关于新型水陆空三栖飞行器设计与探究

张远

摘 要：市场经济迅速发展，科学技术日新月异，推动着我国航空航天事业的不断进步。近年来，我国花费了大量的时间、人力、物力、财力用于研究多栖飞行器，并取得了一定的研究成果。水陆空三栖飞行器指的是可以在水、陆、空三种环境下进行工作的飞行器。为了实现新型水陆空三栖飞行器的不断发展与进步，必须加强对新型水陆空三栖飞行器设计方面的研究。本文主要对新型水陆空三栖飞行器设计相关问题进行了探究，以供参考借鉴。

关键词：新型飞行器；設计；水陆空三栖

相比较于发达国家，我国对于陆空两栖飞行器、水陆空三栖飞行器的研究起步相对较晚，就目前情况来看，尚处于起步阶段、探索阶段，虽然已经提出了诸多设想，但尚未投入实践，即使有一些已经投入实践，却很难实现大规模生产。对于水陆空三栖飞行器来说，目前设计过程中需要解决的问题主要有其转换方式、稳定性、续航等。基于此，必须进一步加强、深化对新型水陆空三栖飞行器设计的研究。

一、新型水陆空三栖飞行器设计要求

首先，性能要求较高。对于新型水陆空三栖飞行器来说，其必须具备稳定性、安全性等性能，且可以切实满足水陆空三栖的飞行需求，在此基础上，还需要满足如下要求：结构重量尽量最小化，推进效率与飞行速度最大化，最好具备垂直起降的性能。

其次，具备多用途功能。与传统飞行器相比较而言，新型水陆空三栖飞行器必须具备在水、陆、空三种环境下进行工作的能力，可以满足水、陆、空三种不同环境的运输要求。但需要注意的是，新型水陆空三栖飞行器除了要满足三栖工作需求，还要确保其在单一形态下进行工作的时候，也具备良好的性能[1]。

再次，动力系统高效。新型水陆空三栖飞行器的动力系统，性能要求相对较高，必须要为水陆空三栖飞行器的三栖工作提供充足的动力，同时还需要在新型水陆空三栖飞行器工作环境发生变化的时候可以保持高效运作与系统的稳定性。

最后，转换控制性能灵活。新型水陆空三栖飞行器的转换控制系统，在设计过程中，应确保其具有可靠强度，同时，在运转过程中，可以满足快速、稳定的形态转换能力。

二、新型水陆空三栖飞行器结构设计

为了切实满足上述新型水陆空三栖飞行器的设计要求，必须加强对新型水陆空三栖飞行器结构设计的重视，尽可能地确保其总体结构质量较小、轻便灵活。基于此，笔者提出了一种水陆空三栖飞行器的结构设计方案，即以传统陆地汽车为模板，对其进行改装，构成飞行器的机身，然后在机身上增加尾翼，尾翼的作用主要是降低水上、陆上的阻力，同时提高飞行时的升力；机身下部是一整块浮子，可以增加机翼升力面积，同时，还可以满足飞行器的水上漂浮需求；机翼两侧配置桨叶式发动机，以满足飞行器的多栖动力需求[2]；为桨叶式发动机配备连接装置，其能够扭转桨叶式发动机的方向，从而可以满足飞行器垂直起降、航行、飞行时的动力需求。这种结构设计的新型水陆空三栖飞行器，能够在真正意义上实现水陆空三栖飞行器在水、陆、空三种环境下进行工作的需求。

三、新型水陆空三栖飞行器设计关键点

1、飞行状态设计

新型水陆空三栖飞行器设计中，最为关键的一个环节便是对飞行状态的设计。提出了一种水陆空三栖飞行器飞行状态的设计方案，即以传统飞行器为基础，充分考虑其他形态的结构要求，外形采用亚音速飞机设计，并采取后掠角为0度的水平大展弦比机翼，以便于机翼折叠；将动力引擎安装在机翼两侧，使机身、平直机翼连为一体，以提高升力[3]；为达到加大升力、保持飞行器飞行姿态稳定的目的，可以增加尾翼面积；为降低飞行阻力，将三栖飞行器的机身设计为流线型；安装双旋叶发动机、固定尾翼，以有效控制飞行器的全部飞行姿态，同时，通过合理调节两侧发动机的倾转角度、转速差，还可以使飞行器完成俯仰、滚转、方向变换。

2、陆行状态设计

飞行状态设计完成后，稍微进行一下转换，便可以满足水陆空三栖飞行器的陆行需求。采取滑翔方式、垂直起降方式，便可以实现水陆空三栖飞行器在飞行状态、陆行状态之间的转换。水陆空三栖飞行器在陆行状态下，打开底部车轮舱盖，并伸出车轮，机翼向上折叠，使用固定杆固定在机身内侧，引擎转向外侧，预防对机身造成损伤。在陆行状态下，飞行器是依靠轮动力驱动。

3、航行状态设计

水陆空三栖飞行器的航行状态设计中，必须确保其可以和飞行状态、陆行状态进行自由切换，完成水上起飞、水上降落等操作。航行状态下，飞行器主要依靠浮子浮在水面上，车轮收起，水平面与机身的两侧机翼之间有45度的夹角，确保引擎在水面以上，使引擎贴近机身，以维持动力的稳定性，引擎旋转到机翼的后方，飞行器依靠空气动力驱动。

结语

本文主要对新型水陆空三栖飞行器设计要求进行了分析，并以此为根据，对水陆空三栖飞行器的整体结构设计及其飞行状态设计、陆行状态设计、航行状态设计三个关键点进行了探讨，以期可以为相关研究及实践提供有效依据。

参考文献

[1]黄齐，方永刚，尹志虎，胡安正.水陆空三栖飞行器中的嵌入式智能控制技术[J].电子技术与软件工程，2016（04）：186.

[2]姚郁，郑天宇，贺风华，王龙，汪洋，张曦，朱柏羊，杨宝庆.飞行器末制导中的几个热点问题与挑战[J].航空学报，2015，36（08）：2696-2716.

[3]吴子牛，白晨媛，李娟，陈梓钧，汲世祥，王聃，王文斌，徐艺哲，姚瑶.高超声速飞行器流动特征分析[J].航空学报，2015，36（01）：58-85.