CN107131796B - 一种非均匀流体团防御装置及其控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种非均匀流体团防御装置及其控制方法，包括整流罩、外壳、压载铁和浮力块、燃烧室、溶剂炸药混合块，通过火炮发射到指定区域，由电磁式计时器控制整流罩分离，外壳上的减速阻尼板打开；分离体入水后，电磁式压力计和电磁式速度计控制压载铁和浮力块的分离，将分离体下沉到工作深度；然后燃料燃烧并通过保护流喷射孔喷射，形成有利于溶剂炸药混合块扩散的流场；电磁式计时器对溶剂炸药混合块发出时间指令，溶剂炸药混合块分别启动，由分隔片控制产生多层粘度不一的流体，分隔片溶解，形成非均匀流体团。本发明在不降低传统硬杀伤手段效能的前提下，通过分层分时爆炸的方式，在目标区域产生非均匀流体团，改变超空泡鱼雷周围气泡形态。

Description

一种非均匀流体团防御装置及其控制方法

技术领域

本发明涉及一种防御装置，尤其涉及一种非均匀流体团防御装置及其控制方法。

背景技术

速度超过200节的超空泡鱼雷的问世，代表着水下作战武器的一次革命性飞跃，很可能会改变未来海战方式。随着超空泡技术的不断完善和发展，水下武器的速度发生飞跃性变化，超空泡鱼雷拥有可怕的杀伤力和超强的突防能力。当传统的硬杀伤装置遇到瓶颈时，开发一种非均匀流体团防御装置将是非常有必要且十分有意义的。

发明内容

本发明的目的是为了提供一种非均匀流体团防御装置及其控制方法，在不降低传统硬杀伤手段效能的前提下，通过分层分时爆炸的方式，在目标区域产生非均匀流体团，改变超空泡鱼雷周围气泡形态，进而使其产生偏向浮力矩，从而改变超空泡鱼雷的运动轨迹以达成拦截的目的。

本发明的目的是这样实现的：包括整流罩、通过密封环设置在整流罩端部的尾封板、通过支撑环设置在整流罩内的分离体外壳，分离体外壳的端面的中心位置设置有电磁式速度计，分离体外壳的端面上还设置有整流罩分离药，尾封板内表面设置有尾封板分离药，分离体外壳外表面对称设置有三个减速阻尼机构，分离体外壳上设置有上下布置的两个带底的凹槽，上方凹槽中设置有浮力块，浮力块与分离式外壳通过系留索连接，电磁铁上设置有控制系留索的系留索熔断器，下方凹槽中设置有压载铁II，壳体内设置有蓄电池，蓄电池连接有两块电磁铁，两块电磁铁分别通过对应的电磁铁接触头与浮力块和压载铁II配合，两块电磁铁分别通过对应的电磁铁接触头穿过对应凹槽的内底，所述分离式壳体内还设置有电磁式计时器和无线电接收天线I，在电磁式计时器与下方凹槽底面之间还设置有压载铁I，在电磁式计时器后方的分离体外壳内设置有燃烧腔，燃烧腔包括设置在分离体外壳中心位置的燃料仓和设置在燃料仓外的燃烧室，燃烧室对应的分离式外壳处设置有保护流喷射孔，在燃烧腔后方的分离体外壳中设置有溶剂炸药混合块。

本发明还包括这样一些结构特征：

1.所述减速阻尼机构包括设置在分离体外壳上的支座、通过限位扭杆与支座铰接的减速阻尼板，减速阻尼板与支座之间设置有支撑弹簧。

2.溶剂炸药混合块由内至外依次包括溶剂炸药混合块III、溶剂炸药混合块II、溶剂炸药混合块I，且每层溶剂炸药混合块之间设置有分隔片，每层溶剂炸药混合块上均设置有电池、与电池连接的电磁式计时引信、无线电接收天线II，每层溶剂炸药混合块是由每层溶剂炸药混合块分块通过黏结剂黏结而成。

3.一种非均匀流体团防御装置的控制方法，包括所述的非均匀流体团防御装置，

第一步：由火炮将所述非均匀流体团防御装置发射到预定区域，发射前由舰载计算机通过无线电接收天线I对电磁式计时器输入时间参数T1、T2、t1、t2、t3和计时指令，到达时间T1时由电磁式计时器启动尾封板分离药，爆炸使尾封板脱离密封环；

第二步：到达时间T2后电磁式计时器启动整流罩分离药，分离体外壳滑出整流罩，减速阻尼板在空气阻力作用下撑开，支撑弹簧和限位扭杆共同作用将其支撑到固定角度；

第三步：分离体外壳由空气入水后，在压载铁I、压载铁II和浮力块共同作用下加速下潜，到达深度H1后电磁式压力计控制电磁铁使压载铁II分离，并使浮力块弹出，分离体外壳在压载铁I和浮力块作用下减速下潜，当速度达到V1时电磁式速度计控制系留索熔断器熔断系留索，浮力块分离，分离体外壳到达工作深度H2；

第四步：电磁式速度计控制燃料从燃料仓进入燃烧室燃烧，由保护流喷射孔喷出来改变周围的水流，帮助三层溶剂炸药混合块扩散到较大范围；

第五步：电磁式计时器对三层溶剂炸药混合块分别发出计时指令t1、t2、t3，由对应的无线电接收天线II接收，之后溶剂炸药混合块III在t3启动电磁式计时引信，冲击波将溶剂炸药混合块I和溶剂炸药混合块II溅射向指定方向，两者分别在t1、t2启动对应的电磁式计时引信，由分隔片控制产生多层粘度不一的流体，分隔片溶解，最终形成非均匀流体团。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：通过分层分时爆炸的方式，在目标区域产生非均匀流体团，改变超空泡鱼雷周围气泡形态，进而使其产生偏向浮力矩，从而改变超空泡鱼雷的运动轨迹以达成拦截的目的。此防御装置具有拦截效率高、附带损伤小、可与硬杀伤系统同时作用的优点，将来在超空泡鱼雷防御领域具有良好的实际应用前景。

附图说明

图1为防御装置正剖视示意图；

图2为防御装置的A-A1剖面布局示意图；

图3为减速阻尼板的布局示意图；

图4为溶剂炸药混合块示意图；

图中：1整流罩，2整流罩分离药，3支撑环，4电磁式速度计，5电磁式压力计，6压载铁I，7压载铁II，8保护流喷射孔，9电磁式计时器，10燃料仓，11浮力块，12分离体外壳， 13电线，14减速阻尼板，15支撑弹簧，16限位扭杆，17支座，18燃烧室，19溶剂炸药混合块I，20溶剂炸药混合块II，21溶剂炸药混合块III，22尾封板分离药，23尾封板，24密封环，25分隔片，26无线电接受天线I，27电磁铁，28蓄电池，29电磁铁接触头，30系留索熔断器，31系留索，32溶剂炸药混合块分块，33黏结剂，34无线电接收天线II，35电磁式计时引信，36电池。

具体实施方式

下面结合附图与具体实施方式对本发明作进一步详细描述。

结合图1至图4，本发明的非均匀流体团防御装置由整流罩、外壳、压载铁和浮力块、燃烧室、溶剂炸药混合块等组成。由圆锥形整流罩向内分别是圆柱体外壳，压载铁和浮力块以及溶剂炸药混合块分列燃烧室前后。

1)整流罩由整流罩1和尾封板23构成。尾封板通过密封环24固定在整流罩尾部，前端填充有尾封板分离药22，尾封板分离药和整流罩分离药2由电磁式计时器9控制启动。

2)外壳周围有一圈支撑环3，后部还有三片减速阻尼板14，减速阻尼片由限位扭杆16 固定在支座上17，与支撑弹簧15共同决定减速阻尼板的开合状态。

3)燃烧室由燃烧室18、保护流喷射孔8和燃料仓10组成，通过燃料燃烧并经由保护流喷射孔喷出来改变周围的水流，帮助溶剂炸药混合块扩散到较大范围。

4)压载铁II7在电磁式压力计5控制下抛弃，由浮力块11控制竖直方向的减速，浮力块由电磁式速度计4控制抛弃，蓄电池28为系统供电。

5)该防御装置的溶剂炸药混合块分三层填充在燃烧室后部，通过电磁式计时器控制各级炸药启动时间来形成非均匀流体团，并由分隔片25来控制粘度边界。

本发明通过火炮发射，到达目标区域整流罩分离；通过减速阻尼板到达工作深度，由燃料燃烧产生利于溶剂炸药混合块扩散的保护流；通过分层分时爆炸的方式，在目标区域产生非均匀流体团，改变超空泡鱼雷周围气泡形态。增加粘度溶剂与炸药混合之后塑压成型。使用可溶性的分隔膜来控制不同粘度流体分层。

本发明的非均匀流体团防御装置的控制原理为：

(1)该装置由火炮发射到预定区域，发射前由舰载计算机通过无线电接收天线I26对电磁式计时器9输入时间参数T1、T2、t1、t2、t3和计时指令，到达时间T1时由电磁式计时器9启动尾封板分离药22，爆炸使尾封板23脱离密封环24；

(2)到达时间T2后电磁式计时器9启动整流罩分离药2，分离体滑出整流罩1，减速阻尼板14在空气阻力作用下撑开，支撑弹簧15和限位扭杆16共同作用将其支撑到固定角度；

(3)分离体由空气入水后，在压载铁I6、压载铁II7和浮力块11共同作用下加速下潜，到达深度H1后电磁式压力计5控制电磁铁27使压载铁II7分离，并使浮力块11弹出，分离体在压载铁I6和浮力块11作用下减速下潜，当速度达到V1时电磁式速度计4控制系留索熔断器30熔断系留索31,浮力块11分离，分离体到达工作深度H2；

(4)电磁式速度计4控制燃料从燃料仓10进入燃烧室18燃烧，由保护流喷射孔8喷出来改变周围的水流，帮助溶剂炸药混合块扩散到较大范围；

(5)电磁式计时器9对溶剂炸药混合块分别发出计时指令t1、t2、t3,由无线电接收天线II34接收，之后溶剂炸药混合块III21在t3启动电磁式计时引信35，冲击波将溶剂炸药混合块I19、II20溅射向指定方向，两者分别在t1、t2启动电磁式计时引信35，由分隔片25控制产生多层粘度不一的流体，分隔片25溶解，最终形成非均匀流体团；

综上，本发明是一种非均匀流体团防御装置，是对传统超空泡鱼雷防御装置的一种改进，主要包括整流罩、外壳、压载铁和浮力块、燃烧室、溶剂炸药混合块等部分。通过火炮发射到指定区域，由电磁式计时器控制整流罩分离，外壳上的减速阻尼板打开；分离体入水后，电磁式压力计和电磁式速度计控制压载铁和浮力块的分离，将分离体下沉到工作深度；到达工作深度后，燃料燃烧并通过保护流喷射孔喷射，形成有利于溶剂炸药混合块扩散的流场；电磁式计时器对溶剂炸药混合块发出时间指令，溶剂炸药混合块分别启动，由分隔片控制产生多层粘度不一的流体，分隔片溶解，最终形成非均匀流体团。此防御装置在不降低传统硬杀伤手段效能的前提下，通过分层分时爆炸的方式，在目标区域产生非均匀流体团，改变超空泡鱼雷周围气泡形态，进而使其产生偏向浮力矩，从而改变超空泡鱼雷的运动轨迹以达成拦截的目的。

Claims (3)

1.一种非均匀流体团防御装置，其特征在于：包括整流罩、通过密封环设置在整流罩端部的尾封板、通过支撑环设置在整流罩内的分离体外壳，分离体外壳的端面的中心位置设置有电磁式速度计，分离体外壳的端面上还设置有整流罩分离药，尾封板内表面设置有尾封板分离药，分离体外壳外表面对称设置有三个减速阻尼机构，分离体外壳上设置有上下布置的两个带底的凹槽，上方凹槽中设置有浮力块，浮力块与分离体外壳通过系留索连接，下方凹槽中设置有压载铁II，壳体内设置有蓄电池，蓄电池连接有两块电磁铁，两块电磁铁分别通过对应的电磁铁接触头与浮力块和压载铁II配合，两块电磁铁分别通过对应的电磁铁接触头穿过对应凹槽的内底，且电磁铁上设置有控制系留索的系留索熔断器，所述分离体外壳内还设置有电磁式计时器和无线电接收天线I，在电磁式计时器与下方凹槽底面之间还设置有压载铁I，在电磁式计时器后方的分离体外壳内设置有燃烧腔，燃烧腔包括设置在分离体外壳中心位置的燃料仓和设置在燃料仓外的燃烧室，燃烧室对应的分离体外壳处设置有保护流喷射孔，在燃烧腔后方的分离体外壳中设置有溶剂炸药混合块；溶剂炸药混合块由内至外依次包括溶剂炸药混合块III、溶剂炸药混合块II、溶剂炸药混合块I，且每层溶剂炸药混合块之间设置有分隔片，每层溶剂炸药混合块上均设置有电池、与电池连接的电磁式计时引信、无线电接收天线II，每层溶剂炸药混合块是由每层溶剂炸药混合块分块通过黏结剂黏结而成。

2.根据权利要求1所述的一种非均匀流体团防御装置，其特征在于：所述减速阻尼机构包括设置在分离体外壳上的支座、通过限位扭杆与支座铰接的减速阻尼板，减速阻尼板与支座之间设置有支撑弹簧。

3.一种非均匀流体团防御装置的控制方法，其特征在于：包括权利要求2所述的非均匀流体团防御装置，

第一步：由火炮将所述非均匀流体团防御装置发射到预定区域，发射前由舰载计算机通过无线电接收天线I对电磁式计时器输入时间参数T1、T2、t1、t2、t3和计时指令，到达时间T1时由电磁式计时器启动尾封板分离药，爆炸使尾封板脱离密封环；

第二步：到达时间T2后电磁式计时器启动整流罩分离药，分离体外壳滑出整流罩，减速阻尼板在空气阻力作用下撑开，支撑弹簧和限位扭杆共同作用将其支撑到固定角度；

第三步：分离体外壳由空气入水后，在压载铁I、压载铁II和浮力块共同作用下加速下潜，到达深度H1后电磁式压力计控制电磁铁使压载铁II分离，并使浮力块弹出，分离体外壳在压载铁I和浮力块作用下减速下潜，当速度达到V1时电磁式速度计控制系留索熔断器熔断系留索，浮力块分离，分离体外壳到达工作深度H2；

第四步：电磁式速度计控制燃料从燃料仓进入燃烧室燃烧，由保护流喷射孔喷出来改变周围的水流，帮助三层溶剂炸药混合块扩散到较大范围；

第五步：电磁式计时器对三层溶剂炸药混合块分别发出计时指令t1、t2、t3，由对应的无线电接收天线II接收，之后溶剂炸药混合块III在t3启动电磁式计时引信，冲击波将溶剂炸药混合块I和溶剂炸药混合块II溅射向指定方向，两者分别在t1、t2启动对应的电磁式计时引信，由分隔片控制产生多层粘度不一的流体，分隔片溶解，最终形成非均匀流体团。