[發(fā)明專利]一種拍翼水下和水面推進(jìn)器、航行器及推進(jìn)方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201310442258.2
• 申請日: 2013-09-26
• 公開（公告）號(hào): CN103466064A
• 公開（公告）日: 2013-12-25
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 敬軍;高東奇;許建
• 申請（專利權(quán)）人: 中國艦船研究設(shè)計(jì)中心
• 主分類號(hào): B63H1/02
• 分類號(hào): B63H1/02
• 代理公司: 湖北武漢永嘉專利代理有限公司 42102
• 代理人: 胡琳萍;胡建平

1.一種拍翼水下和水面推進(jìn)器，其特征在于：包括圓形軸基座和設(shè)置在軸基座上的四個(gè)相同大小的拍翼；各拍翼依次通過水平設(shè)置的攻角軸和豎直設(shè)置的揮拍軸活動(dòng)連接在基座上，且各拍翼均能單獨(dú)繞所在的攻角軸和揮拍軸分別旋轉(zhuǎn)構(gòu)成二自由度旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)；四個(gè)揮拍軸在軸基座上以基座中心對稱設(shè)置使得四個(gè)拍翼在初始狀態(tài)成“×”型布局，且拍翼能夠隨軸基座繞軸基座中心軸線做被動(dòng)旋轉(zhuǎn)。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的拍翼水下和水面推進(jìn)器，其特征在于：拍翼為剛性或柔性材質(zhì)，且各拍翼截面呈直角梯形，上邊為斜邊，下邊為直角邊，斜邊的較高端位于基座端而較低端位于外沿；各拍翼翼面中間突出并分別以弧面延伸方式圓滑過渡到上下兩邊；或者所述翼面為由剛性主翼和柔性副翼構(gòu)成的尾舵形狀，柔性副翼能夠折疊在剛性主翼內(nèi)。

3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的拍翼水下和水面推進(jìn)器，其特征在于：豎直設(shè)置的揮拍軸高度一致或不一致。

4.一種采用權(quán)利要求1-3之一所述拍翼推進(jìn)器的航行器，其特征在于：將一個(gè)推進(jìn)器設(shè)置在航行器尾部；或者航行器上安裝多個(gè)拍翼推進(jìn)器；推進(jìn)器圓形基座的中心位于航行器軸線上。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的航行器，其特征在于：航行器上安裝兩個(gè)推進(jìn)器時(shí)，一個(gè)位于航行器頭部，一組位于航行器尾部。

6.根據(jù)權(quán)利要求4或5所述的航行器，其特征在于：所述航行器為潛艇、船舶、魚雷、或仿生水下機(jī)器人。

7.一種采用權(quán)利要求1-3之一推進(jìn)器的推進(jìn)方法，其特征在于：每個(gè)拍翼的揮拍角和攻角均實(shí)時(shí)變化，且任一時(shí)刻相鄰拍翼的揮拍方向相反，通過改變攻角的正負(fù)實(shí)現(xiàn)前進(jìn)或后退；四只翼面在任意時(shí)刻保持揮拍角和攻角的大小相等；右側(cè)的兩只拍翼保持靜止，左側(cè)的兩只拍翼不對稱揮拍，在水下航行器尾部產(chǎn)生一個(gè)向右的側(cè)向力，即實(shí)現(xiàn)左轉(zhuǎn)；同理，實(shí)現(xiàn)水下航行器的右轉(zhuǎn)、上浮和下潛。

8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的推進(jìn)方法，其特征在于：一個(gè)推進(jìn)周期的步驟如下：

初始時(shí)刻，兩側(cè)的兩對翼面開始相隔較遠(yuǎn)，翼面沿攻角軸轉(zhuǎn)動(dòng)，變化到一個(gè)可以產(chǎn)生推力的攻角角度，然后接著沿?fù)]拍軸相對拍動(dòng)，在這個(gè)揮拍的過程中，翼面攻角保持前一刻的攻角不變，直到相向運(yùn)動(dòng)的兩對翼面合到一起，然后翼面再沿攻角軸轉(zhuǎn)動(dòng)，攻角變化成另一角度，然后翼面沿?fù)]拍軸反向拍動(dòng)，由于揮拍方向的改變，這個(gè)過程中翼面仍然保持著可以產(chǎn)生推力的攻角，直到相向運(yùn)動(dòng)的兩對翼面合到一起，緊接著翼面沿攻角軸轉(zhuǎn)動(dòng)，攻角再度變化，回到初始時(shí)刻角度，這便完成了一個(gè)推進(jìn)周期；在此過程中，翼面的攻角保持不變時(shí)，推進(jìn)系統(tǒng)產(chǎn)生定常推力，在翼面攻角發(fā)生變化時(shí)，推進(jìn)系統(tǒng)產(chǎn)生非定常推力。