一种基于矢量推进的飞行器水基起降平台及工作方法技术

本发明专利技术公开了一种基于矢量推进的飞行器水基起降平台及工作方法，涉及航空技术领域，具有稳定的水下姿态操纵能力，具备实现高速远距离运输及跨介质起降能力。本发明专利技术起降平台包括：水下航行器前端设置发射口，尾端设置推进器。水下航行器主体沿竖直方向安装竖直方向舵，沿水平方向安装水平方向舵。水下航行器主体沿周向设置推力矢量射流喷管和推力矢量喷管，推力矢量射流喷管和推力矢量喷管数量为偶数，并成对相向设置。在水下航行器的轴向上，推力矢量射流喷管靠近发射口，推力矢量喷管靠近推进器。本发明专利技术使得飞行器可通过水下航行器进行水基发射或在水中悬停姿态下进行常规垂直起降。起降。起降。

【技术实现步骤摘要】
一种基于矢量推进的飞行器水基起降平台及工作方法


[0001]本专利技术涉及航空
，尤其涉及一种基于矢量推进的飞行器水基起降平台及工作方法。

技术介绍

[0002]随着国际环境的改变以及国防优先重点的调整，部分作战概念渐渐过时，传统作战概念不再符合未来战场发展的需求。同时，网络信息化技术、电磁频谱、生物技术等多个领域的高科技产品的加速运用，使得陆、海、空、天、网五大领域实现“跨域协同作战”具备了技术条件与支持。未来战争将会采取联合作战的方式，未来战争将面对更多域和更多维度、对象更复杂的战场，联合将成为计划和作战模式。航空飞行器将处于整个域的环境下。
[0003]现有技术中，公开号CN109625215A的专利文件公开了一种水下矢量推进螺旋桨和水下航行器，属于水下推进器领域，该水下矢量推进螺旋桨包括旋转电机、固定端圆盘、第一组电动推杆、第二组电动推杆、运动端圆盘和螺旋桨叶片，固定端圆盘的一面与旋转电机连接，另一面与第一组电动推杆连接，第一组电动推杆中的每一根都能够自转和随着固定端圆盘公转；第二组电动推杆通过第一转动副与第一组电动推杆连接，第一转动副处设置有翻转电机；运动端圆盘与第二组电动推杆连接，第二组电动推杆中的每一根都能够自转和随着运动端圆盘公转；螺旋桨叶片设置在运动端圆盘上。虽然该专利技术结构简单，控制规律性强，易于控制，但仍然只解决了二维层面的水下推力矢量控制。
[0004]公开号CN111114772A的专利文件公开了一种可垂直起降三栖跨介质飞行器，包括：机身、两个跨介质发动机、两个机翼、固定式涵道旋翼、两个水箱、两个倾转旋翼、两个水翼、水下浮力控制系统；两个跨介质发动机通过传动装置带动两个布置于机翼前缘的倾转旋翼及一个布置于机身后部的固定式涵道旋翼，为飞行器提供起飞及巡航动力；机身的前后底部各设置有一个水箱，在飞行器在水下航行时，水下浮力控制系统控制水箱中存储水，在飞行器从水上起飞时，控制水箱排空水，使飞行器浮出水面。该专利技术虽然具有跨介质航行能力，但由于只通过传统方向舵进行操纵，机动性能较差，同时不具备发射功能。

技术实现思路

[0005]本专利技术提供一种基于矢量推进的飞行器水基起降平台及工作方法，能够跨不同介质航行，并且具有稳定的水下姿态操纵能力，能在不同的介质中实现起降。
[0006]为达到上述目的，本专利技术采用如下技术方案：基于矢量推进的飞行器水基起降平台，包括：水下航行器、推进器、推力矢量射流喷管、推力矢量喷管、发射口、竖直方向舵、水平方向舵。
[0007]水下航行器前端设置发射口，尾端设置推进器。水下航行器主体沿竖直方向安装竖直方向舵，沿水平方向安装水平方向舵。竖直方向舵和水平方向舵受安装位置限制，不在推进器、推力矢量射流喷管和推力矢量喷管产生的滑流中，因此只在水下航行器水中巡航状态，通过气动力及反对称偏转产生操纵力矩。
[0008]水下航行器主体沿周向设置推力矢量射流喷管和推力矢量喷管，推力矢量射流喷管和推力矢量喷管数量为偶数，并成对相向设置。在水下航行器的轴向上，推力矢量射流喷管靠近发射口，推力矢量喷管靠近推进器。
[0009]进一步的，推力矢量射流喷管和推力矢量喷管采用分布式控制。
[0010]本专利技术还提供了基于矢量推进的飞行器水基起降平台的工作方法，适用于如所述基于矢量推进的飞行器水基起降平台，包括：（1）水下巡航：水下航行器于水下环境工作，推进器提供主动力，竖直方向舵、水平方向舵提供操纵力矩，当遭遇恶劣天气或需急速转向的突发状态，推力矢量射流喷管和推力矢量喷管提供辅助动力；（2）水中发射回收：水下航行器于水下环境工作，推进器提供主动力，竖直方向舵、水平方向舵提供操纵力矩，推力矢量射流喷管和推力矢量喷管提供辅助动力，发射口与水下航行器间密封，发射口打开供飞行器发射回收；（3）水中悬停起降：水下航行器垂直与水平面，推力矢量射流喷管浮于水面上方，推进器提供主动力，第一推力矢量喷管通过射流方式结合推力矢量喷管提供辅助动力。
[0011]进一步的，水下巡航或水中发射回收状态切换为水中悬停起降状态时，竖直方向舵停止工作，水平方向舵转到最大偏航夹角为水下航行器提供向上的操纵力矩，推力矢量射流喷管和推力矢量喷管开始工作，推力矢量射流喷管提供使水下航行器向上的操纵力矩，推力矢量喷管提供使水下航行器姿态稳定的操纵力矩，推进器逐渐加大功率，提供克服水下航行器重力的推力，直至推力矢量射流喷管浮于水面上方，水下航行器稳定悬停；水中悬停起降状态切换为水下巡航或水中发射回收状态时，水下航行器逐渐降低功率，使得水下航行器向水下下沉，推力矢量射流喷管沉至水面下方后，由推力矢量射流喷管和推力矢量喷管提供姿态变化的操纵力矩，至竖直方向舵、水平方向舵舵面滑流提升至可以产生足量的操纵效能后，推力矢量射流喷管和推力矢量喷管停止工作，水下航行器恢复水下巡航状态。
[0012]本专利技术的有益效果是：本专利技术采用推进器提供主动力，能够实现水下航行器的高速巡航，水平方向舵和竖直方向舵能够进行大角度倾转，前后两侧的推力矢量提供辅助动力，能够保证水下航行器的高机动性能及操作性能，矢量射流喷管在水下或者水面上方都能进行姿态调整，从而能够维持起降平台不同位姿的稳定，以及在不同位姿之间的切换，最终实现在不同介质中的进行起降。
附图说明
[0013]为了更清楚地说明本专利技术实施例中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。
[0014]图1是本实施例的结构示意图；图2是本实施例在水面悬停状态的示意图。
[0015]其中，1
‑
水下航行器、2
‑
推进器、3
‑
推力矢量射流喷管、4
‑
推力矢量喷管、5
‑
发射
口、6
‑
竖直方向舵、7
‑
水平方向舵。
具体实施方式
[0016]为使本领域技术人员更好地理解本专利技术的技术方案，下面结合具体实施方式对本专利技术作进一步详细描述。
[0017]本专利技术实施例提供一种基于矢量推进的飞行器水基起降平台，如图1所示，包括：水下航行器1、推进器2、推力矢量射流喷管3、推力矢量喷管4、发射口5、竖直方向舵6、水平方向舵7。
[0018]水下航行器1顶部设置发射口5、底部设置推进器2，水下航行器1的周向上安装了一对推力矢量射流喷管3和一对推力矢量喷管4，在水下航行器1的轴向上，推力矢量射流喷管3靠近发射口5、推力矢量喷管4靠近推进器2。水下航行器1的主体上还设置了水平方向舵7和竖直方向舵6，分别沿水平和竖直方向安装，竖直方向舵6和水平方向舵7受安装位置限制，不在推进器2、推力矢量射流喷管3和推力矢量喷管4产生的滑流中，因此只在水下航行器1水中巡航状态，通过气动力及反对称偏转产生操纵力矩。水平方向舵7、竖直方向舵6的舵面上还设置了常规可操作本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于矢量推进的飞行器水基起降平台，其特征在于，包括：水下航行器（1）、推进器（2）、推力矢量射流喷管（3）、推力矢量喷管（4）、发射口（5）、竖直方向舵（6）、水平方向舵（7）；水下航行器（1）前端设置发射口（5），尾端设置推进器（2）；水下航行器（1）主体沿竖直方向安装竖直方向舵（6），沿水平方向安装水平方向舵（7）；水下航行器（1）主体沿周向设置推力矢量射流喷管（3）和推力矢量喷管（4），推力矢量射流喷管（3）和推力矢量喷管（4）数量为偶数，并成对相向设置，在水下航行器（1）的轴向上，推力矢量射流喷管（3）靠近发射口（5），推力矢量喷管（4）靠近推进器（2）。2.根据权利要求1所述的基于矢量推进的飞行器水基起降平台，其特征在于，推力矢量射流喷管（3）和推力矢量喷管（4）采用分布式控制。3.基于矢量推进的飞行器水基起降平台的工作方法，适用于如权利要求1或2所述的基于矢量推进的飞行器水基起降平台，其特征在于，包括：（1）水下巡航：水下航行器于水下环境工作，推进器提供主动力，竖直方向舵、水平方向舵提供操纵力矩，当遭遇恶劣天气或需急速转向的突发状态，推力矢量射流喷管和推力矢量喷管提供辅助动力；（2）水中发射回收：水下航行器于水下环境工作，推进器提供主动...

【专利技术属性】
技术研发人员：魏小辉，齐浩，彭一明，聂宏，
申请(专利权)人：南京航空航天大学，
类型：发明
国别省市：