CN115742645A - 一种垂直起降跨介质无人飞行器布局 - Google Patents

Abstract

本发明属于飞行器技术领域，涉及一种适用于航母编队反潜任务的可垂直起降的跨介质无人飞行器布局，包括机身，所述机身两侧设置可向机身尾部折叠的机翼，所述的机翼翼尖处设置可折叠的撑杆，所述的撑杆上设置可倾转方向的电动起降旋翼，所述机身尾部设置电动推进涵道，所述电动推进涵道内设置涵道风扇，机身尾部上方设置尾翼，所述机身下方设置可伸缩的起落架，本发明具有可跨越界面航行能力，多介质起降能力，可由航母或其他舰艇起飞执行对航母编队反潜防护；旋翼垂直起降使无人机具备高抗浪能力使其可面对远海海况复杂，风浪较大的环境，可以保证跨介质无人机远海执行任务需要。

Description

一种垂直起降跨介质无人飞行器布局

技术领域

本发明属于飞行器技术领域，涉及一种适用于航母编队反潜任务的可垂直起降的跨介质无人飞行器布局。

背景技术

跨水空介质作战平台中一种能够在水下、水面和空中跨区域飞行的跨介质飞行器。跨介质是近年来提出的一种新概念，源于航行器、飞行器和潜射类兵器，其主要特点在于可以跨越界面从而实现在不同介质环境中的有效运动，能够隐蔽高效突防、执行多重任务。这一新式军事装备既能像潜艇一样在水中行进，又能像飞机一样在空中飞行，前景十分广阔。

在20世纪由于技术发展和政策的限制，国外早期提出的设想和设计方案未取得实际进展。近年来，特别是复合材料工艺的飞速发展和高比能储能电池的开发，为跨介质无人飞行器的研发铺平了道路。同时，对近海地区的争夺、控制、隐蔽突防的重要性在军事理论方面的提升也使得跨介质飞行器备受重视。

跨介质无人飞行器是近年来提出的新概念飞行器，目前国内一些机构已开始着手相关方面的研究和探索工作，而且已经有了一些技术积累和研究经验，但由于跨介质飞行器核心技术覆盖的专业领域广、技术难度大，尤其涉及到水下航行的设计部分，与航空器设计存在很大的区别，主要体现在布局、结构、动力、控制和水密封设计等方面，目前国内外在该领域的研究基本上都还处于总体概念设计、关键技术攻关和样机验证阶段，尚未有国家成功研制出具有工程实用价值的产品。

发明内容

本发明解决的技术问题：本发明的目的就是针对尚未有国家成功研制出具有工程实用价值的跨介质飞行器产品，而提供一种垂直起降跨介质无人飞行器布局。

本发明的技术方案：

一种垂直起降跨介质无人飞行器布局，其特征在于，包括机身，所述机身两侧设置可向机身尾部折叠的机翼，所述的机翼翼尖处设置可折叠的撑杆，所述的撑杆上设置可倾转方向的电动起降旋翼，所述机身尾部设置电动推进涵道，所述电动推进涵道内设置涵道风扇，机身尾部上方设置尾翼，所述机身下方设置可伸缩的起落架。

进一步，所述的尾翼为V型尾翼。

进一步，所述的机翼为大展弦比可折叠机翼。

进一步，所述的机身采用流线型机身，流线型机身内部装载任务载荷。

进一步，所述的撑杆可沿机翼翼展方向折叠。

进一步，所述的起落架设置在机身内部，并可从机身中伸出。

进一步，所述的起落架包括与机身相连的垂直架以及连接在垂直架下端的水平架，水平架为中空结构，内部设置充气设备，所述的水平架两端设置柔性冲气浮筒，柔性冲气浮筒与充气设备连接。

进一步，所述的机身包括水密舱段和非水密舱段，水密舱段内设置任务载荷，非水密舱段内设置水下重浮力控制系统和与水下重浮力控制系统连接的小型风扇。

本发明的有益效果：

本发明提供的跨介质无人飞行器布局，具有可跨越界面航行能力，多介质起降能力，可由航母或其他舰艇起飞执行对航母编队反潜防护；旋翼垂直起降使无人机具备高抗浪能力使其可面对远海海况复杂，风浪较大的环境，可以保证跨介质无人机远海执行任务需要；空中巡航、水下潜航对潜艇进行探测及打击可以极大提高航母编队反潜能力。本发明能够进一步提高我军在未来海上高对抗复杂作战条件下的体系弹性和作战效能，对维护我国的国防有着重要意义，具有广阔的军事应用前景。

附图说明

图1是本发明无人飞行器布局空中飞行状态的轴测图；

图2是本发明无人飞行器布局空中飞行状态的俯视图；

图3是本发明无人飞行器布局空中飞行状态的前视图；

图4是本发明无人飞行器布局空中飞行状态的侧视图；

图5是本发明无人飞行器布局折叠后水下状态的轴测图；

图6是本发明无人飞行器布局折叠后水下状态的俯视图；

图7是本发明无人飞行器布局折叠后水下状态的前视图；

图8是本发明无人飞行器布局折叠后水下状态的侧视图；

图9是本发明无人飞行器布局设备构成图；

1—电动起降旋翼、2—电动推进涵道、3—机翼、4—机身、5—尾翼、6—任务载荷、7—起落架。

具体实施方式

下面对照附图，通过对实施例的描述，对本发明的具体实施方式如所涉及的各构件的形状、构造、各部分之间的相互位置及连接关系、各部分的作用及工作原理、制造工艺及操作使用方法等，作进一步详细的说明，以帮助本领域的技术人员对本发明的构思、技术方案有更完整、准确和深入的理解：

如图1-9所示，一种垂直起降跨介质无人飞行器布局，包括机身4，所述机身4两侧设置可向机身4尾部折叠的机翼3，所述的机翼3翼尖处设置可折叠的撑杆，所述的撑杆上设置可倾转方向的电动起降旋翼1，所述机身4尾部设置电动推进涵道2，所述电动推进涵道2内设置涵道风扇，机身4尾部上方设置尾翼5，所述机身4下方设置可伸缩的起落架7。

进一步，所述的尾翼5为V型尾翼。V型尾翼兼有垂尾和平尾的功能，翼面可分为固定的安定面和铰接的舵面两部分，也可做成全动型式。呈V形的两个尾面在俯视和侧视方向都有一定的投影面积，所以能同时起纵向(俯仰)和航向稳定作用。当两边舵面作相同方向偏转时，起升降舵作用；分别作不同方向偏转(差动)时，则起方向舵作用。

在本发明中，所述的机翼3为大展弦比可折叠机翼3；采用大展弦比机翼3，机翼3的诱导阻力会降低，从而可以提高飞机的机动性。

在本发明中，所述的机身4采用流线型机身4，可以减小空中飞行过程以及水下航行过程中的阻力，流线型机身4内部装载任务载荷6。

本发明的无人飞行器布局，采用大展弦比可折叠机翼3，气动特性好，左右机翼3翼尖各设置有撑杆，用于布置电动起降旋翼1；流线型机身4用于装载任务载荷6，机身4后部设置涵道风扇。

在本发明中，所述的撑杆可沿机翼3翼展方向折叠，便于在水下航行时，降低整个无人飞行器的阻力。

机翼3及撑杆均为可折叠设计，水下航行过程中机翼3及撑杆可折叠于机身4两侧，以减小水下航行阻力。

在本发明中，所述的起落架7设置在机身4内部，并可从机身4中伸出，空中飞行及水下航行时，可以减小机身4的阻力。

在本发明中，所述的起落架7包括与机身4相连的垂直架以及连接在垂直架下端的水平架，水平架为中空结构，内部设置充气设备，所述的水平架两端设置柔性冲气浮筒，柔性冲气浮筒与充气设备连接，柔性冲气浮筒，出水过程可充气漂浮水面，用于水上起降过程中维持飞机纵向稳定性，充气式浮筒在巡航及水下状态收入机身4内部。

在本发明中，所述的机身4包括水密舱段和非水密舱段，水密舱段内设置任务载荷6，非水密舱段内设置水下重浮力控制系统和与水下重浮力控制系统连接的小型风扇。水下重浮力控制系统通过非水密舱段全部进水下沉，利用尾翼5控制水下姿态进行不同速度及深度航行，出水过程利用尾翼5控制姿态航行至机身4上部浮出后，启动小型风机进行排水并对充气浮筒充气。

在本发明中，电动起降旋翼1及推进涵道电机均采用电驱动，推进涵道电机通过控制转速实现水下空中均可使用。

本发明提出的一种垂直起降跨介质无人飞行器布局，可垂直起降三栖跨介质飞行器具备陆上起降及水上起降能力，陆地根据场地选择采用起落架7滑行起降或者倾转电动起降旋翼1起降。水上采用电动起降旋翼1起降。

水上起飞过程，利用尾翼5控制姿态航行至机身4上部浮出后，启动小型风机进行排水并对充气浮筒充气，稳定飞行器姿态后利用电动起降旋翼1起飞；达到预定高度后启动电动推进涵道内的涵道风扇，进行巡航，入水前打开柔性冲气浮筒利用电动起降旋翼1缓慢降落在水面，机翼3折叠于机身4两侧，柔性冲气浮筒放气收入起落架7中，打开机身4内非水密舱门缓慢沉入水中，进入水中后将电动推进涵道中的涵道风扇调整至水下航行转速，推动无人机水下航行，并利用任务设备执行水下任务。

入水后由通过尾翼控制飞机航行姿态。

本发明提供的跨介质无人飞行器布局，具有可跨越界面航行能力，多介质起降能力，可由航母或其他舰艇起飞执行对航母编队反潜防护；旋翼垂直起降使无人机具备高抗浪能力使其可面对远海海况复杂，风浪较大的环境，可以保证跨介质无人机远海执行任务需要；空中巡航、水下潜航对潜艇进行探测及打击可以极大提高航母编队反潜能力。本发明能够进一步提高我军在未来海上高对抗复杂作战条件下的体系弹性和作战效能，对维护我国的国防有着重要意义，具有广阔的军事应用前景。

上面结合附图对本发明进行了示例性描述，显然本发明具体实现并不受上述方式的限制，只要采用了本发明的方法构思和技术方案进行的各种非实质性的改进，或未经改进将本发明的构思和技术方案直接应用于其它场合的，均在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种垂直起降跨介质无人飞行器布局，其特征在于，包括机身，所述机身两侧设置可向机身尾部折叠的机翼，所述的机翼翼尖处设置可折叠的撑杆，所述的撑杆上设置可倾转方向的电动起降旋翼，所述机身尾部设置电动推进涵道，所述电动推进涵道内设置涵道风扇，机身尾部上方设置尾翼，所述机身下方设置可伸缩的起落架。

2.根据权利要求1所述的一种垂直起降跨介质无人飞行器布局，其特征在于，所述的尾翼为V型尾翼。

3.根据权利要求1所述的一种垂直起降跨介质无人飞行器布局，其特征在于，所述的机翼为大展弦比可折叠机翼。

4.根据权利要求1所述的一种垂直起降跨介质无人飞行器布局，其特征在于，所述的机身采用流线型机身，流线型机身内部装载任务载荷。

5.根据权利要求1所述的一种垂直起降跨介质无人飞行器布局，其特征在于，所述的撑杆可沿机翼翼展方向折叠。

6.根据权利要求1所述的一种垂直起降跨介质无人飞行器布局，其特征在于，所述的起落架设置在机身内部，并可从机身中伸出。

7.根据权利要求6所述的一种垂直起降跨介质无人飞行器布局，其特征在于，所述的起落架包括与机身相连的垂直架以及连接在垂直架下端的水平架，水平架为中空结构，内部设置充气设备，所述的水平架两端设置柔性冲气浮筒，柔性冲气浮筒与充气设备连接。

8.根据权利要求4所述的一种垂直起降跨介质无人飞行器布局，其特征在于，所述的机身包括水密舱段和非水密舱段，水密舱段内设置任务载荷，非水密舱段内设置水下重浮力控制系统和与水下重浮力控制系统连接的小型风扇。

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