本发明属于海工装备领域，特别是涉及一种多航态高速全海域水中航行器。
背景技术：
1、多航态水中航行器具有兼顾水面航行器高速性、半潜航行器高耐波性以及水下航行器隐蔽性的突出优点。多航态水中航行器是一种通过调整浮态和航速变化来切换实现水下航行、半潜航行以及水面航行三种航行状态的航行器。现有技术中航行器使用方式单一，水下航行航速小，水面航行适航性差，而各领域对航行器高速以及恶劣海况下的水面、水下作业能力均有着迫切的需求，现有的航态切换模式换气时间较长，进水、排水速度慢，从而导致航态变换慢。
2、中国专利申请号cn201610831903.3，名称为“一种多航态水中航行器”公开了一种多航态水中航行器，该专利结构简单、功能单一不具备高速航行时避震能力，尤其是无法适应海面状况恶劣环境下高速航行。
技术实现思路
1、有鉴于此，本发明旨在提出一种多航态高速全海域水中航行器，以解决水面航行器适航性差、航态切换慢的问题。
2、为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：一种多航态高速全海域水中航行器，它包括主舱、主推进器、平衡侧翼和滑翔板单元，所述主推进器设置在主舱尾部，所述平衡侧翼设置在主舱尾部两侧，所述平衡侧翼内设置连接机构，所述平衡侧翼通过连接机构与主舱相连，所述滑翔板单元设置在主舱底部，所述滑翔板单元包括滑翔板组件和滑翔板，所述滑翔板组件包括一对与主舱底部连接的主轴，所述主轴为阶梯轴，所述主轴上设置分隔法兰，所述分隔法兰与缸体连接，所述分隔法兰将缸体分为上缸体和下缸体，所述上缸体和下缸体内均注有减震油，所述分隔法兰上设置上方向换油阀和下方向换油阀，上方向换油阀和下方向换油阀分别连接上缸体和下缸体，所述上缸体通过上盖板密封，所述上缸体内设置第一活塞，所述第一活塞与分隔法兰间设置第一弹簧，所述下缸体通过下盖板密封，所述下缸体内设置第二活塞，所述第二活塞与分隔法兰间设置第二弹簧，所述第二活塞与下盖板间设置第三弹簧，所述第二活塞通过支撑轴与滑翔板铰接。
3、更进一步的，所述平衡侧翼中部设置有推进器，所述连接机构包括连接轴和连杆组，所述平衡侧翼侧边下部设置有第一转动轴，所述连接轴一端与第一转动轴铰接，另一端与主舱相连，所述连杆组包括依次相连的第一连杆、第二连杆和第三连杆，第一连杆与第二连杆之间通过第二转动轴相连，第二连杆与第三连杆之间通过第三转动轴相连，所述平衡侧翼侧边上部与第一连杆相连，所述第三连杆与液压缸相连，所述液压缸与主舱相连，所述连接机构外侧设置有蒙皮，所述蒙皮合围的区域内部充满阻尼气体。
4、更进一步的，所述主舱为多段式的独立密封舱，所述多段式的独立密封舱包括功能舱和载人舱，所述载人舱位于航行器中部上方，所述功能舱底部从前至后依次设置有调倾水舱、压载水舱、灌流调节舱和燃油舱，所述主舱底部设置有鳍。
5、更进一步的，所述调倾水舱底部设置水舱阀门，所述调倾水舱上方设置航程航态控制单元，所述调倾水舱前方设置通信控制单元，所述通信控制单元前方设置航行声呐。
6、更进一步的，所述压载水舱包括第一压载水舱和第二压载水舱，所述第一压载水舱和第二压载水舱上方设置独立的电池舱，所述电池舱上方设置载人舱，所述第一压载水舱底部设置第一阀门，所述第一压载水舱对应舱底底部与滑翔板单元连接，所述第二压载水舱底部设置第二阀门。
7、更进一步的，所述第二压载水舱后方设置灌流调节舱，所述灌流调节舱上方设置多组高压气瓶，所述灌流调节舱通过排气管路与第二排气门连接，所述第二排气门与外界相通。
8、更进一步的，所述第二排气门内设置过滤器，所述第二排气门通过排气管路依次连接第一单向阀、电机和第一电磁阀，所述第一电磁阀远端管分别与灌流调节舱及压缩机相连，所述压缩机另一端通过排气管路依次连接第二电磁阀、高压气瓶、第三电磁阀和第二单向阀，所述第二单向阀另一端通过排气管路与灌流调节舱连接，所述灌流调节舱内部设置水位传感器，所述灌流调节舱底部设置第二灌流阀和第三灌流阀，所述第二灌流阀内设置涡流泵。
9、更进一步的，所述高压气瓶分别与灌流调节舱、第一压载水舱、第二压载水舱、调倾水舱独立连接。
10、更进一步的，所述灌流调节舱后方设置燃油舱，所述燃油舱后方设置内燃机，所述燃油舱与内燃机相连，所述燃油舱上方设置空气瓶，所述空气瓶与内燃机相连，所述空气瓶上方设置电动推杆，所述电动推杆上方设置第一排气门，所述第一排气门与外界相通。
11、更进一步的，所述内燃机输出端与联轴器相连，所述联轴器另一端与扭矩传感器相连，所述扭矩传感器另一端与转动主轴相连，所述转动主轴另一端与主推进器相连，所述主推进器包括桨叶、倾角调节装置和水平摆动装置，所述桨叶与倾角调节装置相连，所述倾角调节装置另一端与水平摆动装置相连，所述水平摆动装置另一端与转动主轴连接。
12、与现有技术相比，本发明的有益效果是：
13、1、本发明通过采用双侧平衡侧翼和滑翔板单元的结构设计可以有效地抵抗水中的波浪，降低波浪对航行器航行时进行干扰，从而实现超高速的水中航行，实现技术突破；
14、2、本发明区别于现有的航行器被动注水和空气压力差排水的工作方式，本发明通过灌流系统主动转动控制泵出、泵入海水，会大幅度加快航行器入水、出水速度，从而实现快速的航态切换；
15、3、本发明中在航行器的尾部设置可转向水下的主推进器，可以避免因航速过快转向而发生侧翻的情况，通过主推进器提升高速状态下的灵活性和稳定性；
16、4、本发明采用优异的水中传感器，可以自动规划航行路线，对航行路线上的各种障碍物自主规避并规划航行路线，有效地提升了航行安全性；
17、5、本发明中设置有载人舱，载人舱内设置有人员驾乘位置，用于航行器的驾驶、载人、科研和测试等相关功能，独立的舱室设计可以有效的提升舱室内人员的安全性。
1.一种多航态高速全海域水中航行器，其特征在于：它包括主舱(1)、主推进器(2)、平衡侧翼(3)和滑翔板单元(4)，所述主推进器(2)设置在主舱(1)尾部，所述平衡侧翼(3)设置在主舱(1)尾部两侧，平衡侧翼(3)内设置连接机构，平衡侧翼(3)通过连接机构与主舱(1)相连，所述滑翔板单元(4)设置在主舱(1)底部，滑翔板单元(4)包括滑翔板组件和滑翔板(55)，滑翔板组件包括一对与主舱(1)底部连接的主轴(42)，所述主轴(42)为阶梯轴，所述主轴(42)上设置分隔法兰(51)，所述分隔法兰(51)与缸体(46)连接，所述分隔法兰(51)将缸体(46)分为上缸体和下缸体，所述上缸体和下缸体内均注有减震油，所述分隔法兰(51)上设置上方向换油阀(45)和下方向换油阀(44)，上方向换油阀(45)和下方向换油阀(44)分别连接上缸体和下缸体，上缸体通过上盖板(43)密封，上缸体内设置第一活塞(49)，所述第一活塞(49)与分隔法兰(51)间设置第一弹簧(50)，下缸体通过下盖板(47)密封，下缸体内设置第二活塞(53)，所述第二活塞(53)与分隔法兰(51)间设置第二弹簧(52)，所述第二活塞(53)与下盖板(47)间设置第三弹簧(54)，所述第二活塞(53)通过支撑轴(48)与滑翔板(55)铰接。
2.根据权利要求1所述的一种多航态高速全海域水中航行器，其特征在于：所述平衡侧翼(3)中部设置有推进器(27)，所述连接机构包括连接轴(57)和连杆组，所述平衡侧翼(3)侧边下部设置有第一转动轴(56)，所述连接轴(57)一端与第一转动轴(56)铰接，另一端与主舱(1)相连，所述连杆组包括依次相连的第一连杆(58)、第二连杆(60)和第三连杆(62)，第一连杆(58)与第二连杆(60)之间通过第二转动轴(59)相连，第二连杆(60)与第三连杆(62)之间通过第三转动轴(61)相连，所述平衡侧翼(3)侧边上部与第一连杆(58)相连，所述第三连杆(62)与液压缸(63)相连，所述液压缸(63)与主舱(1)相连，所述连接机构外侧设置有蒙皮(65)，所述蒙皮(65)合围的区域内部充满阻尼气体(64)。
3.根据权利要求1所述的一种多航态高速全海域水中航行器，其特征在于：所述主舱(1)为多段式的独立密封舱，所述多段式的独立密封舱包括功能舱和载人舱(9)，所述载人舱(9)位于航行器中部上方，所述功能舱底部从前至后依次设置有调倾水舱(8)、压载水舱、灌流调节舱(14)和燃油舱(18)，所述主舱(1)前部设置有鳍(29)。
4.根据权利要求3所述的一种多航态高速全海域水中航行器，其特征在于：所述调倾水舱(8)底部设置水舱阀门(28)，所述调倾水舱(8)上方设置航程航态控制单元(7)，所述调倾水舱(8)前方设置通信控制单元(6)，所述通信控制单元(6)前方设置航行声呐(5)。
5.根据权利要求3所述的一种多航态高速全海域水中航行器，其特征在于：所述压载水舱包括第一压载水舱(11)和第二压载水舱(12)，所述第一压载水舱(11)和第二压载水舱(12)上方设置独立的电池舱(10)，所述电池舱(10)上方设置载人舱(9)，所述第一压载水舱(11)底部设置第一阀门(25)，所述第一压载水舱(11)对应舱底底部与滑翔板单元(4)连接，所述第二压载水舱(12)底部设置第二阀门(26)。
6.根据权利要求5所述的一种多航态高速全海域水中航行器，其特征在于：所述第二压载水舱(12)后方设置灌流调节舱(14)，所述灌流调节舱(14)上方设置多组高压气瓶(13)，所述灌流调节舱(14)通过排气管路(19)与第二排气门(20)连接，所述第二排气门(20)与外界相通。
7.根据权利要求6所述的一种多航态高速全海域水中航行器，其特征在于：所述第二排气门(20)内设置过滤器(30)，所述第二排气门(20)通过排气管路(19)依次连接第一单向阀(31)、电机(32)和第一电磁阀(33)，所述第一电磁阀(33)远端管分别与灌流调节舱(14)及压缩机(34)相连，所述压缩机(34)另一端通过排气管路(19)依次连接第二电磁阀(35)、高压气瓶(13)、第三电磁阀(36)和第二单向阀(37)，所述第二单向阀(37)另一端通过排气管路(19)与灌流调节舱(14)连接，所述灌流调节舱(14)内部设置水位传感器(38)，所述灌流调节舱(14)底部设置第二灌流阀(39)和第三灌流阀(40)，所述第二灌流阀(39)内设置涡流泵(41)。
8.根据权利要求7所述的一种多航态高速全海域水中航行器，其特征在于：所述高压气瓶(13)分别与灌流调节舱(14)、第一压载水舱(11)、第二压载水舱(12)、调倾水舱(20)独立连接。
9.根据权利要求3所述的一种多航态高速全海域水中航行器，其特征在于：所述灌流调节舱(14)后方设置燃油舱(18)，所述燃油舱(18)后方设置内燃机(21)，所述燃油舱(18)与内燃机(21)相连，所述燃油舱(18)上方设置空气瓶(17)，所述空气瓶(17)与内燃机(21)相连，所述空气瓶(17)上方设置电动推杆(16)，所述电动推杆(16)上方设置第一排气门(15)，所述第一排气门(15)与外界相通。
10.根据权利要求9所述的一种多航态高速全海域水中航行器，其特征在于：所述内燃机(21)输出端与联轴器(22)相连，所述联轴器(22)另一端与扭矩传感器(23)相连，所述扭矩传感器(23)另一端与转动主轴(24)相连，所述转动主轴(24)另一端与主推进器(2)相连，所述主推进器(2)包括桨叶(66)、倾角调节装置(67)和水平摆动装置(67)，所述桨叶(66)与倾角调节装置(67)相连，所述倾角调节装置(67)另一端与水平摆动装置(68)相连，所述水平摆动装置(68)另一端与转动主轴(24)连接。
