本發明涉及飛行器設計，具體是一種?？湛缃橘|共軸嵌套涵道風扇飛行器及其工作方法。

背景技術：

1、海洋是世界主要戰略通道，如今已經成為國際政治、經濟、軍事和外交領域合作與競爭的重要平臺。以爭奪海洋資源、控制海洋空間、搶占海洋科技制高點為特征的全球現代國際海洋權益斗爭呈現出日益加劇的趨勢。近年來，無人機功能急劇拓展，智能化水平迅速提升，其能力顯著增強，能快速形成非對稱優勢。?？湛缃橘|飛行器兼具空中飛行的快速性和水下潛航的隱蔽性，兼具?？詹榇蛞惑w的能力，擁有常規飛行器無可比擬的優勢。其可以與現有的艦艇作戰體系融合，提高我軍作戰能力。應用前景廣闊，能在一定程度上改變傳統的戰爭思路和理念。

2、然而現在針對跨介質的研究并不多，一些兩棲飛行器雖然實現了空中飛行和水下潛行的基本功能，但卻是以其飛行性能的降低為代價。同時飛行器的隱蔽性、適用性和穩定性還需要進一步研究。

技術實現思路

1、本發明為了解決現有技術的問題，提供了一種?？湛缃橘|共軸嵌套涵道風扇飛行器及其工作方法，利用一個涵道傾轉機構調整內外共軸嵌套涵道風扇系統的傾斜角，利用電調分別調節環形電機和螺旋槳驅動電機的轉速以實現不同介質運行的模式切換，為跨介質飛行器的適用性提供了新的思路，一定程度上提升了運行效率，增強了飛行器的適用性。

2、本發明提供了一種?？湛缃橘|共軸嵌套涵道風扇飛行器，包括機身、內外共軸嵌套涵道風扇系統和涵道傾轉機構。

3、所述內外共軸嵌套涵道風扇系統包括外涵道體、環形電機、外涵道環形槳葉、內涵道結構支撐、內涵道體、內涵道推進螺旋槳、螺旋槳驅動電機和電機結構支撐；所述環形電機安裝在外涵道體內部；所述外涵道環形槳葉內嵌在外涵道體內，由環形電機通電驅動旋轉；所述螺旋槳驅動電機包裹在內涵道支撐機構里；所述內涵道推進螺旋槳安裝連接在螺旋槳驅動電機上。

4、所述涵道傾轉機構包括伺服電機、蝸輪蝸桿減速系統和涵道傾斜輸出軸；所述伺服電機安裝在機身內，所述蝸輪蝸桿減速系統包含電機軸聯軸器、階梯軸、蝸輪、蝸桿、圓螺母、圓螺母用止動墊片和連接涵道傾斜輸出軸的梅花聯軸器；所述伺服電機通過聯軸器與階梯軸進行固連；所述蝸輪與階梯軸進行固連；所述蝸桿與蝸輪相互嚙合連接；所述梅花聯軸器與蝸桿和涵道傾斜輸出軸進行固連。

5、進一步改進，所述機身內部設置有內部艙段隔板，內部艙段隔板將機身內部分為儲排水艙和電控設備艙。

6、進一步改進，所述涵道轉向機構設置在機身中的電控設備艙內部。

7、進一步改進，所述機身的儲排水艙內部設置有機身排水泵和浮力調節機構，浮力調節機構內的電控元件與電控設備艙內的電控設備進行通信連接。

8、進一步改進，所述電控設備艙內的電控設備包括飛控單元、傳感器系統、執行器系統和電池；傳感器系統包括加速度計、陀螺儀、氣壓計以及北斗聯合gps定位裝置；執行器系統包括電調、電機、接收機和遙控器。

9、本發明還提供了一種?？湛缃橘|共軸嵌套涵道風扇飛行器的工作方法，包含空中和水下兩種不同的工作模式以及入水和出水兩種過渡模式，具體工作過程如下：

10、在空中飛行下，螺旋槳驅動電機處于關閉狀態；環形電機驅動外涵道環形槳葉旋轉，為飛行器提供推進動力；電控系統配合伺服電機通過階梯軸帶動渦輪轉動，蝸輪與蝸桿嚙合帶動涵道傾斜輸出軸轉動，使得內外共軸嵌套涵道風扇系統向前傾斜，從而實現飛行器的前飛；通過電調控制左右兩側外涵道環形槳葉旋轉速度實現飛行器的飛行偏航；

11、在入水過渡模式下，內外共軸嵌套涵道風扇系統恢復水平狀態，并減小外涵道環形槳葉轉速使得飛行器降落在水面上；環形電機停機，儲排水艙注水，使飛行器沉至指定位置，內外共軸嵌套涵道風扇系統傾轉至90度，啟動螺旋槳驅動電機驅動內涵道推進螺旋槳旋轉；

12、在水下潛行時，環形電機處于關閉狀態；螺旋槳驅動電機驅動內涵道推進螺旋槳旋轉，為飛行器提供潛行時的推進動力；通過電調控制左右兩側內涵道推進螺旋槳輸出功率實現飛行器的潛行偏航；

13、在出水過渡模式下，螺旋槳驅動電機停機，電控系統配合伺服電機通過階梯軸帶動蝸輪轉動，蝸輪與蝸桿嚙合帶動涵道傾斜輸出軸轉動，使得內外共軸嵌套涵道風扇系統恢復水平狀態，機身排水泵開啟，將儲排水艙中的水排出機身，使得飛行器上升至水面；啟動環形電機驅動外涵道環形槳葉旋轉使得飛行器起飛懸停。

14、本發明有益效果在于：

15、1、本發明所述飛行器以機身兩側的可傾轉共軸嵌套涵道風扇作為驅動裝置，提供飛行器在空中的升力和前飛拉力以及潛行中的前進推力，可以實現?？諆蓷缃橘|飛行，具有廣闊應用前景。

16、2、本發明所述飛行器利用伺服電機、蝸輪蝸桿減速轉置、聯軸器以及涵道傾斜輸出軸相互配合，實線了飛行器兩側共軸嵌套涵道風扇系統的傾轉功能，并基于此進一步提出了工作方式，提高了飛行器的穩定性，增強了飛行器在復雜環境中的適用性。

技術特征：

1.一種?？湛缃橘|共軸嵌套涵道風扇飛行器，其特征在于：包括機身、內外共軸嵌套涵道風扇系統和涵道傾轉機構；

2.根據權利要求1所述的海空跨介質共軸嵌套涵道風扇飛行器，其特征在于：所述機身內部設置有內部艙段隔板，內部艙段隔板將機身內部分為儲排水艙和電控設備艙。

3.根據權利要求2所述的?？湛缃橘|共軸嵌套涵道風扇飛行器，其特征在于：所述涵道轉向機構設置在機身中的電控設備艙內部。

4.根據權利要求2所述的?？湛缃橘|共軸嵌套涵道風扇飛行器，其特征在于：所述機身的儲排水艙內部設置有機身排水泵和浮力調節機構，浮力調節機構內的電控元件與電控設備艙內的電控設備進行通信連接。

5.根據權利要求2所述的?？湛缃橘|共軸嵌套涵道風扇飛行器，其特征在于：所述電控設備艙內的電控設備包括飛控單元、傳感器系統、執行器系統和電池；傳感器系統包括加速度計、陀螺儀、氣壓計以及北斗聯合gps定位裝置；執行器系統包括電調、電機、接收機和遙控器。

6.一種權利要求1-5任意一項所述?？湛缃橘|共軸嵌套涵道風扇飛行器的工作方法，其特征在于：包含空中和水下兩種不同的工作模式以及入水和出水兩種過渡模式，具體工作過程如下：

技術總結
本發明提供了一種海空跨介質共軸嵌套涵道風扇飛行器及其工作方法。飛行器包含機身外形，水平尾翼，垂直尾翼、內外共軸嵌套涵道風扇系統以及涵道傾轉機構；水平尾翼對稱分布在機身尾部左右兩側；垂直尾翼在機身尾部上端，其對稱面與機身對稱剖面重合；內外共軸嵌套涵道風扇系統對稱分布在機身中部兩側；在機身內部設有涵道傾轉機構，能夠控制涵道的傾轉角度，可以配合風扇轉速電控系統調節兩種轉子的轉速，實現兩種介質運行模式切換，兼具?？詹煌蝿疹愋偷娘w行姿態和工作模式，有效增強了飛行器的通用性，使得其能夠適應復雜的環境條件。

技術研發人員：高亞東,章乾昱
受保護的技術使用者：南京航空航天大學
技術研發日：
技術公布日：2025/3/10