一种多舱流线型水下拖曳体的制作方法
【专利摘要】本发明公开了一种多舱流线型水下拖曳体，该拖曳体包括主载体，和位于主载体两端的分别通过前导向环、后导向环固定的前导流罩和后导流罩；所述主载体为一中空的圆柱舱体，分为三部分，分别为前舱体、中舱体和后舱体，所述中舱体内安装有机翼固定架，机翼再通过机翼固定架和主载体的中舱体相配合固定。本发明设计结构简单，模块化程度高，通用性、可兼容性和扩展性好，方便加工，易于组装，可批量生产；拖曳体的两端采用子弹头型导流罩结构，并且在水中航行时可减小所遇到的阻力，主载体为圆柱体多舱式结构，内部隔舱空间大，能够搭载多种检测的传感器，扩大了应用范围，装有对称分布的机翼，使得拖曳体在水中能够保持稳定的平衡姿态。
【专利说明】一种多舱流线型水下拖曳体
[0001]
技术领域
[0002]本发明涉及一种水下拖曳体，具体是一种用于搭载海水物理化学参数检测仪器及勘探深海环境和海底能源装置的载体。
【背景技术】
[0003]在现代探索和研究海洋的先进技术中，水下探测装备发挥着举足轻重的作用，能够代替人类探索极限海域，具有重要的战略意义。水下探测装备主要分为以下几类:无人水下航行器和载人水下航行器。无人水下航行器结构简单，可以由各种不同的拖曳设备(例如:拖船、潜艇及直升飞机等)提供动力，因此可以在不同深度的海洋位置进行工作，实现全方位、立体化及高度灵活的海洋探测。水下拖曳体的工作速度可以通过控制拖曳设备的速度而实现适时调节，因而它可以在海洋中实现高效搜索。特别是需要使用无人水下搜索系统进行大范围搜索某片海域时，相对于水下遥控式或自主航行式水下机器人，水下拖曳体更适合用来进行搜索，因而其在大规模海洋探测或搜索领域得到了广泛的应用。
[0004]水下拖曳体装载有测量仪器或操作装置，能够完成多种复杂的探测任务。水下拖曳体以一定的拖曳速度在不同的工作深度处运动时，必须具有一定的姿态稳定性和可控性，才能保证水下探测的精确度。而在外界复杂因素的影响下，水下拖曳体的运动姿态容易发生改变，一般情况下其能够依靠自身调节机构自动恢复本来的工作姿态。但是，水下拖曳体自身的调节机构是在运动姿态已经发生改变后再进行调节，会有一定的延迟性，水下拖曳体本身的稳定性结构设计是保证其工作姿态稳定性的重要保障。现有的水下拖曳体形状和结构设计基本参照航空飞行器的原理，为了使拖曳体能够在水中实现大范围稳定的作业，对外观和内部结构进行优化设计使其能够满足水下探测的高标准要求。
【发明内容】
[0005]为解决上述问题，本发明的目的是提供一种结构简单，便于加工和安装，能够在水中保持航向稳定，并能根据试验要求搭载多种探测仪器，在不同深度的海域进行作业的水下拖曳体。
[0006]为达到上述目的，本发明通过以下具体技术方案实现:
一种多舱流线型水下拖曳体，该拖曳体包括主载体，和位于主载体两端的分别通过前导向环、后导向环固定的前导流罩和后导流罩;所述主载体为一中空的圆柱舱体，分为三部分，依次为前舱体、中舱体和后舱体，其中，所述中舱体内安装有机翼固定架，机翼再通过机翼固定架和主载体的中舱体相配合固定。
[0007]进一步的，所述前舱体和后舱体外表面均匀分布多个圆形通孔，为方便海水进入舱体，以维持所述拖曳体在海水中的平衡状态。
[0008]进一步的，所述机翼固定架为一圆柱体，其表面沿圆柱体轴向方向均匀分布有4个大小相等的矩形槽;所述机翼固定架外径尺寸和主载体内径尺寸相等，其两端设有螺栓孔、线孔和设备固定孔，分别用于紧固机翼，仪器设备布线和固定舱体。
[0009]进一步的，所述中舱体外表面也设有与所述机翼固定架相同的均匀分布的4个大小相等的矩形槽;所述机翼固定架安装于中舱体内时，两者的矩形槽一一对应。
[0010]进一步的，所述机翼底部为一矩形块，并通过该矩形块插入到所述机翼固定架和中舱体的矩形槽中固定安装，即所述机翼的数目优选为4个，呈对称分布。
[0011]进一步的，所述主载体的前端对称分布两个拖曳环，拖缆通过该拖曳环与船体相连，从而为所述拖曳体提供动力；拖曳体姿态和运行状态控制由其自身的重量和重心控制实现，整体实现中性浮力效果，工作深水区。
[0012]进一步的，所述前导流罩和后导流罩的形状优选为子弹头型，大大减小了拖曳体在水中航行时遇到的阻力。
[0013]进一步的，所述前导流罩和后导流罩通过径向螺钉分别与前导向环和后导向环相固定。
[0014]所述多舱流线型水下拖曳体各个模块实现探测的具体设置:所述导流罩底部四周设有六个螺栓孔，探测电极杆旋拧在中心螺纹孔内；所述导向环为圆柱体形，其圆周方向设有3道均布的圆形凹槽，首端开有螺栓孔，一端与导流罩相连，另一端与舱体相连用于固定仪器设备;所述机翼固定架的内部设有三个用于设备走线的圆形通孔，机翼侧面设有设备走线的圆形凹槽，机翼固定架两端分别对称分布着四个固定机翼的螺栓孔，用于配合矩形槽并固定。
[0015]本发明与现有技术相比，具有如下优点与有益效果:
本发明设计结构简单，模块化程度高，通用性、可兼容性和扩展性好，方便加工，易于组装，可批量生产;拖曳体的两端采用子弹头型导流罩结构，在水中航行时可减小所遇到的阻力，能够保持较高且稳定的工作速度。本发明的主载体为圆柱体多舱式结构，这样的结构设计和以往的拖曳体相比，内部隔舱空间大，能够搭载多种检测的传感器，扩大了应用范围。本发明所述的拖曳体，装有对称分布的机翼，使得拖曳体在水中能够保持稳定的平衡姿态；另外各个模块结构内部都设有布线孔，方便仪器设备的走线和信号传输，避免导线裸露在空气和海水中，保障了数据的稳定可靠传输。
【附图说明】
[0016]图1是本发明的外部总体结构示意图。
[0017]图2是本发明的剖面结构示意图。
[0018]图3是本发明的机翼固定架的结构示意图。
[0019]其中:1-前导流罩，2_主载体，3_机翼，4_后导流罩，5_前导向环，6_前舱体，7_机翼固定架，8-后舱体，9-后导向环。
【具体实施方式】
[0020]下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步的解释和说明。
[0021]实施例1:
如图1-2所示，一种多舱流线型水下拖曳体包括主载体2，和位于主载体2两端的分别通过前导向环5、后导向环9固定的前导流罩I和后导流罩4;所述主载体2为一中空的圆柱舱体，分为三部分，依次为前舱体6、中舱体和后舱体8，其中，所述中舱体内安装有机翼固定架7，机翼3再通过机翼固定架7和主载体2的中舱体相配合固定。
[0022]所述前舱体6和后舱体8外表面均匀分布多个圆形通孔，为方便海水进入舱体，以维持所述拖曳体在海水中的平衡状态。
[0023]如图3所示，所述机翼固定架7为一圆柱体，其表面沿圆柱体轴向方向均匀分布有4个大小相等的矩形槽;所述机翼固定架外径尺寸和主载体内径尺寸相等，其两端设有螺栓孔、线孔和设备固定孔，分别用于紧固机翼，仪器设备布线和固定舱体。
[0024]所述中舱体外表面也设有与所述机翼固定架7相同的均匀分布的4个大小相等的矩形槽;所述机翼固定架7安装于中舱体内时，两者的矩形槽一一对应。
[0025]所述机翼3底部为一矩形块，并通过该矩形块插入到所述机翼固定架7和中舱体的矩形槽中固定安装，即所述机翼3的数目优选为4个，呈对称分布。
[0026]所述主载体2的前端对称分布两个拖曳环，拖缆通过该拖曳环与船体相连，从而为所述拖曳体提供动力；该拖曳体姿态和运行状态控制由其自身的重量和重心控制实现，整体实现中性浮力效果，工作深水区。
[0027]所述前导流罩I和后导流罩4通过径向螺钉分别与前导向环5和后导向环9相固定。
[0028]本发明的工作原理是:(I)根据不同的探测任务，在主载体2内进行所需类型的水下探测设备装置的布置；(2)根据选用的不同类型的传感探测装置的不同重量以及重心的不同，选择合理的拖拽孔位，安装好不锈钢卡扣用于拖缆缠绕系紧，再通过主拖缆与船只连接；(3)在拖拽过程中，通过调节主揽线的下放长度，对拖曳体探测深度进行直接的调整；
(4)拖拽体外部选用直角梯形前缘后掠角为20°的机翼3，导流罩的子弹头型设计，以及主载体采用圆柱形设计，使得拖曳体的自我调节工作姿态能力较强，另外各个组件也便于加工生产和安装。
[0029]使用时，根据需要测量的数据，在拖曳体前、后舱体中安装相关的仪器设备，并在舱体内填充适当的浮体材料调节重心，以保证拖曳体重心稳定并在海水中能在合适的深度运行，达到测量相关数据的目的。用拖缆通过拖曳环将船体和拖曳体连接在一起，开始时以较慢的速度前行，待拖曳体在海水中达到平稳状态时，可将速度逐渐提升到设定的要求。本发明水下工作时，为了使拖曳体在水中能够保持稳定的平衡姿态，会倾向于使它的重心尽量降低;综合考虑拖曳体在水中的受力情况，尽量使其重心和浮心处于适当的位置。在用缆绳拖拽拖曳体时应使两侧绳长尽量一致，否则容易发生反转的现象。如上所述，便可较好地实现本发明。
[0030]以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非是对本发明作其他形式的限制，任何熟悉本专业的技术人员可能利用上述揭示的技术内容加以变更或改型为等同变化的等效实施例。但是凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化和改型，仍属于本发明技术方案的保护范围。
【主权项】
1.一种多舱流线型水下拖曳体，其特征在于，该拖曳体包括主载体(2)，和位于主载体(2)两端的分别单独通过前导向环(5)、后导向环(9)固定的前导流罩(I)和后导流罩(4);所述主载体(2 )为一中空的圆柱舱体，分为三部分，依次为前舱体(6)、中舱体和后舱体(8)，其中，所述中舱体内安装有机翼固定架(7)，机翼(3)再通过机翼固定架(7)和主载体(2)的中舱体相配合固定。2.如权利要求1所述的多舱流线型水下拖曳体，其特征在于，所述前舱体(6)和后舱体(8)外表面均匀分布多个圆形通孔，方便海水进入舱体，以维持所述拖曳体在海水中的平衡状态。3.如权利要求1所述的多舱流线型水下拖曳体，其特征在于，所述机翼固定架(7)为一圆柱体，其表面沿圆柱体轴向方向均匀分布有4个大小相等的矩形槽。4.如权利要求1所述的多舱流线型水下拖曳体，其特征在于，所述中舱体外表面也设有与所述机翼固定架(7)相同的均匀分布的4个大小相等的矩形槽;所述机翼固定架(7)安装于中舱体内时，两者的矩形槽一一对应。5.如权利要求1所述的多舱流线型水下拖曳体，其特征在于，所述机翼(3)底部为一矩形块，并通过该矩形块插入到所述机翼固定架(7)和中舱体的矩形槽中固定安装，即所述机翼(3)的数目为4个，呈对称分布。6.如权利要求1所述的多舱流线型水下拖曳体，其特征在于，所述主载体(2)的前端对称分布两个拖曳环，拖缆通过该拖曳环与船体相连，从而为所述拖曳体提供动力。7.如权利要求1所述的多舱流线型水下拖曳体，其特征在于，所述前导流罩(I)和后导流罩(4)的形状为子弹头型，降低拖曳体在水中航行时遇到的阻力。8.如权利要求1所述的多舱流线型水下拖曳体，其特征在于，所述前导流罩(I)和后导流罩(4)通过径向螺钉分别与前导向环(5)和后导向环(9)相固定。9.如权利要求1所述的多舱流线型水下拖曳体，其特征在于，所述前舱体(6)和后舱体(8)内填充有浮体材料，用于调节拖曳体重心。10.如权利要求1所述的多舱流线型水下拖曳体，其特征在于，所述机翼(3)为直角梯形前缘后掠角为20°的尾翼。
【文档编号】B63C11/52GK105947155SQ201610432759
【公开日】2016年9月21日
【申请日】2016年6月17日
【发明人】司先才, 王树杰, 王友东, 谭俊哲, 袁鹏, 姜雪英
【申请人】中国海洋大学