[发明专利]一种近中性浮力的软体充液水下滑翔机

说明书

本发明公开了一种近中性浮力的软体充液水下滑翔机，包括软体充液舱、耐压舱、前导流罩、后导流罩、翼单元、浮力调节单元、姿态调节单元、主控单元和天线单元；软体充液舱由柔性蒙皮制成，装配于耐压舱外部，软体充液舱内部可充入可压缩液体；浮力调节单元的外皮囊直接与海水接触，浮力调节单元的高压泵和内油箱、姿态调节单元以及主控单元设置于耐压舱内；前导流罩和后导流罩分别设置于耐压舱的前端和后端；翼单元设置于后导流罩上，天线单元设置于后导流罩的尾部。该滑翔机可实现基于海洋环境压力和温度变化的被动浮力补偿，使水下滑翔机在运行过程中接近中性浮力，减少滑翔机运动过程中因浮力调节带来的能源消耗。

技术领域

本发明属于水下航行器领域，具体涉及是一种利用充液进行自适应浮力调节的近中性浮力水下滑翔机。

背景技术

水下滑翔机是一种新型海洋探测监测装备，具有续航时间长、巡航范围广、成本低、操作简便与智能化的特点，通过搭载不同的传感器，可以高效完成多种海洋环境探测与信息收集任务。水下滑翔机的工作原理为利用微小的浮力变化驱动纵平面内的运动，能耗显著减小。传统刚性水下滑翔机工作过程中海水在垂直方向上的密度增加会导致滑翔机浮力增加，而刚性耐压壳体随着工作深度的压缩变形又会导致其浮力减小，二者不匹配。浮力变化量和驱动力数量级相同，使之不能精确控制滑翔机的行程运动。

通过柔性充液舱的设计，将滑翔机结构的压缩变形和海水温度、密度变化因素考虑到样机设计过程中，通过环境自适应性壳体维持航行器的近中性浮力，减少主动浮力调节量，可以增强水下滑翔机的灵活性和环境适应能力，增强其续航能力。

发明内容

本发明的目的是为了克服现有技术中的不足，提供一种近中性浮力的软体充液水下滑翔机。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

一种近中性浮力的软体充液水下滑翔机，包括软体充液舱、耐压舱、前导流罩、后导流罩、翼单元、浮力调节单元、姿态调节单元、主控单元和天线单元；所述软体充液舱由柔性蒙皮制成，装配于耐压舱外部，软体充液舱内部可充入可压缩液体；软体充液舱随着海水压力的增大及温度的降低体积减小，反之体积恢复，以抵消水下滑翔机随着下潜深度增加海水密度增大而产生的浮力增加；所述浮力调节单元的外皮囊直接与海水接触，所述浮力调节单元的高压泵和内油箱、姿态调节单元以及主控单元设置于耐压舱内；所述前导流罩和后导流罩分别设置于耐压舱的前端和后端；所述翼单元设置于后导流罩上，翼单元由垂直机翼和水平机翼组成，所述天线单元设置于后导流罩的尾部。

进一步的，所述的软体充液舱外部设有自封闭式油嘴，通过油嘴向软体充液舱内部充入可压缩液体，使水下滑翔机形成良好的水动力外形。

进一步的，所述柔性蒙皮采用纤维组织结构加固的丁腈橡胶分步硫化制作而成，整体材质具有各项异性的特点。

进一步的，所述可压缩液体为轻质矿物油，既满足了浮力调节的功能，又兼备环境友好性的特点。

与现有技术相比，本发明的技术方案所带来的有益效果是：

1.通过软体充液舱，可对水下滑翔机进行被动浮力补偿，使水下滑翔机在运行过程中接近中性浮力，降低了对浮力调整单元调节油量的需求，减少滑翔机运动过程中的浮力调节带来的能源消耗，提高水下滑翔机的续航时间与巡航历程。

2.滑翔机的柔性外形表现出来的可变形能力可以增强环境的适应性，起到防撞击及隐蔽的作用，并可减弱航行器表面的生物附着。

附图说明

图1是本发明的外观示意图。

图2是本发明的内部结构示意图。