[发明专利]一种水空跨介质发动机及具有发动机的跨介质航行器

说明书

本发明公开了一种水空跨介质发动机和一种跨介质航行器，其中水空跨介质发动机包括：外壳体及控制系统，外壳体内设置气道，气道的一端为进气口，另一端为排气口，进气口设置可密封进气口且可打开进气口的第一开合装置，排气口设置可密封排气口且可打开排气口的第二开合装置，外壳体的内部设置气体介质推动系统，排气口的外侧设置液体介质推动系统，第一开合装置、第二开合装置、气体介质推动系统和液体介质推动系统均与控制系统信号连接。本申请所提供的水空跨介质发动机可分别在气体介质中运动和在液体介质中运动，实现了水空跨介质发动机的重复使用，提高了水空跨介质发动机在两种介质中运行的可靠性、持续性和稳定性。

技术领域

本发明涉及跨介质发动机技术领域，更具体地说，涉及一种水空跨介质发动机。此外，本发明还涉及一种包括上述水空跨介质发动机的跨介质航行器。

背景技术

目前，飞机、舰艇、水下航行器等在侦察、探测、搜救、通讯等领域有着普遍应用。但目前的航行器受动力技术制约，大都固定在单介质空间，其多维态势感知、信息交互、突防攻击等方面的能力收到制约。为实现跨介质航行，国内外学者相继研究出了多款跨介质航行器，如美国的仿飞鱼机器人样机、多模式水空两栖仿生样机、机器蜂和英国的仿鲣鸟两栖无人飞行器等。其中，大多数跨介质航行器只能进行单向跨介质航行，少数能双向跨介质的航行器也大多在执行任务后需要回收，不可重复使用，且由于其并没有充分考虑到液体介质和气体介质两者的不同特性，未将两者区分开，以至于大大降低了整个跨介质航行器工作的可靠性、持续性和稳定性。当前，缺乏成熟可靠的推进系统是制约跨介质航行器发展的重要问题之一。

综上所述，如何提供一种成熟可靠的推进系统，是目前本领域技术人员亟待解决的问题。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的是提供一种水空跨介质发动机，该水空跨介质发动机实现了水空跨介质发动机的重复使用，提高了水空跨介质发动机在两种介质中运行的可靠性、持续性和稳定性。

本发明的另一目的是提供一种包括上述水空跨介质发动机的跨介质航行器。

为了实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种水空跨介质发动机，包括：外壳体及控制系统，所述外壳体内设置气道，所述气道的一端为进气口，另一端为排气口，所述进气口设置可密封所述进气口且可打开所述进气口的第一开合装置，所述排气口设置可密封所述排气口且可打开所述排气口的第二开合装置，所述外壳体的内部设置气体介质推动系统，所述排气口的外侧设置液体介质推动系统，所述第一开合装置、所述第二开合装置、所述气体介质推动系统和所述液体介质推动系统均与所述控制系统信号连接。

优选地，所述气体介质推动系统包括风扇及与所述风扇同轴连接的第一电机，所述第一电机及所述风扇均沿所述外壳体的轴线设置。

优选地，所述液体介质推动系统包括螺旋桨及与所述螺旋桨同轴连接的第二电机，所述第二电机及所述螺旋桨均沿所述外壳体的轴线设置。

优选地，所述外壳体的内部中心设置第一中心壳体，所述第一电机设置于所述第一中心壳体的前端，所述第二电机设置于所述第一中心壳体的后端，所述第一中心壳体与所述第一电机之间设置密封结构。

优选地，所述密封结构为设置于所述第一中心壳体内壁的篦齿。

优选地，所述气体介质推动系统的前部设置第二中心壳体，所述第一开合装置为设置于所述第二中心壳体与所述外壳体之间的第一环形气囊，所述第二开合装置为设置于所述第一中心壳体与所述外壳体之间的第二环形气囊。

优选地，所述第一环形气囊内设置第一充气器、第一压力传感器及第一控制装置，所述第一环形气囊设置第一放气口，所述第一放气口设置第一截止阀；

所述第二环形气囊内设置第二充气器、第二压力传感器及第二控制装置，所述第二环形气囊设置第二放气口，所述第二放气口设置第二截止阀。