[发明专利]一种支持风帆推进的水中航行器

摘要

本发明涉及一种支持风帆推进的水中航行器，包括主船体、电池、十字型舵，螺旋桨、翼帆帆板、太阳能电池板、风向风速仪、下沉龙骨、报警设备。这种航行器的设计可借助风力航行，并且有效使用太阳能蓄电，可有效的解决电能使用快，电池储电不充足等问题，从而会在一定程度上提升自动化程度以及续航能力。采用刚性的翼帆帆板，操控简易，效率高，能提高航行性能，还能避免帆面破损时帆船失去动力，更有利于无人帆船的长期工作。

主权项

1.一种支持风帆推进的水中航行器，其特征在于，包括以下内容：所述水中航行器包括主船体、电池、小型排水舱、十字型舵、螺旋桨、翼帆帆板、太阳能电池板、风向风速仪、下沉龙骨、报警设备；所述主船体为流线型，且所述主船体上布置有所述小型排水舱、所述十字型舵、所述螺旋桨和所述电池；所述小型排水舱用于控制所述水中航行器的上浮和下潜；所述十字型舵和所述螺旋桨用于控制所述水中航行器的转向以及推进；所述水中航行器以风为动力，所述电池在风力不足时为所述水中航行器补充动力；所述翼帆帆板用于利用风力推进所述水中航行器；所述翼帆帆板可折叠：当所述水中航行器在水下航行时，所述翼帆帆板为收起状态，当所述水中航行器在水面航行时，所述翼帆帆板打开，根据风向进行风帆助航；所述翼帆帆板上布置有所述太阳能电池板和所述风速风向仪，所述太阳能电池板用于为所述水中航行器补充动力，所述风速风向仪用于测量风速；所述下沉龙骨用于保持所述水中航行器的稳定性；所述下沉龙骨可折叠：当所述水中航行器在水下航行时，所述下沉龙骨为收起状态，当所述水中航行器在水面航行时，所述下沉龙骨伸展开，从而减轻所述水中航行器因所述翼帆帆板受风力而产生的较大横摇，保持所述水中航行器的稳定性，防止所述水中航行器横向漂移；所述报警设备用于检测所述水中航行器的稳定性；所述报警设备存储有所述水中航行器的总质量、所述翼帆帆板的表面积；所述报警设备和所述风向风速仪相连，可实时获取所述风速风向仪测量的风速以及所述水中航行器的速度；所述报警设备实时计算速率因子，所述速率因子用公式一进行计算：公式一：其中，ω为所述速率因子，取值是0～1之间的有理数；u为所述水中航行器的速度，v为所述风速风向仪测量的风速，所述u和所述v的取值均为正实数，单位是米每秒；s是所述翼帆帆板的表面积，取值为正实数，单位是平方米；m是所述水中航行器的总质量，取值为正实数，单位是吨；k是调整系数，取值为正实数，由工作人员设定；如果所述速率因子小于0.5，则所述报警设备鸣笛提醒工作人员改变航行速度，直至工作人员调整所述水中航行器的速度后使得所述速率因子不小于0.5，所述报警设备停止鸣笛。