筒扇推进的水下飞行器的制作方法

本实用新型为一种水下运载装置,涉及水下飞行器、筒扇机翼领域，具体是一种筒扇推进的水下飞行器。

背景技术：

水下飞机是“会潜水的飞机”，又称“会飞的潜艇”，是正在开发一种新概念武器，它可以在水下像潜艇般打击目标，又可以冲出水面，像飞机一样飞行。传统水下飞机的原理与潜艇原理基本相似。当水下飞机要潜入水中时,便打开阀门,飞机的水舱里就会灌进一定量的水,当飞机的重力超过浮力时,飞机便沉入水中。需要浮出水面时,只要将飞机水舱里的水排出,飞机便在大于重力的浮力作用下,浮出水面。潜水时,水下飞机的喷气发动机舱是密封的,一旦出水就能迅速起动。水中航行时,主要靠水中推进装置的动力在水中前进。飞机驾驶员可以操纵飞机在水中做升降、转弯等动作,从而使飞机在水中活动自如。在水中遇到危险,机上乘员还可以进行水中弹射救生。

水下飞机在水下航行和飞机在空中飞行的原理有几分相似，但这种两用武器面临的挑战仍然巨大——飞机需要尽量轻，以便用最少的动力飞行，潜艇则需要坚固的船体承受水压；比空气重的飞机通过机翼分离气流得到升力，潜艇则通过吸入和排出水来改变浮力。

筒扇机翼是一种新型产生气动升力的装置，它利用翼型前置的旋转风扇产生涡升力和推力进行飞行，具有低速性能好、载荷大和大迎角不失速等优点，受到国内外相关机构和研究人员的关注。风扇翼产生升力由两部分组成：一部分是当风扇旋转时，机翼后半部分上下表面的流速不同，造成机翼上下表面的压力差，形成机翼的升力；另一部分是因为风扇旋转时，在风扇内部产生一个很强的偏心漩涡，造成较强的偏心漩涡低压区，使得机翼前半部分圆弧形区域的上下表面产生较大的压力差，形成更大部分的机翼升力，即涡升力。

现有水下飞行器的缺点：（1）结构复杂重量大；（2）采用耗油发动机提供动力，重量大，传动机构复杂，同时还需要额外的液氧系统，使得有效载荷减少。

技术实现要素：

本实用新型为了解决现有技术的问题，提供了一种筒扇推进的水下飞行器，筒扇机翼一方面能够产生推力同时也能产生升力，气动及水动性能优异且不需要多余的舵面，使得飞行器结构更加简单，操纵更方便。

本实用新型包括内置动力装置的机身，机身前端设置有座舱盖，前方两侧分别设置有筒扇机翼，后方两侧分别设置有小机翼，后端设置有v型尾翼；所述的筒扇机翼为翼身上开有弧形槽的机翼，槽内安装有滚筒，筒扇机翼通过机翼固定块和连接小翼与机身固定连接，滚筒通过旋转轴与机身内的动力装置连接，动力装置通过旋转轴驱动滚筒绕旋转轴的轴线转动。

进一步改进，所述的筒扇机翼上设置有若干连接板，相邻的连接板之间设置有滚筒，所述的滚筒包括滚转叶片固定板，固定板连接块，连接板连接块和滚转叶片，其中两块叶片固定板将若干片滚转叶片固定成一个滚筒，固定板连接块与固定板固连，连接板连接块与连接板固连，通过旋转轴将固定板连接块与连接板连接块连接，从而将滚筒安装在筒扇机翼槽道内部。

进一步改进，机身由高分子复合材料制成，锂电池及动力装置安置在机身内部，机身呈仿鲨鱼形状，具有良好的水动性能与空气性能，有利于水下航行及空中飞行。座舱盖采用3号耐高压玻璃，可保证玻璃在水下高压下保持完整。滚转叶片由钛合金制成，适合于水下高压强工作环境。

本实用新型有益效果在于：

1、筒扇机翼一方面能够产生推力同时也能产生升力，气动及水动性能优异且不需要多余的舵面，使得飞行器结构更加简单，操纵更方便。

2、电池重量不随飞行时间和距离以及飞行姿态角的变化而变化，飞行器拥有更好的平衡稳定性和操纵性。

3、应用领域广，比如海底科考，海底观光，隐身深水攻击武器系统等。

4、新型具有筒扇机翼推进器采用电动机提供动力，噪声小隐身性强且不需要额外的液氧系统，使得有效载荷增加。

附图说明

图1为一种筒扇推进的水下飞行器整体图。

图2为筒扇机翼推进装置整体图。

图3为筒扇机翼推进装置局部图。

图中标号如下：座舱盖1，左侧筒扇机翼2，右侧筒扇机翼3，连接小翼4，右侧小机翼5，左侧小机翼6，右侧小机翼襟翼7，左侧小机翼襟翼8，机身9，v型尾翼10，筒扇机翼后缘11，机翼固定块12，旋转轴13，滚转叶片14，连接板15，滚转叶片固定板16，固定板连接块17，连接板连接块18。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型作进一步说明。

本实用新型结构如图1所示，其主要特征是前置筒扇机翼，后置小机翼及v型尾翼布局，具体如下：包括内置动力装置的机身9，机身9前端设置有座舱盖1，前方两侧分别设置有左侧筒扇机翼2和右侧筒扇机翼3，后方两侧分别设置有右侧小机翼5和左侧小机翼6，机身9后端设置有v型尾翼10。所述右侧小机翼5设置有右侧小机翼襟翼7，左侧小机翼6设置有左侧小机翼襟翼8。

筒扇机翼推进装置整体图如图2所示。其主要特征为筒扇机翼是在传统机翼的基础上将机翼开一个弧形槽，在槽内安装有能够旋转的滚筒，每副筒扇机翼由三个滚筒组成。

筒扇机翼通过机翼固定块12和连接小翼4与机身9固定连接，滚筒通过旋转轴13与机身内的动力装置连接，动力装置通过旋转轴13驱动滚筒绕旋转轴的轴线转动，所述的筒扇机翼上开有筒扇机翼后缘11。

所述的机身由高分子复合材料制成，锂电池及动力装置安置在机身内部，机身呈仿鲨鱼形状，具有良好的水动性能与空气性能，有利于水下航行及空中飞行。座舱盖采用3号耐高压玻璃，可保证玻璃在水下高压下保持完整。滚转叶片由钛合金制成，适合于水下高压强工作环境。

所述的筒扇机翼上设置有若干连接板15，相邻的连接板15之间设置有滚筒。图3为筒扇机翼推进装置局部图，其主要特征为每个滚筒包含12根滚转叶片14，通过滚筒的高速旋转产推力及升力。所述的滚筒包括滚转叶片固定板16，固定板连接块17，连接板连接块18和滚转叶片14，其中两块叶片固定板16将若干片滚转叶片14固定成一个滚筒，固定板连接块17与固定板16固连，连接板连接块18与连接板15固连，通过旋转轴13将固定板连接块17与连接板连接块18连接，从而将滚筒安装在筒扇机翼槽道内部。

本实用新型飞行器在水下及水上的操纵方式一致，筒扇机翼为飞行器提供动力及操纵力，具体操纵过程为：

（1）左侧筒扇机翼2及右侧筒扇机翼3为三角翼提供所有推力及部分升力。

（2）右侧小机翼5，左侧小机翼6能够提供部分升力。

（3）通过控制左侧筒扇机翼3及右侧筒扇机翼1的升力及推力大小实现飞行器的运动轨迹改变，具体途径为：同时增大或者左侧筒扇机翼2及右侧筒扇机翼3的升力，只要保持两者力的大小一致，这样会使整机产生一个抬头或低头力矩，从而实现俯仰运动；增大左侧筒扇机翼2的升力，减小右侧筒扇机翼3的升力，则产生一个顺时针滚转力矩，飞行器顺时针滚转运动，相反减小左侧筒扇机翼2的升力，增大右侧筒扇机翼3的升力，则产生一个逆时针滚转力矩，飞行器逆时针滚转运动；增大左侧筒扇机翼2的推力，减小右侧筒扇机翼3的推力，则产生一个向右的偏航力矩，飞行器向右偏航运动，相反减小左侧筒扇机翼2的推力，增大右侧筒扇机翼3的推力，则产生一个向左的偏转力矩，飞行器向左偏航运动。

（4）右侧小机翼襟翼7，左侧小机翼襟翼8能够辅助飞行器进行俯仰操纵。右侧小机翼襟翼7与左侧小机翼襟翼8向上偏转则产生一个抬头力矩使飞行器向上飞行，右侧小机翼襟翼7与左侧小机翼襟翼8向下偏转则产生一个低头力矩使飞行器向下飞行。

本实用新型具体应用途径很多，以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以作出若干改进，这些改进也应视为本实用新型的保护范围。

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