CN109808861A - 一种套环式水下航行器附加自毁装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种套环式水下航行器附加自毁装置；套环式水下航行器附加自毁装置由内环和外壳组成，内环和外壳均为薄壁结构，分别用于安装自毁执行装置和探测通讯设备；内环与航行器之间，内环与外壳之间，以及外壳之间均利用磁锁进行固定。水下航行器发生异常故障时，上浮气囊将会紧急充气使航行器上浮；当水深传感器监测航行器位置状态异常，接收自毁指令时，装置将会执行爆破或紧急上浮。本发明创新提出了附加自毁装置，不改变水下航行器原有设计，能够有效保护航行器的核心技术和科考数据安全，避免水下航行器出现异常失联或被非法捕捞。

Description

一种套环式水下航行器附加自毁装置

技术领域

本发明涉及水下航行器技术保护自毁领域，具体涉及一种套环式水下航行器附加自毁装置。

背景技术

水下航行器是重要的水下装备，在水下资源探测、海洋环境监测、水下救援等应用领域有十分重要的战略地位。近年来，世界各国均已将大量经费、科研人员投入水下航行器的研究，尤其是便携式小型UUV，如美国的蓝色金枪鱼，我国西北工业大学研制的50公斤级水下航行器等。水下航行器是集机械设计、流体设计与计算、探测与制导、水声通信、水下推进等多学科技术的高端综合科学产品。水下航行器的关键技术从侧面反映了一个国家的科研实力与对关键技术的掌握情况。同时，当水下航行器在进行探测、监测任务时，其储存的科考数据也具有极高的科学价值。为了能够及时保护水下航行器的核心技术和科考数据，避免水下航行器出现异常失联或被非法捕捞，就需要为航行器安装自毁装置。当航行器自主判断为危险情况时，通过自毁执行装置销毁数据和破坏关键结构，保护核心技术安全。

由于水下航行器多在民用领域发挥作用，目前已投入使用的多种型号水下航行器都未在设计与制造过程中考虑自毁，具有较大的技术安全隐患。因此，能够适配已有型号与未来型号的通用型自毁装置有较大的行业需求。同时，传统自毁装置的自毁方式通常以化学爆破和腐蚀为主，一旦发生误毁或毁坏不完全，都会对外部环境造成严重影响。设计一种使用新型自毁方式的通用型自毁装置，具有十分重要的工程实践与战略意义。

发明内容

本发明的目的在于提供一种套环式水下航行器附加自毁装置。为已有型号或未来型号的水下航行器设计一种附加式自毁装置，利用装置自身水声通讯设备和多层次传感设备自主判断，在异常环境中执行自毁。

为达到上述目的，本发明所采取的技术方案为：一种套环式水下航行器附加自毁装置包括内环、外壳、气囊口、传感器装置、紧固磁锁、连接槽口、连接磁锁、固定磁锁、上浮气囊、紧固键、传感器固定槽、水声通讯设备、深度传感器；其中，内环和外壳为基本机械结构，其余设备或结构均附加于内环或外壳；一个完整的套环式水下航行器附加自毁装置由单个内环和四个外壳组成；内环通过其内侧的固定磁锁固定套在水下航行器上，内环为薄壳结构，内部安装有上浮气囊且在其两侧面有八个气囊口；外壳内侧和内环外侧的连接磁锁将二者连接，外壳两端的紧固键安装在内环的连接槽口处；外壳为薄壳结构，其内部安装有中心处理系统；水声通讯设备和深度传感器均布置在外壳上部的传感器固定槽内。

所述内环为完整环状结构，其内径与应用的水下航行器的外径相等；所述内环内侧为四块均布的薄板磁铁，能够将内环紧密吸附在水下航行器上；所述内环为薄壁结构，其内部有四部分空腔，用于安装上浮气囊、气体制造设备和爆破设备，其两侧面均布有八个气囊口；内环的外侧有四个矩形连接槽口，槽口在内环轴向的宽度与内环的宽度相等，槽口的径向部分与内环的内腔相连接，以平衡内外压力以及用于中心处理系统和内环内自毁执行设备连接；内环外侧为连接磁锁，为四块薄板磁条分布在连接槽口之间，连接槽口和外侧薄板磁条均用于连接内环和外壳。

所述外壳为四分之一环，其内径与内环的外径相等；每套套环式水下航行器附加自毁装置都含有四个外壳，四个外壳组成完整的环状结构。外壳用于支撑系统的中心处理系统、深度传感器和水声通讯设备；所述外壳为薄壁结构，系统的中心处理系统安装在外壳的空腔内；所述外壳的两端均有一处半圆柱突起，该处为紧固磁锁，为贴附的磁铁薄板，用于紧固相接的外壳；所述外壳外侧有一圆柱突起，为传感器装置；所述传感器装置包括传感器固定槽、水声通讯设备和水深传感器；该传感器固定槽中心区域为水声通讯设备，每一个完整的套环式水下航行器附加自毁装置选择一个或多个外壳安装水声通讯设备，无水声通讯设备的外壳需增加相同质量的配重以保持力矩平衡，水深传感器安装在水声通讯设备四周，单个外壳上需安装二或四个水深传感器。

本发明的有益效果体现在：

1.适用于多种型号水下航行器，无需对航行器进行重新设计；

2.上浮和爆破方式的结合，能够有效防止误毁或者自毁不彻底；

3.制造价格低廉，使用方法简单，适合大规模推广；

4.总重量较小，不会对水下航行器的正常受力和流场特征造成较大的影响；

5.自毁执行力度可调节，可针对不同型号作出修改；

6.结构简单，可靠性较高。

附图说明

图1为套环式水下航行器附加自毁装置组装效果图；

图2为内环的斜侧示意图；

图3为内环的剖面示意图；

图4为内环上视示意图；

图5为外壳的斜侧示意图；

图6为外壳的内侧示意图；

图7为传感器固定槽示意图；

图中：1、内环，2、外壳，3、气囊口，4、传感器装置，5、紧固磁锁，6、连接槽口，7、连接磁锁，8、固定磁锁，9、上浮气囊，10、紧固键，11、传感器固定槽，12、水声通讯设备，13、深度传感器。

具体实施方式

下面结合附图并举实施例，对本发明进行详细阐述：

如图1所示，一种套环式水下航行器附加自毁装置包括内环(1)、外壳(2)、气囊口(3)、传感器装置(4)、紧固磁锁(5)、连接槽口(6)、连接磁锁(7)、固定磁锁(8)、上浮气囊(9)、紧固键(10)、传感器固定槽(11)、水声通讯设备(12)、深度传感器(13)；其中，内环(1)和外壳(2)为套环式水下航行器附加自毁装置的基本机械结构，其余设备或结构均附加于内环(1)或外壳(2)；一个完整的套环式水下航行器附加自毁装置由单个内环(1)和四个外壳(2)组成，为满足流体条件，四个外壳(2)的外观和重量应该完全相等，且紧密连接；如图2所示，内环(1)通过其内侧的固定磁锁(8)固定套在水下航行器上；内环(1)为薄壳结构，内部安装有上浮气囊(9)且在其两侧面有八个气囊口(3)；外壳(2)内侧和内环(1)外侧的连接磁锁(7)将二者连接，外壳(2)两端的紧固键(10)安装在内环的连接槽口(6)处；外壳(2)为薄壳结构，其内部安装有中心处理系统；水声通讯设备(12)和深度传感器(13)均布置在外壳(2)上部的传感器固定槽(11)内。

所述内环(1)为完整环状结构，为保证内环(1)与水下航行器接触充分，在航行过程中不会发生脱落，其内径应大于并接近所应用的水下航行器的外径；如图2所示，所述内环(1)内侧为四块均布的薄板磁铁，能够将内环(1)紧密吸附在水下航行器上；所述内环(1)为薄壁结构，其内部有四部分空腔，用于安装上浮气囊(9)、气体制造设备和爆破设备，其两侧面均布有八个气囊口(3)，气囊在特殊情况下充气后，从气囊口(3)处发生膨胀；内环(1)的外侧有四个矩形连接槽口(6)，连接槽口(6)在内环轴向的宽度与内环(1)的宽度相等，槽口的径向部分与内环(1)的内腔相连接，以平衡内外压力以及用于连接中心处理系统和内环(1)内自毁执行设备；内环(1)外侧为连接磁锁(7)，为四块薄板磁条分布在连接槽口(6)之间，连接槽口(6)和外侧薄板磁条均用于连接内环(1)和外壳(2)。

如图5所示，所述外壳(2)为四分之一圆环，其内径与内环(1)的外径相等；每个套环式水下航行器附加自毁装置都含有四个外壳(2)，四个外壳(2)组成完整的环状结构。外壳(2)用于支撑系统的中心处理系统、深度传感器(13)和水声通讯设备(12)；所述外壳(2)为薄壁结构，系统的中心处理系统安装在外壳(2)的空腔内；所述外壳(2)的两端均有一处半圆柱突起，该处为紧固磁锁(5)，为贴附的磁铁薄板，用于紧固相接的外壳(2)；所述外壳(2)外侧有一圆柱突起，为传感器装置(4)；所述传感器装置(4)包括传感器固定槽(11)、水声通讯设备(12)和水深传感器；该传感器固定槽(11)中心区域为水声通讯设备(12)，每一个完整的套环式水下航行器附加自毁装置选择一个或多个外壳(2)安装水声通讯设备(12)，无水声通讯设备(12)的外壳(2)需增加相同质量的配重以保持力矩平衡，水深传感器安装在水声通讯设备(12)四周，单个外壳(2)上需安装二或四个水深传感器。

现对套环式水下航行器附加自毁装置的工作状态进行描述：所述装置具有两种自我保护执行方式,一是水下航行器自身发生技术故障无法上浮情况下，水声通讯设备(12)接受上浮信号，通过中心处理系统控制上浮气囊(9)充气，使水下航行器上浮；二是水深传感器检测到水下航行器深度异常，通过水声通讯设备(12)与控制人员建立通信，接收自毁信号后，执行爆破自毁或上浮气囊(9)充气上浮。

本发明仅给出了一种简易的附加于水下航行器，利用上浮气囊(9)和爆破执行自毁的机械结构；根据深度与通信判断的附加式自毁装置的方法应属于本发明的权利要求范围。

Claims (7)

1.一种套环式水下航行器附加自毁装置，其特征在于：内环和外壳为基本机械结构，其余设备或结构均附加于内环或外壳；一个完整的套环式水下航行器附加自毁装置由单个内环和四个外壳组成；内环通过固定磁锁固定套在水下航行器上，内部安装有上浮气囊且在其两侧面有八个气囊口；外壳内侧和内环外侧的连接磁锁将二者连接。在异常情况下，装置可通过上浮气囊和爆破两种方式进行自毁。

2.根据权利要求1所述的套环式水下航行器附加自毁装置，其特征在于：装置外套于水下航行器，是附加结构，与航行器设计无关。

3.根据权利要求1所述的套环式水下航行器附加自毁装置，其特征在于：内环与航行器、外壳与内环，以及外壳之间的连接均为磁锁，即利用磁性材料。

4.根据权利要求1所述的套环式水下航行器附加自毁装置，其特征在于：外壳与内环还通过一个键槽结构连接，外壳内径与内环的外径保持一致。

5.根据权利要求1所述的套环式水下航行器附加自毁装置，其特征在于：内环和外壳均为薄壁结构，内环内部为上浮气囊和爆破装置，外壳内部为中心处理系统。

6.根据权利要求1所述的套环式水下航行器附加自毁装置，其特征在于：外壳外侧有水声通讯设备和水深传感器，水声通讯设备以及水深传感器的数量与有无不做规定。

7.根据权利要求1所述的套环式水下航行器附加自毁装置，其特征在于：气囊充气使航行器上浮和爆破自毁两种方式的相结合，执行情况根据具体异常判断分析。