本發(fā)明屬于航行體高速跨介質(zhì)入水降載，特別是一種航行體高速入水外置氣囊式組合降載裝置及方法。

背景技術(shù)：

1、航行體高速入水過程中受介質(zhì)密度突變的影響，將承受巨大的沖擊載荷，這種強(qiáng)大的載荷會對航行體結(jié)構(gòu)造成損傷，內(nèi)部器件失效，水中彈道失穩(wěn)等問題，對性能造成極大的破壞。因此，降低航行體高速入水時(shí)承受的沖擊載荷是有必要的。

2、現(xiàn)有技術(shù)中公開的氣囊降載結(jié)構(gòu)，通過氣囊充氣后著水的浮力可以對航行體入水過程起到一定的降載效果，但氣囊降載的方式仍具有局限性，安置在航行體側(cè)壁則無法對頭部進(jìn)行有效的降載；安置在頭部端面不僅對航行體入水穩(wěn)定性產(chǎn)生影響，而且無法及時(shí)脫離，對航行體入水后的運(yùn)動產(chǎn)生阻礙。因此對氣囊降載結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)是有必要的。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的目的在于提供一種航行體高速入水外置氣囊式組合降載裝置及方法，以彌補(bǔ)現(xiàn)有的氣囊裝置在航行體入水降載能力有限的問題。

2、實(shí)現(xiàn)本發(fā)明目的的技術(shù)解決方案為：

3、一種航行體高速入水外置氣囊式組合降載裝置，包括：

4、圓盤空化器，作為航行體入水時(shí)與水接觸的接觸部；

5、連接桿，兩端分別連接圓盤空化器和底盤，并用于安裝氣體發(fā)生裝置、控制裝置和電磁鐵；

6、可折疊氣囊，設(shè)置在連接桿外壁和套筒之間，能夠在氣體發(fā)生裝置作用時(shí)充氣膨脹進(jìn)行降載作用；

7、固定模塊，用于連接可折疊氣囊，嵌入連接桿且與嵌入連接桿直接設(shè)有分離模塊，并能夠?qū)κ湛s后的連接桿位置進(jìn)行限位；

8、電磁鐵，用于在磁力作用下吸引固定模塊，使固定模塊與連接桿連接，并在斷電情況下，通過分離模塊將固定模塊與連接桿分離，實(shí)現(xiàn)充氣膨脹狀態(tài)的多個(gè)可折疊氣囊的分離；

9、套筒，用于固定可折疊氣囊，設(shè)置在圓盤空化器和航行體端面之間，能夠在一定壓力作用下破碎；

10、底盤，設(shè)置在航行體內(nèi)，能夠相對航行體軸向移動，并與航行體之間設(shè)有緩沖模塊以進(jìn)行壓縮吸能；

11、壓力檢測單元，用于監(jiān)測圓盤空化器的入水壓力，當(dāng)達(dá)到設(shè)定值時(shí)，控制裝置通過時(shí)序控制氣體發(fā)生裝置、電磁鐵，通過氣體發(fā)生裝置產(chǎn)生燃?xì)庖詫烧郫B氣囊進(jìn)行充氣，并控制電磁鐵斷電，實(shí)現(xiàn)充氣膨脹狀態(tài)的可折疊氣囊的分離。

12、一種航行體高速入水外置氣囊式組合降載裝置，其降載方法包括：

13、階段一：圓盤空化器最先觸水，在軸向作用力下迅速向航行體內(nèi)收縮，并壓縮套筒，此時(shí)套筒受壓破碎，圓盤空化器通過連接桿將軸向作用力傳遞給底盤并壓縮緩沖模塊，緩沖模塊壓縮吸能，壓力檢測單元監(jiān)測到壓力信號達(dá)到設(shè)定值，并將信號傳遞給控制裝置，對可折疊氣囊充氣；階段二：套筒在圓盤空化器壓縮以及可折疊氣囊充氣膨脹的作用下完全破碎，可折疊氣囊充分展開與液體接觸，當(dāng)前時(shí)刻固定模塊卡在圓盤空化器以及航行體端面處，對圓盤空化器起軸向限位作用；階段三：控制裝置控制固定模塊失去磁力吸引而失去作用，圓盤空化器與航行體前端面相接觸，緩沖模塊壓縮至極限，航行體進(jìn)入穩(wěn)定航行階段。

14、本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，其顯著優(yōu)點(diǎn)是：

15、(1)本發(fā)明提供了一種航行體高速入水外置氣囊式組合降載裝置，該裝置簡單可靠，其中可伸縮降載桿的圓盤空化器以及圓柱桿容易拆卸組裝，便于更換電源及氣體發(fā)生器內(nèi)反應(yīng)物；緩沖模塊無需頻繁更換可以實(shí)現(xiàn)多次循環(huán)利用；可折疊氣囊在強(qiáng)沖擊載荷下能夠保持結(jié)構(gòu)的完整，充分發(fā)揮降載能力，在脫離航行體后由浮力作用可上浮至水面，連同固定模塊可以進(jìn)行回收利用。

16、(2)本發(fā)明克服了傳統(tǒng)氣囊對航行體頭部降載能力有限，影響航行體水下彈道穩(wěn)定性以及干擾航行體正常軌跡的缺陷。該結(jié)構(gòu)入水過程產(chǎn)生的軸向作用力并未直接傳遞給航行體，而是通過緩沖模塊進(jìn)一步減載，氣囊降載裝置由固定模塊鎖定，在圓柱桿側(cè)壁展開發(fā)揮減載作用，由電磁鐵充放電間接控制固定模塊以實(shí)現(xiàn)氣囊可控式分離。

技術(shù)特征：

1.一種航行體高速入水外置氣囊式組合降載裝置，其特征在于，包括：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的航行體高速入水外置氣囊式組合降載裝置，其特征在于，所述固定模塊嵌在連接桿的凹槽內(nèi)，連接桿凹槽內(nèi)設(shè)有分離彈簧作為分離模塊，在電磁鐵吸力作用下壓縮分離彈簧嵌入凹槽內(nèi)，在電磁鐵磁力消失后，分離彈簧將固定模塊推出凹槽與連接桿分離。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的航行體高速入水外置氣囊式組合降載裝置，其特征在于，所述控制裝置通過開關(guān)與電磁鐵連接，開關(guān)為常閉狀態(tài)。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的航行體高速入水外置氣囊式組合降載裝置，其特征在于，所述氣體發(fā)生裝置包括氣體發(fā)生器、充氣管道；充氣管道連接氣體發(fā)生器與可折疊氣囊。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的航行體高速入水外置氣囊式組合降載裝置，其特征在于，所述圓盤空化器底部安裝壓力傳感器作為壓力檢查單元。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的航行體高速入水外置氣囊式組合降載裝置，其特征在于，所述連接桿為圓柱桿結(jié)構(gòu)。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的航行體高速入水外置氣囊式組合降載裝置，其特征在于，所述圓柱桿和底盤通過螺紋連接。

8.根據(jù)權(quán)利要求1-7任一項(xiàng)所述的航行體高速入水外置氣囊式組合降載裝置，，其特征在于，其降載方法包括：

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明公開了一種航行體高速入水外置氣囊式組合降載裝置及方法，其結(jié)構(gòu)主要包括可伸縮降載桿，氣囊降載裝置及緩沖模塊。可伸縮降載桿包括圓盤型空化器、圓柱桿和底座，尾部底座通過階梯孔與航行體相配合，氣囊降載裝置包括可折疊氣囊和氣體發(fā)生裝置，氣囊安置在圓柱桿側(cè)壁，緩沖模塊安置在階梯孔內(nèi)部。航行體高速入水外置氣囊式組合降載結(jié)構(gòu)入水后，降載桿收縮，氣囊充氣膨脹，降載模塊壓縮吸能減小航行體入水沖擊載荷，氣囊脫落后降載桿收縮完全，不影響航行體后續(xù)運(yùn)動。本發(fā)明通過外置氣囊式組合降載的方式，提高航行體高速入水的穩(wěn)定性，實(shí)現(xiàn)航行體安全入水。

技術(shù)研發(fā)人員：呂續(xù)艦,鄭偉,李強(qiáng),王文慧,范旭東,漆超
受保護(hù)的技術(shù)使用者：南京理工大學(xué)
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/12/30