CN102887214B - 一种拖曳式自适应姿态控制的水下航行装置 - Google Patents
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Abstract
一种拖曳式自适应姿态控制的水下航行装置，属于自身无动力，水下自适应姿态控制拖曳系统技术领域。这种水下航行装置包括浮体、主翼、水平平衡翼和垂直平衡翼，在平行设置二个浮体的前端下部设有一个两端外伸的主翼，在二个浮体的后端内侧设有一个水平平衡翼，外侧各设有一个垂直平衡翼，在主翼的两端外伸端上各设有一个拖揽连接位于船舶甲板上的恒定拉力绞车。当船舶停靠或者低速航行时，本装置漂浮于水面，垂直平衡翼在重力作用下成水平状态。当船舶航行时，主翼产生向下升力，整个装置下沉到某一深度，通过调节拖揽的长度，可以设定装置的下沉水深，垂直平衡翼在水动力作用下，自动升起，成竖直状态，保持装置在竖直平面内的平衡姿态。
Description
技术领域
本发明涉及一种拖曳式自适应姿态控制的水下航行装置，属于自身无动力，水下自适应姿态控制拖曳系统技术领域。
背景技术
拖曳系统是一种日益广泛应用于海洋研究、海洋监测与军事等领域的水下探测装置。它在海洋环境与海洋资源调查以及国防建设中有着特殊的用途。
为了方便水下勘察及试验，需要设计一套拖曳系统。这套拖曳系统，通过拖揽钩挂于船体艉部，非工作状态时，拖曳系统漂浮于水面；工作状态下，拖曳系统在拖揽的作用下，下沉到水下某一深度，并保持稳定姿态。当拖曳船舶减速或停机时，拖曳系统能迅速浮出水面。
发明内容
本发明提供一种拖曳式自适应姿态控制的水下航行装置。该装置应能设置下沉水深和航行姿态，水下航行能实现自动调节，保持稳定平衡状态。
本发明采用的技术方案是：一种拖曳式自适应姿态控制的水下航行装置，它包括浮体，它还包括主翼、水平平衡翼和垂直平衡翼，所述浮体的首部设有首压载舱，尾部设有尾压载舱，采用二个浮体平行设置，在平行设置浮体的前端下部设有一个两端外伸的主翼，在二个浮体的后端内侧设有一个水平平衡翼，外侧各设有一个垂直平衡翼，在主翼的两端外伸端上各设有一个拖揽连接位于船舶甲板上的恒定拉力绞车。
所述浮体采用第一连接螺栓穿过浮体上的浮体螺柱管及主翼上的第四耳板与主翼固定连接。
所述浮体采用第二连接螺栓穿过浮体上的第一耳板及水平平衡翼上的第六耳板与水平平衡翼固定连接。
所述浮体采用第三连接螺栓穿过浮体上的第二耳板及垂直平衡翼上的第七耳板与垂直平衡翼铰链连接，在浮体的第二耳板旁设有一个限制垂直平衡翼位于水平位置的第三耳板。
所述主翼设有连接拖揽的第五耳板。
本发明的有益效果是：这种拖曳式自适应姿态控制的水下航行装置包括浮体、主翼、水平平衡翼和垂直平衡翼，在平行设置二个浮体的前端下部设有一个两端外伸的主翼，在二个浮体的后端内侧设有一个水平平衡翼，外侧各设有一个垂直平衡翼，在主翼的两端外伸端上各设有一个拖揽连接位于船舶甲板上的恒定拉力绞车。当船舶停靠或者低速航行时，本装置漂浮于水面，处于首倾状态，这样产生升力的主翼处于有益攻角，并且此时垂直平衡翼在重力作用下自动折叠，成水平状态，方便回收，节省空间。当船舶航行时，通过拖揽拖带本装置航行，主翼产生向下升力，整个装置下沉到某一深度。通过调节拖揽的长度，可以设定装置的下沉水深。航行过程中，水平平衡翼可以产生回复力矩，保持装置的水平平面平衡姿态；垂直平衡翼在水动力作用下，自动升起，成竖直状态，保持装置在竖直平面内的平衡姿态。在浮体的首尾设置有压载舱，可向压载舱内放置铅块，调节装置姿态。当船舶突然停车或者倒车时，船尾恒定拉力绞车迅速回收拖揽，并且本装置迅速浮出水面，不会碰撞螺旋桨或其他船体。
附图说明
下面结合附图和实施方法对本发明作进一步说明。
图1是一种拖曳式自适应姿态控制的水下航行装置的工作状态图。
图2是一种拖曳式自适应姿态控制的水下航行装置的俯视图。
图3是图2中A-A剖面视图关于对称面的映像。
图4是图3中B-B剖面视图。
图5是图2中C-C剖面视图。
图中：1、浮体，1a、首压载舱，1b、浮体螺柱管，1c、第一耳板，1d、第二耳板，1e、第三耳板，1f、尾压载舱，2、主翼，2a、第四耳板，2b、第五耳板，3、水平平衡翼，3a、第六耳板，4、垂直平衡翼，4a、第七耳板，5、拖揽，6、第一连接螺栓，7、第二连接螺栓，8、第三连接螺栓，9、恒定拉力绞车，10、船舶甲板。
具体实施方式
图1、2表示出一种拖曳式自适应姿态控制的水下航行装置的工作状态图。拖曳式自适应姿态控制的水下航行装置包括浮体1、主翼2、水平平衡翼3和垂直平衡翼4，浮体1的首部设有首压载舱1a，尾部设有尾压载舱1f，采用二个浮体1平行设置，在平行设置浮体1的前端下部设有一个两端外伸的主翼2，采用第一连接螺栓6穿过浮体1上的浮体螺柱管1b及主翼2上的第四耳板2a与主翼2固定连接。在二个浮体1的后端内侧设有一个水平平衡翼3，采用第二连接螺栓7穿过浮体1上的第一耳板1c及水平平衡翼3上的第六耳板3a与水平平衡翼3固定连接。在二个浮体1的后端外侧各设有一个垂直平衡翼4，采用第三连接螺栓8穿过浮体1上的第二耳板1d及垂直平衡翼4上的第七耳板4a与垂直平衡翼4铰链连接，在浮体1的第二耳板1d旁设有一个限制垂直平衡翼4位于水平位置的第三耳板1e。在主翼2的两端外伸端上各设有一个连接拖揽5的第五耳板2b，拖揽5连接位于船舶甲板10上的恒定拉力绞车9。
图3为图2中A-A剖面视图关于对称面的映像,图4为图3中B-B剖面视图。垂直平衡翼4可绕第三连接螺栓8转动90°，在垂直位置有浮体1壁面阻挡，在水平位置有第三耳板1e端部支撑限位。
图5为图2中C-C剖面视图。水下航行装置主体通过拖揽5与恒定拉力绞车9连接。拖揽5一端系在主翼2表面的第五耳板2b上，另一端连接在船舶甲板10上的恒定拉力绞车9上。
上述的装置组装完毕后，连接在船上。当船舶停靠或低速航行时，主要由浮体1提供浮力，本装置漂浮于水面，并处于首倾状态，主翼2处于有益攻角，并且此时垂直平衡翼4在重力作用下绕第三连接螺栓8转动，最后受第三耳板1e阻挡，成水平状态，方便回收，节省空间。当船舶航行时，通过拖揽5拖带本装置航行，主翼2产生向下升力，整个装置下沉到某一深度。通过调节拖揽5的长度，可以设定装置的下沉水深。航行过程中，水平平衡翼3可以产生回复力距，保持装置的水平平面平衡姿态；垂直平衡翼4在水动力作用下，绕第三连接螺栓8转动，受浮体1壁面阻挡，成竖直状态，保持装置在竖直平面内的平衡姿态。在浮体的首尾设置有首压载舱1a、尾压载舱1f，可向压载舱内放置铅块，调节装置姿态。当船舶突然停车或者倒车时，船尾恒定拉力绞车9迅速回收拖揽5，并且本装置迅速浮出水面，不会碰撞螺旋桨或其他船体。
Claims (5)
1.一种拖曳式自适应姿态控制的水下航行装置，它包括浮体（1），其特征在于：它还包括主翼（2）、水平平衡翼（3）和垂直平衡翼（4），所述浮体（1）的首部设有首压载舱（1a），尾部设有尾压载舱（1f），采用二个浮体（1）平行设置，在平行设置浮体（1）的前端下部设有一个两端外伸的主翼（2），在二个浮体（1）的后端内侧设有一个水平平衡翼（3），外侧各设有一个垂直平衡翼（4），在主翼（2）的两端外伸端上各设有一个拖揽（5）连接位于船舶甲板（10）上的恒定拉力绞车（9）。
2.根据权利要求1所述的一种拖曳式自适应姿态控制的水下航行装置，其特征在于：所述浮体（1）采用第一连接螺栓（6）穿过浮体（1）上的浮体螺柱管（1b）及主翼（2）上的第四耳板（2a）与主翼（2）固定连接。
3.根据权利要求1所述的一种拖曳式自适应姿态控制的水下航行装置，其特征在于：所述浮体（1）采用第二连接螺栓（7）穿过浮体（1）上的第一耳板（1c）及水平平衡翼（3）上的第六耳板（3a）与水平平衡翼（3）固定连接。
4.根据权利要求1所述的一种拖曳式自适应姿态控制的水下航行装置，其特征在于：所述浮体（1）采用第三连接螺栓（8）穿过浮体（1）上的第二耳板（1d）及垂直平衡翼（4）上的第七耳板（4a）与垂直平衡翼（4）铰链连接，在浮体（1）的第二耳板（1d）旁设有一个限制垂直平衡翼（4）位于水平位置的第三耳板(1e)。
5.根据权利要求1所述的一种拖曳式自适应姿态控制的水下航行装置，其特征在于：所述主翼（2）设有连接拖揽（5）的第五耳板(2b)。
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