CN212529220U - 一种变阻力跨介质航行器 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种变阻力跨介质航行器，包括机体，机体上通过收纳机构连接水翼，机体上通过抛弃机构连接主翼，机体上还开设进水口、进气口，机体末端还开设喷气口、喷水口，进气口与喷气口通过气道连通，进水口与喷水口通过水道连通，机体后端还连接尾舵；主翼为空中工况提供升力，主翼为上单翼以减小入水冲击。通过调节航行器俯仰而改变主翼攻角以达到调节主翼升力的目的。采用水上/水下跨介质发动机技术，在尾端设置喷气口和喷水口以匹配空中喷气和水下喷水的推进模式。航行器前部增设可收放水翼为起飞过程提供足够的升力，而在稳定运行工况中水翼收起以减小航行阻力。当航行器进行水中攻击时，抛弃主翼，减小航行阻力，增加航速。

Description

一种变阻力跨介质航行器

技术领域

本实用新型属于航行器技术领域，具体涉及一种变阻力跨介质航行器。

背景技术

跨介质航行器是一种从水上或水下发射，既能在空中航行也能在水下航行的新型跨介质武器。其特点在于水下航行时可以规避敌舰的侦查，具有较好的隐蔽性；在敌舰的侦查范围外空中航行时具有较高的航速和效率。

一般地，传统水下航行器由于航行阻力大、平台空间小及重量限制等原因，其航程相对于空中导弹较小，无法有效突破敌方防御圈，航行器发射后容易暴露母艇位置。对于从空中发起攻击的导弹，敌舰艇编队已具备覆盖近、中、远程，低、中、高空域的立体防空体系，突防难度大。

另外，目前国内外已经装备各型助飞航行器，利用空中运行的运载器如火箭、滑翔机等为传统航行器助飞，由水面平台发射，远距离空中助飞后入水实现水下精确打击。但助飞航行器受平台限制无法水下发射，只能单向由空入水进行单模式跨介质工作，导致发射隐蔽性差、突防手段欠缺等缺陷，直接影响其作战效能。

且传统水下航行器由于航行阻力大、平台空间小及重量限制等原因，其航程相对于空中导弹较小。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种变阻力跨介质航行器，通过水翼和主翼实现变阻力跨介质航行。

本实用新型所采用的技术方案是，一种变阻力跨介质航行器，包括机体，机体内开设凹槽b，凹槽b并行连接两个推进电机b，每个推进电机b输出轴连接滚珠丝杠b，每个滚珠丝杠b上连接丝杠螺母b，两个丝杠螺母b之间通过螺杆连接曲柄一端，曲柄另一端连接水翼，机体内开设凹槽a，凹槽a内连接两个盖板a，机体内壁朝向每个盖板a方向均连接一个推进电机a，每个推进电机a输出轴均连接一个滚珠丝杠a，每个滚珠丝杠a上连接一个丝杠螺母a，每个丝杠螺母a外壁连接卡扣，卡扣上端为L型结构，两个L型结构相对，每个L型结构接触连接一个L型支架，两个L型支架固定连接主翼，机体上还开设进水口、进气口，机体末端还开设喷气口、喷水口，进气口与喷气口通过气道连通，进水口与喷水口通过水道连通，机体后端还连接尾舵。

本实用新型的特点还在于：

气道内连接喷气推进系统，水道内连接喷水推进系统。

凹槽b开口与水翼大小相同，凹槽b长度和高度均不小于曲柄的长度和高度。

机体为长圆柱回转体构型，包括三个部分分别为：头部、中部、尾部，头部位于机体前端，为圆弧状的过度曲线，长度为机体长度的1/12，尾部为收缩段，位于机体后端，长度为机体长度的1/4，尾部上连接尾舵，中部上连接水翼、主翼。

进水口开设于尾部靠近中部长度1/5处，进气口开设于尾部上与中部连接处，进水口与进气口在机体上周向相隔180°。

主翼和水翼外形皆为矩形，截面形状均为NACA翼型。

水翼连接于机体前端1/10处，主翼与水翼在机体上周向相隔180°。

本实用新型一种变阻力跨介质航行器有益效果是：

航行器添置主翼为空中工况提供升力，主翼为上单翼以减小入水冲击。当航行器处于水中攻击工况时，抛弃主翼以减小航行阻力，增加航速。为简化设计，主翼形式为矩形翼，通过调节航行器俯仰而改变主翼攻角以达到调节主翼升力的目的。采用水上/水下跨介质发动机技术，在航行器尾部收缩段前部增设进气口与进水口，同时在尾端设置喷气口和喷水口以匹配空中喷气和水下喷水的推进模式。航行器前部增设可收放水翼用以起飞过程中提供足够的升力，而在稳定运行工况中水翼收起以减小航行阻力。

附图说明

图1为本实用新型一种变阻力跨介质航行器主视图；

图2为本实用新型中抛弃机构和收纳结构示意图。

图中，1.机体，2.水翼，3.主翼，4.尾舵，5.进水口，6.进气口，7.喷水口，8.喷气口，9.凹槽a，10.盖板a，11.推进电机a，12.滚珠丝杠a，13.丝杠螺母a，14.卡扣，15.L型支架，16.凹槽b，17.推进电机b，18.滚珠丝杠b，19.丝杠螺母b，20.曲柄。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本实用新型进行详细说明。

本实用新型一种变阻力跨介质航行器，如图1所示，包括机体1，机体1上通过收纳机构连接水翼2，机体1上通过抛弃机构连接主翼3，机体1上还开设进水口5、进气口6，机体1末端还开设喷气口8、喷水口7，进气口6与喷气口8通过气道连通，进水口5与喷水口7通过水道连通，机体1后端还连接尾舵4。

气道内连接喷气推进系统，水道内连接喷水推进系统。

如图2所示，抛弃机构包括开设于机体1内的凹槽a9，凹槽a9内连接两个盖板a10，机体1内壁朝向每个盖板a10方向均连接一个推进电机a11，每个推进电机a11输出轴均连接一个滚珠丝杠a12，每个滚珠丝杠a12上连接一个丝杠螺母a13，每个丝杠螺母a13外壁连接卡扣14，卡扣14上端为L型结构，两个L型结构相对，每个L型结构接触连接一个L型支架15，两个L型支架15固定连接主翼3。

收纳机构包括开设于机体1内且开口与水翼2大小相同的凹槽b16，凹槽b16并行连接两个推进电机b17，每个推进电机b17输出轴连接滚珠丝杠b18，每个滚珠丝杠b18上连接丝杠螺母b19，两个丝杠螺母b19之间通过螺杆连接曲柄20一端，曲柄20另一端连接水翼2，凹槽b16长度和高度均不小于曲柄20的长度和高度。

机体1为长圆柱回转体构型，包括三个部分分别为：头部、中部、尾部，头部位于机体1前端，为圆弧状的过度曲线，长度为机体1长度的1/12，尾部为收缩段，位于机体1后端，长度为机体1长度的1/4，尾部上连接尾舵4，中部上连接水翼2、主翼3。

进水口5开设于尾部靠近中部长度1/5处，进气口6开设于尾部上与中部连接处，进水口5与进气口6在机体1上周向相隔180°。

主翼3和水翼2的外形皆为矩形，截面形状均为NACA翼型。

水翼2连接于机体1前端1/10处，主翼3与水翼2在机体1上周向相隔180°。

本实用新型一种变阻力跨介质航行器中部件作用如下：

水翼2为跨介质航行器在起飞过程中提供更大的升力，在稳定航行阶段水翼不用提供额外的升力，反而由于水翼2的存在干扰了航行器外部流动，增加了航行阻力，可收放水翼的设计使得跨介质航行器在空中和水中稳定航行时收起不必要的水翼，减少了航行器在运动过程中的阻力以提高航速。在需要起飞时，将水翼2降下提供更多的升力，由于水翼2位于航行器前端，前端的升力增大可以将航行器头部支起从而减少水黏着在航行体表面的程度，使得航行器的前端脱离水面减少阻力，达到快速起飞的目的。

主翼3能够为航行器起飞提供动力。

尾舵4能够控制航行器的姿态和运行方向。

主翼3与水翼2在机体1上周向相隔180°，能够使升力的方向相同，同时水翼2收起或放下时，航行器不易偏行。

进水口5与进气口6内分别连接喷气推进系统、喷水推进系统，使得本跨介质航行器可以同时装载水下动力系统和水上动力系统，为跨介质航行提供了必备条件。

收纳机构收纳水翼2的原理是：

通过控制系统，控制两个推进电机b17转动，同时带动滚珠丝杠b18，两个滚珠丝杠b18均连接丝杠螺母b19，两个丝杠螺母b19之间通过螺杆连接曲柄20，由于曲柄20的作用使丝杠螺母b19相对滚珠丝杠b18移动，当滚珠丝杠b18转动时，丝杠螺母b19向远离推进电机b17的一端移动，进而带动曲柄20、水翼2向凹槽b16内移动，实现对水翼2的收纳。可收放水翼2的设计使得跨介质航行器在空中和水中稳定航行时收起不必要的水翼，减少了航行器在运动过程中的阻力以提高航速。

抛弃机构抛弃主翼3的原理为：

主翼3固定连接在L型支架5上，L型支架5与卡扣14上的L型结构通过按压接触连接。当需要抛弃主翼3时，通过控制系统，控制推进电机a11转动，推进电机a11带动滚珠丝杠a12，丝杠螺母a13在卡扣14的作用下相对滚珠丝杠a12移动，进而带动卡扣14上的L型结构脱离L型支架15，在主翼3自身产生的升力的作用下，使主翼脱离机体1，实现主翼3的抛弃。

本实用新型一种变阻力跨介质航行器工作过程为：

航行时，通过主翼3和水翼2为航行器提供动力，航行稳定后，水翼2不用提供额外的升力，反而由于水翼2的存在干扰了航行器外部流动，增加了航行阻力，通过控制系统控制收纳结构的推进电机b17，实现将水翼2收纳，减少了航行器在运动过程中的阻力以提高航速。在需要起飞时，将水翼2降下提供更多的升力，由于水翼2位于航行器前端，前端的升力增大可以将航行器头部支起从而减少水黏着在航行体表面的程度，使得航行器的前端脱离水面减少阻力，达到快速起飞的目的。

在最后阶段，跨介质航行器采用水下攻击模式，不需要再次起飞，此时主翼3不再是必要部件，且主翼3由于翼展很长增加了航行器在水下的沾湿面积，导致跨介质航行器在水下航行时速度较慢，可抛弃主翼3设计使得跨介质航行器在执行水下攻击命令时将主翼3抛弃，主翼3在升力的作用下与航行体分离，航行器阻力降低，进一步提高航速。

通过上述方式，本实用新型一种变阻力跨介质航行器，航行器添置主翼为空中工况提供升力，主翼为上单翼以减小入水冲击。当航行器处于水中攻击工况时，抛弃主翼以减小航行阻力，增加航速。为简化设计，主翼形式为矩形翼，通过调节航行器俯仰而改变主翼攻角以达到调节主翼升力的目的。采用水上/水下跨介质发动机技术，在航行器尾部收缩段前部增设进气口与进水口，同时在尾端设置喷气口和喷水口以匹配空中喷气和水下喷水的推进模式。航行器前部增设可收放水翼用以起飞过程中提供足够的升力，而在稳定运行工况中水翼收起以减小航行阻力。

Claims (7)

1.一种变阻力跨介质航行器，其特征在于，包括机体（1），所述机体（1）内开设凹槽b（16），所述凹槽b（16）并行连接两个推进电机b（17），每个所述推进电机b（17）输出轴连接滚珠丝杠b（18），每个所述滚珠丝杠b（18）上连接丝杠螺母b（19），两个所述丝杠螺母b（19）之间通过螺杆连接曲柄（20）一端，所述曲柄（20）另一端连接水翼（2），所述机体（1）内开设凹槽a（9），所述凹槽a（9）内连接两个盖板a（10），所述机体（1）内壁朝向每个盖板a（10）方向均连接一个推进电机a（11），每个所述推进电机a（11）输出轴均连接一个滚珠丝杠a（12），每个滚珠丝杠a（12）上连接一个丝杠螺母a（13），每个所述丝杠螺母a（13）外壁连接卡扣（14），所述卡扣（14）上端为L型结构，两个所述L型结构相对，每个所述L型结构接触连接一个L型支架（15），两个所述L型支架（15）固定连接主翼（3），所述机体（1）上还开设进水口（5）、进气口（6），所述机体（1）末端还开设喷气口（8）、喷水口（7），所述进气口（6）与喷气口（8）通过气道连通，所述进水口（5）与喷水口（7）通过水道连通，所述机体（1）后端还连接尾舵（4）。

2.根据权利要求1所述一种变阻力跨介质航行器，其特征在于，所述气道内连接喷气推进系统，所述水道内连接喷水推进系统。

3.根据权利要求1所述一种变阻力跨介质航行器，其特征在于，所述凹槽b（16）开口与水翼（2）大小相同，所述凹槽b（16）长度和高度均不小于曲柄（20）的长度和高度。

4.根据权利要求1所述一种变阻力跨介质航行器，其特征在于，所述机体（1）为长圆柱回转体构型，包括三个部分分别为：头部、中部、尾部，所述头部位于机体（1）前端，为圆弧状的过度曲线，长度为机体（1）长度的1/12，所述尾部为收缩段，位于机体（1）后端，长度为机体（1）长度的1/4，所述尾部上连接尾舵（4），所述中部上连接水翼（2）、主翼（3）。

5.根据权利要求4所述一种变阻力跨介质航行器，其特征在于，所述进水口（5）开设于尾部靠近中部长度1/5处，所述进气口（6）开设于尾部上与中部连接处，所述进水口（5）与进气口（6）在机体（1）上周向相隔180°。

6.根据权利要求1所述一种变阻力跨介质航行器，其特征在于，所述主翼（3）和水翼（2）外形皆为矩形，截面形状均为NACA翼型。

7.根据权利要求1所述一种变阻力跨介质航行器，其特征在于，所述水翼（2）连接于机体（1）前端1/10处，所述主翼（3）与水翼（2）在机体（1）上周向相隔180°。

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