[實用新型]一種水下無人航行器矢量推進裝置

有效

• 申請號: 201822267791.0
• 申請日: 2018-12-28
• 公開（公告）號: CN209617425U
• 公開（公告）日: 2019-11-12
• 發明（設計）人: 李筠;袁湘江;賀麗慧;馬宇;劉曉偉
• 申請（專利權）人: 中國航天空氣動力技術研究院
• 主分類號: B63C11/52
• 分類號: B63C11/52;B63G8/16
• 代理公司: 中國航天科技專利中心 11009
• 代理人: 張曉飛

一種水下無人航行器矢量推進裝置，機身、垂直尾翼、水平尾翼和螺旋槳，其中矢量推進螺旋槳為一對相同的螺旋槳，分別安裝在水平尾翼兩側的翼梢，通過控制兩個螺旋槳的轉速差動來控制航行器的航向性能，同時，水平尾翼可以旋轉，帶動螺旋槳轉動方向，從而實現快速控制航行器俯仰性能。本實用新型解決了水下無人航行器低速運動時舵效不足的問題，能夠快速控制航行器的姿態，同時，本實用新型的矢量推進裝置具有結構簡單，效率高，便于操作等優點。

技術領域

本實用新型涉及一種水下無人航行器矢量推進裝置，特別是一種雙螺旋槳差動矢量推進裝置，屬于水下航行器推進技術領域。

背景技術

水下航行器作為增強現代海軍戰斗力的關鍵裝備，經常需要完成高精度的水下作業和攻擊任務，因此，要求其具有高度的機動性和操縱性。目前，國內外絕大多數水下航行器僅具有水下航行或海底移動的單一功能，因此，增強水下航行器的機動性能成為國際上的一個研究熱點。矢量推進技術是指實現物體空間運動的推進器系統除了水平前后的推為外，還能同時提供物體的俯仰、偏轉、橫滾等方向上提供推進力和力矩，從而部分或全部取代操作舵機的作用,即推進器推力本身實現矢量化。從而改善機器的機動性和敏捷性，及克服舵機在低速下的回轉能力效率低的問題。

現在水下航行器多數是采用操縱舵作為推進和轉向裝置,推力矢量技術還尚未成熟,其應用于水下航行器主要有兩種方案：

一是矢量噴水推進系統。根據飛行體推力偏向的方法和經驗,對于噴水推進器噴流的改變可采用機械導流板式，結構簡單、易于實現，能夠滿足未來的新型AUV對低噪聲、高效率、高機動性及高操縱性等方面的要求。但它不但有較大的推力損失，而且其空泡性及噪聲等問題仍無法得到較好的解決。

二是矢量螺旋漿推進系統。通過改變整個推進系統形態上的空間方向來改變推力方向，這種方案需要螺旋槳具有360°全方位偏轉運動功能，機構復雜，操作難度大。

實用新型內容

本實用新型的技術解決問題是：克服現有技術的不足，提出了一種水下無人航行器矢量推進裝置，通過結構簡單的矢量推進裝置，能夠高效快速地控制航行器的姿態。

本實用新型的技術方案是：

一種水下無人航行器矢量推進裝置，包括：機身、垂直尾翼、水平尾翼、螺旋槳；

機身尾部安裝有垂直尾翼和水平尾翼，所述垂直尾翼和水平尾翼互相垂直；

所述水平尾翼的兩個翼梢上分別安裝有螺旋槳，所述兩個螺旋槳的推進方向一致；

所述水平尾翼和所述機身通過轉動軸連接。

所述水平尾翼繞轉動軸轉動的轉動角取值范圍為-10°～10°，所述轉動角為螺旋槳推進方向與機身軸線之間的夾角。

所述轉動軸垂直于垂直尾翼和機身軸線所在平面。

所述機身為筒狀結構，所述筒狀結構采用仿生外形。

所述機身包括依次相連的頭部段、圓柱段和尾部段；所述頭部端、圓柱段和尾部段之間的連接部分為光滑曲面。所述頭部段的軸向長度取值范圍為機身軸向長度的34％～45％。

所述螺旋槳包括：整流罩，螺旋槳葉和電機；

所述電機安裝在水平尾翼的翼梢上，所述螺旋槳葉固定在所述電機的旋轉軸上，所述整流罩固定在電機上。

所述螺旋槳葉包括多個周向均布的葉片。

所述整流罩為錐形筒，所述整流罩的開口朝向所述機身的前進方向。

本實用新型與現有技術相比的有益效果是：