[发明专利]基于翠鸟和龙虱外形的组合仿生跨介质变体无人航行器

说明书

基于翠鸟和龙虱外形的组合仿生跨介质变体无人航行器属跨介质航行器技术领域，本发明中两段式机翼沿机身的a‑a中轴线两侧对称布置，两段机翼可相对水平转动；机身的主体外形仿照翠鸟和龙虱的流线外形，采用翠鸟头部和龙虱身体前后组合的方式；V形尾翼对称安装在机身尾部的尾翼座处，可绕尾翼座扭动；倾转螺旋桨安装于安装架上，可绕安装架向前倾转；水下推进器安装于机身尾部末端安装座上；起落架固接于机身下部；本发明利用翠鸟与龙虱组合外形，及可后掠机翼的总体设计能减少整机运行阻力、提高航行器出入水性能，同时可满足垂直起降的要求，对场地要求小，使航行器的适用性增强。

技术领域

本发明属于跨介质航行器技术领域，具体涉及一种基于翠鸟和龙虱外形的组合仿生跨介质变体无人航行器。

背景技术

跨介质航行器是一种可在空中与水中巡航并能自由穿越水气界面的新概念海空两栖无人运动平台，可从陆地、水下或舰艇发射，作战用途广、机动能力强、隐身性能好，具有重要的军事应用前景。

通常跨介质航行器应具有干飞、入水、潜行、出水四个基本运行模式，其外形结构布局应具有良好的出入水性能，同时水下潜行时应具有较小的运行阻力。翠鸟，是翠鸟亚目，翠鸟科，翠鸟属的一种水鸟，可多角度跨越气液界面，直接准确定位游鱼，说明其具有优良的出入水稳定性和准确性。龙虱，是一种具有三栖能力的昆虫纲、鞘翅目水生昆虫，较早发表于Nature的一项研究表明，龙虱出色的水动力外形，使龙虱在游泳过程中表现出极高的游动稳定性和能量利用率。本发明基于翠鸟与龙虱的优良气动外形，提出了一种组合仿生跨介质变体无人航行器，不仅具有良好的出入水性能，还具有极低的水下运行阻力，可实现跨介质多模式巡航。

发明内容

本发明的目的在于提供一种兼具翠鸟与龙虱外形的组合变体跨介质无人航行器,该航行器具有空中飞行、水下航行及快速跨越水面等多种功能。航行器机身采用翠鸟头部和龙虱身体组合仿生构形,机翼采用两段式设计，通过舵机驱动机翼变体以应用于不同巡航模式的外形要求，空中动力系统由左右对称布置的倾转螺旋桨和后置涵道发动机构成三点式动力布局，增加了航行器的运行稳定性，水下动力由尾端的水下推进器提供，全动式V型尾翼用于控制航行器的俯仰和偏航，安装于下部的起落架在飞机垂直起降时用于支撑整机。

本发明由机身A、倾转螺旋桨ⅠB、两段式机翼ⅠC、V形尾翼ⅠD、水下推进器E、V形尾翼ⅡF、两段式机翼ⅡG、倾转螺旋桨ⅡH和起落架I组成，其中倾转螺旋桨ⅠB和倾转螺旋桨ⅡH、两段式机翼ⅠC和两段式机翼ⅡG、V形尾翼ⅠD和V形尾翼ⅡF，均是关于机身A的a-a中心线的对称结构；机身A中过渡翼b12的左端与连接梭套b13的右端固接，连接梭套b13的左端与两段式机翼ⅡG中翼中段a30的右端固接；机身A中过渡翼a1的右端与连接梭套a2的左端固接，连接梭套a2的右端与两段式机翼ⅠB中翼中段b49的左端固接。倾转螺旋桨ⅠB中安装件a18和S形安装件a22的后部U形凹槽卡在两段式机翼ⅠC中翼中段b49的前端中部，安装件a18和S形安装件a22分别通过连接件a19和连接件b21与翼中段b49固接；倾转螺旋桨ⅡH中安装件b26和S形安装件b29的后部U形凹槽卡在两段式机翼ⅡG中翼中段a30的前端中部，安装件b26和S形安装件b29分别通过连接件c27和连接件d28与翼中段a30固接。V形尾翼ⅠD的舵机a5两侧分别与机身A的L形安装件a4和L形安装件b6固接；V形尾翼ⅡF的舵机e53两侧分别与机身A的L形安装件c52和L形安装件d54固接；V形尾翼ⅠD的轴c56穿过机身A中尾翼座a7上的a1孔a1，V形尾翼ⅠD尾翼51左端面与机身A的尾翼座a7右端面接触，两者活动连接；V形尾翼ⅡF的轴c穿过机身A中尾翼座b10上的b1孔b1，V形尾翼ⅡF的尾翼右端面与机身A的尾翼座b10左端面接触，两者活动连接。水下推进器E中推进电机67的前端面与机身A的推进器安装座9后端面固接。起落架I的安装片63上端面与机身A的机体下壳体3中线距前端51mm处下表面固接；起落架I的对称支撑件57上表面与机身A中机体下壳体3下表面固接。