前置斜侧双体水面三体两栖无人艇制造技术

本发明专利技术公开一种前置斜侧双体水面三体两栖无人艇，中间艇体的艇艏左右两侧各有第二片体和侧体，侧体和中间艇体之间以水平的第二片体固定连接，每个第二片体上布置前后两个螺旋桨，中间艇体的艉部正中间通过垂直的第一片体连接入水艇体，每个螺旋桨连接一个无刷电机，无刷电机连接电子调速器，电子调速器通过线缆连接电池组和控制系统；前置的两个螺旋桨均固定在片体上，后置的两个螺旋桨在艇宽方向的外端均通过轴承连接于片体、内端则连接第一根传动轴的两端，一对水平舵连接第二根传动轴的两端，第一、第二根传动轴中间均连接传动系统，舵效高，操纵效果好，有利于保证航行和作业时的稳定性。

【技术实现步骤摘要】
前置斜侧双体水面三体两栖无人艇
本专利技术涉及一种船艇，特指一种用于水面、水下及低空侦察巡逻和监测的水面三体两栖无人艇型。
技术介绍
典型的水面无人艇没有艇员，依靠遥控或自主方式在水面航行，艇上不需要配备指挥和操纵人员，艇表面涂有多种隐身材料，加之体积小巧，可借助海浪、岛礁等近岸复杂环境的掩护，可在高危险水域长时间活动，无人自主控制，能够完成ISR、兵力保护、精确打击、反潜等任务。基本上都是采用模块化设计，根据需求按模块化方式更替任务模块，可配备不同的装备，通过遥控、制定程序和无人智能等方式完成指定的任务。目前的水面无人艇基本都是采用滑行艇型，滑行艇的排水量及其尺度都很小，在海面上航行受到海浪的作用，其航行性能差，工作效率低下。特别是，很难在高海况条件下正常工作。水空两栖艇中，只有地效翼船和气垫船两种类型，地效翼船属于高速大型船只，该船型不适合用来监测作业的小型无人艇，且在低速时候无法脱离水面，而高航速下其航行稳定性差。气垫船虽然在高速低速下都可以脱离水面，但是其距离水面非常近，基本限制在其围裙高度范围内，在较大的波浪情况下气垫会漏气而失效，且气垫船由于其船底要用来封闭气垫，不方便安装监测装备。有个别水上直升机虽然可以实现水面垂直起降，但其结构只是在直升机的基础上将起落架上安装浮体，仅供起落时使用，且机身重心高，耐波性能差，水面航行性能差，若以水上直升机作为以监测和巡逻为主要任务的小型无人艇，其造价和维护费用也很高。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种克服目前水面无人艇高速航行时运动稳定可控性差以及海浪中工作效率低的缺陷，提出一种前置斜侧双体水面三体两栖无人艇，有效用于高海况条件作业下的水面、水下及低空监测。本专利技术通过以下技术方案予以实现:包括中间艇体，中间艇体的艇艏左右两侧各有第二片体和侧体，侧体和中间艇体之间以水平的第二片体固定连接，每个第二片体上布置前后两个螺旋桨，四个螺旋桨相对于中间艇体左右对称，中间艇体的艉部正中间通过垂直的第一片体连接入水艇体，第一片体相对于中间艇体左右对称，第一片体的正后部连接一个垂直舵，第二片体后部设有相对于中间艇体左右对称的一对水平舵；中间艇体中部偏前的艇体顶面布置一个顶部感知平台，中间艇体前部下底面处布置一个倒挂式感知平台；中部艇体内部设有电池组、控制系统、传动系统及其他仪器设备；每个螺旋桨连接一个无刷电机，无刷电机连接电子调速器，电子调速器通过线缆连接电池组和控制系统；前置的两个螺旋桨均固定在片体上，后置的两个螺旋桨在艇宽方向的外端均通过轴承连接于片体、内端则连接第一根传动轴的两端，一对水平舵连接第二根传动轴的两端，第一、第二根传动轴中间均连接传动系统。本专利技术采用上述技术方案后具有以下优点:本专利技术兼顾艇体水动力学、空气动力学、轮机工程、控制系统和人工智能等综合优化设计，能有效地克服目前水面无人艇海浪航行快速性、操纵型和耐波性能差及姿态难以控制的缺点和海浪中工作效率低的弱点，舵效高，操纵效果好，有利于保证航行和作业时的稳定性，其综合性能甚优。【附图说明】以下结合附图和【具体实施方式】对本专利技术作进一步详细说明: 图1是本专利技术的主视图； 图2是图1的俯视图； 图3是图1的左视图； 图4是图1中中间艇体I的内部组成及外部连接图； 图5是图1中螺旋桨的连接结构图； 图6是图3中侧体的A-A的三种剖面图； 图7是图2中本专利技术的控制示意图； 图8是图3所示本专利技术在航行时的升力示意图； 图中:1.中部艇体，2.侧体，3.入水艇体，4.片体，5.垂直舵，6.螺旋桨，7.片体，8.顶部感应平台，9.水平舵，10.倒挂式感应平台，11.无刷电机，12.前置螺旋桨的支撑框架，13.后置螺旋桨的可旋转支撑框架，14.传动轴，15.电子调速器。【具体实施方式】参见如图1、图2、图3所示，本专利技术中间是中间艇体1，中间艇体I的艇艏左右两侧各有侧体2，侧体2和中间艇体I之间以水平的片体7固定连接。片体7左右对称并近似水平布置于中间艇体I的两侧，每个片体7上布置两个螺旋桨6，每个片体7上的两个螺旋桨6 —前一后地布置，四个螺旋桨6相对于中间艇体I左右对称。中间艇体I的艉部正中间带有入水艇体3，入水艇体3与中间艇体I之间通过垂直的片体4连接，垂直的片体4相对于中间艇体I左右对称。片体4的正后部连接一个起平衡作用的垂直舵5。片体7后部安装有一对水平投影轮廓为梯形或直角梯形的水平舵9，一对水平舵9相对于中间艇体I左右对称，两个水平舵9相当于片体7的襟翼。为了使本专利技术具有良好的工作条件，在中间艇体I中部偏前的艇体顶面布置一个顶部感知平台8，在中间艇体I前部下底面处布置一个倒挂式感知平台10，在水面航行时可以仅使用顶部感知平台8，而在飞行状态时可以以下部倒挂式感知平台10为主，顶部感知平台8起辅助作用。两侧体2沿中间艇体I宽度方向的横向向外下方延伸，如图3，两侧体2的外张角度为25° —75°，外张角度是侧体2内表面与中间艇体I中纵剖面的夹角。对于艇高长比大、或者设计航行海况较低的情况该外张角度取上限，对于艇高长比小、或者设计航行海况高的艇，此外张角度取下限值。中间艇体I的上部主体采用形心偏前的细长流线型回转体，或是垂直剖面为椭圆的流线型体(椭圆的长轴铅直)、或是剖面为近似椭圆(椭圆长轴铅垂)的流线型体。艉部入水艇体3也采用形心偏前的流线型回转体、或是水平剖面为椭圆(长轴水平)的流线型体、或是剖面为近似椭圆(长轴水平)的流线型体，既具有良好的低阻特性，工艺性也好。考虑到航行与飞行对于艇体的左右对称设计要求，两个侧体2采用完全相同的高升阻比、变弦长的细长流线型短机翼，左右对称布置于中间艇体I的偏前部两侧，采用细长三体艇型相比传统单体艇型在相同的排水量的情况下其横向惯性矩大大增加，同时发生摇荡时候其复原力矩也大大增加，因此其耐波性非常好。侧体2最大长度与最大横向尺度之比是9?22，长高比为4?9，艇体水面航速越高，侧体2最大长度与最大横向尺度之比越大，长高比越小，艇体水面航速越低、侧体2最大长度与最大横向尺度之比越小，长高比越大。中间艇体1、侧体2、入水艇体3、片体7、螺旋桨6均由碳纤维复合材料或铝合金等轻质材料的骨架与外板制成的板架构成，板架的拼接合拢处由碳纤维/环氧树脂糊制成气密或水密的全封闭结构。如图4，中部艇体I内部主要安装电池组、控制系统、传动系统以及其他仪器设备，其余所有内部多余空间全部采用小重度浮力材料填充，以提高艇体破损时的抗沉性。如图2和图5，每个螺旋桨6连接一个无刷电机11，无刷电机11的输出轴，无刷电机11的输出轴固定连接螺旋桨6的中心。螺旋桨6与片体7之间采用支持框架连接，前置的螺旋桨6与片体7之间采用前置螺旋桨支撑框架12连接，后置的螺旋桨6与片体7之间采用后置螺旋桨的可旋转支撑框架13连接。螺旋桨6连同无刷电机11的重心要在片体7的轴心位置。靠近艇艏的螺旋桨6的前置螺旋桨支撑框架12固定在片体7上面，而靠近艇艉的螺旋桨6的后置螺旋桨的可旋转支撑框架13则在艇宽方向的外端通过轴承连接于片体7、内端与第一根传动轴14连接，第一根传动轴14的中间与中部艇体I内的传动系统连接。第二根传动轴14的中间连接中部艇体I内的传动系统，第二根传动轴14的艇宽方向两端本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种前置斜侧双体水面三体两栖无人艇，包括中间艇体（1），其特征是：中间艇体（1）的艇艏左右两侧各有第二片体（7）和侧体（2），侧体（2）和中间艇体（1）之间以水平的第二片体（7）固定连接，每个第二片体（7）上布置前后两个螺旋桨（6），四个螺旋桨（6）相对于中间艇体（1）左右对称，中间艇体（1）的艉部正中间通过垂直的第一片体（4）连接入水艇体（3），第一片体（4）相对于中间艇体（1）左右对称，第一片体（4）的正后部连接一个垂直舵（5），第二片体（7）后部设有相对于中间艇体（1）左右对称的一对水平舵（9）；中间艇体（1）中部偏前的艇体顶面布置一个顶部感知平台（8），中间艇体（1）前部下底面处布置一个倒挂式感知平台（10）；中部艇体（1）内部设有电池组、控制系统、传动系统及其他仪器设备；每个螺旋桨（6）连接一个无刷电机（11），无刷电机（11）连接电子调速器（15），电子调速器（15）通过线缆连接电池组和控制系统；前置的两个螺旋桨（6）均固定在片体（7）上，后置的两个螺旋桨（6）在艇宽方向的外端均通过轴承连接于片体（7）、内端则连接第一根传动轴（14）的两端，一对水平舵（9）连接第二根传动轴（14）的两端，第一、第二根传动轴（14）中间均连接传动系统。...

【技术特征摘要】
1.一种前置斜侧双体水面三体两栖无人艇，包括中间艇体(1)，其特征是:中间艇体(O的艇艏左右两侧各有第二片体(7)和侧体(2)，侧体(2)和中间艇体(I)之间以水平的第二片体(7)固定连接，每个第二片体(7)上布置前后两个螺旋桨(6)，四个螺旋桨(6)相对于中间艇体(I)左右对称，中间艇体(I)的艉部正中间通过垂直的第一片体(4)连接入水艇体(3 )，第一片体(4)相对于中间艇体(I)左右对称，第一片体(4)的正后部连接一个垂直舵(5)，第二片体(7)后部设有相对于中间艇体(I)左右对称的一对水平舵(9);中间艇体Cl)中部偏前的艇体顶面布置一个顶部感知平台(8)，中间艇体(I)前部下底面处布置一个倒挂式感知平台(10);中部艇体(I)内部设有电池组、控制系统、传动系统及其他仪器设备；每个螺旋桨(6 )连接一个无刷电机(11 )，无刷电机(11)连接电子调速器(15 )，电子调速器(15)通过线缆连接电池组和控制系统；前置的两个螺旋桨(6)均固定在片体(7)上，后置的两个螺旋桨(6)在艇宽方向的外端均通过轴承连接于片体(7)、内端则连接第一根传动轴(14)的...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨松林，刘福伟，吴艳，王保明，徐海通，
申请(专利权)人：江苏科技大学，
类型：发明
国别省市：