一种适用于头部加载的空投轻型自航器止转头段结构的制作方法

1.本发明属于水下自航器研究领域，特别涉及一种适用于头部加载的空投轻型自航器止转头段结构。


背景技术：

2.传统的水下自航器多采用尾部加载解脱机构的安装方式装配空投附件，然而该方式并不适合航空反潜训练模拟器。
3.航空反潜训练模拟器是一种可空投的新型轻型水下自航器，是国内首型具备模拟潜艇水下机动特性、辐射噪声特性、声反射特性、磁异常特性功能的一次性活动靶。航空反潜训练模拟器的头部需要承受开伞动载荷，使航空反潜训练模拟器空中保持正常、稳定的飞行姿态，随即进入水下航行姿态，并能够在入水时安全可靠解脱分离。该新型轻型水下自航器是一种细长的圆柱状结构体，因此在空投装置的设计时，需要专门研制头部加载的空投附件机构。
4.现有的为航空反潜训练模拟器设计的空投附件机构使得水下自航器头部要承受开伞动载，解脱机构也要箍在头段前端；降落伞用伞包包裹布放在尾段，解脱机构与降落伞通过绳带连接。当空投装置安装到水下自航器上后，尾部朝下头朝上一并装入投放筒中。然而在投放航空反潜训练模拟器时，会出现一系列问题。
5.投放时水下自航器尾部先出筒，顶出空投装置内的降落伞，降落伞随即打开，会带动整个水下自航器在空中翻转180
°
；此时，安装在水下自航器头部的解脱机构仅通过两根伞绳带与水下自航器尾部的降落伞连接。若在空中翻转时，安装在头部的解脱机构稍微晃动，有可能就会让解脱机构从头部滑脱。
6.因此，需要专门设计一种适用于头部加载的空投轻型自航器止转头段结构，即能够满足自航器正常装配内部设备及航行时的减阻要求，又能够满足空投时的空中翻转防脱的要求。


技术实现要素：

7.为了解决现有在航空反潜训练模拟器上适用的空投附件机构出现的无法满足自航器正常装配内部设备及航行时的减阻要求，同时无法满足空投时的空中翻转防脱的要求，本发明提出一种适用于头部加载的空投轻型自航器止转头段结构，主要针对各种可空投的小型、轻型自航器头段结构进行研制，本机构配合细长型空投用的小型、轻型自航器头部加载的空投装置，并能够确保空投装置入水分离及入水后正常工作。
8.本发明的技术方案是：一种适用于头部加载的空投轻型自航器止转头段结构，包括头段壳体2、头段内部组件3、头段支撑结构4；
9.所述头段壳体2与所述自航器的中段壳体5通过头段支撑结构4进行密封连接，同时头段支撑结构4能够支撑头段内部组件3；
10.所述头段壳体2通过两个相反圆心的拟合曲线，形成头段“s”形流体线形，且圆心
均不在头段壳体2中轴线上，并沿头段壳体2轴线对称分布。
11.本发明进一步的技术方案是：所述头段壳体2外形沿头段壳体2轴线对称设计；在过头段壳体2轴线的截面上，所述头段壳体2外形呈两段沿中心线对称的不规则曲线；每段不规则曲线分为第一连接段6、第二连接段7和第三连接段8。
12.本发明进一步的技术方案是：所述第一连接段6为外凸曲线，一端通过与所述中段壳体5端部平滑过渡，另一端与第二连接段7端部平滑过渡；两个所述第一连接段6的圆心位于头段壳体2内，且沿不在头段壳体2轴线上，并沿头段壳体2轴线对称分布。
13.本发明进一步的技术方案是：所述第二连接段7为内凹曲线，未与第一连接段6连接的一端与第三连接段8端部平滑过渡；两个所述第二连接段7的圆心位于头段壳体2外，且沿头段壳体2轴线对称分布。
14.本发明进一步的技术方案是：所述第三连接段8由直线段以及端部与第二连接段7端部平滑过渡的弧线段组成，所述弧线段另一端与直线段一端平滑过渡；所述直线段垂直于中心线，且两个所述第三连接段8的直线段端部连接，形成前端封闭的头段壳体2截面线。
15.发明效果
16.本发明的技术效果在于：本发明所设计的止转头段结构在无硬性止转装置的前提下，通过设计头段“s”线形，既可抑制空投装置开伞后模拟器180
°
翻转、空中飞行过程中各种随机因素引起的模拟器摆动或者旋转而突然解脱，又可在航空反潜训练模拟器入水后通过水压作用，轻松、有效的摆脱装配在头段的解脱机构，顺利完成入水分离。本装置在未新增加止转结构或者其他零件的情况下，仅仅通过头部线形既可满足正常模拟器内部零部件可靠安装、定位准确的前提下，通过正反双圆拟合构建的头段外部线形即非同轴线圆心的“s”型，配合线形匹配的解脱机构，即能满足出筒后的航空反潜训练模拟器空中飞行状态下，突然与解脱机构脱离的情况，又能在入水后可靠解脱。
17.综上所述，本发明是航空反潜训练模拟器空中姿态正常、入水航行正常的前提与保障，为此型产品顺利形成战斗力，奠定有效的基础。
附图说明
18.图1：航空反潜训练模拟器头段与解脱装置结构简图；
19.图2：航空反潜训练模拟器头段与解脱装置受力原理图。
20.图中：1-解脱机构；2-头段壳体；3-头段内部组件；4-头段支撑结构；5-中段壳体；6-第一连接段；7-第二连接段；8-第三连接段。
具体实施方式
21.在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
22.为使本发明实施方式的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施方式中的附图，对本发明实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实
施方式是本发明一部分实施方式，而不是全部的实施方式。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施方式的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。
23.因此，以下对在附图中提供的本发明的实施方式的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施方式。基于本发明中的实施方式，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本发明保护的范围。
24.需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施方式及实施方式中的特征可以相互组合。
25.应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。
26.参见图1-图2，本发明的技术方案如下：一种适用于头部加载的空投轻型自航器止转头段结构，头段壳体通过两个相反圆心的拟合曲线，形成头段“s”形流体线形，而且内圆圆心a1、a2不在模拟器中轴线上。
27.所述的头段“s”形流体线形，前端圆润线形，不但能满足自航器流体线型要求，且与头段壳体相配合的解脱机构在壳体上形成的正压力均辐射作用在头段壳体“s”形线形上，绕外圆心b1、b2法向均匀分部在壳体表面上。
28.所述壳体内部为薄壁，壳体后段设计有与后部相连接，并起支撑的头段支撑结构，确保其与后部段的连接、支撑和密封作用。
29.本装置通过两个相反圆心的拟合曲线，形成头段“s”形流体线形，而且内圆圆心a1、a2不在模拟器中轴线上，大大减少了与之配套的解脱机构1在空中翻转和随机摆动过程中，绕中轴x向旋转的分量。由于解脱机构1主要通过两根伞绳带栓在训练模拟器尾部，这样，与头段壳体2相配合的解脱机构1在壳体上形成的正压力均辐射作用在头段壳体2“s”形线形上，绕外圆心b1、b2法向均匀分部在壳体表面上；由于头部结构设计的内凹，将航空反潜训练模拟器出筒后旋转或飞行中加载在解脱机构1上的各向外力，尤其是会让解脱机构1解脱的y、z向分力进行了有效阻隔。相当于在解脱机构1内嵌入一个很大的“销钉”，阻止航空反潜训练模拟器尾部的降落伞在开伞前180
°
的翻转和开伞后空中随机气流的各向扰动下，不至于与解脱机构空中分离；这样的小圆型凸起结构，还能够抗击空中开伞及入水的冲击，而且在头段壳体2内部相应设计了头段支撑结构4，满足航空反潜训练模拟器x方向上与段间连接力的需要，并可确保段间密封的要求。
30.在航空反潜训练模拟器入水，本装置解脱后，这种前端圆型凸起，中间内凹的“s”型流体线形也能够满足自主航行过程中对水流的减阻要求。