一种跨介质推进系统和航行器技术方案

本发明专利技术公开了一种跨介质推进系统和航行器，涉及但不限于喷气推进装置技术领域。本申请的跨介质推进系统包括空中推进装置和水下推进装置；空中推进装置包括燃气涡轮发生器和空中螺旋桨；燃气涡轮发生器与空中螺旋桨相连，设置成驱动空中螺旋桨转动；水下推进装置包括蓄电池、驱动电机和水下螺旋桨，蓄电池与驱动电机相连，设置成为驱动电机供电；驱动电机与水下螺旋桨相连，设置成驱动水下螺旋桨转动。本申请的跨介质推进系统，其燃油经济性好，综合能源利用率高，具备长距离航行的能力。具备长距离航行的能力。具备长距离航行的能力。

【技术实现步骤摘要】
一种跨介质推进系统和航行器


[0001]本专利技术涉及航行器领域，更具体地，涉及一种跨介质推进系统和航行器。

技术介绍

[0002]水空双工况航行器是潜器和飞机的结合体，集成了空中和水下两种航行器的能力，即既可以在空中飞行，也可以在水中潜行。水空双工况航行器是军事上重要的作战工具，不仅具有空中的快速侦查能力，而且可以进行水下潜伏目标探测、潜水隐身，具有隐蔽突袭等的水下作战能力。
[0003]由于水下和空中的介质属性差距较大，目前采用的航空、航天、航海推进系统均不能满足跨介质航行器在两种不同的介质中的航行要求。固体/液体火箭发动机虽然不受空气与水介质的限制，但其工作时间短、比冲小，难以满足水空跨介质航行器远距离航行的需求。纯电动力的推进装置，受电池容量或能力密度的限制，同样无法满足航行器远距离航行的需求。
[0004]现有技术中，已公开的适用于水空双工况的跨介质飞行器推进系统，其采用纯电模式，受限于电池的重量体积和功率密度，无法满足航行器远航程需求；而基于固体燃料推进的跨介质冲压发动机，其采用固体推进剂，比冲低，经济性差，也不利于航行器远距离航行。

技术实现思路

[0005]基于以上分析，本专利技术实施例的主要目的：提供一种跨介质推进系统和应用于水空双工况航行器，所述空中推进装置采用燃气涡轮发生器驱动螺旋桨转动，所述水下推进装置采用蓄电池给驱动电机供电以便驱动水下螺旋桨转动。本申请的跨介质推进系统，采用燃气涡轮发生器，其结构体积功率密度大，能够降低航行器的尺寸和重量；油电结合的驱动方法更适于航行器远距离航行。
[0006]本申请实施例的技术方案如下：一种跨介质推进系统，应用于水空双工况航行器，包括：空中推进装置，包括燃气涡轮发生器和空中螺旋桨；所述燃气涡轮发生器与所述空中螺旋桨相连，设置成驱动所述空中螺旋桨转动；和水下推进装置，包括蓄电池、驱动电机和水下螺旋桨，所述蓄电池与所述驱动电机相连，设置成为所述驱动电机供电；所述驱动电机与所述水下螺旋桨相连，设置成驱动所述水下螺旋桨转动一种航行器，包括如上述示例性实施例所述的跨介质推进系统。
[0007]本申请实施例所述的跨介质推进系统，空中推进装置采用燃气涡轮发生器驱动空中螺旋桨转动，由于燃气涡轮发生器的结构体积功率密度大，能够降低航行器的结构尺寸和重量；并且采用燃气涡轮发生器和空中螺旋桨的推进方式，燃油经济性好，在跨介质推进系统具有相同质量和外形尺寸的条件下，本申请的跨介质推进系统的空中推进装置的航行距离更远，具备了长距离航行的能力。
[0008]并且，本申请的跨介质推进系统，水下推进装置采用蓄电池给驱动电机供电以便驱动水下螺旋桨转动，由此本申请的跨介质推进系统采用燃气涡轮发生器与蓄电池、驱动电机相结合的油电双驱动方式，相比现有技术的跨介质推进系统采用纯电动驱动或者固体/液体燃料驱动的单驱动方式，推进航行距离更远。
[0009]本申请实施例的跨介质推进系统的其它特征和优点，将在随后的说明书中阐述。
附图说明
[0010]附图用来提供对本专利技术技术方案的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本申请的实施例一起用于解释本专利技术的技术方案，并不构成对本专利技术技术方案的限制。
[0011]图1为本申请一实施例的跨介质推进系统的结构示意图；图2为本申请一实施例的燃气涡轮发生器的截面结构示意图。
[0012]附图标记：100
‑
空中推进装置、101
‑
燃气涡轮发生器、101
‑1‑
第一输出轴、101
‑
11
‑
第一段、101
‑
12
‑
第二段、101
‑
13
‑
第三段、101
‑2‑
第二输出轴、101
‑3‑
进气模块、101
‑
31
‑
进气通道、101
‑
32
‑
进气管、101
‑4‑
增压模块、101
‑
41
‑
增压通道、101
‑
42
‑
离心叶轮、101
‑
43
‑
扩压器、101
‑5‑
燃烧模块、101
‑
51
‑
燃烧室、101
‑
52
‑
机匣、101
‑
53
‑
轴套、101
‑6‑
膨胀模块、101
‑
61
‑
膨胀排气通道、101
‑
62
‑
燃气涡轮导向器、101
‑
63
‑
动力涡轮导向器、101
‑
64
‑
排气管、101
‑7‑
第一燃气涡轮、101
‑8‑
第二燃气涡轮、101
‑9‑
螺母、101
‑
10
‑
轴承、102
‑
空中螺旋桨、103
‑
减速器；200
‑
水下推进装置、201
‑
蓄电池、202
‑
驱动电机、203
‑
水下螺旋桨、204
‑
发电机、205
‑
启发电机；300
‑
第一离合器、400
‑
第二离合器、500
‑
航行器外壳。
具体实施方式
[0013]为使本专利技术的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下文中将结合附图对本专利技术的实施例进行详细说明。显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。
[0014]请参阅说明书的附图1和附图2，附图1和附图2示出了本申请的跨介质推进系统的结构示意图。如图1所示，本申请一实施例提供了一种跨介质推进系统，应用于水空双工况航行器，包括空中推进装置100和水下推进装置200。其中，空中推进装置100包括燃气涡轮发生器101和空中螺旋桨102；燃气涡轮发生器101与空中螺旋桨102相连，设置成驱动空中螺旋桨102转动；水下推进装置200包括蓄电池201、驱动电机202和水下螺旋桨203，蓄电池201与驱动电机202相连，设置成为驱动电机202供电；驱动电机202与水下螺旋桨203相连，设置成驱动水下螺旋桨203转动。其中，跨介质推进系统能够分别工作于空中模式和水下模式。
[0015]具体地，本申请实施例所述的跨介质推进系统，空中推进装置100采用燃气涡轮发生器101驱动空中螺旋桨102转动，由于燃气涡轮发生器101的结构体积功率密度大，能够降低航行器的结构尺寸和重量；并且采用燃本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种跨介质推进系统，应用于水空双工况航行器，其特征在于，包括：空中推进装置（100），包括燃气涡轮发生器（101）和空中螺旋桨（102）；所述燃气涡轮发生器（101）与所述空中螺旋桨（102）相连，设置成驱动所述空中螺旋桨（102）转动；和水下推进装置（200），包括蓄电池（201）、驱动电机（202）和水下螺旋桨（203），所述蓄电池（201）与所述驱动电机（202）相连，设置成为所述驱动电机（202）供电；所述驱动电机（202）与所述水下螺旋桨（203）相连，设置成驱动所述水下螺旋桨（203）转动。2.根据权利要求1所述的跨介质推进系统，其特征在于，所述蓄电池（201）与所述燃气涡轮发生器（101）之间设有发电机（204）；所述发电机（204）与所述燃气涡轮发生器（101）和所述蓄电池（201）相连，设置成将所述燃气涡轮发生器（101）输出的部分能量转化为电能储存至所述蓄电池（201）内。3.根据权利要求2所述的跨介质推进系统，其特征在于，所述驱动电机（202）与所述发电机（204）集成为启发电机（205），所述启发电机（205）具有发电机模式和电动机模式；所述启发电机（205）工作于电动机模式时，所述蓄电池（201）对所述启发电机（205）进行供电；所述启发电机（205）工作于发电机模式时，所述启发电机（205）对所述蓄电池（201）进行充电。4.根据权利要求3所述的跨介质推进系统，其特征在于，还包括第一离合器（300）和第二离合器（400）；所述第一离合器（300）设于所述燃气涡轮发生器（101）与所述启发电机（205）之间，设置成控制所述燃气涡轮发生器（101）与所述启发电机（205）之间的动力通断；所述第二离合器（400）设于所述启发电机（205）与所述水下螺旋桨（203）之间，设置成控制所述启发电机（205）与所述水下螺旋桨（203）之间的动力通断。5.根据权利要求4所述的跨介质推进系统，其特征在于，当所述跨介质推进系统工作于空中模式，所述第一离合器（300）闭合，所述第二离合器（400）断开；当所述跨介质推进系统工作于水下模式，所述第一离合器（300）断开，所述第二离合器（400）闭合。6.根据权利要求1至5中任一项所述的跨介质推进系统，其特征在于，所述燃气涡轮发生器（101）与所述空中螺旋桨（102）之间还设有减速器（103）。7.根据权利要求2至5中任一项所述的跨介质推进系统，其特征在于，所述燃气涡轮发生器（101）设有相互独立的第一输出轴（101
‑
1）和第二输出轴（101
‑
2）；所述第一输出轴（101
‑
1）与所述空中螺旋桨（102）相连，以带动所述空中螺旋桨（102）转动；所述第二输出轴（101
‑
2）与所述发电机（204）相连，以驱动所述发电机（204）发电。8.根据权利要求7所述的跨介质推进系统，其特征在于，所述燃气涡轮发生器（101）设有依次相连的进气模块（101
‑
3）、增压模块（101
‑
4）、燃烧模块（101
‑
5）和膨胀模块（101
‑
6）；所述进气模块（101
‑
3）设有进气通道（101
‑
31），所述增压模块（101
‑
4）设有增压通道（101
‑
41），所述燃烧模块（101
‑
5）设有燃烧室（101
‑
51），所述膨胀模块（101
‑
6）设有膨胀排气通道（101
‑
61）；所述进气通道（101
‑
31）、所述增压通道（101
‑
41）、所述燃烧室（101
‑
51）和所述膨胀排气通道（101
‑
61）依次连通形成气流通道；
所述第一输出轴（101
‑
1）连接有第一燃气涡轮（101
‑
7），所述第二输出轴（101
‑
2）连接有第二燃气涡轮（101
‑
8）；沿所述气流通道的气流方向，所述第一燃气涡轮（101
‑
7）、所述第二燃气涡轮（101
‑
8）均位于所述燃烧室...

【专利技术属性】
技术研发人员：何家祥，刘海洋，尹法辉，周阔海，王鹏虎，
申请(专利权)人：清航空天北京科技有限公司，
类型：发明
国别省市：