[发明专利]一种基于压缩空气的水下喷水式推进器

说明书

本发明公布了一种基于压缩空气为动力源，通过喷水获得动力的水下推进器，属于水下航行器设计技术领域。包括：壳体、单向挡板、喷口、增压口、排气口及进水口。推进器工作时，壳体内充满水，高压气体通过增压口充入到壳体内，壳体内液体受气体压力打开喷口单向挡板，从喷口喷出，从而使推机器获得前向动力。当壳体内水位低至某一设定值时，打开排气口及进水口，周边水介质自动流入壳体，完成一个工作周期。本发明通过增加壳体容积，减少了传统气动推进需要频繁开关阀门的次数，减少磨损，提高使用寿命，并降低了气密要求。

技术领域

本发明属于水下推进系统领域，涉及一种利用压缩气体，将自吸入的水喷出做功的装置。

背景技术

随着对海洋河流等水下探索的活动越来越多，推动了各类水下航行设备的发展。目前，水下设备推动方式上主要有螺旋桨推进、仿生式推进以及喷水推进。就驱动能源而言，多采用水下设备携带电池提供能源。

传统的喷水装置以电池为唯一能量来源，而电池在使用过后，需要充电，充电时间较长，不利于第二次或多次下潜。而压缩气体作为能源具有压缩速度快，可以短时间内完成二次下潜。同时，利用推进器进行自行吸水，可以有效的提高压缩气体的利用率。

发明内容

为了解决上述问题，本发明提供了一种新型基于压缩气体喷水式推进器，其目的在于，使水下推进器，能够高效利用压缩气体能量，且结构简单，自动完成进气、喷水、排气等过程，并减少气源的开关次数。

为实现上述目的，本发明提供的基于压缩气体喷水式推进器是这样实现的。由壳体和喷口组成的推进器舱体，舱体内充满水，高压气体从增压口进入舱体内部，将舱体内的水从喷口压出。从喷口压出的水具有一定的速度，从而使推进器获得相对于喷口方向的反向推力。

本装置的工作过程为。

壳体内从注满水，充气再到注水完成为一个工作周期：当高压气体通过增压口充入壳体后，高压气体通过对水的挤压，使得喷口单向挡板被打开，水在高压气体的压力作用下从喷口处喷出，从而使推进器获得动力。高压气体的充入，使得水腔内的水不断被压出，水面持续下降，当液面下降到指定位置时，增压口关闭，排气口和进水口被打开。外面的介质水流入到壳体内部，液面达到指定高度后排气口和进水口关闭，一个工作周期完成。

进一步的，水下动力喷口可以被设计为变口矢量喷口，从而可以通过控制喷口的方式实现变喷射推力和改变推进方向。

进一步的，上述方案中的推进舱的数量为一个或一个以上，根据需要将多个推进舱集成于一体，形成一个集束喷射推进装置，从而实现既可以单个小脉冲喷射推进，也可以多个大脉冲喷射推进，还可以实现交替连续喷射推进。

进一步的，增压口、排气口和进水口可以通过叶轮、齿轮等机械方式联动，也可以通过电磁阀门的形式开闭。

进一步的，可通过增加气源存储装置的体积或增加存储气体的压强，增加推进器的航程。

有益效果。

（1）本发明通过以高压气体为动力源，通过喷射水提供前进动力，结构简单，推力大，可重复使用；而且高压气体获取简单，充压快，便于二次部署下水。

（2）本发明利用壳体内形成的腔体贮存水介质，当腔体内的水基本排干后，关闭高压气体进气装置。从而减少了进气装置的开关次数，有利于提升产品可靠性。

（3）本发明中的喷口可以设计成变口径矢量喷口，从而可以通过控制喷口的方式来实现变喷射推力和变推进方向。

（4）本发明可以按照模块化来设计，根据需要将多个水下柔性喷射推进装置集成于一体，形成一个集束喷射推进装置，从而实现既可以单个小脉冲喷射推进，也可以多个大脉冲喷射推进，还可以实现交替连续喷射推进。

附图说明