技术摘要：
可划水推进的跨介质飞行器属飞行器设计制造技术领域，本发明是基于空中干飞模式与水下潜行模式推进系统共用的设计理念提出的，本发明的飞行器关于a‑a中心纵截面对称布置，具体包括主体、翼根段Ⅰ、划水段Ⅰ、驱动机构Ⅰ、驱动机构Ⅱ、划水段Ⅱ、翼根段Ⅱ、固定轴Ⅰ、  全部
背景技术：
跨介质飞行器是一种可在空中与水中巡航并能自由穿越水气界面的新概念海空 两栖无人运动平台，可从陆地、水下或舰艇发射，作战用途广、机动能力强、隐身性能好，具 有重要的军事应用前景。目前，跨介质飞行器大多采用下水螺旋桨推进，尽管驱动方便，但 其存在噪声大、运动灵活性差等缺点，很难实现静音接近目标。而且，螺旋桨作为传统的水 下推进方式，不仅增加干飞模式下的负载，而且会提高飞行阻力，增加气动布局的设计难 度。因此，开展干飞与潜行模式动力系统工作部件共用的水下推进技术研究，具有重要的实 际应用价值。
技术实现要素：
本发明基于空中干飞模式与下水潜行模式推进系统共用的设计理念，提出了一种 可划水推进的跨介质飞行器。 本发明由主体A、翼根段ⅠB、划水段ⅠC、驱动机构ⅠD、驱动机构ⅡE、划水段ⅡF、翼根 段ⅡG、固定轴Ⅰ1、固定轴Ⅱ2组成，其中主体A为主体A为能满足流体动力性能的跨介质飞行 器的主体；固定轴Ⅰ1下端固接于主体A左侧，靠近翼根段ⅠB右缘平面Ⅰ，且通过翼根段ⅠB左缘 中心轴线b-b；固定轴Ⅱ2下端固接于主体A右侧，靠近翼根段ⅡG左缘平面J，且通过翼根段 ⅡG右缘中心轴线c-c；固定轴Ⅰ1上部与驱动机构ⅠD的固定轴孔Ⅰ25活动连接；固定轴Ⅱ2上 部与驱动机构ⅡE的固定轴孔Ⅱ30活动连接；翼根段ⅠB中翼根部分Ⅰ4的右缘平面Ⅰ与主体A 的左侧固接，翼根段ⅡG中翼根部分Ⅱ7的左缘平面J与主体A的右侧固接；驱动机构ⅠD中连 接杆ⅠR的外端Ⅰ32与划水段ⅠC中圆柱孔Ⅰ9活动连接；驱动机构ⅡE中连接杆ⅡS的外端Ⅱ34 与划水段ⅡF中圆柱孔Ⅱ14活动连接；驱动机构ⅠD中连接杆ⅠR的滑块端Ⅰ31与翼根段ⅠB的滑 轨Ⅰ3滑动连接；驱动机构ⅡE中连接杆ⅡS的滑块端Ⅱ35与翼根段ⅡG的滑轨Ⅱ8滑动连接； 翼根段ⅠB和翼根段ⅡG中齿条Ⅰ6的设置，应保证划水段ⅠC向前摆动到极限位置时，齿轮ⅠM刚 好与齿条Ⅰ6分离；翼根段ⅠB和翼根段ⅡG中齿条Ⅱ5的设置，应保证划水段ⅡF向后摆动到极 限位置时，齿轮ⅡL刚好与齿条Ⅱ5分离；划水段ⅠC中的齿轮ⅠM和齿轮ⅡL与驱动机构ⅠD中的 连接杆ⅠR内端活动连接；划水段ⅡF中与划水段ⅠC的齿轮ⅠM和齿轮ⅡL对称的二齿轮，与驱 动机构E中的连接杆ⅡS内端活动连接。 所述的翼根段ⅠB和翼根段ⅡG结构相同，方向相反，且关于飞行器的a-a中心纵截 面对称设置，均由滑轨Ⅰ3、翼根部分Ⅰ4、齿条Ⅱ5和齿条Ⅰ6组成，翼根部分Ⅰ4正面轮廓由ef曲 线、fg曲线、gh直线、he曲线顺序连接而成，反面轮廓由e’f’曲线、f’g’曲线、g’h’直线、h’e’ 曲线顺序连接而成，左缘轮廓由fg曲线、g’f’曲线顺序连接而成，右缘轮廓由he曲线、e’h’ 曲线顺序连接而成；其中fg曲线与g’f’曲线处于平面H中，he曲线与e’h’曲线处于平面Ⅰ中； 4 CN 111547238 A 说　明　书 2/6 页 翼根部分Ⅱ7正面轮廓由Ⅰj直线、jk曲线、kl曲线、lⅠ曲线顺序连接而成，反面轮廓由Ⅰ’j’直 线、j’k’曲线、k’l’曲线、l’Ⅰ’曲线顺序连接而成，左缘轮廓由lⅠ曲线、Ⅰ’l’曲线顺序连接而 成，右缘轮廓由jk曲线、k’j’曲线顺序连接而成；其中lⅠ曲线与Ⅰ’l’曲线处于平面J中，jk曲 线与k’j’曲线处于平面K中；翼根部分Ⅰ4前缘ghh’g’直线后掠角α为25°，后缘eff’e’曲线为 圆弧状，圆心角β为90°，左缘平面H与飞行器的a-a中心纵截面夹角γ为7°，右缘平面Ⅰ与飞 行器的a-a中心纵截面夹角θ也为7°；左缘平面H与右缘平面Ⅰ的翼弦比为0.5，即：fgg’f’直 线段长度与hee’h’直线段长度的比值；翼根部分翼型为NACA4415，在Re＝500000条件下，翼 型基本参数：最大弯度15.00％在30.0％翼弦，最大曲面4.00％在40.0％翼弦；滑轨Ⅰ3靠近 翼根段ⅠB右缘平面Ⅰ，设于翼根部分Ⅰ4的2/3宽度处，齿条Ⅰ6靠近翼根部分Ⅰ4前缘直线ghh’ g’,左侧紧贴翼根部分Ⅰ4左缘平面H设置；齿条Ⅱ5靠近翼根部分Ⅰ4后缘曲线eff’e’设置；齿 条Ⅰ6与齿条Ⅱ5齿数均为4；翼根段ⅡG中设有与翼根段ⅠB中翼根段ⅠB的滑轨Ⅰ3对称的滑轨 Ⅱ8。 所述的划水段ⅠC和划水段ⅡF结构相同，方向相反，且关于飞行器的a-a中心纵截 面对称设置，均由圆柱孔Ⅰ9、实心区域Ⅰ10、机翼部分Ⅰ11、齿轮ⅡL和齿轮IM组成；机翼部分Ⅰ 11正面轮廓由mn直线、no曲线、op直线、pm曲线顺序连接而成，反面轮廓由m’n’直线、n’o’曲 线、o’p’直线、p’m’曲线顺序连接而成，左缘轮廓由no曲线、o’n’曲线顺序连接而成，右缘轮 廓由pm曲线、m’p’曲线顺序连接而成，其中no曲线与o’n’曲线处于平面N中，pm曲线与m’p’ 曲线处于平面O中；机翼部分Ⅱ12正面轮廓由qr直线、rs曲线、st直线、tq曲线顺序连接而 成，反面轮廓由q’r’直线、r’s’曲线、s’t’直线、t’q’曲线顺序连接而成，左缘轮廓由tq曲 线、q’t’曲线顺序连接而成，右缘轮廓由rs曲线、s’r’曲线顺序连接而成；其中tq曲线与q’ t’曲线处于平面P中，rs曲线与s’r’曲线处于平面Q中；机翼部分Ⅰ11外形为平行四边形，前 缘opo’p’直线后掠角α’为15°，后缘mnm’n’直线后掠角β’也为15°，左缘平面N与飞行器的a- a中心纵截面夹角γ’为7°，右缘平面O与飞行器的a-a中心纵截面夹角θ’也为7°；机翼部分Ⅰ 11翼型与翼根段ⅠB和翼根段ⅡG翼根部分Ⅰ4相同，展弦比为6，即：跨介质飞行器左右方向上 最大宽度χ与翼弦non’o’直线段长度的比值；左缘平面N与右缘平面O的翼弦比为1，即：non’ o’直线段长度与pmp’m’直线段长度的比值；机翼部分Ⅰ11左右方向宽度μ’是翼根部分Ⅰ4左 右方向宽度μ的2倍；机翼部分Ⅰ11的实心区域Ⅰ10设置于机翼部分Ⅰ11右侧，紧贴机翼部分Ⅰ 11右缘，左右方向宽度缩放为机翼部分Ⅰ11的3/5，前后方向宽度关于翼根段ⅠB左缘中心轴 线b-b缩放为机翼部分Ⅰ11的1/2；在实心区域Ⅰ10中设有圆柱孔Ⅰ9，圆柱孔Ⅰ9轴线应与翼根 段ⅠB左缘中心轴线b-b重合；齿轮ⅠM与齿轮ⅡL均有4个锯齿；齿轮Ⅰ第二齿18与两齿轮的d-d 中心纵截面夹角λ为28°，齿轮Ⅰ第四齿17与d-d中心纵截面夹角ω为62°；齿轮Ⅱ第一齿19与 d-d中心纵截面夹角仍为λ，等于28°，齿轮Ⅱ第三齿16与d-d中心纵截面夹角仍为ω，等于 62°，齿轮ⅠM与齿轮ⅡL轴线应与翼根段ⅠB左缘中心轴线b-b重合，且两齿轮孔径与圆柱孔Ⅰ9 小径相同；齿轮ⅠM左面与划水段ⅠC右缘固接，齿轮ⅡL左面与齿轮ⅠM右面固接，为一体结构； 划水段ⅡF中设有与划水段ⅠC中圆柱孔Ⅰ9对称的圆柱孔Ⅱ14。 所述的驱动机构ⅠD和驱动机构ⅡE结构相同，方向相反，且关于飞行器的a-a中心 纵截面对称设置，驱动机构ⅠD和驱动机构ⅡE均由油缸21、伸缩杆22、滑块Ⅰ23、摆杆Ⅰ26、滑 块Ⅱ28、连接杆ⅠR组成，其中摆杆Ⅰ26内端设有滑槽Ⅰ24，摆杆Ⅰ26外端设有滑槽Ⅱ27，摆杆Ⅰ 26近内端1/3处设有固定轴孔Ⅰ25，连接杆ⅠR的外端Ⅰ32为两不同轴径圆柱体，  内端一侧下 5 CN 111547238 A 说　明　书 3/6 页 端为滑块端Ⅰ31，上端为滑块连接端33；伸缩杆22后部与油缸21滑动连接，伸缩杆22前端与 滑块Ⅰ23活动连接，滑块Ⅰ23与摆杆Ⅰ26的滑槽Ⅰ24滑动连接，滑块Ⅱ28与摆杆Ⅰ26的滑槽Ⅱ27 滑动连接，滑块Ⅱ28与连接杆ⅠR中滑块连接端33活动连接；驱动机构ⅡE中设有与驱动机构 ⅠD中连接杆ⅠR对称的连接杆ⅡS；驱动机构ⅡE中设有与驱动机构ⅠD中固定轴孔Ⅰ25对称的 固定轴孔Ⅱ30；驱动机构ⅡE中设有与驱动机构ⅠD中滑块端Ⅰ31对称的滑块端Ⅱ35。 本发明可实现跨介质飞行器空中干飞模式与水下潜行模式动力系统的共用，实现 水下前进、转弯、悬停运动，机动性能好。降低飞行器设计时流体动力布局的设计难度，水下 推进噪声小、灵活性强，还可降低跨介质飞行器的出水难度。 附图说明 图1为可划水推进的跨介质飞行器的结构示意图 图2为翼根段ⅠB与翼根段ⅡG的结构示意图 图3为翼根段ⅠB与翼根段ⅡG在飞行器主体A底部正投影平面投影示意图 图4为划水段ⅠC与划水段ⅡF的结构示意图 图5为划水段ⅠC与划水段ⅡF在飞行器主体A底部正投影平面投影示意图 图6为划水段ⅠC右缘平面O与两齿轮的结构示意图 图7为驱动机构ⅠD与驱动机构ⅡE的结构示意图 图8为连接杆ⅠR与连接杆ⅡS的结构示意图 图9为齿轮ⅠM与齿条Ⅰ6开始啮合时两齿轮的结构示意图 图10为齿轮ⅠM与齿条Ⅰ6啮合完成时两齿轮的结构示意图 图11为齿轮ⅡL与齿条Ⅱ5开始啮合时两齿轮的结构示意图 图12为齿轮ⅡL与齿条Ⅱ5啮合完成时两齿轮的结构示意图 图13为跨介质飞行器直线前行推进行程的结构示意图 图14为跨介质飞行器直线前行回程行程的结构示意图 图15为跨介质飞行器在向右转弯时的结构示意图 图16为跨介质飞行器在向左转弯时的结构示意图 其中：A.主体  B.翼根段Ⅰ  C .划水段Ⅰ  D.驱动机构Ⅰ  E .驱动机构Ⅱ  F .划水段Ⅱ  G.翼根段Ⅱ  L.齿轮Ⅱ  M.齿轮Ⅰ  R.连接杆Ⅰ  S.连接杆Ⅱ  1.固定轴Ⅰ  2.固定轴Ⅱ  3.滑轨Ⅰ  4.翼根部分Ⅰ  5.齿条Ⅱ  6.齿条Ⅰ  7.翼根部分Ⅱ  8.滑轨Ⅱ  9.圆柱孔Ⅰ  10.实心区域Ⅰ  11. 机翼部分Ⅰ  12.机翼部分Ⅱ  13.实心区域Ⅱ  14.圆柱孔Ⅱ  15.齿轮Ⅱ第四齿  16.齿轮Ⅱ第 三齿  17.齿轮Ⅰ第四齿  18.齿轮Ⅰ第二齿  19.齿轮Ⅱ第一齿  20.齿轮Ⅰ第一齿  21.油缸  22. 伸缩杆  23.滑块Ⅰ  24.滑槽Ⅰ  25.固定轴孔Ⅰ  26.摆杆Ⅰ  27.滑槽Ⅱ  28.滑块Ⅱ  29.摆杆Ⅱ  30.固定轴孔Ⅱ  31.滑块端Ⅰ  32.外端Ⅰ  33.滑块连接端  34.外端Ⅱ  35.滑块端Ⅱ