CN113932663A - 一种反向喷气降载装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种反向喷气降载装置，包括头部整流罩、侧边整流罩、航行体、缓冲装置、空化器和中心喷气系统，所述头部整流罩的后端与侧边整流罩的前端可分离连接，侧边整流罩与航行体可分离连接，所述空化器和所述缓冲装置设置在所述侧壁整流罩内，所述空化器的后端与所述缓冲装置的输出端连接，所述缓冲装置的输出端与所述航行体的头部连接，所述中心喷气系统的喷气口加工在所述空化器的前表面，所述喷气口通过所述导气管路系统与所述储气罐连通。本发明在缓冲装置的基础上还增加了中心喷气系统，能够在航行体入水前进行吹气缓冲。还增加了侧壁喷气系统，能够在航行体入水后更有利于超空泡的形成。

Description

一种反向喷气降载装置

技术领域

本发明涉及航行体入水降载技术领域，具体而言是一种反向喷气降载装置。

背景技术

导弹、深弹或者空射鱼雷等回转体从空中进入水中，均会产生剧烈的冲击载荷，瞬时的振动冲击会导致弹体内部结构和仪器的破坏。有效地降低入水冲击载荷，降低冲击加速度已经成为入水冲击领域的重要课题。此外，如何使这些回转体在水下航行过程中有效地被超空泡包裹，从而保持较低的航行阻力也是当今研究领域的热点和难点。现有的航行体入水降载大多数都采用液压缸等结构进行降载，但是其降载能力有限。

发明内容

根据上述技术问题，而提供一种反向喷气降载装置。

本发明采用的技术手段如下：

一种反向喷气降载装置，包括头部整流罩、航行体、缓冲装置和空化器，缓冲装置用于缓冲航行体入水时航行体与水之间的作用力，头部整流罩的前端呈锥形，还包括侧边整流罩和中心喷气系统；

侧边整流罩为分体式，多个分体围绕侧边整流罩的轴线密封拼接为一体，且多个分体之间为可分离连接；航行体的头端与侧边整流罩的后端可分离连接，头部整流罩的后端与侧边整流罩的前端可分离连接；空化器和缓冲装置位于侧边整流罩内；空化器的后端与缓冲装置的输出端固定连接，缓冲装置的安装端与航行体的头部连接；

中心喷气系统包括位于航行体内的储气罐、导气管路系统和轴向喷气口，轴向喷气口加工在空化器的前表面，轴向喷气口通过导气管路系统与储气罐连通。

轴向喷气口位于空化器的中心，导气管路系统穿过缓冲装置的轴向中心与轴向喷气口连通，轴向喷气口朝向空化器的前方。

缓冲装置包括外套筒，外套筒内设有内套筒，外套筒与内套筒之间的部分形成储油腔，内套筒内设有活塞杆，活塞杆的前端穿出外套筒和内套筒与空化器固定连接，活塞杆的后端具有活塞，活塞与内套筒前端之间的部分设有套在活塞杆上的拉弹簧，所述活塞与所述内套筒后端之间的部分形成与所述储油腔连通的液压油腔体，外套筒的后端固定有阻尼器固定基座，且阻尼器固定基座与航行体通过电磁铁吸附连接。

导气管路系统包括中心通气管，中心通气管的前端依次穿过阻尼器固定基座、外套筒的后端中心、内套筒的后端中心，穿入活塞杆内，并与活塞杆的内壁气密式滑动连接，活塞杆靠近其前端的内部具有缓冲气腔，缓冲气腔的后端与中心通气管的前端连通，缓冲气腔内设有轴线与活塞杆轴线重合的压弹簧，中心通气管的端面与压弹簧相抵，活塞杆的前端设有与缓冲气腔连通的通孔，通孔的前端与轴向喷气口通过中心喷气阀门连通；中心通气管的后端与储气罐的出口连通。

航行体入水后，空化器会形成超空泡，航行体在超空泡中进行航行，但是超空泡仅仅是空化器形成的，形成过程比较慢且形成的较小，不利于航行体的航行。因此本发明在上述内容的基础上还增加了侧壁喷气系统，使航行体入水后侧边整流罩向周向喷气，更好的利用超空泡的形成，且形成的较大。

侧壁喷气系统包括多个轴向设置在侧边整流罩侧壁的气体加速孔，气体加速孔的前端与设置在侧边整流罩前端外壁上的气体扩散环连通，气体扩散环朝向侧边整流罩的周向方向，气体加速孔的后端与储气罐通过侧边喷气阀门连接。

气体加速孔为特斯拉阀孔。特斯拉阀孔的特性为当气体由加速的一端入口进入后，会自动对气体进行加速，不消耗其他能量，但是当由另一端进入后，会自动对气体进行减速。

航行体的尾部内设有助推发动机，助推发动机的尾气通过尾气收集装置与储气罐的入口连通。

尾气收集装置包括吸气风扇、驱动吸气风扇转动的驱动装置和风扇导气罩，吸气风扇和驱动装置设置在风扇导气罩内，风扇导气罩的一端通过管路和气体冷却过滤装置与助推发动机的排气端连通，风扇导气罩的另一端通过管路和单向通气阀门与储气罐的入口连通。可以为多个尾气收集装置，且每个尾气收集装置中可以配置有多个互相串联的吸气风扇、驱动装置和风扇导气罩组，每个尾气收集装置可以配置一个储气罐，在航行体的头部内设置一个汇气装置，汇气装置设有数量与储气罐数量相同的进气路，多个进气路的内端于汇气装置的中心汇聚，外端与其所对应的储气罐连通，且中心通气管与汇气装置的中心连通，每个储气罐通过管路与一个或多个气体加速孔连通。

较现有技术相比，本发明具有以下优点：

1、本发明在缓冲装置的基础上还增加了中心喷气系统，能够在航行体入水前进行吹气缓冲。

2、本发明还增加了侧壁喷气系统，能够在航行体入水后更有利于超空泡的形成。

3、本发明回收利用了助推发动机所产生的尾气，并将尾气用于降载和形成超空泡。

4、本发明的侧壁喷气系统采用的气体加速孔为特斯拉阀孔，此种孔能够在不消耗能源的情况下对气体进行加速，同时要强调类特斯拉阀的这种结构是不断重复的一种单元结构，在有限的长度下这样的结构重复的越多(单元结构越小)对气体加速的效果就会越明显。加速后的气体喷出后具有更好的喷气效果。

基于上述理由本发明可在航行体入水等领域广泛推广。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图做以简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明具体实施方式中一种反向喷气降载装置主视图。

图2为图1中A-A向剖视图。

图3为本发明具体实施方式中头部整流罩结构示意图。

图4为本发明具体实施方式中侧壁整流罩三维透视图。

图5为本发明具体实施方式中侧边整流罩剖视图。

图6为本发明具体实施方式中气体加速孔结构示意图。

图7为本发明具体实施方式中缓冲装置剖视图。

图8为本发明具体实施方式中尾气收集装置结构示意图。

图9为图8中I部放大图。

图10为本发明具体实施方法中吸气风扇结构示意图。

图11为本发明具体实施方式中一种反向喷气降载装置三维透视图。

图12为本发明具体实施方式中航行体正常飞行时示意图。

图13为本发明具体实施方式中头部整流罩脱离后中心喷气系统工作示意图。

图14为本发明具体实施方式中缓冲装置受压降载且侧壁喷气系统工作示意图。

图15为本发明具体实施方式中侧边整流罩分离后示意图。

图中：1、头部整流罩；2、航行体；3、缓冲装置；301、外套筒；302、内套筒；303、活塞杆；304、活塞；305、拉弹簧；306、阻尼器固定基座；4、空化器；5、侧边整流罩；501、整流罩侧壁；502、微气孔层板组；503、高压空气腔；504、次高压空气腔；6、中心喷气系统；601、储气罐；602、轴向喷气口；603、中心通气管；604、缓冲气腔；605、压弹簧；606、通孔；607、中心喷气阀门；7、侧壁喷气系统；701、气体加速孔；702、气体扩散环；703、侧边喷气阀门；8、尾气收集装置；801、吸气风扇；802、驱动装置；803、风扇导气罩；804、气体冷却过滤装置；805、进气阀门；806、出气阀门；9、助推发电机；10、汇气装置；1001、进气路。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本发明及其应用或使用的任何限制。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本发明的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。

除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本发明的范围。同时，应当清楚，为了便于描述，附图中所示出的各个部分的尺寸并不是按照实际的比例关系绘制的。对于相关领域普通技术人员己知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术、方法和设备应当被视为授权说明书的一部分。在这里示出和讨论的所有示例中，任向具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。因此，示例性实施例的其它示例可以具有不同的值。应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步讨论。

在本发明的描述中，需要理解的是，方位词如“前、后、上、下、左、右”、“横向、竖向、垂直、水平”和“顶、底”等所指示的方位或位置关系通常是基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，在未作相反说明的情况下，这些方位词并不指示和暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位或者以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明保护范围的限制：方位词“内、外”是指相对于各部件本身的轮廓的内外。

为了便于描述，在这里可以使用空间相对术语，如“在……之上”、“在……上方”、“在……上表面”、“上面的”等，用来描述如在图中所示的一个器件或特征与其他器件或特征的空间位置关系。应当理解的是，空间相对术语旨在包含除了器件在图中所描述的方位之外的在使用或操作中的不同方位。例如，如果附图中的器件被倒置，则描述为“在其他器件或构造上方”或“在其他器件或构造之上”的器件之后将被定位为“在其他器件或构造下方”或“在其位器件或构造之下”。因而，示例性术语“在……上方”可以包括“在……上方”和“在……下方”两种方位。该器件也可以其他不同方式定位(旋转90度或处于其他方位)，并且对这里所使用的空间相对描述作出相应解释。

此外，需要说明的是，使用“第一”、“第二”等词语来限定零部件，仅仅是为了便于对相应零部件进行区别，如没有另行声明，上述词语并没有特殊含义，因此不能理解为对本发明保护范围的限制。

如图1～15所示，一种反向喷气降载装置，包括头部整流罩1、航行体2、缓冲装置3和空化器4，缓冲装置4用于缓冲航行体2入水时航行体1与水之间的作用力，头部整流罩1的前端呈锥形，还包括侧边整流罩5和中心喷气系统6；

侧边整流罩5通过电磁铁与航行体2的头部可分离连接；头部整流罩1的后端与侧边整流罩5的前端可分离连接；头部整流罩1和侧边整流罩都采用两瓣式结构，两瓣密封固定连接，且具有足够强度，在连接处安装有线爆装置和触发传感器，航行体2内设有引爆装置，引爆装置触发触发传感器之后线爆装置引爆头部整流罩或侧边整流罩，变为两瓣。

空化器4和缓冲装置3位于侧边整流罩5内；空化器4的后端与缓冲装置3的输出端固定连接，缓冲装置3的安装端与航行体2的头部连接；

中心喷气系统6包括位于航行体2内的储气罐601、导气管路系统和轴向喷气口602，轴向喷气口602加工在空化器4的前表面，轴向喷气口602通过导气管路系统与储气罐601连通。

轴向喷气口602位于空化器4的中心，导气管路系统穿过缓冲装置3的轴向中心与轴向喷气口602连通。

缓冲装置3包括外套筒301，外套筒301内设有内套筒302，外套筒301与内套筒302之间的部分形成储油腔，内套筒302内设有活塞杆303，活塞杆303的前端穿出外套筒301和内套筒302与空化器4固定连接，活塞杆303的后端具有活塞304，活塞304与内套筒302前端之间的部分设有套在活塞杆303上的拉弹簧305，所述活塞304与所述内套筒302后端之间的部分形成与所述储油腔连通的液压油腔体，外套筒301的后端固定有阻尼器固定基座306，且阻尼器固定基座306与航行体2通过电磁铁吸附连接。

导气管路系统包括中心通气管603，中心通气管603的前端依次穿过阻尼器固定基座306、外套筒301的后端中心、内套筒302的后端中心，穿入活塞杆303内，并与活塞杆303的内壁气密式滑动连接，活塞杆303靠近其前端的内部具有缓冲气腔604，缓冲气腔604的后端与中心通气管603的前端连通，缓冲气腔604内设有轴线与活塞杆303轴线重合的压弹簧605，中心通气管603的端面与压弹簧605相抵，活塞杆303的前端设有与缓冲气腔604连通的通孔606，通孔606的前端与轴向喷气口602通过中心喷气阀门607连通；中心通气管603的后端与储气罐601的出口连通。

还包括侧壁喷气系统7，侧壁喷气系统7包括多个轴向设置在侧边整流罩5侧壁的气体加速孔701，气体加速孔701的前端与设置在侧边整流罩5前端外壁上的气体扩散环702连通，气体扩散环702朝向侧边整流罩5的周向方向，气体加速孔701的后端与储气罐601通过侧边喷气阀门703连接。

气体加速孔701为特斯拉阀孔。气体加速孔701可以自动对来储气罐601气体进行加速，当气体通过气体加速孔701到侧边整流罩5前段时，在气体扩散环702处沿着航行体2的周向均匀喷出。其作用在于当航行体2航速降低，空化器4通过自由空化不足以维持航行体2超空泡航行时，侧向喷气可以帮助扩大空泡的直径，维持航行体2的超空泡航行，使其维持降低的航行阻力，增加航程。整个装置的设计充分考虑了结构的可靠性、可操作性，具有较好的工程应用前景。

航行体2的尾部内设有助推发动机9，助推发动机9的尾气通过尾气收集装置8与储气罐601的入口连通。

尾气收集装置8包括吸气风扇801、驱动吸气风扇801转动的驱动装置802和风扇导气罩803，吸气风扇801和驱动装置802设置在风扇导气罩803内，驱动装置802为无轴永磁电机，吸气风扇801为涡轮风扇，风扇导气罩803的一端通过管路和气体冷却过滤装置804与助推发动机9的排气端连通，风扇导气罩803的另一端通过管路与储气罐601的入口连通。储气罐601的入口侧和出口侧分别设置有进气阀门805和出气阀门806；防止气体返回到助推反动机9处。

本具体方式中采用了四个尾气收集装置8，且每个尾气收集装置中可以配置有两组互相串联的吸气风扇8001、驱动装置802和风扇导气罩803组(吸气风扇8001、驱动装置802和风扇导气罩803为一组)，每个尾气收集装置可以配置有一个储气罐601，在航行体2的头部内设置一个汇气装置10，汇气装置10设有四个进气路1001，多个进气路1001的内端于汇气装置10的中心汇聚，外端与其所对应的储气罐601连通，且中心通气管601与汇气装置10的中心连通，每个储气罐601通过管路与一个或多个气体加速孔701连通。

使用状态下：在助推发动机9工作时，通过脉冲信号控制驱动尾气收集装置8开始工作，打开进气阀门805，助推发动机9产生的废气部分被吸入尾气收集装置8内，存储在储气罐601内。在撞水之前，缓冲装置3的活塞杆303在拉弹簧305和液压油的作用下处于伸长状态，压弹簧605处于伸长状态使得中心通气管603的头端并不位于缓冲气腔604内，如图12所示。

航行体2快要触水前，引爆装置触发触发传感器之后线爆装置引爆头部整流罩1，变为两瓣，之后与侧边整流罩5分离脱离，露出圆盘型的空化器4。然后，出气阀门806打开，中心喷气阀门607打开，储气罐601的气体通过汇气装置10、中心通气管603、缓冲气腔604、通孔606由轴向喷气口602喷出，该过程为空化器4前端的反向喷气，实现触水前的航行体2减速降载，如图13所示。

当空化器4触水后，中心喷气阀门607关闭，停止喷气。此时空化器3将受到水的冲击压力，压力被传递至与其相连的缓冲装置3，拉弹簧305拉伸，活塞杆303向右运动，将液压油压入储油腔内，实现缓冲装置3的缓冲降载，同时压弹簧605被压缩，中心通气管603与活塞杆303之间发生相对滑动，中心通气孔603的前端进入了缓冲气腔604中，因为他们之间为密封圈密封滑动连接，运动时不会有液压油渗入缓冲气腔604内。当航行体2入水后，进行超空泡航行时，电磁阀控制打开出气阀门806、侧边喷气阀门703，储气罐601内的高压气体通过气体加速孔701，此时气体加速孔701会加速气体，气体通过微气孔气体扩散环702的作用，均匀地沿侧边整流罩5周向方向喷出，如图14所示。

当储气罐601内的气体耗尽后，对连接侧边整流罩5和航行体2的电磁铁断电，同时启动航行体2内的引爆装置触发触发传感器之后线爆装置引爆侧边整流罩5，变为两瓣，最终剩下空化器4、缓冲装置3和航行体进行航行，如图15所示，此时应关闭侧边喷气阀门703，防止空气或水进入航行体2内部。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

Claims (8)

1.一种反向喷气降载装置，包括头部整流罩、侧边整流罩、航行体、缓冲装置和空化器，所述头部整流罩的后端与侧边整流罩的前端可分离连接，侧边整流罩与航行体可分离连接，所述空化器和所述缓冲装置设置在所述侧壁整流罩内，所述空化器的后端与所述缓冲装置的输出端连接，所述缓冲装置的输出端与所述航行体的头部连接，其特征在于：还包括中心喷气系统；

所述中心喷气系统包括位于所述航行体内的储气罐、导气管路系统和喷气口，所述喷气口加工在所述空化器的前表面，所述喷气口通过所述导气管路系统与所述储气罐连通。

2.根据权利要求1所述的一种反向喷气降载装置，其特征在于，所述喷气口位于所述空化器的中心，所述导气管路系统穿过所述缓冲装置的轴向中心与所述轴向喷气口连通，所述轴向喷气口朝向所述空化器的前方。

3.根据权利要求2所述的一种反向喷气降载装置，其特征在于，所述缓冲装置包括外套筒，所述外套筒内设有内套筒，所述外套筒与所述内套筒之间的部分形成储油腔，所述内套筒内设有活塞杆，所述活塞杆的前端穿出所述外套筒和所述内套筒与所述空化器固定连接，所述活塞杆的后端具有活塞，所述活塞与所述内套筒前端之间的部分设有套在所述活塞杆上的拉弹簧，所述活塞与所述内套筒后端之间的部分形成与所述储油腔连通的液压油腔体，所述外套筒的后端固定有阻尼器固定基座，且所述阻尼器固定基座与所述航行体通过电磁铁吸附连接。

4.根据权利要求3所述的一种反向喷气降载装置，其特征在于，所述导气管路系统包括中心通气管，所述中心通气管的前端依次穿过所述阻尼器固定基座、所述外套筒的后端中心、所述内套筒的后端中心，穿入所述活塞杆内，并与所述活塞杆的内壁气密式滑动连接，所述活塞杆靠近其前端的内部具有缓冲气腔，所述缓冲气腔的后端与中心通气管的前端连通，所述缓冲气腔内设有轴线与所述活塞杆轴线重合的压弹簧，所述中心通气管的端面与压弹簧相抵，所述活塞杆的前端设有与所述缓冲气腔连通的通孔，所述通孔的前端与所述轴向喷气口通过中心喷气阀门连通；所述中心通气管的后端与所述储气罐的出口连通。

5.根据权利要求1所述的一种反向喷气降载装置，其特征在于，还包括侧壁喷气系统，所述侧壁喷气系统包括多个轴向设置在所述侧边整流罩侧壁的气体加速孔，所述气体加速孔的前端与设置在所述侧边整流罩前端外壁上的气体扩散环连通，所述气体扩散环朝向所述侧边整流罩的周向方向，所述气体加速孔的后端与所述储气罐通过侧边喷气阀门连接。

6.根据权利要求5所述的一种反向喷气降载装置，其特征在于，所述气体加速孔为特斯拉阀孔。

7.根据权利要求1所述的一种反向喷气降载装置，其特征在于，所述航行体的尾部内设有助推发动机，所述助推发动机的尾气通过尾气收集装置与所述储气罐的入口连通。

8.根据权利要求7所述的一种反向喷气降载装置，其特征在于，所述尾气收集装置包括吸气风扇、驱动所述吸气风扇转动的驱动装置和风扇导气罩，所述吸气风扇和所述驱动装置设置在所述风扇导气罩内，所述风扇导气罩的一端通过管路和气体冷却过滤装置与所述助推发动机的排气端连通，所述风扇导气罩的另一端通过管路和单向通气阀门与所述储气罐的入口连通。

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