CN109515615A - 空泡坍塌式防护液舱结构 - Google Patents

空泡坍塌式防护液舱结构 Download PDF

Info

Publication number
CN109515615A
CN109515615A CN201811510284.3A CN201811510284A CN109515615A CN 109515615 A CN109515615 A CN 109515615A CN 201811510284 A CN201811510284 A CN 201811510284A CN 109515615 A CN109515615 A CN 109515615A
Authority
CN
China
Prior art keywords
vacuole
liquid tank
liquid
cabin
collapsing
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN201811510284.3A
Other languages
English (en)
Inventor
金键
侯海量
李永清
陈鹏宇
朱锡
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Naval University of Engineering PLA
Original Assignee
Naval University of Engineering PLA
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Naval University of Engineering PLA filed Critical Naval University of Engineering PLA
Priority to CN201811510284.3A priority Critical patent/CN109515615A/zh
Publication of CN109515615A publication Critical patent/CN109515615A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B63—SHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; RELATED EQUIPMENT
    • B63B—SHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; EQUIPMENT FOR SHIPPING 
    • B63B11/00—Interior subdivision of hulls
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B63—SHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; RELATED EQUIPMENT
    • B63G—OFFENSIVE OR DEFENSIVE ARRANGEMENTS ON VESSELS; MINE-LAYING; MINE-SWEEPING; SUBMARINES; AIRCRAFT CARRIERS
    • B63G13/00—Other offensive or defensive arrangements on vessels; Vessels characterised thereby

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Aviation & Aerospace Engineering (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Ocean & Marine Engineering (AREA)
  • Buildings Adapted To Withstand Abnormal External Influences (AREA)

Abstract

本发明涉及一种空泡坍塌式防护液舱结构，包括液舱前壁、吸收液体和液舱后壁，所述液舱前壁位于靠近舰船舷侧外板一侧，所述液舱前壁和液舱后壁之间形成防护液舱，防护液舱内装载所述吸收液体，所述防护液舱内还设有空泡结构，所述空泡结构被所述吸收液体环绕。本发明在防护液舱内设置空泡结构，当空泡结构在冲击波或者高速破片的作用下破碎后，周围的吸收液体向空泡结构中心坍塌汇聚，此时在空泡结构与吸收液体边界处向周围液体辐射稀疏波，当稀疏波遇到冲击波时，便会使冲击波发生截断，从而大大降低冲击波的强度；同时，由于空穴的存在，舱内吸收液体的膨胀空间增加，从而减缓了吸收液体对液舱壁面的挤压力。

Description

空泡坍塌式防护液舱结构
技术领域
本发明涉及舰船结构技术领域，具体涉及一种用于抵御鱼、水雷等水中兵器在舰船舷侧水下接触爆炸下所产生的高速破片的空泡坍塌式防护液舱结构。
背景技术
当鱼、水雷等水中兵器在舰船舷侧水下接触爆炸时，武器战斗部会产生大量的高速破片，同时在爆轰气团的膨胀与冲击波的作用下舷侧外板发生撕裂破坏并形成许多结构碎片，这些高速破片将继续向舰船内部飞散。高速破片对舰船内部重要舱室(如弹药舱、动力舱)的破坏将直接威胁舰船的海上生命力和战斗力。
为有效抵御水中兵器接触爆炸的破坏作用，大型舰船在水下舷侧设置由一系列空舱和液舱组成的多舱防护结构，典型的多舱防护结构通常设置有3道防护隔舱，从舷侧向内依次为空舱、液舱和空舱。其结构形式及防护机理可表述为：第一层空舱为接触爆炸时的外板提供变形的空间，并迅速衰减爆炸产生的冲击波压力，因而又称为膨胀空舱；第二层液舱使鱼、水雷爆炸破片和外板破裂的二次破片在高速穿入液舱后速度迅速衰减，因而称为吸收液舱或防护液舱；第三层空舱又称水密舱，一方面供液舱后壁发生大变形吸能，另一方面为液舱后壁破损坏后形成的冲击压力作第二次缓冲，以保护防水纵壁免遭破坏。
多舱防护结构中的防护液舱是抵御高速破片侵彻的关键结构。当高速侵彻防护液舱结构时，破片受到液体阻力的影响，形成强烈的压力波和液体流，破片的动能通过液体传递给结构壁面，从而使防护液舱结构产生鼓胀变形破坏，这种现象称为水锤效应(Hydrodynamic Ram)。上述中压力波和液体流是作用在防护液舱结构壁面上的两种载荷形式，其形成机理和作用形式有所区别。压力波是由高速破片抨击液体介质所形成的激波，激波呈半球在舱内液体中传播并作用液舱结构壁面；而液体流则是破片在水中开坑形成空腔从而使舱内液体具有向外运动的速度势，因此液体流也可理解为舱内液体对结构壁面的挤压载荷。作用于结构壁面的激波载荷峰值压力大，但作用时间较短；而挤压载荷的峰值压力并不大，但持续作用时间较长。两种载荷共同作用下往往造成液舱壁面产生大变形而破坏。
随着现代水中兵器技术的不断发展，战斗部装药质量不断提高、装药爆炸威力不断增强，这将产生更大质量、更高速度的密集破片群。
同时，新型聚能装药技术也在舰船毁伤中广泛应用，其中爆炸成型弹丸(EFP)战斗部能够产生杆状高速弹体，其能量密度更加集中、侵彻能力大大增强。这些都将使防护液舱承受更加严重的毁伤载荷。
发明内容
本发明要解决的技术问题在于针对上述现有技术存在的不足，提供一种空泡坍塌式防护液舱结构，它是一种防护能力更强的液舱结构。
本发明为解决上述提出的技术问题所采用的技术方案为：
一种空泡坍塌式防护液舱结构，包括液舱前壁、吸收液体和液舱后壁，所述液舱前壁位于靠近舰船舷侧外板一侧，所述液舱前壁和液舱后壁之间形成防护液舱，防护液舱内装载所述吸收液体，所述防护液舱内还设有空泡结构，所述空泡结构被所述吸收液体环绕。
上述方案中，所述空泡结构采用玻璃容器、亚克力容器或塑料容器。
上述方案中，所述空泡结构为球状。
上述方案中，所述空泡结构内部装有空气或为真空。
上述方案中，所述空泡结构通过绳索安装于所述防护液舱的舱壁上。
上述方案中，所述液舱前壁采用加筋板结构，所述加筋板结构包括板和安装于板上的加强筋。
上述方案中，所述加强筋设置于靠近舰船舷侧外板一侧，所述加强筋为轧制球扁钢或T型材。
上述方案中，所述吸收液体根据舰船实际布置需要选择淡水、海水或柴油。
上述方案中，所述液舱后壁采用板或者加筋板结构；所述加筋板结构包括板和安装于板上的加强筋；所述加强筋为轧制球扁钢或T型材。
上述方案中，所述液舱前壁、液舱后壁均采用高强度合金材料。
本发明的有益效果在于：
本发明空泡坍塌式防护液舱结构在防护液舱内设置空泡结构，当空泡结构在冲击波或者高速破片的作用下破碎后，周围的吸收液体向空泡结构中心坍塌汇聚，此时在空泡结构与吸收液体边界处向周围液体辐射稀疏波，当稀疏波遇到冲击波时，便会使冲击波发生截断，从而大大降低冲击波的强度。同时，由于空穴的存在，舱内吸收液体的膨胀空间增加，从而减缓了吸收液体对液舱壁面的挤压力。
本发明空泡坍塌式防护液舱结构可以减弱高速破片和弹体在液舱内形成的冲击载荷，缓解液舱壁面的变形破坏，从而提高舰船舷侧多舱防护结构对水下接触爆炸的防护能力。
附图说明
下面将结合附图及实施例对本发明作进一步说明，附图中：
图1是本发明空泡坍塌式防护液舱结构的俯视图。
图中：10、液舱前壁；20、吸收液体；30、空泡结构；40、液舱后壁；50、绳索。
具体实施方式
为了对本发明的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，现对照附图详细说明本发明的具体实施方式。
如图1所示，为本发明一较佳实施例的空泡坍塌式防护液舱结构，包括液舱前壁10、吸收液体20和液舱后壁40，液舱前壁10位于靠近舰船舷侧外板一侧，液舱前壁10和液舱后壁40之间形成防护液舱，防护液舱内装载吸收液体20，吸收液体20用于吸能、耗散破片或弹体的动能，衰减其速度。防护液舱内还设有空泡结构30，空泡结构30周围充满吸收液体20。当空泡结构30在冲击波或者高速破片的作用下破碎后，周围的吸收液体20向空泡结构30中心坍塌汇聚，此时在空泡结构30与吸收液体20边界处向周围液体辐射稀疏波，当稀疏波遇到冲击波时，便会使冲击波发生截断，从而大大降低冲击波的强度。同时，由于空穴的存在，舱内吸收液体20的膨胀空间增加，从而减缓了吸收液体20对液舱壁面的挤压力。
由此可见，空泡坍塌式防护液舱结构可以减弱高速破片和弹体在液舱内形成的冲击载荷，缓解液舱壁面的变形破坏，从而提高舰船舷侧多舱防护结构对水下接触爆炸的防护能力。
进一步优化，本实施例中，空泡结构30采用易破碎材质，如玻璃容器、亚克力容器或塑料容器。
进一步优化，本实施例中，空泡结构30为球状。
进一步优化，本实施例中，空泡结构30内部装有空气或为真空。当内部是空气时，空泡结构30坍塌后，水向中间挤压，当空气被压缩到一定程度时，水就不会再继续向中心汇涌；而当是真空时，水几乎可以一直向内运动汇涌，其可压缩空间相对空气更大，对液舱舱壁的缓解作用效果更好。因此，空泡结构30内优选为真空。
进一步优化，本实施例中，空泡结构30通过绳索50安装于防护液舱的舱壁上，绳索50采用尼龙材料。在其他实施例中，空泡结构30也可以通过支架安装于防护液舱内部。
进一步优化，本实施例中，液舱前壁10采用加筋板结构，加筋板结构包括板和安装于板上的加强筋。
进一步优化，本实施例中，加强筋设置于靠近舰船舷侧外板一侧，加强筋为轧制球扁钢或T型材。
进一步优化，本实施例中，吸收液体20根据舰船实际布置需要选择淡水、海水或柴油，若无实际需要，优选淡水。
进一步优化，本实施例中，防水纵壁采用板或者加筋板结构；加筋板结构包括板和安装于板上的加强筋；加强筋为轧制球扁钢或T型材。
进一步优化，本实施例中，液舱前壁10、液舱后壁40均采用屈服强度大于600MPa的高强度合金材料，高强度合金材料优选为高强钢、高强钛合金、高强铝合金。
本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。
上面结合附图对本发明的实施例进行了描述，但是本发明并不局限于上述的具体实施方式，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，而不是限制性的，本领域的普通技术人员在本发明的启示下，在不脱离本发明宗旨和权利要求所保护的范围情况下，还可做出很多形式，这些均属于本发明的保护之内。

Claims (10)

1.一种空泡坍塌式防护液舱结构，包括液舱前壁、吸收液体和液舱后壁，所述液舱前壁位于靠近舰船舷侧外板一侧，所述液舱前壁和液舱后壁之间形成防护液舱，防护液舱内装载所述吸收液体，其特征在于，所述防护液舱内还设有空泡结构，所述空泡结构被所述吸收液体环绕。
2.根据权利要求1所述的空泡坍塌式防护液舱结构，其特征在于，所述空泡结构采用玻璃容器、亚克力容器或塑料容器。
3.根据权利要求1所述的空泡坍塌式防护液舱结构，其特征在于，所述空泡结构为球状。
4.根据权利要求1-3任一项所述的空泡坍塌式防护液舱结构，其特征在于，所述空泡结构内部装有空气或为真空。
5.根据权利要求1所述的空泡坍塌式防护液舱结构，其特征在于，所述空泡结构通过绳索安装于所述防护液舱的舱壁上。
6.根据权利要求1所述的空泡坍塌式防护液舱结构，其特征在于，所述液舱前壁采用加筋板结构，所述加筋板结构包括板和安装于板上的加强筋。
7.根据权利要求6所述的空泡坍塌式防护液舱结构，其特征在于，所述加强筋设置于靠近舰船舷侧外板一侧，所述加强筋为轧制球扁钢或T型材。
8.根据权利要求1所述的空泡坍塌式防护液舱结构，其特征在于，所述吸收液体根据舰船实际布置需要选择淡水、海水或柴油。
9.根据权利要求1所述的空泡坍塌式防护液舱结构，其特征在于，所述液舱后壁采用板或者加筋板结构；所述加筋板结构包括板和安装于板上的加强筋；所述加强筋为轧制球扁钢或T型材。
10.根据权利要求1所述的空泡坍塌式防护液舱结构，其特征在于，所述液舱前壁、液舱后壁均采用高强度合金材料。
CN201811510284.3A 2018-12-11 2018-12-11 空泡坍塌式防护液舱结构 Pending CN109515615A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201811510284.3A CN109515615A (zh) 2018-12-11 2018-12-11 空泡坍塌式防护液舱结构

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201811510284.3A CN109515615A (zh) 2018-12-11 2018-12-11 空泡坍塌式防护液舱结构

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN109515615A true CN109515615A (zh) 2019-03-26

Family

ID=65795740

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201811510284.3A Pending CN109515615A (zh) 2018-12-11 2018-12-11 空泡坍塌式防护液舱结构

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN109515615A (zh)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114212186A (zh) * 2021-12-10 2022-03-22 哈尔滨工程大学 一种抗水下爆炸冲击弯曲的弧形加强耐压舱壁结构
CN114692318A (zh) * 2022-06-01 2022-07-01 中国飞机强度研究所 飞机冲击动力学测试用格栅式燃油箱结构抗毁伤评估方法
CN115092311A (zh) * 2022-07-12 2022-09-23 哈尔滨工程大学 一种抗水下爆炸冲击的防护结构
CN116280130A (zh) * 2023-03-17 2023-06-23 江苏科技大学 一种基于舰船底部空气泡的水下爆炸气泡主动防护方法

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN203714134U (zh) * 2014-01-20 2014-07-16 江苏海事职业技术学院 一种新型舰艇舷侧防雷舱结构
CN104943838A (zh) * 2015-04-21 2015-09-30 中国人民解放军海军工程大学 前置陶瓷式抗高速射弹吸收液舱结构
CN103991518B (zh) * 2014-05-07 2016-06-01 江苏科技大学 舰船舷侧多层抗爆防护结构
CN106741595A (zh) * 2016-12-20 2017-05-31 武汉理工大学 一种夹层防御纵壁

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN203714134U (zh) * 2014-01-20 2014-07-16 江苏海事职业技术学院 一种新型舰艇舷侧防雷舱结构
CN103991518B (zh) * 2014-05-07 2016-06-01 江苏科技大学 舰船舷侧多层抗爆防护结构
CN104943838A (zh) * 2015-04-21 2015-09-30 中国人民解放军海军工程大学 前置陶瓷式抗高速射弹吸收液舱结构
CN106741595A (zh) * 2016-12-20 2017-05-31 武汉理工大学 一种夹层防御纵壁

Non-Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
蔡斯渊等: "隔层设置对防雷舱液舱防护能力的影响", 《哈尔滨工程大学学报》 *
金键等: "水下爆炸载荷下舰船响应与毁伤研究综述", 《水下无人系统学报》 *
黄超: "近场非接触水下爆炸舰船新型防护结构抗爆性能研究", 《中国优秀硕士学位论文全文数据库工程科技II辑》 *

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114212186A (zh) * 2021-12-10 2022-03-22 哈尔滨工程大学 一种抗水下爆炸冲击弯曲的弧形加强耐压舱壁结构
CN114692318A (zh) * 2022-06-01 2022-07-01 中国飞机强度研究所 飞机冲击动力学测试用格栅式燃油箱结构抗毁伤评估方法
CN114692318B (zh) * 2022-06-01 2022-08-26 中国飞机强度研究所 飞机冲击动力学测试用格栅式燃油箱结构抗毁伤评估方法
CN115092311A (zh) * 2022-07-12 2022-09-23 哈尔滨工程大学 一种抗水下爆炸冲击的防护结构
CN116280130A (zh) * 2023-03-17 2023-06-23 江苏科技大学 一种基于舰船底部空气泡的水下爆炸气泡主动防护方法
CN116280130B (zh) * 2023-03-17 2023-09-05 江苏科技大学 一种基于舰船底部空气泡的水下爆炸气泡主动防护方法

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN109515615A (zh) 空泡坍塌式防护液舱结构
CN103991518B (zh) 舰船舷侧多层抗爆防护结构
CA2037445C (en) Warhead
CN114212194B (zh) 一种抗水下爆炸高速破片的防护液舱结构
CN109269350A (zh) 陶瓷体填充弹性夹芯复合防护结构
US4258641A (en) Marine fender
CN105953663A (zh) 一种钛-钢复合的战斗部壳体
CN206772142U (zh) 一种双球缺复合药型罩聚能装药结构
US5567908A (en) Advanced anti ship penetrator warhead
CN104943838A (zh) 前置陶瓷式抗高速射弹吸收液舱结构
CN114719703B (zh) 一种刚柔复合结构密闭防爆装置
NO333308B1 (no) Minebeskyttelsesanordning
CN109515616A (zh) 带有预变形防御纵壁的防护液舱结构
CN109131805B (zh) 基于卸压与分舱功能的战舰防护液舱
CN209290647U (zh) 舰用泄压型防护液舱结构
US3897732A (en) Hypervelocity projectile
CN108844408B (zh) 舰用点阵式反超音速半穿甲导弹战斗部防护网
CN102012193A (zh) 多功能防护毯
US2321039A (en) Protective armor
CN2381995Y (zh) 模块化固－液－爆复合附加装甲
RU2809956C1 (ru) Элемент динамической защиты
CN105509548A (zh) 一种水下气爆发声装置
CN115402465A (zh) 偏转偏航式抗弹防护液舱结构
KR100197828B1 (ko) 고속무기에 대한 보호장치
US2298661A (en) Ship hull construction

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
RJ01 Rejection of invention patent application after publication
RJ01 Rejection of invention patent application after publication

Application publication date: 20190326