[發(fā)明專利]一種跨介質(zhì)無人機(jī)裝置

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202210077020.3
• 申請日: 2022-01-24
• 公開（公告）號: CN114379776B
• 公開（公告）日: 2023-06-13
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 孫肖元;鄧楓;魏超群;周浩鵬
• 申請（專利權(quán)）人: 南京航空航天大學(xué)
• 主分類號: B64C27/32
• 分類號: B64C27/32;B64C27/50;B64C35/00
• 代理公司: 北京高沃律師事務(wù)所 11569
• 代理人: 孫玲

本發(fā)明公開一種跨介質(zhì)無人機(jī)裝置，涉及跨介質(zhì)無人機(jī)技術(shù)領(lǐng)域，可以包括：主殼體和旋翼，所述主殼體包括第一半殼體和第二半殼體，所述第二半殼體上通過折疊裝置安裝有所述旋翼，所述折疊裝置能夠帶動所述旋翼向外張開或者收攏于所述第二半殼體上；所述第一半殼體和所述第二半殼體之間設(shè)置有殼體驅(qū)動機(jī)構(gòu)，所述殼體驅(qū)動機(jī)構(gòu)能夠在所述旋翼需要張開時，驅(qū)動所述第一半殼體和所述第二半殼體分離；在所述旋翼收攏后，驅(qū)動所述第一半殼體和所述第二半殼體對接。本發(fā)明解決了出水后固定翼無人機(jī)難以控制和機(jī)動性差的問題，而且出水前后不用調(diào)整無人機(jī)姿態(tài)。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及跨介質(zhì)無人機(jī)技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種跨介質(zhì)無人機(jī)裝置。

背景技術(shù)

近年來，航空器和潛艇發(fā)展迅速，各類航空器在空中飛行的性能越來越優(yōu)異和完善，潛艇在潛水性能上也不斷發(fā)展和進(jìn)步。但是上述兩種機(jī)器僅僅能夠在單介質(zhì)中航行的，因此為了結(jié)合航空器的空中飛行能力和潛艇的潛水航行能力，創(chuàng)造出一種跨水空兩介質(zhì)的新概念無人機(jī)，即跨水空兩介質(zhì)無人機(jī)?？缢諆山橘|(zhì)無人機(jī)是潛艇和航空器的結(jié)合體，既能像航空器一樣在空氣中飛行，具有較好的機(jī)動能力和廣闊的視野，也能像潛艇一樣在水中潛行，具有良好的隱蔽能力和水下作業(yè)能力。

在軍事運(yùn)用方面，跨水空兩介質(zhì)無人機(jī)綜合利用了飛機(jī)和潛艇的偵察、突防和攻擊能力，利用跨介質(zhì)的特點(diǎn)，可以獲得水下、水面上以及空中的范圍廣闊的更加全面的敵方信息；利用飛機(jī)的空中飛行能力，可以實(shí)現(xiàn)快速掌握戰(zhàn)場局勢，具有更廣闊的視角以及快速突防和打擊能力；利用潛艇的潛水能力，可以實(shí)現(xiàn)水下潛伏，目標(biāo)探測，隱蔽打擊敵方的能力。當(dāng)跨介質(zhì)無人機(jī)潛水時，可以觀察敵人軍艦或潛艇的位置，從而可以進(jìn)行近岸保護(hù)、突破封鎖、偵察和掩飾特種部隊行動等一系列戰(zhàn)前重要任務(wù)；其主要攻擊對象首選為敵方的運(yùn)輸船或商船，能利用水介質(zhì)掩護(hù)進(jìn)行隱蔽活動和對敵方實(shí)施突然襲擊；有較大的自給力、續(xù)航力和作戰(zhàn)半徑，可遠(yuǎn)離基地，在較長時間和較大海洋區(qū)域以至深入敵方海區(qū)獨(dú)立作戰(zhàn)，有較強(qiáng)的突擊威力。當(dāng)跨介質(zhì)無人機(jī)從水中跨介質(zhì)到空氣中飛行時，能攜帶炸藥、導(dǎo)彈、魚雷等裝置，攻擊海上和陸上目標(biāo)，這種跨介質(zhì)無人機(jī)可以大大提高現(xiàn)代海軍的綜合作戰(zhàn)能力。

在民事運(yùn)用方面，跨介質(zhì)無人機(jī)也有巨大的經(jīng)濟(jì)效益和實(shí)際應(yīng)用意義。這種無人的跨水空兩介質(zhì)的無人機(jī)既可以像無人機(jī)一樣實(shí)現(xiàn)空中探測火災(zāi)、洪災(zāi)和海難等各種自然災(zāi)害情況，也可像水下探測器或潛艇一樣實(shí)現(xiàn)水質(zhì)監(jiān)測、海洋科學(xué)研究、搶救財物、勘探開采、科學(xué)偵測、維護(hù)設(shè)備、搜索援救、海底電纜維修、水下旅游觀光、學(xué)術(shù)調(diào)查等一系列任務(wù)。僅僅一個跨介質(zhì)無人機(jī)可以實(shí)現(xiàn)多介質(zhì)的、多方面的、且目前需要多種設(shè)備才能實(shí)現(xiàn)的功能與任務(wù)，這大大提高了辦事效率和節(jié)省了各類設(shè)備的生產(chǎn)成本，實(shí)現(xiàn)“一器多用”。

為了研制上述跨介質(zhì)無人機(jī)，目前很多人、團(tuán)隊和機(jī)構(gòu)提出了多種設(shè)計方法，包括美國的“鸕鶿”潛射無人機(jī)，美國的“海上搜索者”無人機(jī)，美國海軍研究實(shí)驗(yàn)室研制的“XFC潛射無人機(jī)”，英國帝國理工學(xué)院的Siddall等人利用仿生動物設(shè)計研制出的一款槳式推進(jìn)仿鰹鳥兩棲無人機(jī)“AquaMav”，北卡羅來納州立大學(xué)和特力丹科學(xué)與成像公司聯(lián)合開發(fā)的“鷹鰩”(Eagle?Ray)固定翼跨介質(zhì)航行器，北京航空航天大學(xué)開發(fā)的一款仿鰹鳥水空兩棲跨介質(zhì)無人無人機(jī)，空軍工程大學(xué)廖保全、馮金富等人提出的一種通過兩次向上折疊彈翼改變外形的跨介質(zhì)航行等。

上述跨介質(zhì)無人機(jī)的基本方案是：入水時通過變體結(jié)構(gòu)折疊機(jī)翼后俯沖入水；出水時，先通過改變自身密度使無人機(jī)浮出水面，然后調(diào)整姿態(tài)由自身動力或運(yùn)載器發(fā)射出水，起飛過程中，通過變體結(jié)構(gòu)(如圖1-圖3所示)張開機(jī)翼轉(zhuǎn)化成固定翼飛行。

現(xiàn)有的跨介質(zhì)無人機(jī)入水時折疊機(jī)翼俯沖入水，出水時依靠自身動力裝置(例如：水泵，化學(xué)反應(yīng)裝置)或運(yùn)載器(彈射裝置，魚雷發(fā)射器或小型火箭助推器)，雖然能夠完成跨介質(zhì)這一完整的過程，但這些設(shè)計存在一些共同的缺點(diǎn)：1)折疊裝置在入水過程中高空入水對結(jié)構(gòu)破壞性較大；2)這類跨介質(zhì)無人機(jī)均為單次跨介質(zhì)無人機(jī)，發(fā)射一次后需要再次調(diào)整才能使用；3)出水后轉(zhuǎn)換成固定翼飛行狀態(tài)時，對控制要求較高，控制難度大。

因此，提供一種新型的跨介質(zhì)無人機(jī)裝置，以解決現(xiàn)有技術(shù)中所存在的上述問題。