一种抗水下爆炸冲击弯曲的弧形加强耐压舱壁结构

1.本发明涉及一种抗水下爆炸冲击弯曲的弧形加强耐压舱壁结构，属于舰船结构防护技术领域。


背景技术：

2.当舰船在海上执行任务时，难免会遇到敌方水下反舰武器的攻击，主要有鱼雷、水雷等。舰船水下部分破舱进水，对舰船战斗力和生命力造成巨大的威胁。“空舱-液舱-空舱”式防护结构是大型舰船抵御水下接触爆炸的主要防御形式。舷侧外板和液舱外板组成的膨胀舱为空舱，为舷侧外板提供了在爆轰过程中产生的变形空间，释放爆轰产物压力；液舱外板和液舱内板组成液舱，液舱中的吸收液体能够吸收爆炸产生的冲击波，耗散爆轰产物及高速破片的动能；液舱内板和防御纵壁组成水密舱也为空舱，继续缓解冲击压力，降低防御纵壁的毁伤程度。
3.在舷侧布置液舱，不仅能够满足部分装载的需要，也能对水下武器接触水下爆炸的冲击波、气泡及高速破片产生抵御作用。舷侧接触爆炸过程中产生的冲击波传递并作用在液舱结构，液舱外板主要产生向船体内部弯曲的动响应，带动舱中水介质的运动，给液舱外板增加惯性力。冲击波作用于液舱内板，内板反射稀疏波，稀疏波传播过程导致吸收液体形成负压而形成空泡，空泡溃灭再次作用在液舱内板，形成二次冲击；而破片侵彻液舱会引起水锤效应，当破片撞击液舱外板也会产生冲击波，通过水介质作用到液舱内板；同时，高速破片在吸收液体中高速运动会导致水发生空化，产生带空泡航行的现象；当高速破片撞击到液舱内板上，空泡发生溃灭形成射流作用在液舱内板，形成二次冲击。此过程会对液舱内板造成大塑性变形，甚至会导致冲塞穿孔、花瓣撕裂等毁伤。典型液舱内板通常为柔性大变形板，其厚度较大，在舱室中占据了较大的重量，因此有必要对液舱内板加以防护设计以此来减小结构变形或者在相当防护效果的前提下减轻液舱内板重量，进一步提升舰船生命力和战斗力。


技术实现要素：

4.本发明是为了解决上述问题，进而提供了一种抗水下爆炸冲击弯曲的弧形加强耐压舱壁结构。
5.针对上述存在的难题，本发明给出以下方案。
6.一种抗水下爆炸冲击弯曲的弧形加强耐压舱壁结构，它包括内面板、固设在内面板上靠近防护液舱一侧的防护结构、位于防护结构侧的若干第一加强筋及位于内面板侧的若干第二加强筋，其中所述防护结构包括水平布置且由上到下并排对接的若干弧形支撑板，第一加强筋与防护结构之间以及第二加强筋与内面板之间均为无间隙固接。
7.进一步地，第一加强筋包括固接为一体的翼板及腹板，其中翼板呈条状，腹板上与翼板固接的一侧面为平面，腹板上与防护结构固接的一面为与若干弧形支撑板的外弧面配合的若干内弧面。
8.进一步地，第二加强筋为t型材加强筋。
9.进一步地，t型材加强筋的翼部远离内面板布置。
10.进一步地，若干第一加强筋与若干第二加强筋沿船长方向交错布置。
11.进一步地，每个弧形支撑板的上下两端均与内面板焊接。
12.进一步地，每相邻两个弧形支撑板之间均为焊接。
13.进一步地，翼板与腹板之间的固接方式以及腹板与防护结构之间的固接方式均为焊接。
14.本发明与现有技术相比具有以下效果：
15.不规则几何形状的破片与液舱水接触后沾湿面并非对称。液舱中的水使破片发生偏转、旋转运动，吸收耗散其动能。本技术带有弧形支撑板的加强耐压舱壁结构能够更为高效地抵御爆轰过程和破片侵彻产生的冲击波及气泡载荷，除此之外，加强耐压舱壁结构本身就具有二层结构，面对更高质量、更高速度的破片来说，相当于有了二层舱壁阻隔，破片能量依次被弧形支撑板、内面板吸收，加强了液舱的水密性。
16.本技术的弧形支撑加强耐压舱壁结构在控制质量相同的条件下，可以增强整个舱壁的结构强度，使防护液舱承受更大的冲击载荷，减小液舱内板的形变量，从而提升防护液舱的防护能力。
附图说明
17.图1为采用本技术弧形加强耐压舱壁结构的舱段示意图；
18.图2为本技术的立体结构示意图(局部示意)；
19.图3为第一加强筋的结构示意图。
20.图中：
21.1、液舱外板；2、吸收液体；3、液舱内板；4、第一加强筋；5、弧形支撑板；6、第二加强筋；7、内面板；
22.41、翼板；42、腹板。
具体实施方式
23.具体实施方式一：结合图1～3说明本实施方式，一种抗水下爆炸冲击弯曲的弧形加强耐压舱壁结构，它包括内面板7、固设在内面板7上靠近防护液舱一侧的防护结构、位于防护结构侧的若干第一加强筋4及位于内面板7侧的若干第二加强筋6，其中所述防护结构包括水平布置且由上到下并排对接的若干弧形支撑板5，第一加强筋4与防护结构之间以及第二加强筋6与内面板7之间均为无间隙固接。
24.本技术中的弧形加强耐压舱壁结构优选应用在液舱内板3结构。防护结构与液舱外板1共同组成液舱，内面板7与防御纵壁构成水密舱。
25.弧形支撑板5本身具有强力的抗弯曲作用，有效缓冲冲击波和爆炸气团带来的作用力，减小钢板的形变程度。
26.若干弧形支撑板5呈无缝阵列排列形式。整个防护结构与甲板、底板和横舱壁实现水密焊接，达到固定的作用。
27.水的阻力作用对爆轰产物和高速破片在液舱中飞行轨迹都会有影响，使其发生偏
转、旋转运动，吸收耗散其动能。本技术的弧形加强耐压舱壁结构除了抵御爆轰过程和破片侵彻产生的冲击波及气泡外，本身就具有二层结构，面对更高质量、高速度的高速破片来说，相当于有了二层舱壁阻隔，破片能量依次被弧形支撑板5、内面板7吸收，破片很难再完全穿透液舱内板3，也加强了液舱的水密性。
28.在控制质量相同的条件下，本技术的弧形加强耐压舱壁结构，可以增强整个舱壁的结构强度，使防护液舱承受更大的冲击载荷，减小液舱内板的形变量，从而提升防护液舱的防护能力。
29.焊接方式为：首先取内面板7作为基底，将最下方一个弧形支撑板5的上下两端焊接在内面板7上，以此作为基准，依次向上添加并焊接其它弧形支撑板5，相邻两个弧形支撑板5相对接，呈现出无缝阵列排列方式；
30.将第一加强筋4的腹板42与弧形支撑板5焊接到一起，固定以后，再将第一加强筋4的翼板41焊接到腹板42上，形成完整的第一加强筋4结构。腹板42顶端预留一些供焊接的空间，方便将腹板42、翼板41与顶端弧形支撑板5链接至一起。完成整个防护结构在内面板7上的焊接固定；
31.整个加强支撑耐压舱壁结构通过上述方式焊接完成以后，与甲板、底板和横舱壁进行水密焊接，第一加强筋4和第二加强筋6仅需与甲板和底板固定即可。
32.第一加强筋4包括固接为一体的翼板41及腹板42，其中翼板41呈条状，腹板42上与翼板41固接的一侧面为平面，腹板42上与防护结构固接的一面为与若干弧形支撑板5的外弧面配合的若干内弧面。
33.第二加强筋6为t型材加强筋。
34.t型材加强筋的翼部远离内面板7布置。
35.若干第一加强筋4与若干第二加强筋6沿船长方向交错布置。每个加强筋的顶端都与甲板焊接，底端都与底板焊接。
36.每个弧形支撑板5的上下两端均与内面板7焊接。
37.每相邻两个弧形支撑板5之间均为焊接。
38.翼板41与腹板42之间的固接方式以及腹板42与防护结构之间的固接方式均为焊接。