[发明专利]一种可变体的跨介质航行器

权利要求书

1.一种可变体的跨介质航行器，整体呈流线型，包括连接为一体的艇体(4)和艇首(5)，其特征在于，该跨介质航行器还包括：

至少一对变体机翼结构，对称设置于艇体(4)的两侧，每个变体机翼结构包括一NACA水翼(2)和一超空泡水翼(3)，其中NACA水翼(2)设置于变体机翼结构的根部且与艇体(4)连接，超空泡水翼(3)设置于变体机翼结构的端部且连接于NACA水翼(2)；

推进系统，设置于艇体(4)的尾部，采用喷水推进器(1)为跨介质航行器提供动力支持；

控制系统，设置于艇体(4)的内部，采用双环反馈控制，基于多传感器的组合运用对推进系统和变体机翼结构进行控制，实现跨介质航行器在水下和水面不同介质中的航行。

2.根据权利要求1所述的可变体的跨介质航行器，其特征在于，所述变体机翼结构还包括一折叠机构，所述NACA水翼(2)与所述超空泡水翼(3)通过该折叠机构相连接。

3.根据权利要求2所述的可变体的跨介质航行器，其特征在于，所述折叠机构采用机械自锁装置，对NACA水翼(2)和超空泡水翼(3)进行收放，实现跨介质航行器在水面和水下不同介质中的切换。

4.根据权利要求2所述的可变体的跨介质航行器，其特征在于，所述NACA水翼(2)相对于艇体(4)水平布置，具有较大的升阻，跨介质航行器加速行驶时，NACA水翼(2)上下表面的压力差会产生向上的升力，将跨介质航行器抬出水面。

5.根据权利要求2所述的可变体的跨介质航行器，其特征在于，所述超空泡水翼(3)相对于艇体(4)倾斜布置，采用翼型设计，在航行过程中切割自由液面，在超空泡水翼(3)的表面形成一层气膜，从而减少跨介质航行器在水下的阻力，提高跨介质航行器的航行速度。

6.根据权利要求1所述的可变体的跨介质航行器，其特征在于，所述变体机翼结构的数量为1对、2对、3对或4对。

7.根据权利要求6所述的可变体的跨介质航行器，其特征在于，所述变体机翼结构的数量为2对，艇体(4)的前后各一对。

8.根据权利要求1所述的可变体的跨介质航行器，其特征在于，所述推进系统采用的喷水推进器(1)包括环状导管(6)、定子(7)和转子(8)，其中：

所述环状导管(6)固设于艇体(4)的尾部，包裹着定子(7)和转子(8)；

所述定子(7)是一组固定叶片，与来流呈一定角度，为转子入流产生预旋，同时将环状导管(6)固定于艇体(4)的尾部；

所述转子(8)是一组可旋转叶片，通过与水流的相互作用力来推动跨介质航行器。

9.根据权利要求8所述的可变体的跨介质航行器，其特征在于，所述环状导管(6)的翼型剖面是喷水推进器(1)流场的控制面。

10.根据权利要求1所述的可变体的跨介质航行器，其特征在于，所述控制系统采用双环反馈控制结构，利用多个传感器的实时反馈，实现对跨介质航行器在不同航行环境条件下的精准控制。

11.根据权利要求10所述的可变体的跨介质航行器，其特征在于，所述双环反馈控制结构包括内环控制和外环控制，利用内环控制来稳定跨介质航行器的姿态与速度，利用外环控制来实现运动轨迹指令的高精度跟踪。

12.根据权利要求11所述的可变体的跨介质航行器，其特征在于，所述内环控制包括光纤陀螺仪和多普勒速度仪，所述外环控制包括压力传感器、北斗卫星导航系统、深度计、侧扫声呐和声学多普勒流速剖面仪。