一种水下爆炸试验设备海上收放装置及其收放方法

本发明涉及水下爆炸物收放设备领域，特别是涉及一种水下爆炸试验设备海上收放装置及其收放方法。

背景技术：

传统的水下试验设备收放方法通常是将水下设备装载在水上工作船舶，运输到指定试验区域，利用船载起重设备，如a型架、行车吊、起重机等将其布放到水中及回收到作业船舶。针对百吨级千吨级的大型水下爆炸测试物，由于其水下爆炸测试影响范围广、冲击波大，易对水面收放工作船舶造成破坏，需要专门的海上运输收放装置，国内尚缺少此类专门针对大型水下爆炸试验设备海上收放的专用装置及方法能够实现大型试验设备的运输、起吊、下放及回收这一套作业过程。

以往的技术方案中，在进行大型水下爆炸测试试验过程中工作船舶的承载能力、进行试验时船体的稳定性、起重设备的起吊能力是有所欠缺的，例如申请号为“202010995091.2”，名称为“大型水域水下爆炸毁伤试验系统和方法”的发明专利公开了一种大型水域水下爆炸毁伤试验系统和方法，在系统中，浮体位于水域的指定起爆点，利用锚定浮标防止浮体移动和转动，浮体通过用于固定靶标与浮体的相对位置的吊放钢缆和承重钢缆连接靶标，靶标内具有试验爆源，设置在岸上的起爆系统通过加强型导爆管连接浮体上的限制性导爆索，用于引爆试验爆源，但是在实际爆炸试验过程中，由于爆炸产生的冲击水柱以及紊流现象，会使浮体产生大幅度摆动、倾斜，容易产生侧翻的现象，稳定性较低。

因此人们亟需一种结构简单、稳定性高以及成本低的水下爆炸试验设备海上收放装置。

技术实现要素：

本发明的目的是提供一种水下爆炸试验设备海上收放装置及其收放方法，以解决上述现有技术存在的问题，结构简单、稳定性高以及成本低。

为实现上述目的，本发明提供了如下方案：本发明提供一种水下爆炸试验设备海上收放装置，包括双体船以及起重单元，所述双船体的船体间空腔为试验设备的吊装区域，所述试验设备设置在所述吊装区域的中部，所述起重单元设置在所述双体船上，所述起重单元与所述试验设备连接，控制所述试验设备进行垂直的收放运动。

优选的，所述双船体包括两个分离的水下船体以及连接两个所述水下船体的连接桥，所述起重单元设置在所述连接桥上，所述起重单元的起重端通过链条连接试验设备，所述起重单元的重心与所述连接桥的中心点位于同一条垂直线上。

优选的，所述连接桥包括若干个甲板支柱和主甲板，所述起重单元设置在所述主甲板上，若干个所述甲板支柱对称设置在两个所述水下船体上，所述甲板支柱远离所述水下船体的一端连接所述主甲板，且所述甲板支柱沿所述主甲板的中心点所在的垂直线对称设置。

优选的，所述主甲板采用框架式网格结构。

优选的，所述主甲板上设置有若干个围绕所述主甲板的轴线均布的锚机，所述锚机通过锚链连接有船锚。

优选的，所述水下船体的船底为圆弧形结构，且所述圆弧形结构的轴线与所述水下船体的朝向相同。

优选的，所述起重单元包括至少一组起重器械，每组所述起重器械的数量至少为一个，所述起重器械为起重绞车。

优选的，所述链条远离所述起重单元的一端设置有吊钩，所述试验设备上设置有与所述吊钩配合使用的吊耳。

优选的，还包括用于运输所述试验设备的运输驳船，所述运输驳船上设置有用于放置所述试验设备的放置槽，所述运输驳船将所述试验设备运送至所述吊装区域的中部。

本发明还提供一种上述水下爆炸试验设备海上收放装置的收放方法，包括以下步骤：

s1：双体船运动至指定区域，并通过下放锚链固定其位置，工作人员在码头将试验设备装载至运输驳船上；

s2：运输驳船携带试验设备运动至主甲板下方的吊装区域，将链条上的吊钩与试验设备上的吊耳连接，连接完成后起重绞车工作将试验设备吊起一定高度；

s3：运输驳船驶离吊装区域，起重绞车工作将试验设备下放到制定深度的试验区域，试验设备进行爆炸试验；

s4：爆炸试验完成后，起重绞车工作将试验设备吊起，运输驳船运动至吊装区域，起重绞车将试验设备放置在运输驳船的放置槽内，分离吊钩与吊耳；

s5：运输驳船携带爆炸完成后的试验设备运动至码头，工作人员将试验设备取下，并通过试验设备对爆炸进行分析。

本发明相对于现有技术取得了以下技术效果：

1、本发明中利用双体船作为工作船舶，双体船在稳定性方面较常规船只具有较大的提升，而且在双体船的船体间的吊装区域，利用双体船上设置的起重单元完成对试验设备的收放，试验设备位于吊装区域的中部且被起重单元在垂直方向上完成收放，当试验设备爆炸引起紊流现象以及在海面上出现的冲击水柱冲击双体船时，双体船会产生一定的倾斜，在倾斜状态下，由于在双体船的中部具备一个来自于试验设备的拉力，该拉力会在无论双体船向哪一侧发生倾斜时，都为其回正方向上提供一个分力，使双体船快速回正，大大提高了双体船的稳定性。

2、本发明中起重单元的重心与连接桥的中心点位于同一条垂直线上，使得起重单元的重力分散在连接桥的中心的四周，避免了由于起重单元的重心偏离连接桥的中心点，导致在自然状态下，船体产生一定倾斜的问题。

3、本发明中连接桥包括若干个甲板支柱和主甲板，甲板支柱间会形成一定的缝隙，且主甲板采用框架式网格结构，当爆炸产生的紊流现象所造成的波浪以及冲击水柱在经过双体船时，大部分水流会从甲板支柱间的缝隙以及主甲板上网格间的间隙通过，减少了水流对船体的冲击作用，提高了双体船的稳定性。

4、本发明中在主甲板上设置有若干个围绕主甲板的轴线均布的锚机，锚机通过锚链连接有船锚，通过船锚的固定作用进一步提高双体船的稳定性。

5、本发明中将水下船体的船体设置为圆弧形结构，当爆炸时冲击水流冲击船底时，会受到圆弧形结构的引导而分向水下船体的两侧，降低了冲击水流对船底的直接冲击力，提高了双船体的稳定性。

6、本发明中由于双体船在试验设备爆炸时具有很好的稳定性，且甲板支柱间与支架板上多间隙的设置使得双体船的耐冲击性较强，大大延长了本装置的使用寿命，可重复进行使用。

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，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅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性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明双体船的结构示意图；

图2为本发明运输驳船的结构示意图；

图3为本发明运输驳船运输试验设备至吊装区域的正视图；

图4为本发明运输驳船运输试验设备至吊装区域的结构示意图；

图5为本发明起重器械连接爆炸前后的试验设备时的结构示意图；

图6为本发明起重器械将试验设备下放至指定位置时的结构示意图；

图7为本发明运输驳船运输承载爆炸完成后的试验设备且准备离开吊装区域时的结构示意图；

其中，1、双体船；2、水下船体；3、甲板支柱；4、主甲板；5、起重器械；6、锚机；7、试验设备；8、运输驳船；9、放置槽；10、链条；11、船锚。

具体实施方式

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。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。

本发明的目的是提供一种水下爆炸试验设备海上收放装置及其收放方法，以解决现有技术存在的问题，结构简单、稳定性高以及成本低。

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。

请参考如图1～3所示，提供一种水下爆炸试验设备海上收放装置，包括双体船1以及起重单元，双船体的船体间空腔为试验设备7的吊装区域，试验设备7设置在吊装区域的中部，在仅进行一次试验的情况下，可事先将试验设备7可拆卸的连接在吊装区域的中部，试验时将连接断开即可，或者采用外部运输的方式，在双体船1到达指定位置后将试验设备7运输至吊装区域的中部，在进行多次试验的情况下，首次试验所用设备可拆卸连接在吊装区域的中部，其余次试验均采用外部运输的方式，或者全部采用外部运输的方式，起重单元固定或可拆卸的设置在双体船1上，起重单元控制试验设备7在双体船1的中部进行垂直的收放运动，起重单元与试验设备7连接，连接物可采用链条10、缆绳或伸缩杆等，当试验设备7爆炸引起紊流现象以及在海面上出现的冲击水柱冲击双体船1时，双体船1会产生一定的倾斜，在倾斜状态下，由于在双体船1的中部具备一个来自于试验设备7的拉力，该拉力会在无论双体船1向哪一侧发生倾斜时，都为其回正方向上提供一个分力，使双体船1快速回正，大大提高了双体船1的稳定性。

为了保证连接质量以及减少水流对连接物的冲击，优选采用链条10连接。

双船体包括两个分离的水下船体2以及连接两个水下船体2的连接桥，起重单元设置在水下船体2或连接桥上，起重单元的重心与连接桥的中心点位于同一条垂直线上，以保证船体在自然状态下，即未受到风浪的冲击时，处于平衡的状态，不发生倾斜，降低在试验过程中双体船1受到爆炸产生的冲击水柱以及海水紊流现象时出现侧翻的几率。

连接桥包括若干个甲板支柱3和主甲板4，起重单元设置在甲板支柱3或主甲板4上，若干个甲板支柱3对称设置在两个水下船体2上，保证两侧水下船体2的受重的均匀性，甲板支柱3远离水下船体2的一端固定连接主甲板4，且甲板支柱3沿主甲板4的中心点所在的垂直线对称设置，使得甲板支柱3的重心与主甲板4的中心点位于同一条垂直线上，保证船体在自然状态下的平衡性，相邻甲板支柱3间具有缝隙，当爆炸产生的紊流现象所造成的波浪以及冲击水柱在经过双体船1时，大部分水流会从甲板支柱3间的缝隙通过，减少了水流对船体的冲击作用，提高了双体船1的稳定性。

甲板支柱3的形状可为方形或圆柱形等，主甲板4的形状可为圆形、矩形等。

由于爆炸产生的紊流现象所造成的波浪以及冲击水柱在经过双体船1时，可能会冲击主甲板4，因此，将主甲板4设置为框架式网格结构，使冲击水从网格间的间隙通过，进一步减少了水流对船体的冲击作用，提高了双体船1的稳定性。

为了进一步提高在进行爆炸试验时双体船1的稳定，主甲板4上设置有若干个围绕主甲板4的轴线均布的锚机6，锚机6通过锚链连接有船锚11，通过船锚11实现对双体船1的固定作用，且锚机6的设置方式使得所有锚机6的重心与主甲板4的中心点位于同一条垂直线上，保证船体在自然状态下的平衡性。

由于爆炸时大量水流会从下方冲击船底，为了降低冲击水流对船底的直接冲击力，水下船体2的船底为圆弧形结构，当爆炸时冲击水流冲击船底时，会受到圆弧形结构的引导而分向水下船体2的两侧，且圆弧形结构的轴线与水下船体2的朝向相同或不同，为了便于保证双体船1具备较好的行驶能力，使其能够行驶至指定爆破区域，优选的，圆弧形结构的轴线与水下船体2的朝向相同。

起重单元包括至少一组起重器械5，每组起重器械5的数量至少为一个，当设置一组起重器械5且一组起重器械5的数量为一个时，该起重器械5的起重端设置在试验设备7的正上方；当设置一组起重器械5且一组起重器械5的数量为若干个时，若干个起重器械5的起重端的中心点位于试验设备7的正上方；当设置若干组起重器械5且一组起重器械5的数量为一个或者若干个时，若干个起重器械5的起重端的中心点位于试验设备7的正上方；可根据试验设备7的重量对起重器械5的数量进行选择。

起重器械5为起重绞车、升降机等。

链条10与试验设备7的连接方式可为吊钩与吊耳配合的方式，例如链条10远离起重单元的一端设置有吊钩，试验设备7上设置有与吊钩配合使用的吊耳，吊耳的数量与吊钩的数量相匹配，或者采用耐高温的磁吸等其他连接方式。

当试验设备7的设置采用外部运输的方式时，设置用于运输试验设备7的运输驳船8，运输驳船8上设置有用于放置试验设备7的放置槽9，运输驳船8将试验设备7运送至吊装区域的中部。

主甲板4上设置有用于存放链条10以及锚链的放置仓。

请参考如图4～7所示，本发明还提供一种上述水下爆炸试验设备海上收放装置的收放方法，包括以下步骤：

s1：人工驾驶或利用卫星操控双体船1运动至指定区域，并通过下放锚链固定其位置，工作人员在码头将试验设备7装载至运输驳船8的放置槽9上；

s2：人工驾驶或利用卫星操控运输驳船8携带试验设备7运动至主甲板4下方的吊装区域，采用人工或系统控制的方式将链条10上的吊钩与试验设备7上的吊耳连接，连接完成后起重绞车工作将试验设备7吊起一定高度，吊起高度应保证试验设备7与海平面的最小距离大于运输驳船8上表面与海平面的最大距离；

s3：人工驾驶或利用卫星操控运输驳船8驶离吊装区域，预先计算运输驳船8的行驶距离，尽量减小在试验设备7爆炸时对运输驳船8的影响，然后起重绞车工作将试验设备7下放到指定深度的试验区域，启动试验设备7的爆炸程序或通过导爆索引爆试验设备7，试验设备7进行爆炸试验；

s4：爆炸试验完成后，起重绞车工作将试验设备7吊起，人工驾驶或利用卫星操控运输驳船8运动至吊装区域，起重绞车将试验设备7放置在运输驳船8的放置槽9内，采用人工或系统控制的方式分离吊钩与吊耳；

s5：人工驾驶或利用卫星操控运输驳船8携带爆炸完成后的试验设备7运动至码头，工作人员将试验设备7取下，并通过试验设备7对爆炸进行分析。

根据实际需求而进行的适应性改变均在本发明的保护范围内。

需要说明的是，对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

本发明中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处。综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。