[发明专利]一种可持续驻留水面的水空两栖太阳能驱动无人航行器

说明书

本发明公开了一种可持续驻留水面的水空两栖太阳能驱动无人航行器，可持续驻留水面的水空两栖太阳能驱动无人航行器包括用于实现水上浮力产生和任务载荷安装的机身、用于实现水面浮力产生，太阳能电池板铺设且维持航行横向稳定性的机翼、推进系统，所述机翼连接于机身两侧，所述推进系统安装于机翼下方从翼根向外1/12～3/8的翼展之内。本发明具备长期持续的动态侦察能力，实现了长期持续驻留水面的能力。

技术领域

本发明涉及太阳能驱动无人航行器，特别是涉及一种可持续驻留水面的水空两栖太阳能驱动无人航行器。

背景技术

对海面、湖面、江面等水域情况，水资源、水质污染等问题日益恶化，亟待长期监测、治理，水上飞机、船舶舰艇均可作为水质调查、跟踪、监测的重要手段，同时也是对水面情况、水质变化规律、水污染原因等情况调查的重要途径，也在一定程度上可以完成数据采集工作。但水面、水质情况是连续变化情况，污染源也会出现间断排污现象，同时，对江河湖海等，受大气环境、气候变化、雨季旱季等影响也较为明显，其中的影响规律，仅通过水上飞机、船舶的间断式离散式采集无法实现其实时性数据研究。从军用方向考虑，当前的海上情况复杂，不时面临来自空中、海面、水下武器、侦察监视系统的跟踪、攻击，从实战需求来看，继续实现长期对水面情况的动态侦察监视。

对以上军用和民用存在的情况，连续或实时获取水面、水下、空中目标或水质污染等信息变化情况，或水面各种信息情况的动态侦察及监视，成为需求解决的重要问题，水空两栖无人航行器有望成为解决上述问题的侦察监视平台。

本发明的技术问题在于当前的水上飞机、船舶等平台用于以上需求时存在以下几个关键问题：(1)无法保证当地情报信息或数据的连续性；(2)侦察、监视、采样成本较大；(3)探测、侦察、监视的视角全方位需求，即同时实现水下、水面、空中探测；(4)投放、回收便利性，低成本需求。以上关键问题在较大程度上上限制了水上(无人)飞机、船舶等平台在同时满足以上需求的广泛引用。

发明内容

本发明的目的是针对上述问题，提供一种具备长期持续的动态侦察能力的可持续驻留水面的水空两栖太阳能驱动无人航行器。

为达到上述目的，本发明采用了下列技术方案：本发明的一种可持续驻留水面的水空两栖太阳能驱动无人航行器，可持续驻留水面的水空两栖太阳能驱动无人航行器包括用于实现水上浮力产生和任务载荷安装的机身、用于实现水面浮力产生，太阳能电池板铺设且维持航行横向稳定性的机翼、推进系统，所述机翼连接于机身两侧，所述推进系统安装于机翼下方从翼根向外1/12～3/8的翼展之内。

进一步地，所述机身包括上视(空中)侦察监视载荷舱、下视(水下)侦察监视载荷舱、用于实现水面航向稳定性的垂尾、实现航行器水面快速航行并提供其横侧向稳定性的水翼及其圆弧形过渡方式的机身结构；所述上视(空中)侦察监视载荷舱内装载有可见光探测器和红外探测器，所述下视(水下)侦察监视载荷舱装载有水下声纳探测器，所述垂尾内部装载有天线通信系统。

进一步地，所述机翼上设置有太阳能电池板、用于实现航行器航向稳定性的翼梢小翼、用于航行器快速地效飞行状态下的升降控制的升降舵及机翼结构。

进一步地，所述太阳能电池板为单晶硅太阳能电池板、多晶硅太阳能电池板、薄膜太阳能电池板或柔性太阳能电池发电装置中的任意一种。

更进一步地，所述翼梢小翼的倾斜角范围为120～180度，所述升降舵位于机翼后缘，所述机翼结构的翼型采用低速厚翼型，机翼的前缘和后缘为直线或弧线，前缘采用后掠方式，后掠角度为0～30度。

进一步地，所述推进系统包括便于航行器方向控制的螺旋桨矢量推进装置、螺旋桨、实现方向控制的水下垂直机翼方向舵和水下垂直机翼组成；所述水下垂直机翼方向舵设置于水下垂直机翼的后缘，所述水下垂直机翼为对称翼型或非对称翼型。

进一步地，所述水下垂直机翼的垂直高度为机翼展长的1/2～1/8。