CN101369016A - 矢量水听器拖曳线列阵收放装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供的是一种矢量水听器拖曳线列阵收放装置。它包括绞车密封舱，在绞车密封舱中设置有绞车和驱动绞车的水下电机，绞车上连接线缆，线缆与一组矢量水听器相连，矢量水听器布设在线列阵管中且线列阵管密闭，线列阵管布于导向软管中，导向软管的一端与绞车密封舱密封连接，潜水泵的输出连接绞车密封舱上的进水口，导向软管上带有疏水管路，疏水管路上设置单向阀，线缆、水下电机、潜水泵和单向阀通过电缆与控制计算机相连。本发明采用潜水泵排水压出线列阵管，使线列阵在其载体外工作，而装置的整体设计采用双管结构，具有结构简易可靠、原理简单可行而工作效果良好等特点。

Description

矢量水听器拖曳线列阵收放装置

(一)技术领域

本发明涉及的是一种利用小型潜器在水下布放回收矢量水听器拖曳线列阵的装置。

(二)背景技术

在我国东部和南部海域蕴藏着丰富的海洋资源，对海洋资源的开发是解决人类资源危机有效的方法之一。上个世纪以来科学技术在海洋利用和开发领域开始发挥越来越重要的作用，海洋资源开发是一个有着多层次含义的巨大工程，不仅仅指海洋资源的开采和获取，还包括对海洋环境的勘测，海洋水文信息的观测、分析。总而言之，对海洋世界的了解往往有助于在海洋资源开发中获得有益的帮助。水下监听设备用于海洋勘测已不鲜见，目前世界上各主要科技大国都在各自领海和公共海域布置大量的海洋监听设备。这些用于海洋勘测用途的水下监听器大多固定在海洋中水下某一位置，或用浮标连接，或栓连在海洋缆线上，或搭载在某些海洋平台上。由于海洋面积广阔，若希望形成一定的分布密度则需要耗费大量的物资，而真正的使用效率实际上并不高，因此带来的另外一个问题是如此庞大数量的设备在维护、维修等问题上极难处理，而一旦废置便造成巨大的浪费。回收等处理也需要以极大的物资为代价。很多弃用的海洋设备因此成为海洋垃圾危害海洋生态。

因此，以水下航行器为载体搭载水下线列阵比以上这种固定式的海下监听设备具有多方面的优势，可以解决上述这些问题。比如以水下潜航器搭载着矢量水听器拖曳线列阵在一定范围海域内进行机动巡弋的方式，矢量水听器收集这一海域内的海洋信息。但是，在这种方式下，矢量水听器拖曳线列阵的搭载方式值得另外考虑。在实际工作环境中，搭载式的矢量水听器拖曳线列阵布放回收可能遇到的技术问题有：由于线列阵本身的体积和质量较小，在海流等干扰下容易形成缆绳缠绕在海洋礁石或者载体上，影响线列阵的正常工作。如果线列阵不是采用拖曳方式而是直接搭载在水下潜航器上，大型的潜航器行进中会产生巨大的噪声将严重影响线列阵的监听效果。美国在1982年曾经提出用大型海洋运载器释放携带水听器的小型水下无人潜航器，这种无人潜航器通过电缆拖载着水听器运行到预定海域进行海下监测。这种方法的优点是，由于小型无人水下潜行器体积小，航行灵活，因此缆绳不会缠绕在潜器上。水听器工作时，受到的噪音的干扰也很小。但是这种布放方式并不提供相应的回收办法，每完成一次布放，整个布放装置便销毁在海洋里，成本较高。

(三)发明内容

本发明的目的在于提供一种可以解决矢量水听器拖曳线列阵缆绳缠绕、噪声干扰和矢量水听器拖曳线列阵回收等问题，具有结构简易、工作效果好的矢量水听器拖曳线列阵收放装置。

本发明的目的是这样实现的：它包括绞车密封舱，在绞车密封舱中设置有绞车和驱动绞车的水下电机，绞车上连接线缆，线缆与一组矢量水听器相连，矢量水听器布设在线列阵管中且线列阵管密闭，线列阵管布于导向软管中，导向软管的一端与绞车密封舱密封连接，潜水泵的输出连接绞车密封舱上的进水口，导向软管上带有疏水管路，疏水管路上设置单向阀，线缆、水下电机、潜水泵和单向阀通过电缆与控制计算机相连。

本发明还可以包括：

1、导向软管的不与绞车密封舱连接的一端带有喇叭状引导口。

2、线列阵管中充满油质液体。

3、所述的矢量水听器有8-12只，各矢量水听器等间距串接。

4、绞车密封舱上有水密接头，水下电机、单向阀的电缆以及线缆通过水密接头与控制计算机相连。

5、水下电机、单向阀的电缆以及线缆通过水下滑环连接水密接头。

本发明根据已有矢量水听器拖曳线列阵布放回收方法，实现矢量水听器拖曳线列阵在水下潜航器搭载下的水下游弋式工作，同时避免在线列阵工作时受到噪声的干扰，提出了一种基于海洋监测、海底探测为目的的矢量水听器拖曳线列阵布放回收装置。本发明采用潜水泵排水压出线列阵管，使线列阵在其载体外工作，而装置的整体设计采用双管结构，具有结构简易可靠、原理简单可行而工作效果良好等特点。

整个布放回收装置可以分为五大机构，计算机控制部分负责为水下电机、潜水泵、单向阀等提供工作信号，采集工作信息；线列阵管施放机构，包括潜水泵、单向阀、疏水管路，是布放动力的来源，负责抽取海水、为施放线列阵管提供水压；绞车牵引机构，包括牵引绞车、水下电机、绞车密封舱、线缆等，是回收动力的来源，负责在矢量水听器完成工作后，把线列阵管拉回装置内；导向软管机构，是线列阵管在非工作状态下的放置位置，管道的软材料设计为的是可以弯曲放置在水下潜航器内，节省空间，另外在导向软管口设计有喇叭状引导口，目的是在回收线列阵管时顺利拉进软管内；线列阵管机构，线列阵管内均匀放置8-12个矢量水听器原件，用线缆固定，这样可以保证每个矢量水听器以相对固定的位置进行工作，另外包裹在软管内的线列阵也不易在水下环境中出现故障损坏，起到良好的保护作用。

发明所采用的设计方案是：装置整体安置在水下潜航器底部，导向软管口伸向潜航器外部，当计算机给出控制信号要求施放线列阵管，潜水泵抽取海水，通过水管向装有绞车的密封舱内注入海水，密封舱与导向软管密封相连，海水注满密封舱和导向软管后以一定的水压推动安放在导向软管内的线列阵管，线列阵管和绞车之间用16毫米粗电缆线连接。线列阵管的外径是85毫米，与导向软管的内径基本一致，线列阵管便在水压的作用下被推出导向软管，直至被施放到水下潜航器外部，仅用电缆链接。此时，控制计算机即可给出控制信号要求线列阵开始工作。线列阵管是一根4米长的空心软材料管，内部充满油质液体，8-12个矢量水听器被均匀串接在管内，管的一端密封，另一端用硫化橡胶封口，确保线列阵管的水密性。

金属材质制作的密封舱中固定安装有一个水下电机和一架绞车，当计算机给出控制信号要求线列阵开始工作，绞车由电机拖动带动连接绞车和线列阵管的线缆，绞车轮毂转动回收缆线将线列阵管拉回潜器内。由于导向软管的喇叭口型设计，线列阵管能够顺利通过导向软管口，实现回收。

发明中，在绞车舱中设计了一个单向阀，当控制信号给出回收命令，单向阀同时打开，其目的是，线列阵管回收回导向软管后势必占用其中的空间，而之前导向软管中的海水需要一个疏导机构将其导出，有了这个单向阀，线列阵管回收时受到的阻力就会大大减小。

另外，发明中还涉及到控制线和电线的排布，包括的线路有控制计算机到电机的控制线，计算机到单向阀的控制线，水下潜航器电源到电机的控制线以及潜航器电源到单向阀的电线。由于整个绞车舱是密封结构，所以将这些线路通过水密接头接入绞车舱内。在绞车轮毂处连接的线路将通过水下滑环连接。

显然，使用水下潜航器作为搭载工具后，矢量水听器拖曳线列阵的工作范围和灵活性大大增加，既节约了生产成本又提高了工作效率，采用水压作为布放动力，海水直接从海洋中抽取，方便有效，只需要有足够的电力储备即可实现。回收时，用绞车拉回线列阵，机构简单高效。双管结构的布置保证了矢量水听器拖曳线列阵不受环境损坏，矢量水听器相对位置的固定有益于采回高质量的数据信息。20米长的缆线设计使矢量水听器拖曳线列阵工作时基本不受到潜航器自噪声的干扰。

(四)附图说明

图1是本发明的结构原理图；

图2是图1的绞车密封舱部分的俯视图；

图3是本发明装置在潜航器内的放置位置示意图。

(五)具体实施方式

下面结合附图举例对本发明做更详细地描述：

结合图1和图2，绞车密封舱6中的绞车4与线缆8相连，线缆8的一头通过水密接头5与控制计算机系统1相连，另一头连接到矢量水听器9，共有8个矢量水听器9装在线列阵管10中，线列阵管10密封并充满油质液体11，线缆8和线列阵管10密封装在导向软管7中，导向软管7与绞车密封舱6密封相连。

本发明采用内外双层软管结构，内层软管(线列阵管)可在外层软管(导向软管)中滑动。外层密封管以及线列阵管均为为软管，可以弯曲放置在空间有限的小型水下潜器中以实现矢量水听器的水下收放。

布放过程：由计算机控制系统1给出布放控制命令潜水泵2开始工作，抽取海水加压后经由进水口3向绞车密封舱6注入，海水在充满绞车密封舱6和导向软管7后推动线列阵管10被冲出导向软管7，从而实现线列阵管10的排放。

回收过程：由计算机控制系统1给出回收控制命令，水下电机15开始工作，带动绞车4轮毂转动，线缆8被回收，拉动线列阵管10从水下潜航器17外部拉回，从而实现线列阵管10的回收，在回收时，线列阵管10从喇叭型引导口12进入导向软管7。与此同时，计算机控制系统1操纵单向阀13打开，导向软管7中的海水经由单向阀13从疏水管路的出水口14被排出。

由水下电机15来拖动绞车4，其中线缆8由水下滑环16从绞车4中连出来，与电机15的控制线、电源线等线路合并后并通过水密接头5与外部的控制系统1相连。

结合图3，它给出了线列阵布放回收装置在水下潜航器17内安放的位置，和其被安放的姿态。线列阵布放回收装置在水下潜航器17内固定于底部，导向软管被弯曲放置，以节省水下潜航器17内的空间。

Claims (9)

1.一种矢量水听器拖曳线列阵收放装置，其特征是：它包括绞车密封舱，在绞车密封舱中设置有绞车和驱动绞车的水下电机，绞车上连接线缆，线缆与一组矢量水听器相连，矢量水听器布设在线列阵管中且线列阵管密闭，线列阵管布于导向软管中，导向软管的一端与绞车密封舱密封连接，潜水泵的输出连接绞车密封舱上的进水口，导向软管上带有疏水管路，疏水管路上设置单向阀，线缆、水下电机、潜水泵和单向阀通过电缆与控制计算机相连。

2.根据权利要求1所述的矢量水听器拖曳线列阵收放装置，其特征是：导向软管的不与绞车密封舱连接的一端带有喇叭状引导口。

3.根据权利要求1或2所述的矢量水听器拖曳线列阵收放装置，其特征是：线列阵管中充满油质液体。

4.根据权利要求1或2所述的矢量水听器拖曳线列阵收放装置，其特征是：绞车密封舱上有水密接头，水下电机、单向阀的电缆以及线缆通过水密接头与控制计算机相连。

5.根据权利要求3所述的矢量水听器拖曳线列阵收放装置，其特征是：绞车密封舱上有水密接头，水下电机、单向阀的电缆以及线缆通过水密接头与控制计算机相连。

6.根据权利要求1或2所述的矢量水听器拖曳线列阵收放装置，其特征是：水下电机、单向阀的电缆以及线缆通过水下滑环连接水密接头。

7.根据权利要求3所述的矢量水听器拖曳线列阵收放装置，其特征是：水下电机、单向阀的电缆以及线缆通过水下滑环连接水密接头。

8.根据权利要求4所述的矢量水听器拖曳线列阵收放装置，其特征是：水下电机、单向阀的电缆以及线缆通过水下滑环连接水密接头。

9.根据权利要求5所述的矢量水听器拖曳线列阵收放装置，其特征是：水下电机、单向阀的电缆以及线缆通过水下滑环连接水密接头。

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