CN106956751A - 波浪能驱动的飞翼式海面滑翔机系统及实施方法 - Google Patents

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Abstract

一种波浪能驱动的飞翼式海面滑翔机系统及实施方法，水面浮体部分与水下滑翔翼部分，水面浮体与水下滑翔翼之间用刚性链条链接，所述的水面浮体部分包括：船体、方向舵、防水控制舱、导航模块、能源系统、通讯模块，所述的水下滑翔翼部分包括：滑翔翼、襟翼以及襟翼控制装置。本发明的有益效果是：利用波浪能产生驱动力，同时能源系统将通过太阳能电池板将太阳能转化为电能，为系统提供电力，实现其超长的续航能力，而且水下滑翔翼的设计保证了系统更有效的将波浪能转化为动能，提升了海面滑翔机的机动能力。

Description

波浪能驱动的飞翼式海面滑翔机系统及实施方法
技术领域
本发明是涉及一种波浪能驱动的飞翼式海面滑翔机系统及实施方法，具体地说是涉及一种利用海洋波浪能在海面运动的飞翼式海面滑翔机系统，能够保持长航时的运行，进行海洋环境的监控与探测。
背景技术
21世纪是人类向海洋进军的世纪。海洋作为人类开发的宝地和高技术领域，已经成为各国的重要战略目标，也是近几年国际上竞争的焦点之一。
一个完整的海洋监测设备包括观测平台和特定传感器，其中观测平台决定了观测的方式和方法，是整个系统的基础。典型的观测平台包括：海洋调查船、各类潜标、浮标、各类掠飞航空器、高分辨率遥感和摄影测量卫星。遥感卫星和航空器具备观察区域广阔的优势，且观测精度和能力随技术进步已经大大提高，但作为非接触式平台，可观测信息种类仍然相对偏少，应用有限；海洋调查船、潜标、浮标等传统的接触式海基观测平台可以搭载各类传感器实现多品类信息获取，是目前海洋测量的主要方式，但浮标与潜标是固定点测量，观测区域极其有限，海洋调查船需要人工值守，降低了可用性，观测区域也不大。
发明内容
本发明的目的是为了克服现有技术存在的缺点，提供了一种可以利用波浪能，实现海面长航时并具有自主机动性的飞翼式海面滑翔机系统及实施方法，适用于长航时海洋环境监测，并能够实现广阔海域的巡逻和自主回收的功能。
为了实现上述目的，本发明的技术方案为：
提供了一种波浪能驱动的飞翼式海面滑翔机系统，系统包括水面浮体与水下滑翔翼两部分，水面浮体部分与水下滑翔翼之间用刚性链条链接。
所述的水面浮体部分包括：船体、方向舵、防水控制舱、导航模块、能源系统、通讯模块。
所述的水下滑翔翼部分包括：滑翔翼、襟翼以及襟翼控制装置，水下滑翔翼部分由链条与水面浮体的底部连接。
所述的防水控制舱内部包括：中央处理器、传感器数据处理板、数据存储单元、电源管理系统。
所述的导航模块由GPS/北斗导航定位模块于电子罗盘组成，实时监控海面滑翔机的位置与航向角，其获得的数据回传至防水控制舱，同时控制中心可以通过北斗通信系统对飞翼式海面滑翔机发送控制指令。
所述的能源系统由位于水面浮体甲板的太阳能电池板与防水锂电池组成，为海面滑翔机提供必要的电能。
所述的通讯模块有无线通讯设备组成，实现多海面滑翔机的通讯链路的搭建实现集群协同，并通过通信链路实现监控数据的回传。
所述的襟翼控制装置位于水下滑翔翼底部，襟翼控制装置通过铰接与水下滑翔翼部分连接，一端通过链条与水面浮体部分底部连接，另一端通过连杆与襟翼连接。
附图说明
图1为本发明提供的波浪能驱动的飞翼式海面滑翔机系统整体结构图（方向舵1、导航模块2、通讯模块3、链条4、防水控制舱5、能源系统6、船体7）。
图2为本发明提供的波浪能驱动的飞翼式海面滑翔机系统局部结构图（襟翼控制装置8、连杆9、襟翼10、滑翔翼11）。
图3为本发明提供的波浪能驱动的飞翼式海面滑翔机系统的运动示意图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
图1示出了本发明提供的波浪能驱动的飞翼式海面滑翔机系统结构。为了便于说明，仅仅示出了与本发明相关的部分。
所述的一种波浪能驱动的飞翼式海面滑翔机系统，系统包括水面浮体与水下滑翔翼两部分，水面浮体部分与水下滑翔翼之间用刚性链条4链接。
所述的水面浮体部分包括：船体7、方向舵1、防水控制舱5、导航模块2、能源系统6、通讯模块3。
所述的水下滑翔翼部分包括：滑翔翼11、襟翼10以及襟翼控制装置8，水下滑翔翼部分由链条4与水面浮体的底部连接。
所述的防水控制舱5内部包含：中央处理器、传感器数据处理板、数据存储单元、电源管理系统。
所述的导航模块2由GPS/北斗导航定位模块于电子罗盘组成，实时监控海面滑翔机的位置于航向角，其获得的数据回传至防水控制舱5。
所述的能源系统6由位于水面浮体甲板的太阳能电池板与防水锂电池组成，为海面滑翔机提供必要的电能。
所述的通讯模块3由无线通讯设备组成，实现多海面滑翔机的通讯链路的搭建实现集群协同。
所述的襟翼控制装置8位于水下滑翔翼底部，襟翼控制装置8通过铰接与水下滑翔翼部分连接，一端通过链条4与水面浮体部分底部连接，另一端通过连杆9与襟翼10连接。
如图3所示，本发明提供的波浪能驱动的飞翼式海面滑翔机在走向波峰的过程中，水面浮体部分随波上升，水下滑翔翼部分通过链条4拖拽行程向前的牵引力反作用于水面浮体部分，形成向前的前进动力，同时由于链条4向上的拖拽襟翼控制装置8抬起并通过连杆将襟翼10拉低，抵消由于水下滑翔翼部分上表面收到水的阻力，产生的抬头趋势；当飞翼式海面滑翔机走向波谷的过程中，水面浮体部分下落较快，水下滑翔翼部分下潜过程中产生前向牵引力的同时，由于重心靠前会产生低头下潜的趋势，此时襟翼控制装置8依靠自身重力因素快速下沉，通过连杆将襟翼10推高，保持平衡水下滑翔翼的平衡，如此往返利用波浪能实现飞翼式海面滑翔机的运动。

Claims (8)

1.一种波浪能驱动的飞翼式海面滑翔机系统及实施方法，其特征在于，所述的波浪能驱动的飞翼式海面滑翔机系统包括：水面浮体部分与水下滑翔翼部分，水面浮体与水下滑翔翼之间用刚性链条链接。
2.根据权利要求1所述的一种波浪能驱动的飞翼式海面滑翔机系统及实施方法，其特征在于，所述的水面浮体部分包括：船体、方向舵、防水控制舱、导航模块、能源系统、通讯模块。
3.根据权利要求1所述的一种波浪能驱动的飞翼式海面滑翔机系统及实施方法，其特征在于，所述的水下滑翔翼部分包括：滑翔翼、襟翼以及襟翼控制装置，水下滑翔翼部分由链条与水面浮体的底部连接。
4.根据权利要求1、2所述的一种波浪能驱动的飞翼式海面滑翔机系统及实施方法，其特征在于，所述的防水控制舱内部包含：中央处理器、传感器数据处理板、数据存储单元、电源管理系统。
5.根据权利要求1、2所述的一种波浪能驱动的飞翼式海面滑翔机系统及实施方法，其特征在于，所述的导航模块由GPS/北斗导航定位模块于电子罗盘组成，实时监控海面滑翔机的位置与航向角，其获得的数据回传至防水控制舱，同时控制中心可以通过北斗通信系统对飞翼式海面滑翔机发送控制指令。
6.根据权利要求1、2所述的一种波浪能驱动的飞翼式海面滑翔机系统及实施方法，其特征在于，所述的能源系统由位于水面浮体甲板的太阳能电池板与防水锂电池组成，为海面滑翔机提供必要的电能。
7.根据权利要求1、2所述的一种波浪能驱动的飞翼式海面滑翔机系统及实施方法，其特征在于，所述的通讯模块由无线通讯设备组成，实现多海面滑翔机的通讯链路的搭建实现集群协同，并通过通信链路实现监控数据的回传。
8.根据权利要求1、3所述的一种波浪能驱动的飞翼式海面滑翔机系统及实施方法，其特征在于，所述的襟翼控制装置位于水下滑翔翼底部，襟翼控制装置通过铰接与水下滑翔翼部分连接，一端通过链条与水面浮体部分底部连接，另一端通过连杆与襟翼连接。
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