[实用新型]一种新型多功能盒式联翼水上无人机

说明书

技术领域

本实用新型涉及无人机设计和制造领域，特别是涉及新型多功能盒式联翼水上无人机。

背景技术

水资源、水污染问题在江河、湖泊、海洋上的表现越来越重要，无人机与船舶一起成为研究、检测、控制污染和水生物的一种有效途径，同时，洪涝灾害、地质灾害、河流水质长期检测、渔业、反海盗、船运监测、临海权益等均对可靠可行的平台提出了新的需求，水上无人机结合船舶和无人机的优势，在以上方面均有重要应用价值，将成为未来重要研究方向。

水上无人机相比于陆基飞行器，具有独特的水面起降和水面驻留作业能力，同时对起降平台要求低，可灵活装载于普通舰船、渔船、公务船上，在军用和民用上均有广泛用途。而水上无人机设计和制作，面临诸多问题，如水面起飞滑行过程航向稳定性、水面浪花大、水面滑行阻力大等问题，水面降落时存在着水撞击大、上下颠簸、跳跃及航向稳定性等问题，存在损害无人机结构和机载设备的隐患；其次，提高低速飞行稳定性和载荷的一种途径是较大的升阻比，以适应较大任务需求和续航能力；最后，水面长期滞留和作业，需要水上无人机具有优秀的水面防水能力和防腐能力。

本实用新型的技术问题在于当前的水上无人机设计和制作存在以下几个关键问题：(1)水面起飞和降落的动力学不稳定问题；(2)复杂水况的适应性问题；(3)飞行器航向动态不平衡问题；(4)优秀的水面防水和防腐性能。从而限制了水上无人机的广泛应用。

针对以上问题，本实用新型采用以下关键技术途径：(1)设计合理的新型盒式连翼布局型式，优化其升阻比性能，降低结构重量，提高低速飞行性能，以适应水面起降需求，提高窄小湖泊河流上的起降能力；(2)将无人机机身设计为船形且前部带有专门设计的抑波槽和多级断阶整流抑波技术，减轻了水动载荷，改善了水况适应性能。(3)两侧设计有力学平衡的水面航向控制器，在机身腹部横截面外侧设置两道舭弯控制水上起降时须状喷溅的方向和强度，以降低喷溅高度，减小航行阻力。(4)此外，为提高无人机任务适用性，可在其机身内部和前部，分别安装不同功能部件，以实现不同的任务需求；并在前机翼和后机翼背部安装安装太阳能发电装置，以解决远距离水上停留的能量补充问题。

实用新型内容

本实用新型的目的是针对上述问题，提供一种改善水上起降滑行平稳性并可实现水面长期滞留的新型多功能盒式联翼水上无人机。

为达到上述目的，本实用新型采用了下列技术方案：本实用新型的一种新型多功能盒式联翼水上无人机，所述新型多功能盒式联翼水上无人机包括船身式机身、盒式联翼、垂直尾翼、螺旋桨推进装置、机身载荷、机翼太阳能发电装置；

所述船身式机身包括上部弧形机身、底部多级断阶整流船身、抑制喷溅舭弯；所述底部多级断阶整流船身上设置有上部弧形机身，底部两侧抑制喷溅舭弯位于船身式机身底部的两侧。上部弧形机身可根据实际需求进行修形改进，用于适应不同外形和尺寸的载荷装载，底部多级断阶整流船身采用至少2级以上的断阶对水流进行整流，以拟制水浪的产生，减小起飞时水面阻力，同时调整无人机水面滑行时的稳定性；底部两侧抑制喷溅舭弯位于船身式机身底部两侧，实现进一步拟制水面浪花的产生，保证航行稳定性。

在上述的新型多功能盒式联翼水上无人机中，所述底部多级断阶整流船身采用至少2级以上。

在上述的新型多功能盒式联翼水上无人机中，所述盒式联翼为由前机翼、连接翼、后机翼及水平尾翼组成，连接翼用于连接前机翼的翼稍和后机翼的翼稍，前机翼向后掠，同时后机翼向前掠，前机翼偏下方设置，翼根与船身式机身相连接，后机翼偏上方设置，翼根与水平尾翼相连接，前机翼和后机翼的翼梢通过连接翼相连接，前机翼采用上反方式，后机翼采用下反方式，上反角为0.2～5.6度，下反角为0.3～6.8度。

在上述的新型多功能盒式联翼水上无人机中，所述的前机翼和后机翼为相同或不同类型低速翼型。

在上述的新型多功能盒式联翼水上无人机中，所述的水平尾翼并支撑后缘升降舵，用于俯仰操纵和稳定性；前机翼的后缘副翼可占用前机翼的所有后缘或部分后缘，航向控制器设置于前机翼的翼稍的下方。

在上述的新型多功能盒式联翼水上无人机中，所述的载荷安装于船身式机身的内部或前部，所述前部内设置有腔体，所述腔体内设置有检测或监视的光学传感器、红外传感器、激光传感器或超声波传感器；所述内部上设置有水质取样装置、鱼食抛洒装置、太阳能发电装置的蓄电池或螺旋桨推进装置的发动机中的一种或几种的组合，所述内部的有效载荷重为0.3～15kg。