CN113525668B - 一种舵翼舟可变式地效翼船 - Google Patents

Abstract

本发明涉及地效翼船技术领域，尤其是一种舵翼舟可变式地效翼船。其包括船体，所述船体左右两侧对称设置两个地效翼，地效翼背向船体一端设置外翼；所述外翼背向地效翼一端设置浮舟，外翼后端设置副翼，副翼通过转轴转动连接在外翼上；所述地效翼和外翼之间设置两个折叠翻转装置，折叠翻转装置用于控制外翼在水中航行状态构型和空中飞行状态构型之间的转换。本发明采用折叠翻转装置，实现了由地效翼端部构建出的浮舟、外翼和副翼功能部件在水中航行和空中飞行两种状态下的角色转换，满足了地效翼船高效航行和稳定飞行的要求。

Description

一种舵翼舟可变式地效翼船

技术领域

本发明涉及地效翼船技术领域，尤其是一种舵翼舟可变式地效翼船。

背景技术

地效翼船作为利用地面效应贴近水面或地面飞行的运载工具，与水上飞机不同点在于能够在地效区内长距离超低空稳定飞行，并能够在地效区外短时间飞高越障。当然地效翼船与水上飞机一样也是由各种翼、船体和浮舟组成，但地效翼船的翼布局完全不同于水上飞机的翼布局，地效翼船的翼布局能够使地效翼船具备在地效区长距离超低空稳定飞行的能力，但水上飞机的翼布局则不具备这样的能力。地效翼船(或水上飞机)的浮舟通过支架与地效翼(或机翼)相连，一般水中起横向稳定的作用。当然地效翼船的浮舟除了具备在水中横向的稳定作用外，还能够与地效翼和船体构成相对封闭的空间，达到增大地效翼有效展弦比，提升地效翼气动效率的目的，但水上飞机则没有这方面的要求。

现有技术中，地效翼船(或水上飞机)支架通过覆盖导流罩来减小飞行阻力，但由于支架的纵向长度相对地效翼的弦长来说较小，对增大地效翼的有效展弦比，提升地效翼气动效率的作用有限。另外无论是水上飞机还是地效翼船，在水中航行时都希望通过水舵来控制中、低速航行的方向，而在空中飞行时则不使用。这样就要求水舵必须具备收放功能，由此所增加的复杂机构和重量使得水上飞机或地效翼船很少装备单独功能的水舵，从而造成水上飞机或地效翼船的中、低速航向操纵性能差，水中航行的方向一般依靠方向舵来控制。为此希望以现有地效翼船的地效翼端部构建出浮舟、外翼、端板、副翼和水舵功能部件，并通过折叠翻转，实现这些功能部件在水中航行和空中飞行两种状态下的角色转换。

发明内容

本申请针对上述现有生产技术中的缺点，提供一种舵翼舟可变式地效翼船，采用折叠翻转装置，实现了由地效翼端部构建出的浮舟、外翼和副翼功能部件在水中航行和空中飞行两种状态下的角色转换，满足了地效翼船高效航行和稳定飞行的要求。

本发明所采用的技术方案如下：

一种舵翼舟可变式地效翼船包括船体，所述船体左右两侧对称设置两个地效翼，地效翼背向船体一端设置外翼；所述外翼背向地效翼一端设置浮舟，外翼后端设置副翼，副翼通过转轴转动连接在外翼上；所述地效翼和外翼之间设置两个折叠翻转装置，折叠翻转装置用于控制外翼在水中航行状态构型和空中飞行状态构型之间的转换；所述折叠翻转装置包括固定在外翼上的第一支座，第一支座上转动连接第一转轴，第一转轴和地效翼转动连接，第一转轴上连接摇臂一端，摇臂另一端转动连接第二转轴，第二转轴上连接折叠翻转驱动件的驱动端，折叠翻转驱动件连接在第三转轴上，第三转轴转动连接在第二支座上，第二支座固定在地效翼上。

进一步的，船体中部上方设置发动机，船体后部上方设置垂尾，垂尾上端连接水平设置的平尾中部。

进一步的，翻转驱动件能够采用气缸，油缸或电动推杆。

进一步的，地效翼和外翼之间设置双插柱锁紧装置，双插柱锁紧装置用于副翼和外翼功能角色转换后的锁定。

进一步的，双插柱锁紧装置包括固定在外翼上的外侧推拉驱动件和固定在地效翼上的内侧推拉驱动件，外侧推拉驱动件驱动端连接外侧插柱，外侧插柱前端能够伸入固定座的外侧插孔中，固定座固定在外翼上，内侧推拉驱动件驱动端连接内侧插柱，内侧插柱前端能够伸入固定座的内侧插孔或外侧插孔中，固定座的外侧插孔和内侧插孔交错设置并相互连通；所述内侧插柱端部设置径向贯穿的第一锁紧孔，外侧插柱端部能够伸入第一锁紧孔中，内侧插柱端部轴向设置第二锁紧孔，外侧插柱端部能够伸入第二锁紧孔中。

进一步的，外翼上固定外侧插柱导向座，外侧插柱滑动连接在外侧插柱导向座中，地效翼上固定内侧插柱导向座，内侧插柱滑动连接在内侧插柱导向座中。

进一步的，外侧推拉驱动件和内侧推拉驱动件能够采用气缸，油缸或电动推杆。

本发明的有益效果如下：

本发明结构紧凑、合理，操作方便，采用折叠翻转装置，实现了由地效翼端部构建出的浮舟、外翼和副翼功能部件在水中航行和空中飞行两种状态下的角色转换，满足了地效翼船高效航行和稳定飞行的要求；采用独特的双插柱固定锁装置，实现了各功能部件角色转换后的锁定，并提供了足够的强度和刚度安全裕度；通过对地效翼端部原有功能部件外翼间功能角色独特互换，副翼间功能角色独特互换，配以在外翼端部外连接的浮舟，由此构建出由浮舟、外翼和副翼构成的水中航行状态构型与由外翼和副翼构成的空中飞行状态构型。

附图说明

图1为本发明处于水中航行状态俯视图。

图2为本发明处于空中飞行状态俯视图。

图3为折叠翻转装置处于空中飞行状态结构图。

图4为折叠翻转装置处于水中航行状态结构图。

图5为双插柱锁紧装置处于空中飞行状态结构图。

图6为双插柱锁紧装置处于水中航行状态结构图。

图7为内侧插柱结构图。

其中：1、浮舟；2、副翼；3、外翼；4、地效翼；5、发动机；6、船体；7、垂尾；8、平尾；9、双插柱锁紧装置；9.1、外侧推拉驱动件；9.2、外侧插柱导向座；9.3、外侧插柱；9.4、固定座；9.5、内侧插柱导向座；9.6、内侧插柱；9.7、内侧推拉驱动件；9.8、第一锁紧孔；9.9、第二锁紧孔；10、折叠翻转装置；10.1、支座；10.2、第一转轴；10.3、摇臂；10.4、第二转轴；10.5、折叠翻转驱动件；10.6、第三转轴；10.7、第二支座。

具体实施方式

下面结合附图，说明本发明的具体实施方式。

如图1和图2所示的实施例中，一种舵翼舟可变式地效翼船主要包括船体6，船体6左右两侧对称设置两个地效翼4，地效翼4背向船体6一端设置外翼3。

如图1和图2所示的实施例中，外翼3背向地效翼4一端设置浮舟1，外翼3后端设置副翼2，副翼2通过转轴转动连接在外翼3上，通过电控方式控制转轴转动，既可满足在空中作为副翼的功能要求，又可满足在水中作为水舵的功能要求。

如图1和图2所示的实施例中，船体6中部上方设置发动机5，船体6后部上方设置垂尾7，垂尾7上端连接水平设置的平尾8中部。

如图1和图2所示的实施例中，地效翼4和外翼3之间设置两个折叠翻转装置10，两个折叠翻转装置10分别位于双插柱锁紧装置9两侧。折叠翻转装置10用于控制外翼3在水中航行状态构型和空中飞行状态构型之间的转换，其中水中航行状态构型中副翼起到水舵的功能，外翼起到端板的作用。

如图3和图4所示的实施例中，折叠翻转装置10包括固定在外翼3上的第一支座10.1，第一支座10.1上转动连接第一转轴10.2，第一转轴10.2和地效翼4转动连接。第一转轴10.2上连接摇臂10.3一端，摇臂10.3另一端转动连接第二转轴10.4，第二转轴10.4上连接折叠翻转驱动件10.5的驱动端，折叠翻转驱动件10.5连接在第三转轴10.6上，第三转轴10.6转动连接在第二支座10.7上，第二支座10.7固定在地效翼4上。

翻转驱动件10.5能够采用气缸，油缸或电动推杆，翻转驱动件10.5能够带动摇臂10.3转动，最终带动浮舟1、副翼2和外翼3一起转动。

如图1和图2所示的实施例中，地效翼4和外翼3之间设置双插柱锁紧装置9，双插柱锁紧装置9用于副翼2和外翼3功能角色转换后的锁定，并为转换后的锁定提供足够的强度和刚度安全裕度。

如图5和图6所示的实施例中，双插柱锁紧装置9包括固定在外翼3上的外侧推拉驱动件9.1和固定在地效翼4上的内侧推拉驱动件9.7，外侧推拉驱动件9.1驱动端连接外侧插柱9.3，外侧插柱9.3前端能够伸入固定座9.4的外侧插孔中，固定座9.4固定在外翼3上。内侧推拉驱动件9.7驱动端连接内侧插柱9.6，内侧插柱9.6前端能够伸入固定座9.4的内侧插孔或外侧插孔中。固定座9.4的外侧插孔和内侧插孔交错设置并相互连通。

如图6和图7所示的实施例中，内侧插柱9.6端部设置径向贯穿的第一锁紧孔9.8，外侧插柱9.3端部能够伸入第一锁紧孔9.8中，实现对内侧插柱9.6的锁止。内侧插柱9.6端部轴向设置第二锁紧孔9.9，外侧插柱9.3端部能够伸入第二锁紧孔9.9中，实现对内侧插柱9.6的锁止。

如图5和图6所示的实施例中，外翼3上固定外侧插柱导向座9.2，外侧插柱9.3滑动连接在外侧插柱导向座9.2中。地效翼4上固定内侧插柱导向座9.5，内侧插柱9.6滑动连接在内侧插柱导向座9.5中。

外侧插柱导向座9.2固定安装在外翼3内，一方面用于为外侧插柱9.3提供直线滑动导向，另一方面由于在外侧插,9.6承受载荷时，部分外侧插柱9.3仍停留在外侧插柱导向座9.2内，从而可以将外侧插柱9.3所受到的外力通过外侧插柱导向座9.2传递给外翼3。

内侧插柱导向座9.5固定安装在地效翼4内，一方面用于为内侧插柱9.6提供直线滑动导向；另一方面由于在内侧插柱9.6承受载荷时，部分内侧插柱9.6仍在内侧插柱导向座9.5内，从而也可以将内侧插柱9.6所受到的外力通过内侧插柱导向座9.5传递给地效翼4；固定座9.4固定安装在外翼3的端面上，用于构建由外侧插柱9.3、固定座9.4和内侧插柱9.6组成的组合座或组合梁。

外侧推拉驱动件9.1和内侧推拉驱动件9.7能够采用气缸，油缸或电动推杆，外侧推拉驱动件9.1和内侧推拉驱动件9.7能远距离控制外侧插柱9.3或内侧插柱9.6完成直线移动。

在水中航行状态下，外侧推拉驱动件9.1推动外侧插柱9.3插入内侧插柱9.6的第一锁紧孔9.8内，一方面起锁定内侧插柱9.6的作用，另一方面在外侧插柱9.3锁定内侧插柱9.6后，外侧插柱9.3与内侧插柱9.6就交叉连接在固定座9.4内构成了受力组合座，保证了浮舟1在水中航行时能够承受水动力载荷。

在空中飞行状态下，外侧推拉驱动件9.1的推杆向外伸出带动外侧插柱9.3插入内侧插柱9.6的第二锁紧孔9.9内，同样一方面起锁定内侧插柱9.6的作用，另一方面外侧插柱9.3和内侧插柱9.3也与固定座9.4一起，构成了外翼3和地效翼4相连的组合梁，使得连接体能够承受在空中飞行时的气动力载荷。

本发明的工作原理是：当船体6在水中时，由浮舟1、副翼3和外翼3组成的组合体将与地效翼4构成相互垂直的固定状态，称为水中航行固定状态。在这种状态下，外侧插柱9.3插入内侧插柱9.6的第一锁紧孔9.8内，一方面起锁定内侧插柱9.6的作用，另一方面在外侧插柱9.3锁定内侧插柱9.6后，外侧插柱9.3与内侧插柱9.6就交叉连接在固定座9.4内，构成了受力组合座，保证了浮舟1在水中航行时能够承受水动力载荷。同时由浮舟1、副翼2和外翼3组成的组合体与地效翼4和船体6构成的水中航行状态构型能够增大地效翼4的有效展弦比，提升地效翼4气动效率。而安装在外翼3后端的副翼与2则可以有效解决地效翼船在中、低航速时航向操纵性差的问题。

在地效翼船从水中起飞后就开始进入舵翼舟可变式的操纵过程，具体如下：一是外侧推拉驱动件9.1带动外侧插柱9.3向下移动，直到内侧插柱9.6解锁，称为外侧插柱9.3退出开锁；

二是解锁后内侧推拉驱动件9.7带动内侧插柱9.6向内移动，一直到内侧插柱9.6进入到内侧插柱导向座9.5内，称为内侧插柱9.6退出未固定状态；

三是折叠翻转装置10将由浮舟1、副翼2和外翼3组成的组合体向上转动，由于内侧插柱9.6进入到内侧插柱导向座9.5内，转动过程中固定座9.4不会与内侧插柱导向座9.5和内侧插柱9.6发生碰撞，称为折叠翻转向上；

四是当由浮舟1、副翼2和外翼3组成的组合体一直向上转动到与地效翼4相连并呈相互平行的状态，称为空中飞行未固定状态；

五是内侧推拉驱动件9.7带动内侧插柱9.6向外插入到固定座9.4的内插孔内，实现由浮舟1、副翼3和外翼3组成的组合体与地效翼4的固定，称为内侧插柱9.6插入固定状态；

六是外侧推拉驱动件9.1带动外侧插柱9.3向内插入到内侧插柱9.6的第二锁紧孔9.9内，实现由浮舟1、副翼2和外翼3组成的组合体与地效翼4的锁定，称为外侧插柱9.3插入锁定状态。这样舵翼舟可变式地效翼船就可以空中自由飞行，并能通过电控方式操纵副翼。

以上描述是对本发明的解释，不是对发明的限定，本发明所限定的范围参见权利要求，在本发明的保护范围之内，可以作任何形式的修改。

Claims (5)

1.一种舵翼舟可变式地效翼船，包括船体（6），其特征在于：所述船体（6）左右两侧对称设置两个地效翼（4），地效翼（4）背向船体（6）一端设置外翼（3）；所述外翼（3）背向地效翼（4）一端设置浮舟（1），外翼（3）后端设置副翼（2），副翼（2）通过转轴转动连接在外翼（3）上；所述地效翼（4）和外翼（3）之间设置两个折叠翻转装置（10），折叠翻转装置（10）用于控制外翼（3）在水中航行状态构型和空中飞行状态构型之间的转换；所述折叠翻转装置（10）包括固定在外翼（3）上的第一支座（10.1），第一支座（10.1）上转动连接第一转轴（10.2），第一转轴（10.2）和地效翼（4）转动连接，第一转轴（10.2）上连接摇臂（10.3）一端，摇臂（10.3）另一端转动连接第二转轴（10.4），第二转轴（10.4）上连接折叠翻转驱动件（10.5）的驱动端，折叠翻转驱动件（10.5）连接在第三转轴（10.6）上，第三转轴（10.6）转动连接在第二支座（10.7）上，第二支座（10.7）固定在地效翼（4）上；

所述地效翼（4）和外翼（3）之间设置双插柱锁紧装置（9），双插柱锁紧装置（9）用于副翼（2）和外翼（3）功能角色转换后的锁定；

所述双插柱锁紧装置（9）包括固定在外翼（3）上的外侧推拉驱动件（9.1）和固定在地效翼（4）上的内侧推拉驱动件（9.7），外侧推拉驱动件（9.1）驱动端连接外侧插柱（9.3），外侧插柱（9.3）前端能够伸入固定座（9.4）的外侧插孔中，固定座（9.4）固定在外翼（3）上，内侧推拉驱动件（9.7）驱动端连接内侧插柱（9.6），内侧插柱（9.6）前端能够伸入固定座（9.4）的内侧插孔或外侧插孔中，固定座（9.4）的外侧插孔和内侧插孔交错设置并相互连通；所述内侧插柱（9.6）端部设置径向贯穿的第一锁紧孔（9.8），外侧插柱（9.3）端部能够伸入第一锁紧孔（9.8）中，内侧插柱（9.6）端部轴向设置第二锁紧孔（9.9），外侧插柱（9.3）端部能够伸入第二锁紧孔（9.9）中。

2.如权利要求1所述的一种舵翼舟可变式地效翼船，其特征在于：所述船体（6）中部上方设置发动机（5），船体（6）后部上方设置垂尾（7），垂尾（7）上端连接水平设置的平尾（8）中部。

3.如权利要求1所述的一种舵翼舟可变式地效翼船，其特征在于：所述翻转驱动件（10.5）能够采用气缸，油缸或电动推杆。

4.如权利要求1所述的一种舵翼舟可变式地效翼船，其特征在于：所述外翼（3）上固定外侧插柱导向座（9.2），外侧插柱（9.3）滑动连接在外侧插柱导向座（9.2）中，地效翼（4）上固定内侧插柱导向座（9.5），内侧插柱（9.6）滑动连接在内侧插柱导向座（9.5）中。

5.如权利要求1所述的一种舵翼舟可变式地效翼船，其特征在于：所述外侧推拉驱动件（9.1）和内侧推拉驱动件（9.7）能够采用气缸，油缸或电动推杆。

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