CN110077591A - 一种水空临界航行器 - Google Patents

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王慧
薛峰
邢蓉
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B64—AIRCRAFT; AVIATION; COSMONAUTICS
    • B64C—AEROPLANES; HELICOPTERS
    • B64C35/00—Flying-boats; Seaplanes
    • B64C35/001—Flying-boats; Seaplanes with means for increasing stability on the water
    • B64C35/003—Flying-boats; Seaplanes with means for increasing stability on the water using auxiliary floats at the wing tips
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B64—AIRCRAFT; AVIATION; COSMONAUTICS
    • B64C—AEROPLANES; HELICOPTERS
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Abstract

本申请属于航行器设计领域，特别涉及一种水空临界航行器，包括机身、机翼、航向效应面、纵向效应面、浮筒、水推进器，其中，所述机翼安装于所述机身两侧，所述航向效应面安装于所述机身背部，所述纵向效应面安装于所述机身尾部两侧，所述浮筒安装于两侧所述机翼上，所述水推进器安装于机尾。本申请的水空临界航行器，通过配比其重心、浮心和气动压心，使其能够在水上飘浮、贴近水面飞行；通过使用水动力推进器，使其具有极高的加速性能；通过设置两个浮桶，使其在特殊海况下保持平稳航行；在巡航过程中仅有推进器在水中，其具有良好的声纳隐身性；其在停泊和航行时均贴近水面，其具有良好的雷达隐身性。

Description

一种水空临界航行器
技术领域
本申请属于航行器设计领域，特别涉及一种水空临界航行器。
背景技术
在水空临界航行器领域，目前全世界主流的航行器有水翼船、地效飞行器以及常规水上飞机。其中水翼船严格意义上来讲不属飞机类，通过一组水翼使船在行驶过程中吃水深度降低，沾水面积减小，降低水对船的黏性阻力，从而在一定程度上提高其行驶速度和效率；地效飞行器利用地效力使其在水面滑翔，利用水面较为平整的行驶环境和停泊环境，如前苏联的“里海怪物”地效飞行器，但其加速性能较差，加速过程迟缓，同时对特殊海况的适应性能较差；常规水上飞机和地效飞行器相似，仅仅利用水上良好的起飞、着陆和停泊条件。
发明内容
为了解决上述技术问题至少之一，本申请提供了一种水空临界航行器。
本申请公开了一种水空临界航行器，包括机身、机翼、航向效应面、纵向效应面、浮筒、水推进器，其中，所述机翼安装于所述机身两侧，所述航向效应面安装于所述机身背部，所述纵向效应面安装于所述机身尾部两侧，所述浮筒安装于两侧所述机翼上，所述水推进器安装于机尾。
根据本申请的至少一个实施方式，所述水空临界航行器的重心位于机体浮心、左右两侧浮筒浮心组成的三角形范围内。
根据本申请的至少一个实施方式，所述水空临界航行器的升力压心位于重心的后方，所述水空临界航行器的推力线位于重心的下方。
根据本申请的至少一个实施方式，所述航向效应面包含航向安定面和航向动翼面，航向动翼面安装于航向安定面后缘。
根据本申请的至少一个实施方式，所述纵向效应面包含纵向安定面和纵向动翼面，纵向动翼面安装于纵向安定面后缘。
根据本申请的至少一个实施方式，所述纵向效应面为全动翼面。
根据本申请的至少一个实施方式，所述机翼可绕其安装轴转动，以调节所述机翼的安装角大小。
根据本申请的至少一个实施方式，所述机翼后缘设置有副翼。
根据本申请的至少一个实施方式，所述浮筒安装于两侧机翼的翼稍处。
根据本申请的至少一个实施方式，所述水推进器为对转螺旋桨推进器，其中螺旋桨叶片为水用桨片。
根据本申请的至少一个实施方式，所述水推进器为鱼尾摆动式推进器。
根据本申请的至少一个实施方式，所述水推进器为涵道式吸水推进器。
本申请至少存在以下有益技术效果：
本申请的水空临界航行器，通过配比其重心、浮心和气动压心，使其能够在水上飘浮、贴近水面飞行；通过使用水动力推进器，使其具有极高的加速性能；通过设置两个浮桶，使其在特殊海况下保持平稳航行；在巡航过程中仅有推进器在水中，其具有良好的声纳隐身性；其在停泊和航行时均贴近水面，其具有良好的雷达隐身性。
附图说明
图1是本申请水空临界航行器使用对转螺旋桨推进器的结构示意图；
图2是本申请水空临界航行器使用鱼尾摆动式推进器的结构示意图；
图3是本申请水空临界航行器使用涵道式吸水推进器的结构示意图；
其中：
1-机身；2-机翼；3-航向效应面；4-纵向效应面；5-浮筒；6-水推进器。
具体实施方式
为使本申请实施的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行更加详细的描述。在附图中，自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。所描述的实施例是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本申请，而不能理解为对本申请的限制。基于本申请中的实施例，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，都属于本申请保护的范围。下面结合附图对本申请的实施例进行详细说明。
在本申请的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请保护范围的限制。
下面结合附图1-图3对本申请的水空临界航行器进一步详细说明。
实施例一：
本实施例是本申请水空临界航行器采用双螺旋桨推进器的实现方案，包括机身1、机翼2、航向效应面3、纵向效应面4、浮筒5、水推进器6。机翼2安装于机身1两侧，航向效应面3安装于机身1背部，纵向效应面4安装于机身1尾部两侧，浮筒5安装于两侧机翼2上，水推进器6安装于机尾。
进一步地，水空临界航行器的重心位于机体浮心、左右两侧浮筒5浮心组成的三角形范围内，使航行器可以在水面稳定飘浮。
进一步地，水空临界航行器的升力压心位于重心的后方，水空临界航行器的推力线位于重心的下方，使水空临界航行器在推力、重力和升力的共同作用下，保持稳定的姿态。
进一步地，航向效应面3包含航向安定面和航向动翼面，航向动翼面安装于航向安定面后缘，使水空临界航行器既具有航向稳定性又具有航向操纵性。
进一步地，纵向效应面4包含纵向安定面和纵向动翼面，纵向动翼面安装于纵向安定面后缘，使水空临界航行器既具有纵向稳定性又具有纵向操纵性。
进一步地，在其他实施例中，纵向效应面4可以为全动翼面，使水空临界航行器可以得到高效的纵向操纵。
进一步地，机翼2可绕其安装轴转动，以调节机翼(2)的安装角大小，从而分别控制两侧机翼的转动量实现水空临界航行器的滚转控制。
进一步地，机翼2后缘设置有副翼，通过副翼实现水空临界航行器的精确滚转控制。
进一步地，浮筒5安装于两侧机翼2的翼稍处，在水空临界航行器滚转时，通过水面浮力保持水空临界航行器不致滚转过度。
进一步地，水推进器6为对转螺旋桨推进器，其中螺旋桨叶片为水用桨片，通过对转螺旋桨相互抵消转动角动量。
实施例二：
本实施例是本申请水空临界航行器采用鱼尾摆动式推进器的实现方案，其余部分与实施例一相同；水推进器6为鱼尾摆动式推进器，鱼尾摆动式推进器通过连杆摇臂机构实现尾部摆动，通过摆动过程中与水的相互作用获得推力。
实施例三：本实施例是本申请水空临界航行器采用涵道式吸水推进器的实现方案，其余部分与实施例一相同；水推进器6为涵道式吸水推进器，涵道式吸水推进器在涵道中设置有螺旋桨，通过螺旋桨作用使水流过涵道，从而获得动力。通过涵道式吸水推进器减小航行器的尾迹，同时减小推进器带来的噪音。
综上所述，本申请的水空临界航行器具有海上飘浮、水动力加速、在空气中航行的优势，其加速性能能达到普通飞机的2-3倍，巡航阶段速度约是水下航行器的2倍，比飞机的巡航速度低，但具有很高的巡航经济性，在海上打捞搜救、海上定位、海上通信、海上气象观测等方面具有很好的应用前景。同时，由于其贴水飞行，具有良好的雷达隐身性，由于其沾水面积小，具有良好的声纳隐身性。
以上所述，仅为本申请的具体实施方式，但本申请的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本申请揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本申请的保护范围之内。因此，本申请的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种水空临界航行器，其特征在于：包括机身(1)、机翼(2)、航向效应面(3)、纵向效应面(4)、浮筒(5)、水推进器(6)，其中，所述机翼(2)安装于所述机身(1)两侧，所述航向效应面(3)安装于所述机身(1)背部，所述纵向效应面(4)安装于所述机身(1)尾部两侧，所述浮筒(5)安装于两侧所述机翼(2)上，所述水推进器(6)安装于机尾。
2.根据权利要求1所述的水空临界航行器，其特征在于，所述水空临界航行器的重心位于机体浮心、左右两侧浮筒(5)浮心组成的三角形范围内。
3.根据权利要求1所述的水空临界航行器，其特征在于，所述水空临界航行器的升力压心位于重心的后方，所述水空临界航行器的推力线位于重心的下方。
4.根据权利要求1所述的水空临界航行器，其特征在于，所述航向效应面(3)包含航向安定面和航向动翼面，航向动翼面安装于航向安定面后缘。
5.根据权利要求1所述的水空临界航行器，其特征在于，所述纵向效应(4)面包含纵向安定面和纵向动翼面，纵向动翼面安装于纵向安定面后缘。
6.根据权利要求1所述的水空临界航行器，其特征在于，所述纵向效应面(4)为全动翼面。
7.根据权利要求1-6任一项所述的水空临界航行器，其特征在于，所述机翼(2)可绕其安装轴转动，以调节所述机翼(2)的安装角大小。
8.根据权利要求7所述的水空临界航行器，其特征在于，所述机翼(2)后缘设置有副翼。
9.根据权利要求7所述的水空临界航行器，其特征在于，所述浮筒(5)安装于两侧机翼(2)的翼稍处。
10.根据权利要求7所述的水空临界航行器，其特征在于，所述水推进器(6)为对转螺旋桨推进器，其中螺旋桨叶片为水用桨片；或
所述水推进器(6)为鱼尾摆动式推进器；或
所述水推进器(6)为涵道式吸水推进器。
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