[發明專利]一種扇翼推進水下航行器及其航行方法

在審

• 申請號: 202110457977.6
• 申請日: 2021-04-27
• 公開（公告）號: CN113086143A
• 公開（公告）日: 2021-07-09
• 發明（設計）人: 林揚;郜天柱
• 申請（專利權）人: 中國科學院沈陽自動化研究所
• 主分類號: B63G8/18
• 分類號: B63G8/18;B63G8/14
• 代理公司: 沈陽科苑專利商標代理有限公司 21002
• 代理人: 白振宇

1.一種扇翼推進水下航行器，其特征在于：包括航行器主體(1)，該航行器主體(1)的兩側對稱設有分別作為動力源的水下扇翼推進器，兩側的所述水下扇翼推進器結構相同，均包括橫流風扇及可轉動機翼，所述橫流風扇轉動安裝在航行器主體(1)上，所述可轉動機翼的一端包圍在橫流風扇上，另一端為自由端；所述航行器主體(1)內的每側均安裝有橫流風扇驅動裝置、可轉動機翼傳動裝置及可轉動機翼驅動裝置，每側所述橫流風扇驅動裝置與同側的橫流風扇相連、驅動同側的所述橫流風扇相對于航行器主體(1)持續旋轉，每側所述可轉動機翼驅動裝置通過同側的所述可轉動機翼傳動裝置與同側的所述可轉動機翼連接；所述航行器主體(1)內還分別安裝有控制系統(12)及為所述扇翼推進水下航行器提供能量的能源單元(14)，該控制系統(12)與所述能源單元(14)相連，每側所述橫流風扇驅動裝置及可轉動機翼驅動裝置均分別與控制系統(12)相連。

2.根據權利要求1所述的扇翼推進水下航行器，其特征在于：所述可轉動機翼的端面呈“V”形，該“V”形開口端的一側為弧形、并抵接在所述橫流風扇上，所述“V”形開口端的另一側與橫流風扇抵接，所述“V”形開口端半包圍在橫流風扇上。

3.根據權利要求1所述的扇翼推進水下航行器，其特征在于：每側所述橫流風扇在同側橫流風扇驅動裝置的驅動下繞各自中心線相對于航行器主體(1)旋轉，每側所述可轉動機翼在同側可轉動機翼驅動裝置的驅動下繞同側橫流風扇的旋轉中心轉動設定角度并保持該角度，或始終處于一設定的固定角度。

4.根據權利要求1所述的扇翼推進水下航行器，其特征在于：所述航行器主體(1)的一端兩側對稱設有水下扇翼推進器，所述能源單元(14)位于航行器主體(1)另一端的內部，所述航行器主體(1)安裝水下扇翼推進器的一端具有仰角。

5.根據權利要求1所述的扇翼推進水下航行器，其特征在于：所述航行器主體(1)的內部還安裝有載荷(13)。

6.根據權利要求5所述的扇翼推進水下航行器，其特征在于：通過調整所述載荷(13)在航行器主體(1)內的位置及重量，實現所述扇翼推進水下航行器在靜止狀態具有正浮力。

7.根據權利要求1所述的扇翼推進水下航行器，其特征在于：每側所述橫流風扇均位于同側可轉動機翼的下側，每側所述可轉動機翼的一端均對同側的橫流風扇半包圍。

8.一種權利要求1至7任一權利要求所述扇翼推進水下航行器的航行方法，其特征在于：包括如下航行方法：

前進、后退、下潛和上浮：固定所述航行器主體(1)兩側的可轉動機翼的轉動角度時，同時調整兩側所述橫流風扇的轉動速度，可以使所述扇翼推進水下航行器受到的前向力和垂向力發生改變，進而產生相對于水的前進、后退、下潛和上浮運動，實現所述扇翼推進水下航行器前進、后退、下潛和上浮；

調整俯仰角、橫滾角以及側傾角：固定所述航行器主體(1)兩側的可轉動機翼的轉動角度時，改變兩側所述橫流風扇的旋轉速度的相對大小，可以使所述扇翼推進水下航行器兩側產生的前向力和垂向力不同，進而可調整所述扇翼推進水下航行器整體俯仰角、橫滾角以及側傾角；

近似恒功率下前進、后退、下潛、上浮以及改變俯仰角、橫滾角和側傾角：固定所述航行器主體(1)兩側的橫流風扇的旋轉速度時，改變兩側所述可轉動機翼的轉動角度，可以使所述扇翼推進水下航行器兩側的水下扇翼推進器產生的前向力和垂向力的大小發生相對變化，進而可以近似恒功率調節所述扇翼推進水下航行器的前進、后退、下潛、上浮，以及改變俯仰角、橫滾角和側傾角；

定速定深巡航或定深變速巡航：同時調整所述航行器主體(1)兩側的橫流風扇的旋轉速度，改變兩側所述可轉動機翼的轉動角度，可以使所述扇翼推進水下航行器實現定速定深巡航或定深變速巡航。