，設(shè)置在連桿15端部的為縱向鉸鏈，可使連桿15相對(duì)機(jī)身I前后擺動(dòng)。所述橫向鉸鏈8設(shè)置在靠近連桿端部的位置，可使連桿15相對(duì)機(jī)身I左右擺動(dòng)。
[0026]四個(gè)水面支撐浮體7對(duì)稱(chēng)設(shè)置在機(jī)身I下方，分別通過(guò)支撐桿與機(jī)身I連接。所述支撐桿的兩端分別通過(guò)鉸鏈與機(jī)身I和浮體7連接，支撐桿中部與控制其收放的液壓桿17的一端鉸接，該液壓桿17的另一端與機(jī)身I鉸接。所述支撐桿上還設(shè)有彈簧減振器6，用于抑制振動(dòng)，減小興波阻力。
[0027]各水面支撐浮體7內(nèi)均設(shè)有水艙以及導(dǎo)氣排水系統(tǒng)19，水艙進(jìn)水口 20設(shè)置在浮體7底部，水艙出水口 18設(shè)置在浮體7上部。
[0028]工作流程:
[0029]I)水面-水下:
[0030]將無(wú)人航行器放置水面，控制液壓桿收縮，帶動(dòng)浮體7收縮向航行器靠攏。打開(kāi)浮體7中的通底閥，海水從進(jìn)水口 20進(jìn)入浮體7，直至整個(gè)航行器沒(méi)于水中，關(guān)閉通底閥。接著啟動(dòng)水下推進(jìn)器11，使無(wú)人航行器在水下航行。
[0031]2)水下-水面:
[0032]當(dāng)需要在水面航行時(shí)，首先關(guān)閉水下推進(jìn)器11。導(dǎo)氣排水系統(tǒng)19工作，將浮體水艙內(nèi)的水由排水口 18排出，無(wú)人航行器浮至水面后，通過(guò)液壓桿17伸出四個(gè)浮體7，開(kāi)啟水下推進(jìn)器11，即可在水面航行。航行過(guò)程中，若是達(dá)到起飛速度?？蓪C(jī)翼展2開(kāi)，將浮體7收起，這樣機(jī)身I的重量由機(jī)翼承擔(dān)。整體的阻力就是空氣阻力和水下推進(jìn)器11的阻力。
[0033]3)水面-空中；
[0034]當(dāng)機(jī)體I要起飛時(shí)，機(jī)翼2處于并攏狀態(tài)，與機(jī)身I平行。啟動(dòng)水下推進(jìn)器的發(fā)動(dòng)機(jī)13，帶動(dòng)無(wú)人航行器向前滑行，達(dá)到起飛速度(例30節(jié))后，開(kāi)啟機(jī)身I上的空氣發(fā)動(dòng)機(jī)4，同時(shí)張開(kāi)機(jī)翼2，使機(jī)翼2與機(jī)身垂直。由于此時(shí)已超過(guò)起飛速度，故打開(kāi)機(jī)翼2后，縱然阻力有所增加，速度略有減緩，但是整體速度還是能達(dá)到起飛速度的。由于升力的作用，航行器正常起飛，將水下推進(jìn)器11帶出水面或者拋入水中。待航行器上天后由液壓桿17作用收起浮體7，使之與機(jī)身I靠攏，同時(shí)也可向后收起水下推進(jìn)器11。
[0035]4)降落:
[0036]降落與起飛剛好相反，首先操作液壓桿17放下四個(gè)水面支撐浮體7，然后控制發(fā)動(dòng)機(jī)4減速，操作液壓桿放下水下推進(jìn)器11，降落至水面，然后由水下推進(jìn)器11工作帶領(lǐng)無(wú)人航行器至機(jī)庫(kù)。
[0037]這里水下推進(jìn)器11可米用改造過(guò)的324mm魚(yú)雷，324mm魚(yú)雷最高時(shí)速可達(dá)70節(jié)，若只是保留燃料艙和動(dòng)力系統(tǒng)等部分，可使其質(zhì)量減少三分之一左右。將無(wú)人航行器重量設(shè)計(jì)為與324_魚(yú)雷質(zhì)量差不多的狀態(tài)時(shí)，采用這種改造后的魚(yú)雷作為水下推進(jìn)器是能夠滿(mǎn)足無(wú)人機(jī)30節(jié)的起飛速度的。所述機(jī)翼2的翼面設(shè)有太陽(yáng)能電池板，所述太陽(yáng)能電池板通過(guò)電路與設(shè)置在機(jī)身內(nèi)的蓄電池連接，隨時(shí)為無(wú)人航行器充電，增加航時(shí)。
[0038]以上顯示和描述了本實(shí)用新型的基本原理、主要特征和本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)。本行業(yè)的技術(shù)人員應(yīng)該了解，本實(shí)用新型不受上述實(shí)施例的限制，上述實(shí)施例和說(shuō)明書(shū)中描述的只是說(shuō)明本實(shí)用新型的原理，在不脫離本實(shí)用新型精神和范圍的前提下，本實(shí)用新型還會(huì)有各種變化和改進(jìn)，本實(shí)用新型要求保護(hù)范圍由所附的權(quán)利要求書(shū)、說(shuō)明書(shū)及其等效物界定。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.三棲無(wú)人航行器，其特征在于，包括機(jī)身(I)、水下推進(jìn)器(11)和水面支撐浮體(7):所述機(jī)身(I)的中部設(shè)有可收張的機(jī)翼(2)，尾部設(shè)有尾翼(16)及空氣螺旋槳(5);所述水下推進(jìn)器(11)通過(guò)連桿(15 )吊在機(jī)身(I)下方，尾部設(shè)有水下螺旋槳(14)及舵，內(nèi)部設(shè)有燃料艙(12)和驅(qū)動(dòng)水下螺旋槳(14)的發(fā)動(dòng)機(jī)(13);所述浮體(7)對(duì)稱(chēng)設(shè)置在機(jī)身(I)下方，通過(guò)支撐桿與機(jī)身(I)連接； 上述結(jié)構(gòu)中，所述連桿(15 )的兩端分別通過(guò)鉸鏈與機(jī)身(I)和水下推進(jìn)器(11)連接，連桿(15)中部與控制其收放的液壓桿的一端鉸接，所述液壓桿的另一端與機(jī)身(I)鉸接；所述支撐桿的兩端分別通過(guò)鉸鏈與機(jī)身(I)和浮體(7)連接，支撐桿中部與控制其收放的液壓桿(17)的一端鉸接，該液壓桿(17)的另一端與機(jī)身(I)鉸接；所述浮體(7)內(nèi)設(shè)有水艙，并配有導(dǎo)氣排水系統(tǒng)。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種三棲無(wú)人航行器，其特征在于，所述支撐桿上設(shè)有減振器(6)03.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種三棲無(wú)人航行器，其特征在于，所述連桿(15)上設(shè)有縱向鉸鏈(9)和橫向鉸鏈(8)。4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種三棲無(wú)人航行器，其特征在于，所述縱向鉸鏈(9)設(shè)置在連桿(15)端部，使連桿(15)可相對(duì)機(jī)身(I)前后擺動(dòng)；所述橫向鉸鏈(8)設(shè)置在靠近連桿端部的位置，使連桿(15)可相對(duì)機(jī)身(I)左右擺動(dòng)。5.根據(jù)權(quán)利要求1-4中任一項(xiàng)所述的一種三棲無(wú)人航行器，其特征在于，所述機(jī)翼(2)的翼面設(shè)有太陽(yáng)能電池板，所述太陽(yáng)能電池板通過(guò)電路與設(shè)置在機(jī)身(I)內(nèi)的蓄電池連接。
【專(zhuān)利摘要】本實(shí)用新型公開(kāi)了一種三棲無(wú)人航行器，包括機(jī)身、水下推進(jìn)器和水面支撐浮體：所述機(jī)身的中部設(shè)有可收張的機(jī)翼，尾部設(shè)有尾翼及空氣螺旋槳；所述水下推進(jìn)器通過(guò)連桿吊在機(jī)身下方，尾部設(shè)有水下螺旋槳及舵；所述浮體對(duì)稱(chēng)設(shè)置在機(jī)身下方，通過(guò)支撐桿與機(jī)身連接，浮體內(nèi)設(shè)有水艙，并配有導(dǎo)氣排水系統(tǒng)。本實(shí)用新型主要適用于翼展較長(zhǎng)、對(duì)起飛速度要求較低、同時(shí)質(zhì)量輕的中空長(zhǎng)航時(shí)無(wú)人航行器。該類(lèi)航行器由于質(zhì)輕、發(fā)送機(jī)功率小，故需要較長(zhǎng)跑道。本實(shí)用新型通過(guò)外置的水下推進(jìn)器等裝置，使其能夠在水面起飛，意義重大。
【IPC分類(lèi)】B64C35/00
【公開(kāi)號(hào)】CN204895867
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201520566072
【發(fā)明人】沈雁, 潘亦鵬, 朱雪迪, 李兆鵬
【申請(qǐng)人】江蘇海事職業(yè)技術(shù)學(xué)院
【公開(kāi)日】2015年12月23日
【申請(qǐng)日】2015年7月31日