一种重复脉冲强冲击波反蛙人装置及工作方法与流程

本发明涉及安防领域，尤其涉及一种重复脉冲强冲击波反蛙人装置及工作方法。

背景技术：

蛙人和自主式水下潜航器是敌方在我领海收集情报、实施破坏的主要手段，具有隐蔽性、随机性，难以发现，因此危害性很大。随着技术的发展，配备了高新装备的蛙人威胁更大。

面对水下蛙人的威胁日益增加，目前我国加大了对防御蛙人技术的研究工作，重点主要集中在蛙人的探测，并没有当发现可能为蛙人后进行打击的相关技术。现有反蛙人手段是水下狙击枪和水下手雷，但无论是水下狙击枪还是水下手雷，都不能够持续不间断工作，不能够全天候工作，不能够组成无缝防御圈，并且对付自主式水下潜航器则没有相应的手段，因此针对蛙人或自主式水下潜航器的侦察和破坏，迫切需要更有效的打击方法。

技术实现要素：

为了克服现有技术的不足，本发明提供一种重复脉冲强冲击波反蛙人装置及工作方法，其实施操作非常便捷，通过重复脉冲强冲击波实现对水下蛙人的打击或驱赶，解决水下狙击枪和水下手雷存在的打击蛙人效果不佳的问题。

本发明为解决其技术问题所采用的技术方案是：一种重复脉冲强冲击波反蛙人装置，所述反蛙人装置包括安装在承载平台上的控制器和水面单元，以及投放在水中的水下单元，所述控制器控制水面单元产生高功率电脉冲，所述水下单元将高功率电脉冲转化为冲击波来打击蛙人，所述水面单元由直流高压电源、高聚能脉冲电容器、可控气体开关和电脉冲分配器通过屏蔽式高压电缆构成一个整体，所述直流高压电源与高聚能脉冲电容器相连接，所述可控气体开关的一端连接高聚能脉冲电容器，另一端连接电脉冲分配器，电脉冲分配器通过屏蔽式高压电缆与水下单元相连接；所述水下单元为能量转换器，能量转换器包括金属支架，金属支架上端设有高压电极，高压电极与屏蔽式高压电缆相连接，且高压电极与金属支架之间用绝缘子作为支撑固定在金属支架上端，金属支架的下端固定有地电极，地电极与所述高压电极位于一条直线上，高压电极与地电极之间设有负载体，通过控制器和水面单元控制能量转换器发出冲击波，能量转换器发出的冲击波频率在每分钟3~6次范围内可调，且能量转换器发出的高功率强冲击波的峰值压力最高达100mpa，脉宽小于25μs。

进一步地，所述负载体以水为介质时，以液电效应为原理产生强冲击波；所述负载体为爆炸丝时，爆炸丝采用金属丝，且其直径小于0.3mm，长度为50~70mm，同时还需携带送丝机构和储丝仓，送丝机构将储丝仓里的金属丝自动地送到高压电极与地电极之间，以补偿消耗掉的爆炸丝，其中送丝机构和储丝仓是本领域技术人员的常用手段；所述负载体为含能混合物时，还需携带含能混合物储存罐和推送机构，以补偿消耗掉的含能混合物，其中混合物储存罐和推送机构是本领域技术人员的常用手段。

进一步地，所述承载平台或为船只，或为浮箱，以船只为承载平台时，船只可以在航行中产生高功率强冲击波，实现边运动边打击或驱逐航道上潜伏的蛙人，或者对目标区域实施拉网式打击；以浮箱为承载平台时，控制器和水上单元置于浮箱内，采用多个浮箱组网工作，又可以远程控制，对防御目标或区域构成无缝防御圈。

作为优选的结构是，所述船只上安装有绞盘和滑轮，绞盘上卷绕有屏蔽式高压电缆，屏蔽式高压电缆一端连接水面单元，另一端通过滑轮牵拉水下单元，在绞盘的作用下，可以将水下单元进行提升或下降。

进一步地，电脉冲分配器上可连接若干个能量转换器，电脉冲分配器将高功率电脉冲按顺序分配到对应的能量转换器，相邻能量转换器的间隔距离控制在冲击波有效作用半径的2倍以内，具体数据取决于水面单元的储能和功率大小。

进一步地，屏蔽式高压电缆采用高压同轴电缆，采用屏蔽式的高压同轴电缆旨在保护水面单元和船上其他电子仪器免受电磁脉冲的干扰，及电磁脉冲在传输的稳定性。

一种重复脉冲强冲击波反蛙人装置及工作方法，包括以下步骤：

将配备有反蛙人装置的船只开到目标区域；

1)将配备有反蛙人装置的船只开到目标区域；

2)用屏蔽式高压电缆连接反蛙人装置的水面单元和能量转换器；

3)将能量转换器通过绞盘、滑轮下到水下目标深度位置；

4)启动控制器，直流高压电源向高聚能脉冲电容器充电，高聚能脉冲电容器电压上升到额定电压后，停止充电；

5)可控气体开关接通，高聚能脉冲电容器通过电脉冲分配器向能量转换器发出高压脉冲电流；

6)能量转换器重复发出峰值压力高达100mpa、中心附近功率高达100mw的强冲击波实现对蛙人的打击；

7)重复4)、5)、6)，能量转换器重复发出强冲击波对蛙人实施持续打击；提升或下降能量转换器到另一深度的位置，重复步骤4)、5)、6)；

8)提升能量转换器，将船只移动到相邻位置，再下降能量转换器到目标深度位置，重复步骤4)、5)、6)，直到整个目标区域完成任务，也可以在船只航行过程中，重复步骤4)、5)、6)，实现打击航道上潜伏的蛙人；

9)完成任务后，关闭控制器，收起屏蔽式高压电缆，并将能量转换器回收到船只上。

本发明的有益效果：

1、能量转换器将高功率电脉冲的电能转换为水下强冲击波，同时伴随有强光和强电磁脉冲，反蛙人装置具有节能、环保、安全的优点，并以冲击波、强光、强电磁脉冲等物理方式对入侵蛙人和潜航器进行拒止。

2、反蛙人装置可以全年、全天候、每天24小时不间断工作，减少了人力物力投入，反蛙人装置可以组网工作，远程控制，对防御目标或区域构成无缝防御圈，极大地提高了反蛙人的能力。

附图说明

图1为本发明船只上反蛙人装置的连接示意图；

图2为本发明浮箱中反蛙人装置的现场实施示意图；

图3为本发明控制器与水面单元的关系结构示意图；

图4为本发明能量转换器的结构示意图。

附图标记：1-船只，2-控制器，3-水面单元，4-绞盘，5-滑轮，6-屏蔽式高压电缆，7-能量转换器，8-冲击波，11-浮箱，31-直流高压电源，32-高聚能脉冲电容器，33-可控气体开关，34-电脉冲分配器，71-金属支架，72-绝缘子，73-高压电极，74-地电极，75-负载体。

具体实施方式

为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合图示与具体实施例，进一步阐述本发明。

如图1至4所示一种重复脉冲强冲击波反蛙人装置，所述反蛙人装置包括安装在承载平台上的控制器2和水面单元3，以及投放在水中的水下单元，所述控制器2控制水面单元3产生高功率电脉冲，所述水下单元将高功率电脉冲转化为冲击波8来打击蛙人，所述水面单元3由直流高压电源31、高聚能脉冲电容器32、可控气体开关33和电脉冲分配器34通过屏蔽式高压电缆6构成一个整体，所述直流高压电源31与高聚能脉冲电容器32相连接，所述可控气体开关33的一端连接高聚能脉冲电容器32，另一端连接电脉冲分配器34，电脉冲分配器34通过屏蔽式高压电缆6与水下单元相连接；所述水下单元为能量转换器7，能量转换器7包括金属支架71，金属支架71上端设有高压电极73，高压电极73与屏蔽式高压电缆6相连接，且高压电极73与金属支架71之间用绝缘子72作为支撑固定在金属支架71上端，金属支架71的下端固定有地电极74，地电极74与所述高压电极73位于一条直线上，高压电极73与地电极74之间设有负载体75，通过控制器2和水面单元3控制能量转换器7发出冲击波8，能量转换器7发出的冲击波8频率在每分钟3~6次范围内可调，且能量转换器7发出的高功率强冲击波8的峰值压力最高为100mpa，脉宽小于25μs。

具体实施例一：

如图1和3所示，承载平台为船只1，船只1上安装有绞盘4和滑轮5，绞盘4上卷绕有屏蔽式高压电缆6，屏蔽式高压电缆6一端连接水面单元3，另一端通过滑轮5牵拉水下单元，在绞盘4的作用下，可以将水下单元进行提升或下降，当目标区域为由声纳或其他传感器指示的疑似区域，需要通过船只1进行排查，对目标区域实施网拉式打击，实现边运动边打击驱逐航道上潜伏的蛙人，当然可在船只1上的一侧或两侧投放水下单元，多个水下单元均可以连接到一个电脉冲分配器34上，船只1在实际使用采用如下工作方法：

1)将配备有反蛙人装置的船只开到目标区域；

2)用屏蔽式高压电缆6连接反蛙人装置的水面单元和能量转换器7；

3)将能量转换器7通过绞盘4、滑轮5下到水下目标深度位置；

4)启动控制器2，直流高压电源31向高聚能脉冲电容器32充电，高聚能脉冲电容器32电压上升到额定电压后，停止充电；

5)可控气体开关33接通，高聚能脉冲电容器32通过电脉冲分配器34向能量转换器7发出高压脉冲电流；

6)能量转换器7重复发出峰值压力高达100mpa、中心附近功率高达100mw的强冲击波8实现对蛙人的打击；

7)重复4)、5)、6)，能量转换器7重复发出强冲击波对蛙人实施持续打击；提升或下降能量转换器7到另一深度的位置，重复步骤4)、5)、6)；

8)提升能量转换器7，将船只移动到相邻位置，再下降能量转换器7到目标深度位置，重复步骤4)、5)、6)，直到整个目标区域完成任务，也可以在船只航行过程中，重复步骤4)、5)、6)，实现打击航道上潜伏的蛙人；

9)完成任务后，关闭控制器2，收起屏蔽式高压电缆6，并将能量转换器7回收到船只上。

具体实施例二：

如图2和3所示，承载平台为浮箱11，控制器2和水上单元3置于浮箱11内，采用多个浮箱11组网工作，又可以远程控制，对防御目标或区域构成无缝防御圈，并防止蛙人入侵。

如图4所示负载体75以水为介质时，以液电效应为原理产生强冲击波，所述负载体75为爆炸丝时，爆炸丝采用金属丝，且其直径小于0.3mm，长度为50~70mm，同时还需携带送丝机构和储丝仓，送丝机构将储丝仓里的金属丝自动地送到高压电极73与地电极74之间，以补偿消耗掉的爆炸丝，其中送丝机构和储丝仓是本领域技术人员的常用手段；所述负载体75为含能混合物时，还需携带含能混合物储存罐和推送机构，以补偿消耗掉的含能混合物，其中混合物储存罐和推送机构是本领域技术人员的常用手段。

电脉冲分配器34上可连接若干个能量转换器7，电脉冲分配器34将高功率电脉冲按顺序分配到对应的能量转换器7，相邻能量转换器7的间隔距离控制在冲击波8有效作用半径的2倍以内，因为高压冲击波8以球状波的方式向周围扩展，具体数据取决于水面单元的储能和功率大小。

屏蔽式高压电缆6采用高压同轴电缆，采用屏蔽式的高压同轴电缆旨在保护水面单元和船上其他电子仪器免受电磁脉冲的干扰，及电磁脉冲在传输的稳定性。

在实际实施时，蛙人的潜水深度一般不超过10米，可将初始目标深度设在水下5米处。

在实际实施时，其中一人操作设备，另一人观察水面情况。

以上所述是本发明较佳实施例及其所运用的技术原理，对于本领域的技术人员来说，在不背离本发明的精神和范围的情况下，任何基于本发明技术方案基础上的等效变换、简单替换等显而易见的改变，均属于本发明保护范围之内。