一种深海大型载人运载器低速航行可伸缩抗流板的制作方法

本发明涉及抗流板技术领域，尤其是一种深海大型载人运载器低速航行可伸缩抗流板。

背景技术：

当前，大型深海载人运载器的稳定翼设计一般以高速航行的阻力性能、稳定与机动性、进出港的尺寸限制要求及复杂工况下发生缠绕碰撞的可能性作为主要设计依据，稳定翼设计的投影面积相对较小，并尽可能不超出主体尺寸或者略微超出主体尺寸，这种设计存在如下典型问题：这种小投影面积稳定翼设计导致潜水器低速航行时抗流能力不足，遇到较大海流时，有随波逐流无法控制的危险。针对同样流速的横向海流，潜水器低航速航行时形成的合速度入流角偏大，而高航速航行时形成的合速度入流角偏小。较大的偏角将带来较大的干扰力，只有配置更大的尾部稳定翼面积才能抵抗住这种干扰。但因为稳定翼展长设计受限，加大弦长效果又不明显，因此带来了潜水器低速航行抗流能力弱的问题。当潜水器采取较大展长，形成较大稳定翼面积时，又严重消弱了潜水器的机动性，影响了其作业能力，并增大了航行阻力。

技术实现要素：

本申请人针对上述现有生产技术中的缺点，提供一种深海大型载人运载器低速航行可伸缩抗流板，从而即满足了深海大型载人运载器高速航行的机动性、进出港尺寸限制等工况需求，又满足了低速航行的稳定性需求。

本发明所采用的技术方案如下：

一种深海大型载人运载器低速航行可伸缩抗流板，包括耐压壳体，所述耐压壳体上通过间隔的多个加强筋支撑安装有轻外壳，所述轻外壳上开有孔，所述孔内配合安装有固定翼，所述固定翼内开有翼孔，一级伸缩翼安装入固定翼的翼孔内，且固定翼的内表面和一级伸缩翼的外表面之间安装有一级测距装置；所述一级伸缩翼内同样开有翼孔，一级伸缩翼的底部还固定有带孔封板，二级伸缩翼安装入一级伸缩翼的翼孔内，且一级伸缩翼内表面和二级伸缩翼的外表面之间安装二级测距装置；所述耐压壳体上固定有一个主基座，所述主基座上固定有液压缸，所述液压缸的内腔安装有一级杆，一级杆中部设置有内腔，内腔内安装二级杆，一级杆顶端穿过带孔封板，二级杆的顶端铰接有大耳板，所述大耳板与二级伸缩翼的低端固定。

其进一步技术方案在于：

所述一级杆上部还固定有水平基座，所述水平基座的上表面通过支撑装置对称安装有小耳板，两个小耳板顶部为平面，所述平面与带孔封板固定。

正常状态时，固定翼、一级伸缩翼和二级伸缩翼的顶面平齐。

所述固定翼、一级伸缩翼和二级伸缩翼的剖面形状相同。

所述固定翼、一级伸缩翼和二级伸缩翼的高度从大到小递减。

本发明的有益效果如下：

本发明结构紧凑、合理，操作方便，通过固定翼与伸缩翼的巧妙布局，可以方便的完成伸缩翼的伸出与缩回动作，从而能够自动控制运载器横向投影面积，满足运载器不同航行工况下对性能的要求；高速航行时、伸缩翼缩回固定翼内，满足航行时的阻力性能要求和机动性要求；低速航行时，伸缩翼伸出，增大横向投影面积，增加运载器的航行稳定性；该装置结构简单、功能可靠、效果比较显著，能够广泛应用于深海大型载人运载器或潜艇。

本发明有效的解决了现有技术中深海大型载人运载器高速航行、进出港等工况要求稳定翼尽可能低矮、面积尽可能小，低速航行要求稳定翼尽可能高大、面积尽可能大的矛盾问题，即满足了深海大型载人运载器高速航行的机动性、进出港尺寸限制等工况需求，又满足了低速航行的稳定性需求。

同时，本发明具备如下优点：

1)当航速较高时，航行稳定性较好，此时可将尾部稳定翼面积适当调小，能减小高速航行时的阻力。

2)可多层变面积伸缩，根据海流大小，自动调节稳定翼面积，即按需调节。

3)该装置的操作可实现自动化，不增加操控难度。

4)该装置结构简单，功能可靠，效果显著。

5)本发明装置能够用较低的成本提高水下航行体的抗流能力，且也适用于水面船。

附图说明

图1为本发明的结构示意图。

图2为本发明的半剖视图。

图3为本发明的主视图(全剖视图，工作状态为初始位置)。

图4为图3中a部的局部放大图。

图5为本发明的俯视图。

图6为本发明在工作状态时的示意图(伸缩翼伸出中间状态)。

图7为本发明在工作状态时的示意图(伸缩翼伸出最终状态)。

其中：101、耐压壳体；102、轻外壳；103、加强筋；2、固定翼；3、一级伸缩翼；4、二级伸缩翼；5、一级测距装置；6、二级测距装置；7、液压缸；8、一级杆；9、二级杆；

301、带孔封板；

701、主基座；

801、小耳板；802、水平基座；803、支撑装置；

901、大耳板。

具体实施方式

下面结合附图，说明本发明的具体实施方式。

如图1-图7所示，本实施例的深海大型载人运载器低速航行可伸缩抗流板，包括耐压壳体101，耐压壳体101上通过间隔的多个加强筋103支撑安装有轻外壳102，轻外壳102上开有孔，孔内配合安装有固定翼2，固定翼2内开有翼孔，一级伸缩翼3安装入固定翼2的翼孔内，且固定翼2的内表面和一级伸缩翼3的外表面之间安装有一级测距装置5；一级伸缩翼3内同样开有翼孔，一级伸缩翼3的底部还固定有带孔封板301，二级伸缩翼4安装入一级伸缩翼3的翼孔内，且一级伸缩翼3内表面和二级伸缩翼4的外表面之间安装二级测距装置6；耐压壳体101上固定有一个主基座701，主基座701上固定有液压缸7，液压缸7的内腔安装有一级杆8，一级杆8中部设置有内腔，内腔内安装二级杆9，一级杆8顶端穿过带孔封板301，二级杆9的顶端铰接有大耳板901，大耳板901与二级伸缩翼4的低端固定。

一级杆8上部还固定有水平基座802，水平基座802的上表面通过支撑装置803对称安装有小耳板801，两个小耳板801顶部为平面，平面与带孔封板301固定。

正常状态时，固定翼2、一级伸缩翼3和二级伸缩翼4的顶面平齐。

固定翼2、一级伸缩翼3和二级伸缩翼4的剖面形状相同。

固定翼2、一级伸缩翼3和二级伸缩翼4的高度从大到小递减。

本发明的具体结构和作用为：

包括主体结构，主体结构包括耐压壳体101，耐压壳体101上通过间隔的三个加强筋103支撑安装有轻外壳102，轻外壳102上开有孔，所述孔内固定安装有固定翼2，固定翼2内开翼孔，一级伸缩翼3布置在固定翼2的翼孔内，且一级伸缩翼3内同样开有翼孔，带孔封板301固定在一级伸缩翼3的底部；二级伸缩翼4布置在一级伸缩翼3的翼孔内。一级伸缩翼3外表面和固定翼2的翼孔内表面配合，并可保证一级伸缩翼3沿着固定翼2翼孔内表面上下伸缩滑动；二级伸缩翼4外表面和一级伸缩翼3的翼孔内表面配合，并可保证二级伸缩翼4沿着一级伸缩翼3的翼孔的内表面上下伸缩滑动。正常状态固定翼2、一级伸缩翼3和二级伸缩翼4顶端平齐。一级测距装置5布置在固定翼2内表面和一级伸缩翼3的外表面，测量一级伸缩翼3沿着固定翼2的伸缩距离；二级测距装置6布置在一级伸缩翼3内表面和二级伸缩翼4的外表面，测量二级伸缩翼4内相对于一级伸缩翼3的伸缩距离。

主基座701布置在固定翼2下侧、并固定在主体结构上。液压缸体7固定在主基座701上。一级杆8布置在液压缸体7的内腔，并能在液压作用下沿着液压缸体7的轴线上下运动；二级杆9布置在一级杆8的内腔，顶端伸出带孔封板301的圆孔，二级杆9在液压作用下可以沿着一级杆8的轴线上下运动。水平基座802固定布置在一级杆8顶端稍微靠下的位置，两个小耳板801通过支撑装置803布置在一级杆8的两侧，底端和水平基座802铰接，顶端和带孔封板301固定连接。大耳板901底部和二级杆9顶端铰接，顶部和二级伸缩翼4底端固定连接，用于推动二级伸缩翼4的伸缩。

本发明可以根据不同航行工况下大型深海载人运载器对自身性能的要求进行调节，高速航行时对阻力性能和载体机动性要求较高，本发明应处于收缩状态，如图2和图3所示，即一级伸缩翼3和二级伸缩翼4的顶端与固定翼2的顶端平齐。在运载器由高速航行转向低速航行状态时的具体实施如下所示：

在具有海流的环境中，大型深海载人运载器由高速航行向低速航行状态转变时，可以通过运载器自身携带的流向、流速传感器测出运载器航行方向与海流流向的夹角及海流速度，并通过自身航行速度计算对自身稳定性的需要，并以此计算出需要的稳定翼面积。然后，在液压作用和控制下，一级杆8伸出液压缸体7，并带动水平基座802一起运动，水平基座802推动两个小耳板801运动，两个小耳板801推动带孔封板301运动，带孔封板301推动一级伸缩翼3伸出固定翼2外侧，增大稳定翼的面积。在一级伸缩翼3未达到伸缩行程之前，二级杆9随一级杆8同步运动，即两者相对静止。此时，二级杆9运动时带动大耳板901一起运动，并推动二级伸缩翼4与一级伸缩翼3同方向同步运动。在一级伸缩翼3伸出运动过程中，时刻通过一级测距装置5测量一级伸缩翼3相对于固定翼2的伸出距离，并反馈给运载器计算稳定翼横向投影截面积是否满足稳定性要求，如果满足运载器低速航行稳定性要求，则控制液压停止伸缩翼继续伸出。

若一级伸缩翼3达到伸出行程后，如图6所示，翼面积依然满足不了大型深海载人运载器低速航行的稳定性要求时，本发明启动二级伸缩翼4的伸出功能，进一步增大翼面积，如图。由于一级伸缩翼3达到伸出行程，则一级杆8、水平基座802、两个小耳板801、带孔封板301、一级伸缩翼3均处于静止状态，如图6所示，此时，在液压控制下，二级杆9开始运动伸出一级杆8，并带动大耳板901运动，大耳板901推动二级伸缩翼4伸出一级伸缩翼3的翼孔，继续增大稳定翼的整体面积，如图7所示，直到满足航行稳定性需求。在二级伸缩翼4伸出运动过程中，时刻通过二级测距装置6测量二级伸缩翼4相对于一级伸缩翼3的滑出距离，计算运载器横向投影截面积增加量是否满足稳定性要求。

在运载器由低速航行向高速航行工况转变时，对运载器快速性和机动性要求较高，此时需要减少翼面积，降低翼阻力，增加机动性。伸缩翼的缩回动作与上述伸出动作相反。

首先，一级杆8、水平基座802、两个小耳板801、带孔封板301、一级伸缩翼3均处于相对于固定翼2静止状态。此时，在液压控制下，二级杆9向一级杆8内腔回缩，并带动大耳板901一起回缩，大耳板901带动二级伸缩翼4向一级伸缩翼3的翼孔内回缩。当二级伸缩翼4的顶端和一级伸缩翼3的顶端平齐后，二级杆9停止运动，并阻停大耳板901和二级伸缩翼4的运动，同时在液压作用下，二级杆9锁死在一级杆8内腔中，如图3。如果稳定翼面积依然满足了高速航行机动性需求，则需要继续减少稳定翼面积。此时，在液压控制下，一级杆8开始向液压缸体7内回缩，一级杆8带动水平基座802回缩，水平基座802带动两个小耳板801回缩，小耳板801带动带孔封板301和一级伸缩翼3向固定翼2的翼孔内回缩，直到一级伸缩翼3的顶端和固定翼2的顶端齐平，如图2和图3所示。此时，由于二级杆9锁死在一级杆8的内腔，二级杆9、大耳板901和二级伸缩翼4会随着一级杆8的运动同步同向同速度运动。则两级伸缩翼均缩回到固定翼2翼孔内，减少了运载器高速航行时的稳定翼面积，减少了航行阻力，增加了机动性。

以上描述是对本发明的解释，不是对发明的限定，本发明所限定的范围参见权利要求，在本发明的保护范围之内，可以作任何形式的修改。