發(fā)明涉及一種水下發(fā)聲裝置，具體涉及一種用于打擊水下蛙人的水下發(fā)聲裝置。

背景技術(shù)：
鑒于當(dāng)前國際形勢，世界各國對來自空中和地面的恐怖襲擊已有了相應(yīng)的應(yīng)對措施，但對水下隱蔽的恐怖襲擊，還是防御中的薄弱環(huán)節(jié)。例如為應(yīng)對南海沖突，越南著名的海軍第126團多年來始終保持高強度訓(xùn)練，每年都會組織不少于200人奔赴“長沙大島”(即越占南威島)進行為期30-50天的高強度特訓(xùn)，內(nèi)容包括模擬攻擊敵方艦艇以及對“敵占島嶼”實施滲透、偵察和突襲。據(jù)越南《青年報》等媒體披露的信息，第126團蛙人可滲透至距離敵艦(停泊狀態(tài)下)僅有3-4米處實施偵察，如果有必要，他們會繼續(xù)靠近并在敵艦吃水線以下部位設(shè)置磁性定時炸彈。從種種跡象看，該團曾參與了阻撓中國“海洋-981號”鉆井平臺工作的任務(wù)。目前，國內(nèi)外對重要港口或特定水域基本都采用水下布置聲納進行全天候監(jiān)視的安防措施，發(fā)現(xiàn)可疑目標(biāo)后進行處理的方式也很多，但是進行非致命處理方式卻很少，特別是發(fā)現(xiàn)水下蛙人目標(biāo)之后，如何對水下蛙人不造成殺傷性的傷害又能迫使蛙人浮出水面或離開是目前需要亟待解決的難題。而次聲武器恰有非殺傷性的功能，次聲武器與傳統(tǒng)的槍炮不同，不使用彈藥，而靠發(fā)射人耳聽不到、眼睛看不見的次聲波來達到破壞目標(biāo)為目的。通常將0.0001～20Hz頻段的聲波定義成為次聲，這個頻段人耳是聽不到的。次聲武器就是利用頻率低于20Hz的次聲波與人體發(fā)生共振，使共振的器官或部位發(fā)生位移和變形而造成人體損傷的一種武器。特別是在水下能夠迫使蛙人浮出水面而又不造成致命的傷害。

技術(shù)實現(xiàn)要素：
有鑒于此，本發(fā)明提供了一種水下氣爆發(fā)聲裝置，能夠在預(yù)設(shè)深度的條件下，將容腔中的高壓空氣迅速釋放至水中，形成壓力脈沖，并向水中輻射低頻聲波信號；還能針對水下不同性質(zhì)的蛙人，釋放出不同能量的聲波信號，對水下蛙人進行警告、非致命性攻擊，迫使其浮出水面，亦可進一步增加內(nèi)部存儲高壓空氣的能量，提高水中輻射聲波信號的聲壓級，達到直至打擊水下蛙人之目的。一種水下氣爆發(fā)聲裝置，包括容器、密封圈、定深鎖緊機構(gòu)、端蓋、銷軸和充氣嘴；所述容器為一端為開放結(jié)構(gòu)，另一端為封閉結(jié)構(gòu)；開放結(jié)構(gòu)具有一個密封面，密封面上加工有密封槽，所述密封圈安裝在該密封槽中；封閉結(jié)構(gòu)的底部設(shè)有充氣嘴；所述端蓋通過銷軸活動連接在容器的開放端，所述定深鎖緊機構(gòu)設(shè)置在端蓋上方，定深鎖緊機構(gòu)同時使得端蓋將容器的開放端密封且鎖緊，通過充氣嘴向所述容器內(nèi)充入壓縮空氣，定深鎖緊機構(gòu)在下沉到水中預(yù)定深度時，通過水壓的作用打開端蓋，將容器內(nèi)的高壓壓縮空氣瞬間釋放到水中，產(chǎn)生次聲信號。進一步地，所述定深鎖緊機構(gòu)包括頂針、氣缸蓋、限位套筒、前活塞、前彈簧，后活塞和后彈簧；所述端蓋的上表面上具有一個氣缸結(jié)構(gòu)，端蓋上還加工有一個阻尼孔與氣缸內(nèi)部空腔相通，端蓋上還固定連接一個支撐架，支撐架上設(shè)有導(dǎo)向孔，導(dǎo)向孔內(nèi)裝有聚四氟乙烯套；所述頂針的頂針頭部和頂針尾部分別位于容器側(cè)壁上的導(dǎo)向孔和氣缸底部的頂針尾部導(dǎo)向孔中，支撐架將頂針限制在與端蓋表面平行的位置，使得頂針在水平方向上具備良好的導(dǎo)向性；前活塞和后活塞將氣缸隔離為前氣缸和后氣缸，前氣缸內(nèi)安裝有前彈簧，前彈簧在使用前處于自由狀態(tài)，未被壓縮，其彈性系數(shù)較小；后氣缸內(nèi)安裝有后彈簧，后彈簧安裝時處于壓縮狀態(tài)，其彈力施加在后活塞上，不過該彈力較小，其主要作用是推動后活塞擠壓套筒，后活塞定位于與套筒接觸的位置；套筒和氣缸蓋固定連接在氣缸上；端蓋上的阻尼孔處于后活塞外圓上的兩道密封圈之間，在兩道密封圈的密封作用下，氣室中的高壓氣體不會通過阻尼孔擴散至前氣缸和后氣缸；各氣室之間和氣室與外界之間都通過密封圈進行密封，保證各個氣室的獨立。進一步地，所述頂針尾部的直徑大于頂針中部的直徑，主要起限位作用，限制后活塞的運動行程。進一步的，為了便于安裝和拆卸，所述支撐架由支撐架下端和支撐架上蓋組成，兩者共同組成圓柱形的導(dǎo)向孔。進一步地，所述充氣嘴內(nèi)部安裝有充氣嘴彈簧和鋼珠，鋼珠在充氣嘴彈簧和容器中氣體的壓力下與密封底座密封配合，密封底座與容器焊接成一體。進一步地，還包括一個蓋帽，蓋帽在充氣結(jié)束后將充氣嘴完全封閉，防止鋼珠被意外頂開造成容器中氣體的泄露。有益效果：(1)本發(fā)明在工作過程中將該裝置拔掉安全銷后，可直接投入水中，當(dāng)裝置在水中沉入到設(shè)定深度后，腔室內(nèi)的高壓氣體釋放到水中，向水中輻射聲場，并產(chǎn)生巨大的聲響，可對水下蛙人產(chǎn)生一定的殺傷作用。(2)本發(fā)明通過調(diào)節(jié)腔室內(nèi)高壓氣體壓力的高低控制水中輻射能量大小，實現(xiàn)不同的殺傷性。(3)通過調(diào)節(jié)定深裝置中彈簧彈性系數(shù)的大小控制裝置在水下開啟的深度，實現(xiàn)不同深度的工作需求。附圖說明圖1為本發(fā)明的整體結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為本發(fā)明中定深鎖緊機構(gòu)示意圖；圖3為本發(fā)明中充氣嘴的結(jié)構(gòu)示意圖；圖4為本發(fā)明中支撐架的結(jié)構(gòu)示意圖。其中，1—容器、2—卡銷、3—密封圈、4—定深鎖緊機構(gòu)、5—端蓋、6—阻尼孔、7—軸銷、8—充氣嘴、9—蓋帽、10—頂針頭部、11—頂針、12—支撐架、13—氣缸蓋、14—限位套筒、15—前活塞、16—前彈簧，17—后活塞，18—后彈簧，19—頂針尾部，20—氣缸，21—頂針尾部導(dǎo)向孔，22—后氣缸，23—密封圈，24—前氣缸，25—充氣嘴彈簧，26—鋼珠，27—密封底座，28—支撐架下端，29—支撐架上蓋，30—聚四氟乙烯套。具體實施方式下面結(jié)合附圖并舉實施例，對本發(fā)明進行詳細描述。如附圖1所示，本發(fā)明提供了一種水下氣爆發(fā)聲裝置，容器1、定深鎖緊機構(gòu)4和端蓋5組成了本發(fā)明的主體，其中容器1和端蓋5通過軸銷7連接在一起，定深鎖緊機構(gòu)4直接安裝在端蓋5上，同時容器1和端蓋5可繞銷軸7轉(zhuǎn)動，端蓋5和容器1之間采用密封圈3密封；其中卡銷2、頂針頭部10、頂針11、支撐架12、氣缸蓋13、限位套筒14、前活塞15、前彈簧16，后活塞17，后彈簧18，頂針尾部19，氣缸20，頂針尾部導(dǎo)向孔21，后氣缸22，密封圈23，前氣缸24組成了本發(fā)明的定深鎖緊機構(gòu)4，如圖2所示；充氣嘴8主要由充氣嘴彈簧25，鋼珠26和密封底座27組成，如圖3所示；支撐架下端28，支撐架上蓋29，聚四氟乙烯套30構(gòu)成了支撐架12的結(jié)構(gòu)，如圖4所示。該裝置在入水使用之前，需要外部氣源通過充氣嘴8向容器1中充入一定壓力的壓縮空氣，充氣嘴8內(nèi)部安裝有充氣嘴彈簧25和鋼珠26，鋼珠26在充氣嘴彈簧25和容器1中氣體的壓力下與密封底座27緊密配合，密封底座27可與容器1焊接成一體，其材料的表面硬度應(yīng)小于鋼珠26的表面硬度，如圖3所示。由于充氣嘴8采用單向設(shè)計，壓縮空氣只能從充氣嘴8進入容器1，而容器1中的氣體不能從充氣嘴8出來，其實現(xiàn)方式為：當(dāng)外部氣源產(chǎn)生的壓縮空氣壓力高于容器1中氣體的壓力與充氣嘴彈簧25的壓力之和時，外部氣源產(chǎn)生的壓縮空氣將鋼珠26向上頂開，壓縮充氣嘴彈簧25，使得充氣嘴8打開，外部壓縮空氣進入容器1中，當(dāng)外部氣源產(chǎn)生的壓縮空氣壓力低于容器1中氣體的壓力和充氣嘴彈簧25的壓力之和時，充氣嘴彈簧25將壓住鋼珠26回位，并與密封底座27緊密配合，由于鋼珠26的表面硬度高于密封底座27的表面硬度，在充氣嘴彈簧25和容器1中壓縮空氣的共同作用下，密封底座27會產(chǎn)生一定的變形，以適應(yīng)鋼珠26的壓力，從而實現(xiàn)了充氣嘴8的單向功能。充氣完成后，在充氣嘴8外面安裝有蓋帽9，其作用是防止鋼珠26被意外頂開造成容器1中氣體的泄露。如圖2所示，該裝置的定深鎖緊機構(gòu)是這樣設(shè)計的：頂針頭部10為一圓柱體，與容器1上的導(dǎo)向孔配合；該裝置在未投入水之前，卡銷2通過頂針頭部10上的孔將頂針11與容器1固定在一起，其作用是防止定深鎖緊機構(gòu)4誤動作造成端蓋5打開。支撐架12將頂針11卡在與端蓋5平行的位置，其作用主要是保證頂針11在水平位置上具備良好的導(dǎo)向性，支撐架12主要由支撐架下端28和支撐架上蓋29通過螺釘配合在一起，配合方式如圖4所示，在支撐架下端28和支撐架上蓋29的內(nèi)表面都粘有一層聚四氟乙烯套30，其作用是降低了頂針11在支撐架12中的安裝誤差要求和降低頂針11向右運動時的摩擦系數(shù)；支撐架12中的支撐架下端28與端蓋5焊接成一體。如圖2所示，頂針11的右端安裝在一個氣缸內(nèi)，氣缸20與端蓋5設(shè)計成一體，氣缸內(nèi)部有兩個活塞—前活塞15和后活塞17，這兩個活塞將氣缸隔離為前氣缸24和后氣缸22，前氣缸內(nèi)安裝有前彈簧16，前彈簧16在使用前處于自由狀態(tài)，未被壓縮，卻其彈性系數(shù)較?。缓髿飧?2內(nèi)安裝有后彈簧18，后彈簧18安裝時有一定的壓縮量，其彈力施加在后活塞17上，不過該彈力較小，其主要作用是推動后活塞17擠壓套筒14，將后活塞17定位于與套筒14接觸的位置，如圖2位置所示；套筒14和氣缸蓋13通過螺釘安裝在氣缸壁20上。在端蓋5上設(shè)計有一個阻尼孔6，一端與氣室1相通，其位置處于后活塞17外圓上的兩道密封圈之間，如圖2所示的位置，在兩道密封圈的密封作用下，氣室1中的高壓氣體不會通過阻尼孔6擴散至前氣缸24和后氣缸22；各氣室之間和氣室與外界之間都通過密封圈進行密封，保證各個氣室的獨立。頂針尾部19安裝在頂針尾部導(dǎo)向孔21中，其主要功能是起導(dǎo)向作用；頂針尾部19的直徑比頂針11中部的直徑大，主要是起限位作用，限制后活塞17的運動行程。該裝置的功能是這樣實現(xiàn)的：該裝置在投入水中之前將卡銷2從頂針頭部10中拔出，該裝置投入水中之后，隨著下沉的深度越來越大，水壓力也會越來越大，前活塞15在水壓的作用下向右運動，并逐漸壓縮前彈簧16，同時前彈簧16將力施加在后活塞17上，后活塞17將該力又傳遞給后彈簧18；隨著深度的增加，水壓作用在前活塞15上壓縮前彈簧16后的彈力大于后活塞17與氣缸壁20摩擦力和后彈簧18的彈力時，后活塞17將向右運動。當(dāng)后活塞17向右運動到密封圈23位于阻尼孔6的右邊時，容器1中的高壓氣體通過阻尼孔6進入前氣缸24，此時前氣缸24內(nèi)的高壓氣體將壓縮前活塞15和后活塞17，前活塞15將被壓到與氣缸蓋13接觸，受到氣缸蓋13的限位，后活塞17則被壓到與頂針尾部19與頂針11中部之間的凸臺接觸，并帶動頂針11向右運動，使得頂針頭部11從容器1上的導(dǎo)向孔中脫開，容器1中的高壓氣體推動端蓋5繞銷軸8運動，打開容器1，此時容器1中的壓縮空氣將在水中形成一個大的氣泡，壓縮周圍的水介質(zhì)，由于水介質(zhì)的壓力低于氣泡的壓力，氣泡將在水中加速擴散、增大，壓縮周圍的水介質(zhì)產(chǎn)生壓力波，從而產(chǎn)生聲場，當(dāng)氣泡擴散至內(nèi)部壓力等于周圍水介質(zhì)的壓力時，在氣泡慣性的作用下，氣泡將會繼續(xù)擴散，但其擴散速度將越來越低，直至速度為零，此時氣泡內(nèi)部壓力低于外界水介質(zhì)的壓力，在水介質(zhì)壓力的作用下，氣泡將會做收縮運動，加速收縮至氣泡內(nèi)部壓力等于水介質(zhì)的壓力，然后減速收縮至速度為零，周而復(fù)始的在水中做震蕩，直至氣泡壓力勢能消耗完畢。由于氣泡壓縮周圍水介質(zhì)的壓力波屬于脈沖波，其大部分能量基本都集中在20Hz左右的低頻段。通過調(diào)節(jié)后彈簧18的剛度，控制水壓力轉(zhuǎn)換之后作用在后活塞17上的作用力對彈簧18的壓縮速率，可實現(xiàn)在不同水深條件下使用的要求。該裝置的結(jié)構(gòu)在使用后不會被破壞，可回收重復(fù)使用。綜上所述，以上僅為本發(fā)明的較佳實施例而已，并非用于限定本發(fā)明的保護范圍。凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。