[发明专利]水空两栖航行器的仿生变形机翼及其入水控制方法

权利要求书

1.一种水空两栖航行器的仿生变形机翼，包括初级机翼(2)、次级机翼(3)、机身(1)的两侧均布置初级机翼(2)与次级机翼(3)，两侧的初级机翼(2)与次级机翼(3)对称设置，其特征在于：还包括初级可控伸缩机构(5)、次级可控伸缩机构(6)、可控旋转机构(7)、折叠蒙皮(4)、机身(1)及机身内的控制和驱动系统，初级机翼(2)前缘一端通过第二铰链(11)连接可控旋转机构(7)，初级机翼(2)前缘另一端通过第一铰链(10)连接次级机翼(3)，初级可控伸缩机构(5)一端固定在初级机翼(2)内，初级可控伸缩机构(5)另一端通过第二销钉(15)安装在可控旋转机构(7)表面滑道(13)内，次级可控伸缩机构(6)一端固定在初级机翼(2)内，次级可控伸缩机构(6)另一端通过第一销钉(14)安装在次级机翼(3)端面滑道(12)内，折叠蒙皮(4)分别将初级机翼(2)翼面和次级机翼(3)翼面以及初级机翼(2)翼面和机身(1)缝合，其折叠蒙皮(4)能随着初级机翼(2)和次级机翼(3)的相对伸展和收缩而伸展和折叠，可控旋转机构(7)安装在机身(1)内并通过第二铰链(11)和初级可控伸缩机构(5)与初级机翼(2)连接，可控旋转机构(7)实现整体机翼攻角的改变；机身内的控制和驱动系统控制初级可控伸缩机构(5)、次级可控伸缩机构(6)和可控旋转机构(7)工作。

2.根据权利要求1所述的一种水空两栖航行器的仿生变形机翼，其特征在于：所述的可控旋转机构(7)为齿轮驱动的定轴(16)转动机构，通过定轴(16)旋转实现整体机翼攻角的改变。

3.根据权利要求1所述的一种水空两栖航行器的仿生变形机翼，其特征在于：所述的初级机翼(2)及次级机翼(3)选用小展弦比翼型。

4.根据权利要求1所述的一种水空两栖航行器的仿生变形机翼，其特征在于：所述的初级机翼(2)及次级机翼(3)的材质为碳纤维增强复合材料或玻璃钢。

5.根据权利要求1所述的一种水空两栖航行器的仿生变形机翼，其特征在于：所述次级机翼(3)翼展长度大于或等于初级机翼(2)翼展长度。

6.根据权利要求1所述的一种水空两栖航行器的仿生变形机翼，其特征在于：所述的初级机翼(2)根部端面与机翼前缘夹角A为45°～60°，初级机翼(2)另一端面与机翼前缘的夹角B为70°～110°；次级机翼(3)根部端面与机翼前缘夹角C为20°～60°；当初级机翼(2)和次级机翼(3)前缘平齐时，初级机翼(2)与次级机翼(3)端面之间的夹角D为30°～60°。

7.根据权利要求1所述的一种水空两栖航行器的仿生变形机翼，其特征在于：所述的初级可控伸缩机构(5)和次级可控伸缩机构(6)为液压伸缩杆或电动伸缩杆或铰链连杆伸缩机构。

8.根据权利要求1所述的一种水空两栖航行器的仿生变形机翼，其特征在于：所述的折叠蒙皮(4)选用柔性橡胶折叠材料。

9.权利要求1所述的一种水空两栖航行器的仿生变形机翼入水控制方法，该方法是：

当水空两栖航行器在空中正常飞行时，通过控制和驱动系统控制初级可控伸缩机构(5)和次级可控伸缩机构(6)伸长至初级机翼(2)前缘和次级机翼(3)前缘平齐及前缘后掠角接近0°，增大水空两栖航行器翼展以提升升力，并通过控制可控转动机构(7)改变机翼攻角以调节空中飞行状态；当水空两栖航行器俯冲入水时，通过控制和驱动系统控制初级可控伸缩机构(5)及次级可控伸缩机构(6)先后收缩，减小初级机翼(2)前缘与机身(1)轴线夹角E及次级机翼(3)端面与初级机翼(2)端面夹角D，从而缩小水空两栖航行器翼展，改变航行器气动外形，并通过控制可控转动机构(7)改变机翼攻角以增加或减小水空两栖航行器入水角度及保持飞行稳定性；当水空两栖航行器接触水面时，初级机翼(2)前缘与机身(1)轴线夹角E及次级机翼(3)端面与初级机翼(2)端面夹角D基本收缩为0°，此时水空两栖航行器机翼已基本收缩至设定的最小值，水对水空两栖航行器的阻力及冲击力相对达到最小值；当水空两栖航行器完全进入水下后，通过控制可控旋转机构(7)控制水空两栖航行器机翼在水下的攻角以调整水下航行姿态及保持水下航行稳定性；所述水空两栖航行器入水角度是指航行器机身轴线与水面的夹角。