本發(fā)明涉及一種水面浮動沖擊平臺，尤其涉及一種潛艇艏端魚雷艙抗沖擊試驗平臺。

背景技術(shù)：

水下潛艇在工作狀態(tài)下往往會受到各種沖擊載荷的作用，如爆炸，撞擊，以及水流的沖擊作用。尤其是在作戰(zhàn)情況下，潛艇容易受到炮彈的接觸或非接觸的爆炸沖擊，所遭受的沖擊環(huán)境非常復(fù)雜。相對于其他艙室，潛艇艏端魚雷艙對水下爆炸沖擊環(huán)境的要求更加苛刻，若設(shè)計不當(dāng)，在外載荷作用下，會造成艇載魚雷的不穩(wěn)定，甚至發(fā)生爆炸，對潛艇造成毀滅性災(zāi)難。因此，為了保證潛艇的安全性，可靠性，使其在受到大載荷沖作用下依然能夠在安全的環(huán)境下工作，需要對潛艇艏端魚雷艙進行抗沖性能的考核，以提高抗沖擊能力。

目前，對于水面航行器，一般采用傳統(tǒng)的浮動沖擊平臺來進行試驗，進而考核設(shè)備的抗沖擊能力。美國在浮動沖擊平臺建設(shè)上最為系統(tǒng)完善，包括MIL-S-901D中的標(biāo)準(zhǔn)和大型浮動沖擊平臺，美國國家技術(shù)系統(tǒng)(National Technical Systems,NTS)的加長型的浮動沖擊平臺，以及HI-TEST實驗室的一系列浮動沖擊平臺等，但它們都是平底駁船式的沖擊平臺。我國現(xiàn)階段僅有的小型和標(biāo)準(zhǔn)浮動沖擊平臺也是平臺駁船式。

這類平臺產(chǎn)生的橫向和垂向的沖擊強度相差很大，垂向的沖擊強度要比橫向的強度大的多，一般在考核船舶的抗沖擊能力時，垂向的沖擊強度非常小，甚至可以忽略。然而，對于潛艇設(shè)備來說，如果采用水面船舶的沖擊平臺，則橫向沖擊強度則達(dá)不到考核潛艇的抗沖擊能力；如果采用潛艇模型在水下對潛艇的抗沖擊能力進行考核，不可避免的采用水下定位儀器，水下備用電源的使用以及大量線纜的使用，極大地提高成本，因此在水面進行潛艇類水下航行的抗沖擊性能的考核就需要對現(xiàn)有的平臺進行改進?，F(xiàn)有的在水面考核水下航行器的浮動沖擊平臺不多，有關(guān)的設(shè)計和研究也很少，本發(fā)明針對現(xiàn)有的幾種水面沖擊平臺的不足之處進行的改進，在達(dá)到提高橫向沖擊強度的同時，平臺自身的穩(wěn)定性大大提高，實現(xiàn)對潛艇艏端魚雷艙的抗沖擊試驗，操作的方便程度也大大提高，因此本發(fā)明在一定程度上解決了傳統(tǒng)的平臺存在的問題。

專利號為CN 104748934 A、專利名稱為斜擋板式橫向沖擊加強浮動沖擊平臺的中國專利的原理是將橫向的面對沖擊載荷的面積增大，從而橫向接受載荷的強度增大，利用這種原理達(dá)到橫向加強沖擊的目的，該發(fā)明索然在一定程度上解決橫向載荷弱的特點，但是存在這整體需要額外的平衡倉平衡，結(jié)構(gòu)變得復(fù)雜。因此本發(fā)明提出的一種半球狀繞射抗沖擊試驗平臺相比較該發(fā)明專利，在原理上利用了球面對能量吸收均勻的特點，從而實現(xiàn)橫向和縱向的沖擊載荷強度的近似等量，而且球形底部對整體結(jié)構(gòu)的平衡性和穩(wěn)定性的提高作用很大。因此更好的模擬水下航行器的沖擊響應(yīng)情況。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是為了考核潛艇艏端魚雷艙在水下環(huán)境中受到?jīng)_擊載荷的作用時的抗沖擊能力而提供一種潛艇艏端魚雷艙抗沖擊試驗平臺，結(jié)構(gòu)簡單，安裝方便，能夠在水面較好的模擬潛艇在水下受到爆炸等沖擊載荷沖擊過程中的響應(yīng)情況，進而根據(jù)響應(yīng)情況，考核安裝設(shè)備的抗沖擊能力。

本發(fā)明的目的是這樣實現(xiàn)的：包括由外側(cè)圓柱殼和內(nèi)側(cè)圓柱殼構(gòu)成的圓柱形平臺主體、設(shè)置在圓柱形平臺主體下端的半球形殼體、設(shè)置在圓柱形平臺主體上端的防水帷幕，在圓柱形平臺主體與半球形殼體的連接處設(shè)置有設(shè)備安裝平臺，設(shè)備安裝平臺上設(shè)置有測量設(shè)備，外側(cè)圓柱殼和內(nèi)側(cè)圓柱殼間的空間的上下兩端分別設(shè)置有上層板和下層板，且上層板與下層板上均對稱設(shè)置有通孔，所述半球形殼體內(nèi)設(shè)置有橫向隔板、與橫向隔板垂直的縱向隔板、以及同時與橫向隔板和縱向隔板垂直的徑向隔板，橫向隔板、徑向隔板與縱向隔板將半球形殼體與設(shè)備安裝平臺之間形成的艙室分割成多個獨立的壓載艙室，所述橫向隔板有兩塊，徑向隔板與縱向隔板均至少有三塊，且橫向隔板、徑向隔板與縱向隔板上均設(shè)置有使各個獨立的壓載艙室相通的圓孔，半球形殼體上還設(shè)置有注水口。

本發(fā)明還包括這樣一些結(jié)構(gòu)特征：

1.外側(cè)圓柱殼的內(nèi)表面均勻設(shè)置有矩形加強筋，外側(cè)圓柱殼的外表面對稱設(shè)置有四個吊耳。

2.上層板與下層板上分別設(shè)置有12個通孔。

本發(fā)明主要的依據(jù)原理：對于水面船舶在沖擊載荷下的沖擊環(huán)境進行數(shù)值模擬，在處理得到的沖擊譜可以得出位于同一考核位置的垂向的最大譜速度于橫向的最大譜速度，說明在受到?jīng)_擊時，垂向的沖擊載荷明顯大于橫向的沖擊載荷，因此在船舶等水面航行設(shè)備來說，在受到?jīng)_擊載荷沖擊時，主要為垂向沖擊載荷，而橫向的沖擊載荷可以忽略不計，這就是水面沖擊載荷特點。而對于潛艇結(jié)構(gòu)的水下航行器來說，水下沖擊響應(yīng)與水面沖擊響應(yīng)有很大的不同，在水下，沖擊載荷對物體的作用效果是橫向和垂向的沖擊載荷強度大小近似一致，因此如果在水面模擬水下沖擊載荷的相應(yīng)特點，就必須改變水面沖擊載荷的作用特點，使橫向和垂向的載荷強度近似一致。本發(fā)明通過球形殼結(jié)構(gòu)作為增強橫向沖擊強度的結(jié)構(gòu)形式，相比較其他的擋板形式來講，球形殼在受到?jīng)_擊載荷時能夠均勻分解橫向、垂向的沖擊載荷，而且能夠很好的計入水下航行體對沖擊波的繞射影響；球形殼為半球形結(jié)構(gòu)，能夠非常好的在水面上實現(xiàn)平衡，穩(wěn)定性能得到提高。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是：本發(fā)明提供一種潛艇艏端魚雷艙抗沖擊試驗平臺，能夠為水下爆炸條件下，潛艇艏端魚雷艙本體及其內(nèi)部彈體和設(shè)備提供必要的沖擊環(huán)境，以開展?jié)撏Х雷o設(shè)計方面的試驗研究。本發(fā)明的最下方位半球形殼體，在受到爆炸沖擊載荷沖擊的過程中能夠依據(jù)自身的特點將沖擊載荷近似均勻分解，將使橫向沖擊載荷得到大幅度的增強；圓柱形平臺主體的外側(cè)圓柱殼和球殼結(jié)構(gòu)的組成，相比較現(xiàn)有的平臺來講，如果水域滿足要求，那么在平臺的圓周方向均可進行設(shè)置爆點；同時內(nèi)部構(gòu)成單個壓載水艙，壓載水艙為半球形，中心軸與平臺的中心軸重合，因此在注水后無需設(shè)置額外的平衡倉進行平衡；橫向隔板和縱向隔板為帶孔隔板，在減輕重量，增加球形殼輕度的同時，保證內(nèi)部小艙室的連通，增強在振動沖擊后平臺自身部分的穩(wěn)定性；同時本發(fā)明的各個部件的制作簡單，安裝方便，建設(shè)周期短，成本低廉。

本發(fā)明通過球形殼結(jié)構(gòu)將橫向沖擊載荷加強，使橫向和垂向載荷強度近似相等，能夠保證同時對橫向和垂向兩個方向的沖擊環(huán)境進行研究。針對潛艇艏部隔壁處沖擊環(huán)境大，在試驗過程中可采用小當(dāng)量炸藥來提供需要沖擊載荷的特點，本發(fā)明采用環(huán)繞式對稱分布，可在單發(fā)爆炸試驗中同時提供迎爆面、被爆面及其他角度的沖擊環(huán)境。仿潛艇艏端的結(jié)構(gòu)設(shè)計能夠充分計入高頻載荷作用下潛艇艏端的沖擊波繞射特性，滿足水下爆炸條件下潛艇艏端魚雷艙的沖擊特性，使試驗結(jié)果更逼近真實的攻擊環(huán)境，以達(dá)到在水面上更好的模擬潛艇艏端魚雷艙在水下受到爆炸沖擊過程中的響應(yīng)問題。

附圖說明

圖1為本發(fā)明整體結(jié)構(gòu)軸測示意圖(隱藏防水帷幕1)；

圖2為本發(fā)明的正面示意圖(有防水帷幕)；

圖3為本發(fā)明的吊耳及傳感器布置方案圖；

圖4為本發(fā)明的軸向A-A方向剖面示意圖；

圖5為本發(fā)明的縱剖面示意圖。

圖中：1-防水帷幕，2-外側(cè)圓柱殼，3-內(nèi)側(cè)圓柱殼，4-吊耳，5-矩形加強筋，6-設(shè)備安裝平臺，7-上層板，8-下層板，9-球形殼，10-壓載水艙，11-橫向隔板、12-縱向隔板，13-注水口，14-傳感器，15-徑向隔板

具體實施方式

下面結(jié)合附圖與具體實施方式對本發(fā)明作進一步詳細(xì)描述。

結(jié)合圖1-5，本發(fā)明包括防水帷幕1，外側(cè)圓柱殼2，內(nèi)側(cè)圓柱殼3，吊耳4，矩形加強筋5，設(shè)備安裝平臺6，上層板7，下層板8，球形殼9，壓載水艙10，橫向隔板11、縱向隔板12，注水口13，傳感器14，徑向隔板15，外側(cè)圓柱殼2、內(nèi)側(cè)圓柱殼3構(gòu)成圓柱形平臺主體。也可以說本發(fā)明包括仿潛艇艏端形狀的半球型平臺底部、圓周均勻布置四個吊耳的圓柱型平臺中部、平臺主體上方的防水帷幕、以及平臺內(nèi)部用于布置彈體及裝置的帶孔雙層隔板。平臺主體內(nèi)部用于放置檢測設(shè)備及其速度傳感器和加速度傳感器等，傳感器采用傳統(tǒng)常規(guī)的布置方案布置在安裝平臺上。半球型殼位于整個沖擊平臺的最下方，內(nèi)部構(gòu)成壓載水艙，向壓載水艙注水后可以調(diào)整吃水線位置，同時壓載水艙被水艙隔板分割成若干小艙室，使平臺在受到?jīng)_擊過程中內(nèi)部水更加穩(wěn)定，極大降低內(nèi)部水對傳感器測量數(shù)據(jù)的影響。所述的防水帷幕1布置在浮沖擊平臺的最上方，在沖擊載荷的作用過程中，水域會由于沖擊載荷的作用噴濺，因此防水帷幕1可以防止水落入沖擊平臺的內(nèi)部，引起檢測儀器電路的短路等損壞；圓柱形平臺主體主要起到對內(nèi)部的檢測設(shè)備等提供防護措施；為了保證平臺在強大沖擊載荷作用下依然能夠保持整體的穩(wěn)定性，防止側(cè)翻傾倒的發(fā)生，在平臺的四周均布四個吊耳4-1,、4-2、4-3、4-4，每個吊耳與錨鏈接，四個吊耳(錨)均布在外側(cè)圓柱殼2的四周，一方面使浮動沖擊平臺在各個方向的受力平衡，另一方面增加配重，使得穩(wěn)定性得到提高；矩形加強筋結(jié)構(gòu)5均勻的布置在平內(nèi)側(cè)，這樣可以防止由于沖擊作用對平臺局部的破壞作用，保證了在圓柱形平臺主體的單層科結(jié)構(gòu)的沖擊強度，使檢測儀器正常的工作，不至于發(fā)生損壞；設(shè)備安裝平臺6固定安裝在圓柱形平臺主體上恰當(dāng)?shù)奈恢?，具體的安裝位置可以根據(jù)計算機的仿真結(jié)果確定，設(shè)備安裝平臺6為所需要安裝的檢測儀器等提供支撐作用，為整個浮動沖擊平臺的共組平面；平臺主體內(nèi)部設(shè)計布置彈體及相關(guān)裝置的帶孔上下層板，上層板7和下層板8上分別開有12個通孔，用于模擬常規(guī)潛艇的魚雷孔的布置，設(shè)置的通孔呈環(huán)繞式對稱分布，可在單發(fā)爆炸試驗中同時提供迎爆面、被爆面及其他角度的沖擊環(huán)境；球形殼9結(jié)構(gòu)設(shè)置在整個浮動沖擊平臺的最下方，由于球形殼9的結(jié)構(gòu)特點，可以在受到?jīng)_擊載荷的作用時，將沖擊載荷均勻分解在橫向和垂向方向上，使得橫向的沖擊載荷直接得到大幅度加強，這樣可以有效的解決傳統(tǒng)沖擊平臺沖擊載荷遠(yuǎn)大于橫向載荷的問題，橫向的沖擊載荷得到加強，使橫向和垂向載荷強度近似相等，且充分計入高頻載荷作用下潛艇艏端的沖擊波繞射特性，這樣可以真實的模擬潛艇在水下的真實受到?jīng)_擊情況；同時球形殼9的的中心軸與平臺主體的中心軸重合，因此在靜止的情況下，無需額外結(jié)構(gòu)的設(shè)置就可以實現(xiàn)自身的平衡，穩(wěn)定性好；壓載水倉10布置在平臺下部，由球形殼9包圍形成的內(nèi)部艙室，用于增加浮動沖擊平臺整體的重量，調(diào)整平臺的吃水線的位置在預(yù)定的位置處，使吃水線調(diào)整至計算機模擬的恰當(dāng)位置，本發(fā)明采用單個壓載水艙10，而不是采用兩個水艙對稱布置，其優(yōu)點在于無需考慮在增加壓載的過程中帶來的不平衡載荷，而是只需將水直接注入壓載艙10中即可，這樣無需特別的調(diào)整，平臺的自身也會構(gòu)成自平衡；同時，壓載水倉10布置在平臺的最下面，這樣平臺整體的重心也會降低，進一步提高平臺的穩(wěn)定性；橫向隔板11、縱向隔板12、徑向隔板15將內(nèi)部的壓在水艙分割成若干部分，橫向隔板11、縱向隔板12、徑向隔板15上有均勻的通孔，一方面橫向隔板11、縱向隔板12、徑向隔板15能夠在很大程度上起到加強筋的作用，提高球形殼的強度，另一方面，將壓載水艙分割成若干部分也即若干個獨立且相互連通的小艙室，在內(nèi)部注水后，能夠?qū)⑺w分割，在平臺受到?jīng)_擊后降低自身的振動；注水口13用于向壓載水艙10中注水，用于調(diào)整平臺的吃水線位置；測量設(shè)備如傳感器14均勻布置在設(shè)備安裝平臺上，通過線纜與岸邊的主機相連接，主機將傳感器測量的實驗數(shù)據(jù)傳輸至主機，主機對數(shù)據(jù)進行處理分析，根據(jù)經(jīng)驗公式得出沖擊速度均值和加速度均值，最后得出潛艇等水下航行器的最大抗沖擊強度。

也即本發(fā)明通過半球型殼底與圓柱殼結(jié)構(gòu)相結(jié)合，將橫向沖擊載荷加強，使橫向和垂向載荷強度近似相等，能夠保證在單顆藥包爆炸試驗中同時對橫向和垂向兩個方向的沖擊環(huán)境進行研究；同時仿潛艇艏端的結(jié)構(gòu)設(shè)計能夠充分計入高頻載荷作用下潛艇艏端的沖擊波繞射特性，滿足水下爆炸條件下潛艇艏端魚雷艙的沖擊特性，使試驗結(jié)果更逼近真實的攻擊環(huán)境。