CN113091531A - 一种超空泡航行运载器 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种超空泡航行运载器，包括：空化器、鱼雷、内部载荷、尾部舵面、主发动机和助推发动机；所述空化器右端连接所述内部载荷，所述内部载荷右端固定连接所述主发动机，所述主发动机右端固定连接所述助推发动机，所述主发动机外侧安装所述尾部舵面，所述鱼雷安置在所述内部载荷内部。本发明利用超空泡的减阻特性增加射程和速度，运载器内部可携带轻型声自导鱼雷等常规水下武器，对敌方目标进行远程快速攻击，缩短敌方目标反应时间。

Description

一种超空泡航行运载器
技术领域
本发明涉及水下航行器领域，具体地，涉及一种超空泡航行运载器。
背景技术
常规的水下航行器由于阻力大导致航速较低，超空泡减阻技术是实现水下航行体高速航行的新原理和新途径，其减阻原理是利用航行体在水下高速运动时，自然或人为地沿运动航行体表面产生超空泡包层使航行体与水隔离，其粘性阻力可减少90％以上，减阻效果远高于其他减阻方法。
俄罗斯在超空泡武器技术领域上处于世界领先地位，研制了多款超空泡鱼雷，航速超过150m/s，航程远达50km。但是由于超空泡鱼雷在超空泡流场中产生的声阻碍和声屏蔽作用，以及发动机产生的强噪声，致使鱼雷无法使用声自导装置，所以超空泡鱼雷一般无自导系统，其弹道是预先设定的，无法实现对目标的跟踪锁定。
CN109747799A公开了一种超空泡鱼雷，该超空泡鱼雷采用燃气涡轮发动机、电机驱动控制的舵机装置、沿通气碗碗壁内周向均匀布置的气体喷口等装置。
发明内容
针对现有技术中的缺陷，本发明的目的是提供一种超空泡航行运载器。
根据本发明提供的一种超空泡航行运载器，包括：空化器、鱼雷、内部载荷、尾部舵面、主发动机和助推发动机；
所述空化器右端连接所述内部载荷，所述内部载荷右端固定连接所述主发动机，所述主发动机右端固定连接所述助推发动机，所述主发动机外侧安装所述尾部舵面，所述鱼雷安置在所述内部载荷内部。
优选地，所述内部载荷左部设置为圆台体，所述圆台体右侧向右延伸出圆柱体。
优选地，所述内部载荷包括：控制装置和气体发生器；
所述内部载荷内侧左端安装所述控制装置，所述控制装置右侧安置所述鱼雷，所述圆台体斜面内侧安装所述气体发生器。
优选地，所述控制装置包括惯导惯测装置和自动驾驶仪。
优选地，所述气体发生器通过气管与表面供气孔相连。
优选地，所述空化器生成超空泡流场，所述气体发生器通过所述表面供气孔向所述超空泡流场内部注入气体以稳定所述超空泡流场。
优选地，所述空化器设置为在俯仰方向正负45°范围内旋转。
优选地，所述尾部舵面设置为可折叠“十”字型舵，所述尾部舵面与所述空化器组成航向的控制机构。
优选地，所述主发动机设置为水冲压发动机，所述水冲压发动机采用燃烧金属作为燃料并利用海水作为氧化剂，所述水冲压发动机采用燃烧生成物作为冷却剂，所述助推发动机设置为固体火箭发动机。
优选地，所述内部载荷通过隔舱与所述主发动机隔断。
与现有技术相比，本发明具有如下的有益效果：
1、本发明利用超空泡的减阻特性增加射程和速度，运载器内部可携带轻型声自导鱼雷等常规水下武器，对敌方目标进行远程快速攻击，缩短敌方目标反应时间。
2、本发明可快速直航至目标附近后与轻型自导鱼雷分离，轻型自导鱼雷主动声自导装置开机搜索跟踪目标并向目标推进。
3、本发明可由载机空中投放，也可由潜艇水下发射或水面舰艇发射。
附图说明
通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本发明的其它特征、目的和优点将会变得更明显：
图1为一种超空泡航行运载器结构示意图；
图2为一种超空泡航行运载器应用于潜艇作战流程示意图。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本发明，但不以任何形式限制本发明。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变化和改进。这些都属于本发明的保护范围。
如图1所示，一种超空泡航行运载器，包括：空化器1、鱼雷2、内部载荷3、尾部舵面4、主发动机6和助推发动机5；空化器1右端连接内部载荷3，内部载荷3右端固定连接主发动机6，主发动机6右端固定连接助推发动机5，主发动机6外侧安装尾部舵面4，鱼雷2安置在内部载荷3内部；内部载荷3左部设置为圆台体，圆台体右侧向右延伸出圆柱体，内部载荷3包括：控制装置8和气体发生器7；内部载荷3内侧左端安装控制装置8，控制装置8右侧安置鱼雷2，圆台体斜面内侧安装气体发生器7。
如图2所示，我方潜艇发现目标后对准敌方潜艇发射内部装有鱼雷2的超空泡航行运载器，超空泡航行运载器出筒后助推发动机5点火，将超空泡航行运载器加速导至巡航深度和巡航速度，由空化器1和气体发生器7产生稳定超空泡，助推发动机5工作完毕后分离，启动主发动机6，超空泡运载器高速直航至目标附近后与鱼雷2分离，鱼雷2的自导装置开机搜索目标，鱼雷2由电池组驱动螺旋桨及舵面向目标推进直至击毁目标。
具体地，空化器1的作用除了生成超空泡流场外，还可以充当水平舵，用于平衡重力并产生相应的力矩，超空泡航行运载器内部设有气体发生器7并通过气管与表面供气孔相连，在巡航过程中气体发生器7向超空泡内部注入气体以稳定超空泡外形；控制装置8用于探测当前鱼雷位置、向控制面传递控制指令、下发运载器与内部载荷分离指令等；尾部舵面4安装于主发动机6外侧，用于稳定和控制航行体的力和力矩，与空化器1共同组成了航行体的控制面；超空泡航行运载器安装有主发动机6和助推发动机5，其中主发动机6为燃烧金属燃料并利用海水作为氧化剂、用燃烧生成物作冷却剂的水冲压发动机，助推发动机5为固体火箭发动机；内部载荷3固定于超空泡运载器中部，通过隔舱与主发动机6隔断。
在本申请的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。
以上对本发明的具体实施例进行了描述。需要理解的是，本发明并不局限于上述特定实施方式，本领域技术人员可以在权利要求的范围内做出各种变化或修改，这并不影响本发明的实质内容。在不冲突的情况下，本申请的实施例和实施例中的特征可以任意相互组合。

Claims (10)

1.一种超空泡航行运载器，其特征在于，包括：空化器(1)、鱼雷(2)、内部载荷(3)、尾部舵面(4)、主发动机(6)和助推发动机(5)；
所述空化器(1)右端连接所述内部载荷(3)，所述内部载荷(3)右端固定连接所述主发动机(6)，所述主发动机(6)右端固定连接所述助推发动机(5)，所述主发动机(6)外侧安装所述尾部舵面(4)，所述鱼雷(2)安置在所述内部载荷(3)内部。
2.根据权利要求1所述一种超空泡航行运载器，其特征在于：所述内部载荷(3)左部设置为圆台体，所述圆台体右侧向右延伸出圆柱体。
3.根据权利要求2所述一种超空泡航行运载器，其特征在于，所述内部载荷(3)包括：控制装置(8)和气体发生器(7)；
所述内部载荷(3)内侧左端安装所述控制装置(8)，所述控制装置(8)右侧安置所述鱼雷(2)，所述圆台体斜面内侧安装所述气体发生器(7)。
4.根据权利要求3所述一种超空泡航行运载器，其特征在于：所述控制装置(8)包括惯导惯测装置和自动驾驶仪。
5.根据权利要求3所述一种超空泡航行运载器，其特征在于：所述气体发生器(7)通过气管与表面供气孔相连。
6.根据权利要求5所述一种超空泡航行运载器，其特征在于：所述空化器(1)生成超空泡流场，所述气体发生器(7)通过所述表面供气孔向所述超空泡流场内部注入气体以稳定所述超空泡流场。
7.根据权利要求1所述一种超空泡航行运载器，其特征在于：所述空化器(1)设置为在俯仰方向正负45°范围内旋转。
8.根据权利要求7所述一种超空泡航行运载器，其特征在于：所述尾部舵面(4)设置为可折叠“十”字型舵，所述尾部舵面(4)与所述空化器(1)组成航向的控制机构。
9.根据权利要求1所述一种超空泡航行运载器，其特征在于：所述主发动机(6)设置为水冲压发动机，所述水冲压发动机采用燃烧金属作为燃料并利用海水作为氧化剂，所述水冲压发动机采用燃烧生成物作为冷却剂，所述助推发动机(5)设置为固体火箭发动机。
10.根据权利要求1所述一种超空泡航行运载器，其特征在于：所述内部载荷(3)通过隔舱与所述主发动机(6)隔断。
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