[发明专利]一种无人潜航器推进系统及其工作方法

说明书

本发明公开了一种无人潜航器推进系统及其工作方法，属于潜航器的设计领域，系统包括分布式排布的若干带有矢量控制功能的间歇式喷水推进装置；所述的间歇式喷水推进装置包括双向喷管和四向喷管的喷水推进装置；所述的双向喷管的喷水推进装置包括喷水装置、支撑装置及驱动装置；本发明的无人潜航器推进系统方案采用了间歇式喷水推进方式，产生的噪音会大大减少，有利于提高无人潜航器在水下的工作时的隐蔽性。将具有矢量控制功能的喷水推进装置进行分布式排布可以使无人潜航器更快速地完成前进、倒退、上浮、下潜、转弯、侧移等运动，提高无人潜航器在水下的机动性能，同时可降低对单个推进装置功率的需求。

技术领域

本发明属于潜航器的设计领域，具体是一种无人潜航器推进系统及其工作方法。

背景技术

无人潜航器是一种通过遥控或者自动控制而在水下航行的器具，具有水下探测、搜集等功能，其中无人潜航器的推进方式作为一项关键技术而备受关注。目前，常见的无人潜航器一般采用安装在船尾的螺旋桨作为推进方式。然而对于某些具有特殊探测任务的无人潜航器，工作时要求发出的噪声尽可能的小，以防止暴露行踪，而螺旋桨在工作时产生的噪声较大。同时，因为螺旋桨位于船尾，导致无人潜航器转弯半径较大，且在下潜和上浮时仅靠自身重力及浮力，要耗费的时间较长。

发明内容

针对上述螺旋桨推进的缺陷，本发明设计了一种无人潜航器推进系统方案，其采用了一种带有矢量控制功能的间歇式喷水推进装置，通过将其在无人潜航器上进行分布式排布，可以使无人潜航器能快速地完成前进、倒退、上浮、下潜、转弯、侧移等运动，同时极大程度地降低了工作时产生的噪声。

本发明是这样实现的：

一种无人潜航器推进系统，其特征在于，所述的系统包括分布式排布的若干带有矢量控制功能的间歇式喷水推进装置；所述的间歇式喷水推进装置包括双向喷管和四向喷管的喷水推进装置；所述的双向喷管的喷水推进装置包括喷水装置、支撑装置及驱动装置；

所述的喷水装置包括喷管、转向阀、喷水单向阀、储水管、吸水口、变形腔管；

所述的转向阀包括转向阀的球头和转向阀的直管两部分，所述的喷管两端为圆管，中间为球壳；转向阀的球头与喷管嵌套成球阀；转向阀的直管下端与储水管嵌套,在转向阀的直管靠近储水管顶端的位置安装第一齿轮以及第二齿轮，第二齿轮与转向阀的直管部分相连，第一齿轮以及第二齿轮齿轮啮合；当需要调整喷水方向时，通过第一齿轮以及第二齿轮传动使转向阀发生转动，转向阀球头的横向开口从通向喷管的其中一个圆管转向另一个圆管，从而改变水流从喷管喷出时的方向；

所述的储水管为L形管，储水管的一端在船体外与水体接触，另一端在船体内；储水管与水体接触的一端与转向阀的直管嵌套，同时在与水体接触的部分设置有吸水口，吸水口外侧壁形成一个内凹平台，平台上打螺纹孔以固定吸水单向阀；储水管的在船体内的一端与变形腔管连接，变形腔管与储水管之间保持密封；

所述的变形腔管采用波纹管形式，与连杆相连，并与储水管位于船体内的部分相连同时保持密封；在工作时，连杆驱动变形腔管产生变形，连杆拉伸变形腔管使其空腔体积变大从而吸水，连杆推动变形腔管使其空腔体积变小从而喷水，从而可以实现间歇式喷水的功能。

进一步，所述的分布式排布方案为：

将若干个喷水推进装置安装在船身、船头和船尾的侧面；船身部分安装两排喷水推进装置，船身两排双向喷管的喷水推进装置的喷管方向与船体轴线平行，负责提供无人潜航器前进和倒退所需的推力；在船头和船尾关于船体轴线对称地安装八个四向喷管的喷水推进装置，其储水管轴线与船体轴线平行，喷管方向与船体轴线垂直，负责提供无人潜航器上浮、下潜、转弯、左右侧移所需的推力。

进一步，所述的转向阀的球头被剖空的部分成弧线状，两个开口互成90°，竖向的开口通向直管，横向的开口通向喷管。