[發明專利]一種掠水面超低空飛行器

有效

• 申請號: 201610012022.9
• 申請日: 2016-01-08
• 公開（公告）號: CN105564645B
• 公開（公告）日: 2017-10-24
• 發明（設計）人: 鄧飛;李蕊;唐勇;高天德;崔榮鑫
• 申請（專利權）人: 西北工業大學
• 主分類號: B64C35/00
• 分類號: B64C35/00
• 代理公司: 西北工業大學專利中心61204
• 代理人: 顧潮琪

技術領域

本發明屬于飛行器設計領域，具體涉及一種掠水面超低空飛行器的設計方法。該設計利用地面效應、噴水矢量與水翼聯合控制技術在掠水面飛行器的力系平衡與操縱性設計中，另辟蹊徑尋找攻克傳統地效飛行器某些技術瓶頸的創新設計。

背景技術

目前，地效飛行器主要有如下幾種：水上飛機、地效飛行器、地效翼船、沖翼艇等。

現有公開的技術文獻“地效飛行器的發展現狀及軍事應用研究”(航空科學技術，2006年第一期)中闡述了地效飛行器是一種利用地面效應原理飛行的新型運載工具，該文以俄羅斯為主要背景，介紹了國外、國內地效飛行器的發展簡史及現狀，總結了地效飛行器的優越性能；文獻“地效翼船氣動仿真及橫向靜穩定性分析”(無限互聯科技，2015年3月第六期)針對地效翼船橫向穩定性問題，對飛行高度、攻角、展弦比等因素進行分析，介紹了地效翼船的主要設計特點；在文獻“國內外地效飛行器實驗研究”(戰術導彈技術，2010年5月， 32-36)中，對國內外地效飛行器實驗數據結果進行了收集、整理,對目前的實驗方法進行了分類、總結,得到了地效飛行器氣動特性的一般規律。

早在四十多年前地效飛行器就被認為是海上運輸與作戰的極佳選擇，并且在研制和使用方面取得了豐富的經驗，人們對它的了解也比較深刻，但其推廣與應用情況仍距人們的期望甚遠。以技術領先的俄羅斯地效飛行器設計特點為例，為了消除波浪對地效力的影響以提高飛行安全性，設計了安裝在高大垂直尾翼頂端的大面積穩定翼，而這種結構使得側滑干擾有可能導致機翼頂端結構觸水變成致命的安全問題；再如為了提高地面效應、減少機翼觸水幾率，采用小翼展的寬弦比機翼設計，加之高置的大面積穩定水平尾翼等結構設計，都不同程度的增加了飛行器的重量與飛行阻力，使得其飛行效率與經濟性變差。

但是，由于地效飛行器至今仍存在諸多的技術障礙尚未突破，其應用推廣仍然距人們的期望甚遠。這些技術障礙主要體現在地效飛行器設計理論尚不成熟，在總體氣動布局、動力增升、水動布局設計及地效飛行器的操縱性等關鍵技術方面仍有待突破；此外，地效飛行器在結構重量增加、地面效應利用困難、氣動布局局限等方面也存在關鍵技術難題沒能有效攻克[2]，導致地效飛行器經濟性欠佳，難以得到廣泛的推廣應用。總之，正如前節所述，地效飛行器在總體氣、水動布局與飛行器操縱性等方面的技術障礙成為其發展進程中的瓶頸。

同時，俄羅斯地效飛行器專家提出了利用渦扇發動機矢量推力技術提高飛行器的飛行軌跡精度與操縱性、意大利提出了利用浸水水翼技術為航行中的地效飛行器提供穩定的操縱力矩等觀點以消除或減小地效力的不利影響。噴水推進技術雖然被提出也是在年代久遠以前，但隨著噴水推進器專業制造技術的不斷進步，其技術的優越性仍然使之成為船舶領域重要的研究與應用對象，特別是近年來取得了長足的進展與廣泛的應用。2010年前后，噴水飛行器jetovator的問世更是拓展了噴水推進裝置的應用領域，也展示了噴水推進技術的先進性。

本發明也正是受到了上述觀點的啟發，提出了一種將噴水矢量技術、浸水水翼控制技術與地效飛行技術有效結合的掠水面超低空飛行器設計方法。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是，為了避免現有技術存在的不足，本發明提出一種掠水面超低空飛行器，借鑒水上摩托與噴水推進的設計思想，提出一種利用常規航空動力推進、基于噴水矢量與浸水水翼聯合控制實現力系平衡與操縱性的近水面超低空飛行器力學原理模型的總體設計方案。

本發明的技術方案是：包括艇體2、螺旋漿1，驅動裝置、水泵5、出水管3、浸水水翼4、和汲水管7，所述浸水水翼4外形為NACA對稱翼型，且垂直于水平面布置；浸水水翼4位于艇體2下方且始終處于水面之下；汲水管7、舵機6和水泵5位于浸水水翼4內；浸水水翼4位于艇體2下方且始終處于水面之下；汲水管7、驅動裝置和水泵5位于浸水水翼4內；汲水管7一端伸出浸水水翼4遠離艇體2的一面，另一端連接水泵5的進水口；水泵5出水口與兩根出水管3一端連接；出水管3管體部分位于艇體2內，另一端對稱伸出艇體2外且管口均向下；驅動裝置用于改變浸水水翼4方向。

本發明進一步的技術方案是，汲水管7、水泵5進水口出水口兩端、出水管3 下端同軸安裝。

本發明進一步的技術方案是，所述艇體2采用NACA翼型回轉體低阻流線型氣動外形設計。

本發明進一步的技術方案是，所述驅動裝置為舵機6。

本發明進一步的技術方案是，所述艇體2與浸水水翼4比例為3:1。

發明效果