CN109279013B - 一种具有滑道式调节装置的无人地效飞行器 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种具有滑道式调节装置的无人地效飞行器。本发明包括无人地效飞行器本体和设置于所述无人地效飞行器本体内部中纵轴线上的滑道式调节装置，所述滑道式调节装置包括：固定轴、移动滑块、牵引锁链、液压机构和陀螺仪。本发明通过设置在无人地效飞行器内部的滑道式调节装置，有效解决地效翼飞行器在起飞阶段滑行距离过长和升力不足，进而导致起飞功率过大的问题；也有效的解决起飞阶段脱离水面的瞬间，因仰角过大造成飞行器失速问题，使得地效翼飞行器在短时间、短距离、达到阻力峰之前起飞，确保飞行时的稳定性和安全性，且装置安装简单快捷。

Description

一种具有滑道式调节装置的无人地效飞行器

技术领域

本发明涉及地效飞行器技术领域，具体而言，尤其涉及一种具有滑道式调节装置的无人地效飞行器。

背景技术

地效飞行器是利用地面效应翼产生附加升力，有较大升阻比和超低空高速巡航能力的，介于飞机和常规排水型船之间的一种新型高速船舶，具有一般舰艇不可比拟的优良耐波性和高航性，在军事和民用领域有广泛应用，并且市场前景广阔，成为近年来国际船舶发展的热点之一。

虽然近年来各国对地效翼船的研究取得了突飞猛进的进展，解决了很多技术难题，但仍有很多问题亟待进一步的改进和完善。首先在地效翼飞行器的水动力性能中存在着阻力峰，阻力峰即为飞行器有浮态起飞过程中，速度增加，阻力逐渐增加，此时纵倾角增加，飞行器开始抬头，水动升力逐渐增加，吃水减小，此时达到阻力最大值，形成阻力峰。所以，只有主机推力越过阻力峰才能保证飞行器脱离水面。但即使这样，随速度进一步增加，地效翼飞行器离水时水动力消失，受空气动力作用阻力突变，由于起飞纵倾角较大，极易迅速飞高甚至失速，造成不可预计的严重后果。综上所述，在现阶段地效翼船的发展过程中，必须解决以下两个技术难题：

(1)起飞过程中阻力峰值大，所需起飞距离长，使船身无法快速抬离水面；

(2)飞行器离水瞬间，由于纵倾角过大导致迅速飞高或者失速。

针对以上问题，目前只是从发动机功率和地效翼艇体线型着手，增大发动机的功率，提供更大的推力，使其达到并越过阻力峰，但这样又使飞行器自重增加并削弱了运载性能，且造价极大提高；再则控制断阶的位置，从而控制抬头力矩，平衡发动机功率与起飞迎角的比重，但控制尺度难以把握，其控制效果不佳。

发明内容

根据上述提出的技术问题，而提供一种具有滑道式调节装置的无人地效飞行器。本发明通过提供的滑道式调节装置，可以实现无人地效飞行器滑行阶段减短滑行距离，提高起飞效率，同时提高飞行阶段的稳定性。

本发明采用的技术手段如下：

一种具有滑道式调节装置的无人地效飞行器，包括无人地效飞行器本体和设置于所述无人地效飞行器本体内部中纵轴线上的滑道式调节装置，所述滑道式调节装置包括：固定轴、移动滑块、牵引锁链、液压机构和陀螺仪，

所述固定轴纵向安装在无人地效飞行器内部中纵轴线上，所述固定轴水平方向开设导槽，所述移动滑块内部开设与所述导槽形状匹配的滑道凹槽，使得移动滑块可以沿着固定轴运动，所述移动滑块内部还开设与牵引锁链匹配的孔，其中，上侧/下侧开孔为与牵引锁链形状匹配的牵引孔，另一侧开孔为孔径大于牵引锁链直径的通孔，所述液压机构为两个且分别固定于所述固定轴的两端，所述牵引锁链环绕于两个液压机构上，用于实时捕捉飞行状态信号的所述陀螺仪设于无人地效飞行器内部，所述液压机构上设有接受陀螺仪信号的通讯装置和控制器，经过控制器程序的分析，将要调整的信息传递至液压机构，液压机构驱动牵引锁链，自动调节滑块在固定轴上的的纵向位置。

进一步地，所述液压机构包括液压装置、滚轮和传动轴，所述液压装置固定于所述固定轴的端部，所述滚轮通过所述传动轴与液压装置相连，牵引锁链搭载在滚轮上，滚轮转动通过牵引锁链牵引滑块做纵向运动。

进一步地，每个液压机构的滚轮为两个且对称设置于液压装置的两侧，牵引锁链为两条。

进一步地，所述液压装置为双向液压泵。

进一步地，即所述固定轴开设导槽后竖截面为工字形，工字形的上边部和下边部均平行于水平面。

进一步地，所述滑道凹槽顶部和底部均平行于水平面，滑道凹槽顶部与导槽上边部之间留有预设高度的第一空隙，滑道凹槽底部与导槽下边部之间留有预设高度的第二空隙，在滑道凹槽顶部和底部均安装滚动轴承。

进一步地，所述第一空隙和第二空隙高度相同，滑道凹槽顶部安装的滚动轴承与滑道凹槽底部安装的滚动轴承规格相同。

进一步地，所述滑道凹槽顶部安装的滚动轴承与滑道凹槽底部安装的滚动轴承均为4个且对称布设。

进一步地，所述陀螺仪与液压机构通过无线信号通讯。

较现有技术相比，本发明具有以下优点：

1.固定轴竖截面形状为“工”字型，充分的使移动滑块与固定轴自然咬合，大大的提高了装置的稳定性及安全性，且同样的材料“工”字型截面的抗弯截面系数更大，强度大且节省材料，使得装置利益最大化；

2.移动滑块并非完全靠咬合力沿固定轴移动，而是通过滚动轴承与固定轴接触，滚动轴承在滑块上下表面各安装4个，将滑动摩擦转变为滚动摩擦，节能降噪方面性能极大提高；

3.采用双向液压泵输出驱动力，通过滚轮与四条牵引锁链，使得滑块受力均匀，纵向运动平稳；

4.为实现飞行状态的自动调整，安装传感陀螺仪装置，此装置用于飞行器运动的自动控制系统中，作为水平、垂直、俯仰、航向和角速度传感器，将捕捉到的飞行状态信号传输给整个滑道式调节装置，实现自动调节功能。

本发明通过设置在无人地效飞行器内部的滑道式调节装置，有效解决地效翼飞行器在起飞阶段滑行距离过长和升力不足，进而导致起飞功率过大的问题；也有效的解决起飞阶段脱离水面的瞬间，因仰角过大造成飞行器失速问题，使得地效翼飞行器在短时间、短距离、达到阻力峰之前起飞，确保飞行时的稳定性和安全性，且装置安装简单快捷。

基于上述理由本发明可在地效飞行器技术领域广泛推广。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图做以简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图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性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明侧视结构示意图。

图2为本发明俯视结构示意图。

图3为本发明主视结构示意图。

图中：1、固定轴，2、移动滑块，3、牵引锁链，4、液压装置，5、陀螺仪，6、滚动轴承，7、滚轮，8、传动轴，9、无人地效飞行器本体，10、牵引孔；11、通孔；12、第一空隙；13、第二空隙、14、导槽上边部；15、导槽下边部；16、滑道凹槽顶部；17、滑道凹槽底部。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，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。以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本发明及其应用或使用的任何限制。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做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。

需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本发明的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。

除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本发明的范围。同时，应当清楚，为了便于描述，附图中所示出的各个部分的尺寸并不是按照实际的比例关系绘制的。对于相关领域普通技术人员己知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术、方法和设备应当被视为授权说明书的一部分。在这里示出和讨论的所有示例中，任向具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。因此，示例性实施例的其它示例可以具有不同的值。应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步讨论。

在本发明的描述中，需要理解的是，方位词如“前、后、上、下、左、右”、“横向、竖向、垂直、水平”和“顶、底”等所指示的方位或位置关系通常是基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，在未作相反说明的情况下，这些方位词并不指示和暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位或者以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明保护范围的限制：方位词“内、外”是指相对于各部件本身的轮廓的内外。

为了便于描述，在这里可以使用空间相对术语，如“在……之上”、“在……上方”、“在……上表面”、“上面的”等，用来描述如在图中所示的一个器件或特征与其他器件或特征的空间位置关系。应当理解的是，空间相对术语旨在包含除了器件在图中所描述的方位之外的在使用或操作中的不同方位。例如，如果附图中的器件被倒置，则描述为“在其他器件或构造上方”或“在其他器件或构造之上”的器件之后将被定位为“在其他器件或构造下方”或“在其位器件或构造之下”。因而，示例性术语“在……上方”可以包括“在……上方”和“在……下方”两种方位。该器件也可以其他不同方式定位(旋转90度或处于其他方位)，并且对这里所使用的空间相对描述作出相应解释。

此外，需要说明的是，使用“第一”、“第二”等词语来限定零部件，仅仅是为了便于对相应零部件进行区别，如没有另行声明，上述词语并没有特殊含义，因此不能理解为对本发明保护范围的限制。

如图1，图2所示，本发明提供了一种具有滑道式调节装置的无人地效飞行器，包括无人地效飞行器本体和设置于所述无人地效飞行器本体内部中纵轴线上的滑道式调节装置，在飞行器和船舶领域中，比如飞机，机头到机尾的方向是纵向，

所述滑道式调节装置包括：固定轴1、移动滑块2、牵引锁链3、液压机构和陀螺仪5，

所述固定轴1纵向安装在无人地效飞行器内部中纵轴线上，具体设置在飞行器的设备舱中，所述固定轴1水平方向开设导槽，所述移动滑块2内部开设与所述导槽形状匹配的滑道凹槽，使得移动滑块2可以沿着固定轴1运动，所述移动滑块2内部还开设与牵引锁链3匹配的孔，其中，上侧/下侧开孔为与牵引锁链3形状匹配的牵引孔10，另一侧开孔为孔径大于牵引锁链3直径的通孔11，所述液压机构为两个且分别固定于所述固定轴1的两端，所述牵引锁链3环绕于两个液压机构上，用于实时捕捉飞行状态信号的所述陀螺仪5设于无人地效飞行器内部，所述液压机构上设有接受陀螺仪5信号的通讯装置和控制器，经过控制器程序的分析，将要调整的信息传递至液压机构，液压机构驱动牵引锁链3，自动调节移动滑块2在固定轴1上的的纵向位置。所述陀螺仪5与液压机构通过无线信号通讯。移动滑块2通过纵向移动改变地效翼飞行器总体的重量、重心分布，达到重新分配重量的作用，从而改变飞行器的纵倾角。

陀螺仪5用于飞行器运动的自动控制系统中，作为水平、垂直、俯仰、航向和角速度传感器，将捕捉到的飞行状态信号传输给整个滑道式调节装置，实现自动调节功能。陀螺仪5安装在飞行器的控制室内，陀螺仪5检测到的数据通过无线信号传输，在液压装置4上有接受信号的设备，经过控制器程序的分析，将要调整的信息(比如移动滑块2向前移或向后移、移动距离等)传递给液压装置4。调控完全是控制器自动调节，不需人为控制着去控制。

所述液压机构为整个装置提供驱动力，其包括液压装置4、滚轮7和传动轴8，所述液压装置4固定于所述固定轴1的端部，所述滚轮7通过所述传动轴8与液压装置4相连，牵引锁链3搭载在滚轮7上，滚轮7转动通过牵引锁链3牵引移动滑块2做纵向运动。每个液压机构的滚轮7为两个且对称设置于液压装置4的两侧，牵引锁链3为两条。所述液压装置4为双向液压泵。所述滚轮7搭载着所述牵引锁链3，将驱动装置与牵引装置结合为一个整体，在液压装置4的驱动下，将能量传递给牵引锁链3。

如图3所示，所述固定轴1开设导槽后竖截面为工字形，工字形的上边部14和下边部15均平行于水平面。因考虑运动过程中，所述固定轴1与所述移动滑块2之间的滑动稳定性及固定轴的强度问题，设计固定轴1的截面形状为“工”字型。“工”字型可以充分的使移动滑块2与固定轴1自然咬合，大大的提高了装置的稳定性及安全性，且同样的材料“工”字型截面的抗弯截面系数更大，强度大且节省材料，使得装置利益最大化。

所述滑道凹槽顶部16和底部17均平行于水平面，滑道凹槽顶部16与导槽上边部14之间留有预设高度的第一空隙12，滑道凹槽底部17与导槽下边部15之间留有预设高度的第二空隙13，在滑道凹槽顶部16和底部17均安装滚动轴承6。所述第一空隙12和第二空隙13高度相同，滑道凹槽顶部16安装的滚动轴承与滑道凹槽底部安装的滚动轴承规格相同。所述滑道凹槽顶部16安装的滚动轴承与滑道凹槽底部17安装的滚动轴承均为4个且对称布设，将移动滑块2与固定轴1间的滑动摩擦转变为滚动摩擦，节能降噪方面性能极大提高。

综上所述，本发明能够解决现有技术提供的地效翼飞行器在起飞阶段滑行距离大，起飞时间长，主机消耗功率大以及脱离水面瞬间因仰角过大造成失速的问题，本发明具有更好的减小起飞所需主机功率，实现短距离快速起飞以及防止失速的作用，使得地效翼飞行器在阻力峰之前获得足够的速度和升力，以及稳定飞行状态和减小降落冲击，且设计简单安装方便。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

Claims (4)

1.一种具有滑道式调节装置的无人地效飞行器，其特征在于，包括无人地效飞行器本体和设置于所述无人地效飞行器本体内部中纵轴线上的滑道式调节装置，所述滑道式调节装置包括：固定轴、移动滑块、牵引锁链、液压机构和陀螺仪，

所述固定轴纵向安装在无人地效飞行器内部中纵轴线上，所述固定轴水平方向开设导槽，所述移动滑块内部开设与所述导槽形状匹配的滑道凹槽，使得移动滑块可以沿着固定轴运动，所述移动滑块内部还开设与牵引锁链匹配的孔，其中，上侧/下侧开孔为与牵引锁链形状匹配的牵引孔，另一侧开孔为孔径大于牵引锁链直径的通孔，所述液压机构为两个且分别固定于所述固定轴的两端，所述牵引锁链环绕于两个液压机构上，用于实时捕捉飞行状态信号的所述陀螺仪设于无人地效飞行器内部，所述液压机构上设有接受陀螺仪信号的通讯装置和控制器，经过控制器程序的分析，将要调整的信息传递至液压机构，液压机构驱动牵引锁链，自动调节滑块在固定轴上的纵向位置；

所述液压机构包括液压装置、滚轮和传动轴，所述液压装置固定于所述固定轴的端部，所述滚轮通过所述传动轴与液压装置相连，牵引锁链搭载在滚轮上，滚轮转动通过牵引锁链牵引移动滑块做纵向运动；

所述固定轴开设导槽后竖截面为工字形，工字形的上边部和下边部均平行于水平面；

所述滑道凹槽顶部和底部均平行于水平面，滑道凹槽顶部与导槽上边部之间留有预设高度的第一空隙，滑道凹槽底部与导槽下边部之间留有预设高度的第二空隙，在滑道凹槽顶部和底部均安装滚动轴承；

所述第一空隙和第二空隙高度相同，滑道凹槽顶部安装的滚动轴承与滑道凹槽底部安装的滚动轴承规格相同；

所述滑道凹槽顶部安装的滚动轴承与滑道凹槽底部安装的滚动轴承均为4个且对称布设。

2.根据权利要求1所述的具有滑道式调节装置的无人地效飞行器，其特征在于，每个液压机构的滚轮为两个且对称设置于液压装置的两侧，牵引锁链为两条。

3.根据权利要求1或2所述的具有滑道式调节装置的无人地效飞行器，其特征在于，所述液压装置为双向液压泵。

4.根据权利要求1所述的具有滑道式调节装置的无人地效飞行器，其特征在于，所述陀螺仪与液压机构通过无线信号通讯。