跨介质无人航行器可以在水中和空中运行,同时也可以进行跨介质运动。它具有更多的工作运行策略,从而执行更加多样化的任务,这些特点决定了它会在救灾,勘探,军事侦察等领域有广泛的应用。本文立足于实际需求与应用,设计了一款结构简洁,长续航,高效率的跨介质无人航行器,并使用螺旋桨与变速箱配合作为推进装置。还进行了跨介质航行器的总体设计和关键部件强度校核,以及跨介质航行器出水入水的策略分析,最后了进行气动分析和水动力分析对验证设计方案。根据跨介质无人航行器的实际需求,完成了总体设计,通过分析选择了螺旋桨与变速箱配合作为推进系统方案。对相关设计参数进行了计算与理论分析,为后续关键部位结构设计和优化及流体力学计算奠定基础。对跨介质无人航行器的关键零部件进行了强度校核和结构优化。完成了电池设备舱和中央翼盒的结构设计,并基于有限元法对其进行强度校核。完成了机翼的结构设计并基于ANSYS对其进行强度校核和结构优化。根据设计跨介质无人航行器的结构,计算出了其重浮心,为后续进行跨介质过度策略和水动力及气动特性分析提供基础。对跨介质航行器的出水入水策略进行了研究。根据跨介质航行器的出水入水过程,基于Fluent对其进行仿真分析,并针对其受到的瞬间冲击力对其结构进行了强度校核,确定了其最佳的入水策略。对跨介质航行器的水动力及气动特性进行了研究。使用CFD技术分析了跨介质无人航行器在运动过程中的力矩变化,验证了跨介质航行器在空中飞行和水中潜航的稳定性,并根据仿真结果计算了跨介质无人航行器的性能。