本發(fā)明屬于船舶與海洋工程裝備技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種四螺旋槳推進的無舵水下無人潛航器。

背景技術(shù)：

目前，現(xiàn)有的水下無人潛航器有多種形式：一種是驅(qū)動部分采用單螺旋槳結(jié)合尾舵的方式，另一種是驅(qū)動部分采用前后同軸心雙螺旋槳反轉(zhuǎn)結(jié)合尾舵方式。前者其缺點是單螺旋槳推進，在啟動和螺旋槳轉(zhuǎn)速突變狀況下導(dǎo)致整機產(chǎn)生橫滾現(xiàn)象，從而給電氣控制方面增加了困難；后者缺點是前后同軸心的雙螺旋槳反轉(zhuǎn)，這種方式螺旋槳可互相抵消側(cè)向分力，避免上述橫滾現(xiàn)象發(fā)生，但當(dāng)螺旋槳轉(zhuǎn)速過高，兩個螺旋槳之間的水會被打出空泡形成負壓區(qū)，會損失一部分驅(qū)動功率，導(dǎo)致續(xù)航能力下降，同時也會增加噪音致使?jié)摵狡麟[蔽性下降。上述兩者均是采用螺旋槳結(jié)合尾舵控制方向及姿態(tài)，耦合性太強，加之外形結(jié)構(gòu)單一，自身抗橫滾能力差，導(dǎo)致電氣控制方面難度提升。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明目的是提供一種四螺旋槳推進的無舵水下無人潛航器，可有效克服現(xiàn)有技術(shù)存在的缺點。

本發(fā)明是這樣實現(xiàn)的，如圖1、2、3、4、5所示，包括有流線型潛航器頭部、潛航器尾部、整流罩、前控制段、后控制段及載荷段，其特征是位于潛航器中部、為放置實驗設(shè)備或武裝置的載荷段2.2的左、右分別與前、后控制段2.1、2.3相連接；端部制有x型布置的穩(wěn)水翼板6的潛航器頭部1與前控制段2.1連接；端部制有第一、二、三、四導(dǎo)流通道18.1、18.2、18.3、18.4的整流罩5與潛航器尾部3通過螺釘20連接，潛航器尾部3與后控制段2.3連接；第一、二、三、四螺旋槳4.1、4.2、4.3、4.4分別安裝在潛航器尾部3的外端，并分別通過各自的傳動軸與安裝在潛航器尾部3腔內(nèi)的驅(qū)動模塊17連接；潛航器頭部1的腔內(nèi)安裝有通訊模塊7、導(dǎo)航模塊9和深度探測模塊10，第一、第二、第三避障聲吶8.1、8.2、8.3分別安裝在潛航器頭部1的前端和下部；前控制段2.1腔內(nèi)安裝有第一控制模塊11、第一能源模塊12和設(shè)有前壓載水艙13；后控制段2.3腔內(nèi)安裝有第二控制模塊15、第二能源模塊14和設(shè)有后壓載水艙16，第一、二能源模塊均采用高能鋰電池供電。潛航器尾部3腔內(nèi)安裝有驅(qū)動模塊17，驅(qū)動模塊17的輸出軸分別帶動安裝在潛航器尾部3外端的第一、二、三、四螺旋槳4.1、4.2、4.3、4.4轉(zhuǎn)動。

本發(fā)明的優(yōu)點及積極效果是：①本發(fā)明中所述驅(qū)動模塊17是由四臺電機分別帶動四個螺旋槳轉(zhuǎn)動，推進潛航器前行，不設(shè)調(diào)整方向的尾舵，通過整流罩中的導(dǎo)流通道、結(jié)合螺旋槳的推力對驅(qū)動部分的水流進行高效整流噴射，提高了向后推力，從而實現(xiàn)了高效率推動和靈活轉(zhuǎn)彎動作，使其具有航速快、續(xù)航能力強、最大航程遠特點；免去了現(xiàn)有潛航器中的尾舵，不但消除了因復(fù)雜的尾舵控制帶來的設(shè)計困難，也避免了因尾舵故障而無法轉(zhuǎn)向避障等問題。②潛航器頭部制有x型布置的穩(wěn)水翼板，配合頭部流線型外形設(shè)計，使?jié)摵狡髟谧枇^小、分流合理的情況下具有較強的抗橫滾能力，其浮力的調(diào)整是通過前、后壓載水艙的吸水和排水實現(xiàn)，在潛航器下水前其平衡也可通過前、后壓載水艙吸水量的不同進行微調(diào)，這對因氣壓變化、機體熱脹冷縮、外界不同密度水域帶來的問題均具有極其良好的適應(yīng)性，無需頻繁打開機體機械調(diào)平，能在一定范圍內(nèi)自動調(diào)節(jié)平衡。③本發(fā)明中間的載荷艙段為搭載其他外部實驗設(shè)備或武器裝備預(yù)留了足夠載荷空間，必要時刻將其他設(shè)備準確施放到工作地點進行作業(yè)。

附圖說明

圖1為本發(fā)明外形示意圖；

圖2為圖1的“爆炸”視圖；

圖3為圖1的剖視圖；

圖4為圖1的左視圖；

圖5為圖1的右視圖。

圖中：1——潛航器頭部，2.1——前控制段，2.2——載荷段，2.3——后控制段，3——潛航器尾部，4.1、4.2、4.3、4.4——第一、二、三、四螺旋槳，5——整流罩，6——穩(wěn)水翼板，7——通訊模塊，8.1、8.2、8.3——第一、第二、第三避障聲吶，9——導(dǎo)航模塊，10——深度探測模塊，11——第一控制模塊，12——第一能源模塊，13——前壓載水艙，14——第二能源模塊，15——第二控制模塊，16——后壓載水艙，17——驅(qū)動模塊，18.1、18.2、18.3、18.4——第一、二、三、四導(dǎo)流通道，19.1、19.2、19.3、19.4——第一、二、三、四入水導(dǎo)流口，20——螺釘。

具體實施方式

如圖1、2、3、4、5所示，本發(fā)明包括有潛航器頭部1、潛航器尾部3、整流罩5、前控制段2.1、后控制段2.3、載荷段2.2，潛航器頭部1的前端制有穩(wěn)水翼板6、安裝有第一、第二、第三避障聲吶8.1、8.2、8.3，其腔內(nèi)安裝有通訊模塊7、導(dǎo)航模塊9和深度探測模塊10；潛航器尾部3的尾端與制有第一、二、三、四導(dǎo)流通道18.1、18.2、18.3、18.4的整流罩5相連接，潛航器尾部3腔內(nèi)安裝的驅(qū)動模塊17，即為四臺電動機的輸出軸分別與安裝在潛航器尾部3外端的第一、二、三、四螺旋槳4.1、4.2、4.3、4.4相聯(lián)接；所述前控制段2.1腔內(nèi)安裝有第一控制模塊11、第一能源模塊12和前壓載水艙13；后控制段2.3腔內(nèi)安裝有第二控制模塊15、第二能源模塊14及后壓載水艙16；潛航器中段的載荷段2.2的腔內(nèi)為放置實驗設(shè)備或武器裝備。當(dāng)潛航器需要下水潛航時，啟動驅(qū)動模塊17，分別帶動第一、二、三、四螺旋槳4.1、4.2、4.3、4.4轉(zhuǎn)動，水從第一、二、三、四入水導(dǎo)流口19.1、19.2、19.3、19.4進入第一、二、三、四導(dǎo)流通道18.1、18.2、18.3、18.4，經(jīng)過第一、二、三、四螺旋槳4.1、4.2、4.3、4.4對水流的旋壓，推動潛航器前行，通過操控四個螺旋槳的轉(zhuǎn)速，可調(diào)控潛航器上、下、左、右、前行的方向及航行速度，通過操控前、后壓載水艙的載水量，可微調(diào)控制該潛航器浮力，以應(yīng)對因氣壓變化、機體熱脹冷縮、外界不同密度水域等帶來的浮力變化問題。

技術(shù)特征：

技術(shù)總結(jié)
一種四螺旋槳推進的無舵水下無人潛航器，屬于船舶與海洋工程裝備技術(shù)領(lǐng)域，包括有潛航器頭部、潛航器尾部、整流罩、前、后控制段、載荷段，特征是：中部載荷段左、右分別與前、后控制段相連接，潛航器頭部與前控制段連接，潛航器尾部左、右分別與后控制段、整流罩相連接，四個螺旋槳分別安裝在潛航器尾部的外端，并分別與安裝在潛航器尾部腔內(nèi)的四個驅(qū)動電機聯(lián)接，潛航器頭部腔內(nèi)安裝有通訊模塊、導(dǎo)航模塊和深度探測模塊，三個避障聲吶分別安裝在潛航器頭部的前端和下部，前控制段腔內(nèi)安裝有第一控制模塊、第一能源模塊和設(shè)有前壓載水艙，后控制段腔內(nèi)安裝與前控制段腔內(nèi)布置相同，能源模塊均采用高能鋰電池供電。優(yōu)點是不設(shè)尾舵，外形美觀，操控簡單，性能優(yōu)良。

技術(shù)研發(fā)人員：關(guān)新平;齊向東;楊根科;楊偉杰;肖中平;胡帥;王易因
受保護的技術(shù)使用者：上海交通大學(xué);太原融盛科技有限公司
技術(shù)研發(fā)日：2017.06.23
技術(shù)公布日：2017.10.20