本發(fā)明涉及水下運(yùn)載器技術(shù)領(lǐng)域，尤其是一種可自動(dòng)調(diào)節(jié)機(jī)翼扭轉(zhuǎn)角實(shí)現(xiàn)高效滑翔的水下滑翔機(jī)。

背景技術(shù)：

水下滑翔機(jī)是一種新型無(wú)人水下航行器，它將海洋動(dòng)物低能耗、長(zhǎng)航行能力的水動(dòng)力學(xué)原理和鳥(niǎo)類(lèi)滑翔的氣動(dòng)力學(xué)原理相結(jié)合，采用剩余浮力驅(qū)動(dòng)技術(shù)，以無(wú)動(dòng)力滑翔為主要運(yùn)動(dòng)方式，能耗低，續(xù)航能力長(zhǎng)；其不使用推進(jìn)器，運(yùn)行過(guò)程十分安靜；經(jīng)濟(jì)性好，性?xún)r(jià)比高，可大量實(shí)現(xiàn)水下組網(wǎng)作業(yè)。

水下滑翔機(jī)目前正處于研發(fā)、應(yīng)用研究階段，水下滑翔機(jī)極大的優(yōu)勢(shì)表現(xiàn)在滑翔過(guò)程中極低的阻力導(dǎo)致極低的能耗，為此僅僅依靠電池能量就可獲得長(zhǎng)航程和高續(xù)航力。水下滑翔機(jī)可攜帶CTD(溫度、鹽度、深度)傳感器等儀器設(shè)備，執(zhí)行海洋中溫度、鹽度和深度等海洋環(huán)境參數(shù)的長(zhǎng)時(shí)間連續(xù)探測(cè)和監(jiān)測(cè)作業(yè)，航程一般在數(shù)百千米以上，連續(xù)工作時(shí)間長(zhǎng)達(dá)幾十天甚至數(shù)月。從水下滑翔機(jī)的發(fā)展趨勢(shì)和海洋環(huán)境監(jiān)測(cè)作業(yè)應(yīng)用要求來(lái)看，還需進(jìn)一步提高水下滑翔機(jī)的續(xù)航里程和續(xù)航時(shí)間，以滿(mǎn)足深遠(yuǎn)海大范圍長(zhǎng)時(shí)間海洋環(huán)境探測(cè)和監(jiān)測(cè)作業(yè)的需要。

目前的水下滑翔機(jī)大多依靠自身攜帶的電池塊提供能源供應(yīng)，但由于水下滑翔機(jī)尺度和重量較小(長(zhǎng)度一般1.5-3m,重量一般50-200kg)，可供電池塊布置的空間和重量分配很小(空間一般僅0.01-0.02m³左右)，可攜帶的電池能量有限，僅采用一般的電池(包括高性能的一次性鋰電子電池)也難以進(jìn)一步提高水下滑翔機(jī)的續(xù)航力和續(xù)航時(shí)間。因此如何最大程度地利用有限的電池能量，提高滑翔機(jī)的滑翔效率從而實(shí)現(xiàn)更高航程和長(zhǎng)續(xù)航力成為人們的奮斗目標(biāo)。

在傳統(tǒng)的水下滑翔機(jī)設(shè)計(jì)中，一般采用比較常規(guī)的機(jī)翼外形，而且機(jī)翼是固定式，滑翔效率難以有明顯提高。

發(fā)明人在近年來(lái)的研究中發(fā)現(xiàn)機(jī)翼對(duì)于水下滑翔機(jī)的水動(dòng)力學(xué)特性具有非常重要的影響，機(jī)翼周?chē)臏u結(jié)構(gòu)直接影響到升阻力特性，為此提出一種可轉(zhuǎn)動(dòng)式機(jī)翼的概念設(shè)想。在此概念設(shè)想下，機(jī)翼在不同海洋環(huán)境及不同行進(jìn)狀態(tài)(上升或下潛)與機(jī)體采取不同交角,使得升力阻力達(dá)到最佳狀態(tài),使得滑翔效率明顯提高，能耗明顯降低，航程和續(xù)航力明顯增加。這種可自動(dòng)調(diào)節(jié)機(jī)翼扭轉(zhuǎn)角的新型水下滑翔機(jī)，可有效提高續(xù)航能力和連續(xù)工作時(shí)間，對(duì)于提高其海洋環(huán)境探測(cè)和監(jiān)測(cè)作業(yè)能力具有重要的意義。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

為了解決上述問(wèn)題，本發(fā)明提出了一種水下滑翔機(jī)，包括機(jī)身和機(jī)翼，其特征在于，還包括卡圈、固定軸和預(yù)緊彈簧，所述卡圈卡在機(jī)身上抱緊機(jī)身，所述固定軸通過(guò)機(jī)翼內(nèi)部的通孔固定在機(jī)翼內(nèi)部，固定軸的另一端焊接在機(jī)身上，所述預(yù)緊彈簧穿在固定軸上，所述預(yù)緊彈簧的兩端分別與固定軸和機(jī)翼剛性連接，所述固定軸兩端分別裝有滑動(dòng)軸承，其中一個(gè)滑動(dòng)軸承的一端靠在固定軸的臺(tái)階上，另一端被預(yù)緊彈簧頂住，另一個(gè)滑動(dòng)軸承的一端被預(yù)緊彈簧頂住，另一端固定安裝在機(jī)翼外部。

進(jìn)一步地，所述卡圈靠螺栓抱緊機(jī)身。

進(jìn)一步地，所述固定軸上有臺(tái)階。

進(jìn)一步地，所述固定軸用端部螺釘固定在機(jī)翼內(nèi)的通孔中。

本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，易于裝卸，并且可以大幅提高水下滑翔機(jī)的滑翔效率從而提高航程和續(xù)航力。

附圖說(shuō)明

圖1為本發(fā)明一種水下滑翔機(jī)的整體結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為圖1的側(cè)視圖；

圖3為機(jī)翼的剖面圖；

圖4為圖3中的局部視圖A；

圖5為圖3中的局部視圖B；

圖6為本發(fā)明水下滑翔機(jī)水平靜止姿態(tài)的示意圖；

圖7為本發(fā)明水下滑翔機(jī)下潛時(shí)機(jī)翼和機(jī)身的姿態(tài)示意圖；

圖8為本發(fā)明水下滑翔機(jī)上浮時(shí)機(jī)翼和機(jī)身的姿態(tài)示意圖。

圖中：1-機(jī)身、2-機(jī)翼、3-卡圈、4-固定軸、5-滑動(dòng)軸承、6-預(yù)緊彈簧。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明一種水下滑翔機(jī)的具體實(shí)施方式進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明，該實(shí)施例僅用于說(shuō)明本發(fā)明而不用于限制本發(fā)明的范圍，本領(lǐng)域技術(shù)人員對(duì)本發(fā)明的各種等價(jià)形式的修改均落于本申請(qǐng)所附權(quán)利要求所限定的范圍。

如圖1和圖2所示，一種水下滑翔機(jī)，包括機(jī)身1和機(jī)翼2，機(jī)身上安裝卡圈3，卡圈3卡在機(jī)身1上靠螺栓抱緊機(jī)身1，使機(jī)身1更加牢固；如圖3所示，機(jī)翼2中裝有穿翼的固定軸4，固定軸4安裝在機(jī)翼2內(nèi)部的通孔中，使得機(jī)翼2固定在固定軸4上，用端部螺釘擰緊，預(yù)緊彈簧6穿在固定軸4上，固定軸4的另一端焊接在機(jī)身1上，預(yù)緊彈簧6的一端點(diǎn)焊固定在機(jī)翼2上，另一端點(diǎn)焊固定在固定軸4上，預(yù)緊彈簧6兩端分別與固定軸4和機(jī)翼2剛性固定，使得在轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)不脫落，保證機(jī)翼2和機(jī)身1整體的穩(wěn)定性；固定軸4兩端各裝有一個(gè)滑動(dòng)軸承5，位于機(jī)翼2外側(cè)的一個(gè)滑動(dòng)軸承5靠自身法蘭靠在機(jī)翼2外用固定在軸上的螺栓擰緊，如圖4；另一個(gè)靠近機(jī)身1的滑動(dòng)軸承5一端靠在固定軸4的臺(tái)階上，另一端被預(yù)緊彈簧6頂住，如圖5?；瑒?dòng)軸承5支撐機(jī)翼2轉(zhuǎn)動(dòng)，其中轉(zhuǎn)動(dòng)的角度用預(yù)緊彈簧6和滑翔時(shí)候水流作用在機(jī)翼2上的力矩來(lái)控制并自動(dòng)調(diào)節(jié)。

本發(fā)明的工作過(guò)程是：如圖6，當(dāng)水下滑翔機(jī)靜止懸浮在水上時(shí)，其機(jī)翼2姿態(tài)為正常水平狀態(tài)；如圖7和圖8，在水下滑翔機(jī)工作進(jìn)行下潛或者上浮動(dòng)作的時(shí)候，機(jī)翼2通過(guò)滑動(dòng)軸承5會(huì)在水流的作用下轉(zhuǎn)動(dòng)一定角度，當(dāng)水下滑翔機(jī)上下浮動(dòng)的時(shí)候，水流與機(jī)翼2會(huì)形成一定角度，在水流阻力的作用下機(jī)翼2開(kāi)始轉(zhuǎn)動(dòng)，在轉(zhuǎn)動(dòng)的過(guò)程中預(yù)緊彈簧6處于張緊狀態(tài)并且張緊力越來(lái)越大，當(dāng)彈簧的張緊力矩達(dá)到與水流阻力作用在機(jī)翼上的力矩相同的時(shí)候，達(dá)到平衡，機(jī)翼2形成最大角度。這樣可以提高水下滑翔機(jī)的升阻比，提高水下滑翔機(jī)滑翔的高效性。

本發(fā)明提出的可自動(dòng)調(diào)節(jié)機(jī)翼扭轉(zhuǎn)角的水下滑翔機(jī)，利用滑翔機(jī)在上升或者下潛時(shí)，機(jī)翼受到的水流沖擊下自動(dòng)調(diào)整扭轉(zhuǎn)角從而實(shí)現(xiàn)高效滑翔的目的。由于本發(fā)明中的機(jī)翼在來(lái)流的沖擊下可自動(dòng)調(diào)節(jié)扭轉(zhuǎn)角度，因此無(wú)需耗費(fèi)電池能量；通過(guò)改變機(jī)翼與機(jī)體之間的夾角(扭轉(zhuǎn)角)，可以提高機(jī)體的實(shí)際來(lái)流攻角，從而提高能量轉(zhuǎn)化效率，使得水平方向的能量輸出增加，進(jìn)而提高航程和續(xù)航力；本發(fā)明利用簡(jiǎn)單的器件完成高效滑翔功能，減少了占用空間并節(jié)約元器件成本。

以上結(jié)合附圖詳細(xì)描述了本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，但是，本發(fā)明并不限于上述實(shí)施方式中的具體細(xì)節(jié)，在本發(fā)明的技術(shù)構(gòu)思范圍內(nèi)，可以對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案進(jìn)行多種簡(jiǎn)單變型，這些簡(jiǎn)單變型均屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。