一種立式翼型主體的水下拖曳體的制作方法
【專利摘要】本實用新型公開一種立式翼型主體的水下拖曳體。包括魚雷狀浮體、翼型斜撐、固定水平翼、固定垂直翼、固定水平尾翼、固定垂直尾翼、轉(zhuǎn)艏控制器以及主腔體；主腔體為呈立式長流線型外形的殼體結(jié)構(gòu)；兩魚雷狀浮體布置在主腔體垂直對稱面上方兩側(cè)，固定水平翼為對稱翼型，水平方向連接兩魚雷狀浮體；固定水平翼中部與主腔體之間在垂直方向設(shè)置一固定垂直翼，翼型斜撐布置于魚雷狀浮體與主腔體之間，其一端與魚雷狀浮體連接，另一端與主腔體上部連接；固定水平尾翼和固定垂直尾翼設(shè)置在主腔體后部；本拖曳體外形簡潔，航向穩(wěn)定性好，自主穩(wěn)定能力強，姿態(tài)控制方便，操縱效率高，可多自由度操縱，控制機構(gòu)簡單，實用性強。
【專利說明】一種立式翼型主體的水下拖曳體
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及一種水下拖曳體，特別是涉及一種立式翼型主體的水下拖曳體，是一種用于水下海水物理化學(xué)參數(shù)檢測裝置的拖曳運動載體。
【背景技術(shù)】
[0002]可操縱水下拖曳體是一種應(yīng)用于水下動態(tài)環(huán)境監(jiān)測、水下物理化學(xué)參數(shù)信息收集的動態(tài)探測裝置，系統(tǒng)通常由拖曳電纜、包括主腔體在內(nèi)的水下拖曳體以及姿態(tài)控制機構(gòu)組成，主腔體是可操縱水下拖曳體的主要組成部分。主腔體體內(nèi)可根據(jù)不同的探測要求搭載不同類型的化學(xué)或物理參數(shù)監(jiān)測傳感器。工作船上的操作人員可以通過拖曳電纜對拖曳體的姿態(tài)控制機構(gòu)發(fā)出特定的控制指令來實施對拖曳體的軌跡與姿態(tài)操縱。水下拖曳體內(nèi)的探測傳感器工作性質(zhì)要求拖曳體在其拖曳過程中具有一定的航向穩(wěn)定性，并且具備靈活的姿態(tài)操縱能力。如何按照拖曳體的水下監(jiān)測要求實現(xiàn)對其進行穩(wěn)定、簡便、多自由度的操縱，是可操縱水下拖曳體能否成功地運用于實際水下監(jiān)測作業(yè)的關(guān)鍵之一。
[0003]現(xiàn)有的可操縱水下拖曳體中，對于拖曳體的深度和軌跡控制主要是通過改變拖曳電纜纜長或調(diào)節(jié)拖曳體迫沉水翼的攻角來實現(xiàn)。從外部形式看，不同研究機構(gòu)或企業(yè)所開發(fā)的各種類型的拖曳體基本上是仿照航空飛行器的形式，以固定或可調(diào)攻角的迫沉水翼加上裝載了水下探測儀器的單個柱形主體或扁平狀水平翼型主體組成。這類單一柱形主體或扁平狀水平翼型主體形式拖曳體的主要缺陷是:拖曳體的搖蕩阻尼較小，自主穩(wěn)定性不足，航向穩(wěn)定性差，控制手段單一。由此而造成了拖曳體在其拖曳作業(yè)過程中難以維持其航向穩(wěn)定和姿態(tài)穩(wěn)定，不容易實現(xiàn)多自由度、大范圍、垂直于拖曳方向運動時的橫向水平水下觀測。為實現(xiàn)拖曳體能穩(wěn)定、大范圍、多自由度水下作業(yè)，現(xiàn)有的水下拖曳體大多參照航空飛行器的控制原理，采用機構(gòu)龐大的復(fù)雜控制機構(gòu)來滿足其水下探測的要求。另一方面，市場上一些商業(yè)化輕便的拖曳體則由于控制動作單一、不易保證其姿態(tài)穩(wěn)定、控制自由度少而難以在實際拖曳觀測作業(yè)中得到滿意的應(yīng)用。
實用新型內(nèi)容
[0004]本實用新型的目的是提供一種具有航向穩(wěn)定功能、以簡單的控制機構(gòu)和簡單的結(jié)構(gòu)形式來實現(xiàn)對拖曳體多自由度操縱的水下拖曳體。
[0005]本實用新型通過下述技術(shù)方案實現(xiàn):
[0006]一種立式翼型主體的水下拖曳體包括魚雷狀浮體、翼型斜撐、固定水平翼、固定垂直翼、固定水平尾翼、固定垂直尾翼、轉(zhuǎn)艏控制器以及主腔體；所述主腔體為呈立式長流線型外形的殼體結(jié)構(gòu)，其上表面前端設(shè)置有拖曳部件、吊環(huán)和纜線孔；
[0007]兩魚雷狀浮體布置在主腔體垂直對稱面上方兩側(cè)，固定水平翼為對稱翼型，水平方向連接兩魚雷狀浮體；固定水平翼中部與主腔體之間在垂直方向設(shè)置一固定垂直翼，固定垂直翼采用對稱翼型；翼型斜撐布置于魚雷狀浮體與主腔體之間，采用對稱翼型，其一端與魚雷狀浮體連接，另一端與主腔體上部連接，；固定水平尾翼和固定垂直尾翼設(shè)置在主腔體后部，均采用對稱翼型；轉(zhuǎn)艏控制器包括水密電機和螺旋槳；水密電機與螺旋槳軸向連接；轉(zhuǎn)艏控制器分別設(shè)置在兩個魚雷狀浮體尾部；
[0008]固定水平翼的后緣設(shè)置有襟翼，襟翼固定軸位于襟翼前緣，固定軸的軸線穿過襟翼的最大厚度處；固定水平翼尾部開有圓柱形凹槽，固定軸嵌入凹槽內(nèi)，襟翼為對稱翼型；襟翼的控制機構(gòu)包括水密直線電機、推進桿、連桿、油封管和密封圈；推進桿被油封管包裹，油封管設(shè)置在固定垂直翼內(nèi)，推進桿豎向貫穿整個固定垂直翼，油封管中間和兩端設(shè)有密封圈，推進桿一端與水密直線電機的軸連接，另一端與連桿鉸接；連桿還通過短軸與鉸接支座連接，鉸接支座置在襟翼末端下表面，水密直線電機放置在主腔體內(nèi)。
[0009]為進一步實現(xiàn)本實用新型目的，優(yōu)選地，所述纜線孔上設(shè)置有3?8個拖孔，主腔體內(nèi)部設(shè)有儀器艙以及多個隔艙，主腔體下方設(shè)置有進出口導(dǎo)管。所述主腔體高度為400?450mm，寬度為180?200mm，長度為1200?1500mm。所述兩魚雷狀浮體之間的距離為600mm?700mm，魚雷狀浮體與主腔體上表面的垂直距離為250?300mm，兩魚雷狀浮體直徑為150?180mm,長度為500?600_。所述固定水平翼兩端分別優(yōu)選設(shè)置邊板,邊板與魚雷狀浮體的內(nèi)側(cè)直壁直接連接；邊板的長度比固定水平翼的弦長大50?60mm，高度比固定水平翼的最大厚度大40?60mm,邊板的厚度為3?4_。所述固定垂直翼弦長為200?250mm,最大厚度為35?40mm。所述翼型斜撐的弦長為200?250mm,最大厚度為35?50mm。所述固定水平尾翼翼展為150?180mm,固定垂直尾翼高度為180?200mm。所述襟翼的展長為400?450mm,弦長為70?100mm。所述固定水平翼的展長為600?650mm,弦長為200?250mm，最大厚度為20?35_。
[0010]本實用新型主腔體為立式長流線型外形，采用該外形的作用一方面可以便于儀器設(shè)備豎直放置或者水平放置；另一方面起到了一種方向穩(wěn)定舵的作用，以維持拖曳體在作業(yè)過程中的姿態(tài)與航向穩(wěn)定。本實用新型浮體采用魚雷狀外形，以減小拖曳體在拖曳過程中受到的水阻力；雙體結(jié)構(gòu)使得拖曳體的橫穩(wěn)心半徑增大，橫搖阻尼增大，從而橫向穩(wěn)定性提高；較之傳統(tǒng)的單一柱形主體，其自主穩(wěn)定能力大大提高。
[0011]本實用新型固定水平翼采用對稱翼型結(jié)構(gòu)，固定連接兩魚雷狀浮體，主要提供拖曳體縱傾調(diào)節(jié)力矩和迫沉力，結(jié)構(gòu)上則起到加強結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性的作用。固定垂直翼連接主腔體及固定水平翼，采用對稱翼型結(jié)構(gòu)，并加強結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性。固定垂直尾翼與所述固定水平尾翼均采用對稱翼型結(jié)構(gòu)，固定水平尾翼兩側(cè)還設(shè)有邊板，對于調(diào)節(jié)拖曳體的姿態(tài)和保持其拖曳方向穩(wěn)定性具有重要作用。
[0012]本實用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有如下優(yōu)點與有益效果:
[0013](I)方向穩(wěn)定性強。拖曳體主體采用立式長流線型外形設(shè)計，這樣的設(shè)計使拖曳體主體本身具備了方向穩(wěn)定舵的功能，它可以使拖曳體在其拖曳過程中比較容易維持其方向穩(wěn)定性，采用這一結(jié)構(gòu)形式達到了提高了拖曳體內(nèi)傳感器在主拖曳方向上的探測質(zhì)量的目的。
[0014](2)自主穩(wěn)定性好。本實用新型所述可操縱水下拖曳體的兩魚雷狀浮體布置在流線型拖曳體主體上方，兩魚雷狀浮體為拖曳體提供主要浮力，使得整個水下拖曳體的浮心位置較高；魚雷狀浮體與主腔體之間的翼型斜撐在拖曳體產(chǎn)生橫搖時也能提供一定的回復(fù)力矩，增大拖曳體的橫搖阻尼；主腔體布置在下方，采用立式長流線型外形主體設(shè)計，其橫向尺寸較小，垂向尺寸較大，內(nèi)部可豎直放置儀器設(shè)備，也可將電源、監(jiān)測儀器裝置等重量較大的設(shè)備水平放置于底部，這樣的布置設(shè)計有利于降低整個拖曳體的重心高度，使拖曳體初穩(wěn)性高增大，以產(chǎn)生較大的回復(fù)力矩。因此，采用此種結(jié)構(gòu)布置形式，能使所述水下拖曳體具有較大的橫、縱搖阻尼，使得拖曳體在作業(yè)過程中具有良好的自主穩(wěn)定能力。
[0015](3)控制方式簡單。本實用新型所述控制機構(gòu)包括三個驅(qū)動器，分別為兩個控制拖曳體轉(zhuǎn)艏與橫蕩運動的轉(zhuǎn)艏控制器以及控制襟翼偏轉(zhuǎn)的襟翼控制機構(gòu)，便可實現(xiàn)所述水下拖曳體的深沉與轉(zhuǎn)艏及橫蕩等水平方向的運動。
[0016](4)操縱效率高。本實用新型所述拖曳體主體采用立式長流線型外形設(shè)計，所述轉(zhuǎn)艏控制器只需提供一個水平轉(zhuǎn)向的誘導(dǎo)力矩，作用于所述拖曳體主體上，使所述拖曳體產(chǎn)生一個艏向變化角，立式長流線型主體便能產(chǎn)生橫向升力，促使拖曳體水平轉(zhuǎn)向，從而實現(xiàn)所述水下拖曳體水平方向的運動；固定水平翼與翼型斜撐均采用翼型結(jié)構(gòu)，所述襟翼轉(zhuǎn)動一定角度，使固定水平翼產(chǎn)生升力的變化，為拖曳體縱傾提供誘導(dǎo)力矩，使拖曳體產(chǎn)生縱傾角，一旦產(chǎn)生縱傾角，依靠固定水平翼與翼型斜撐提供的較大的升力，可迫使拖曳體迅速產(chǎn)生下沉或上浮運動，從而實現(xiàn)拖曳體的深沉運動。這一通過控制襟翼轉(zhuǎn)角來誘導(dǎo)固定水平翼水動力攻角改變的控制方式的主要優(yōu)勢在于可以用比較小的驅(qū)動電機動力來實施對拖曳體的拖曳深度操縱，這種深度控制方式降低了拖曳體深度控制機構(gòu)的設(shè)計難度，也為減小拖曳體內(nèi)驅(qū)動電機的重量和體積，進而為其騰出更多的空間來搭載更多的探測傳感器創(chuàng)造了條件。
[0017]( 5 )儀器設(shè)備布置靈活。本實用新型所述主腔體內(nèi)部放置科學(xué)儀器設(shè)備，所述主腔體為流線型外形主體，垂向尺寸與縱向尺寸都較大，主腔體內(nèi)部空間充足，可放置更多的科學(xué)儀器，應(yīng)用范圍較廣。同時，根據(jù)不同需要科學(xué)儀器設(shè)備可豎直放置，也可水平放置，設(shè)備放置靈活。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0018]圖1是本實用新型立式翼型主體的水下拖曳體的外形結(jié)構(gòu)側(cè)視示意圖；
[0019]圖2是本實用新型立式翼型主體的水下拖曳體的外形結(jié)構(gòu)俯視示意圖；
[0020]圖3是本實用新型立式翼型主體的水下拖曳體的外形結(jié)構(gòu)前視示意圖；
[0021]圖4是本實用新型立式翼型主體的水下拖曳體的襟翼控制機構(gòu)側(cè)視示意圖；
[0022]圖5是本實用新型立式翼型主體的水下拖曳體的襟翼控制機構(gòu)局部位置俯視示意圖；
[0023]圖6是本實用新型立式翼型主體的水下拖曳體的襟翼控制機構(gòu)推進桿水密示意圖；
[0024]圖7是本實用新型立式翼型主體的水下拖曳體的襟翼形式示意圖；
[0025]圖8是本實用新型立式翼型主體的水下拖曳體的襟翼固定軸位置示意圖；
[0026]圖9是本實用新型立式翼型主體的水下拖曳體的襟翼固定軸凹槽剖面示意圖。
【具體實施方式】
[0027]下面結(jié)合附圖和實施例對本實用新型作進一步的說明，但本實用新型的實施方式不限于此。
[0028]如圖1、2、3所示，一種立式翼型主體的水下拖曳體包括魚雷狀浮體1、翼型斜撐2、固定水平翼3、固定垂直翼4、固定水平尾翼5、固定垂直尾翼6、轉(zhuǎn)艏控制器7以及主腔體8 ；主腔體8為呈立式長流線型外形的殼體結(jié)構(gòu)，其上表面前端設(shè)置有拖曳部件12、吊環(huán)13和纜線孔14，纜線孔14上設(shè)置有3?8個拖孔，主腔體8內(nèi)部設(shè)有水密直線電機17作為襟翼10的控制機構(gòu)的驅(qū)動裝置，并設(shè)置有儀器艙15以及多個隔艙，主腔體8下方設(shè)置有進出口導(dǎo)管16，主腔體高度優(yōu)選為400?450mm，寬度優(yōu)選為180?200mm，長度優(yōu)選為1200?1500mmo
[0029]兩魚雷狀浮體I布置在主腔體8垂直對稱面上方兩側(cè)，兩魚雷狀浮體I之間的距離優(yōu)選為600mm?700mm,魚雷狀浮體I與主腔體8上表面的垂直距離優(yōu)選為250?300mm,其最大直徑優(yōu)選為150?180mm，長度優(yōu)選為500?600mm ;固定水平翼3為對稱翼型，水平方向連接兩魚雷狀浮體1，固定水平翼3兩端分別優(yōu)選設(shè)置邊板9，邊板9與魚雷狀浮體I的內(nèi)側(cè)直壁直接連接；邊板9的長度比固定水平翼3的弦長大50?60mm，高度比固定水平翼3的最大厚度大40?60mm,邊板9的厚度優(yōu)選為3?4mm ;固定水平翼3與主腔體8之間在垂直方向設(shè)置一固定垂直翼4,米用對稱翼型,弦長優(yōu)選為200?250mm,最大厚度優(yōu)選為35?40mm ;翼型斜撐2布置于魚雷狀浮體I與主腔體8之間，采用對稱翼型，其一端與魚雷狀浮體I連接，另一端與主腔體8上部連接，翼型斜撐2的弦長為200?250mm，最大厚度為35?50mm。固定水平尾翼5和固定垂直尾翼6設(shè)置在主腔體8后部，均采用對稱翼型，固定水平尾翼5翼展優(yōu)選為150?180mm,固定垂直尾翼6高度優(yōu)選為180?200mm ;轉(zhuǎn)艏控制器7包括水密電機和螺旋槳，水密電機與螺旋槳軸向連接；轉(zhuǎn)艏控制器分別設(shè)置在兩個魚雷狀浮體I尾部；兩轉(zhuǎn)艏控制器通過發(fā)出轉(zhuǎn)艏力矩，誘導(dǎo)立式長流線型外形的主腔體8轉(zhuǎn)艏，從而實現(xiàn)對拖曳體橫蕩和轉(zhuǎn)艏運動的控制；轉(zhuǎn)艏控制器7優(yōu)選型號為Model260(Tecnadyne 公司)。
[0030]圖7、8、9顯示了襟翼10的結(jié)構(gòu)形式、固定軸11及固定軸凹槽20的位置。如圖7 - 9所示，固定水平翼3的后緣設(shè)置有襟翼10，可繞固定軸11偏轉(zhuǎn)，固定水平翼3的展長為600?650mm，弦長為200?250mm，最大厚度為20?30mm。襟翼固定軸11位于襟翼10前緣，固定軸11的軸線穿過襟翼10的最大厚度處；固定水平翼3尾部開有圓柱形凹槽20，固定軸11嵌入凹槽20內(nèi)，兩者之間的間隙很小，以保證固定軸11能靈活轉(zhuǎn)動且水平晃動較?。唤笠?0為對稱翼型，襟翼10的展長優(yōu)選為400?450mm，弦長優(yōu)選為70?100mm。
[0031]如圖4 - 6所示，襟翼10的控制機構(gòu)包括水密直線電機17、推進桿18、連桿19、油封管22和密封圈23。推進桿18被油封管22包裹，油封管22設(shè)置在固定垂直翼4內(nèi)，推進桿18豎向貫穿整個固定垂直翼4,油封管22中間和兩端設(shè)有密封圈23,推進桿18 —端與水密直線電機17的軸連接，另一端與連桿19鉸接；連桿19還通過短軸與鉸接支座21連接，鉸接支座21設(shè)置在襟翼10末端下表面，水密直線電機17放置在主腔體8內(nèi)，驅(qū)動推進桿18向上或向下運動，通過連桿19帶動襟翼10繞固定軸11偏轉(zhuǎn)一定的角度，以此誘導(dǎo)固定水平翼攻角的變化，從而實現(xiàn)對拖曳體的深度控制。
[0032]本實用新型立式翼型主體的水下拖曳體的工作時:
[0033]先根據(jù)不同的探測任務(wù)，在流線型主腔體8內(nèi)布置相應(yīng)類型的海洋探測傳感器等設(shè)備，由于不同類型儀器設(shè)備的重量不同，應(yīng)根據(jù)拖曳體具體的重量分布來調(diào)節(jié)拖曳體的重心位置，考慮到拖纜的作用點和方向，一般傾向于拖曳體重心處于稍靠前的位置。總之，要綜合考慮，以使拖曳體重心與浮心處于適當(dāng)?shù)奈恢谩Ｖ髑惑w8內(nèi)設(shè)置有其他隔艙，用來放置控制電路板、電源和配重，或直接作為浮力艙提供浮力。
[0034]然后，調(diào)整好拖曳體重量重心位置和浮心位置之后，在拖曳部件12上選擇某拖孔，將拖纜系于該拖孔處，進行試拖。根據(jù)試拖情況，調(diào)整或更換拖孔繼續(xù)進行拖航，根據(jù)試驗情況，可隨時調(diào)整拖曳體的重心位置，以使拖曳體保持良好穩(wěn)定的拖航姿態(tài)。記錄下不同條件下拖曳體的配重情況，為以后的實驗提供參考。
[0035]接著在拖曳過程中，通過控制襟翼10的偏轉(zhuǎn)來改變固定水平翼3的彎度，或者產(chǎn)生向下的迫沉力以抵抗拖纜的阻尼力使拖曳體下沉，或者產(chǎn)生向上的升力使拖曳體上升，以此實現(xiàn)對拖曳體拖行深度的控制。拖曳體所有組成部分均采用流線型外形，從而減小了水阻力，也就降低了拖纜所承受的拉力；固定水平翼3與固定垂直翼4使整個拖曳體的結(jié)構(gòu)強度得到有力的保證，同時翼型外形降低了水流的擾動，避免產(chǎn)生漩渦，使水流平穩(wěn)流過拖曳體，對于保持拖曳體姿態(tài)穩(wěn)定是有利的；固定水平翼3的兩端分別設(shè)置有邊板9，增加固定水平翼3的有效展弦比，提高水翼的升力效果。通過設(shè)置固定水平尾翼5與固定垂直尾翼
6,在直線拖曳作業(yè)中作為拖曳體的姿態(tài)穩(wěn)定機構(gòu)和方向穩(wěn)定機構(gòu)；通過控制兩個轉(zhuǎn)艏控制器7中螺旋槳的正反轉(zhuǎn)，對拖曳體產(chǎn)生水平面上的誘導(dǎo)力矩，在流線型主腔體8的作用下，使拖曳體產(chǎn)生橫向偏轉(zhuǎn)。在保持姿態(tài)穩(wěn)定的前提下，以較少的控制動作，實現(xiàn)對拖曳體進行大范圍、多自由度的操縱。
[0036]傳統(tǒng)的深度水下拖曳體一般通過驅(qū)動迫沉水翼轉(zhuǎn)軸的偏轉(zhuǎn)、進而帶動其攻角的改變來實現(xiàn)對拖曳體的深度控制，這一控制方式需要安裝在拖曳體內(nèi)的轉(zhuǎn)軸驅(qū)動電機具有比較的驅(qū)動轉(zhuǎn)矩才能帶動迫沉水翼攻角的改變。本實用新型引入了由直線電機通過推進桿和連桿進行力的傳遞的方式來調(diào)節(jié)襟翼攻角的改變、進而誘導(dǎo)固定水平翼攻角的變化從而實現(xiàn)對拖曳體的深度控制的目的。本實用新型所采用的水下拖曳體深度控制方式可以用比較小的驅(qū)動電機動力來實施對拖曳體的拖曳深度操縱，這種深度控制方式降低了拖曳體深度控制機構(gòu)的設(shè)計難度，也為減小拖曳體內(nèi)驅(qū)動電機的重量和體積，進而為其騰出更多的空間來搭載更多的探測傳感器創(chuàng)造了條件。
[0037]本實用新型水下拖曳體是一種用于利用水面上拖曳工作船為其提供拖曳動力使其在拖曳方向上實施水下觀測的一種水下拖曳探測裝置，該裝置所搭載的探測儀器要求拖曳體在其拖曳作業(yè)過程中具有比較好的方向穩(wěn)定性的前提下，同時具備比較強的拖曳姿態(tài)操縱控制能力，從而保證拖曳體內(nèi)的探測儀器獲得比較好的觀測效果。本實用新型采用呈立式長流線型外形的水下拖曳體主腔體殼體結(jié)構(gòu)，該立式長流線型外形其力學(xué)效果起到了一種方向穩(wěn)定舵的作用，結(jié)合設(shè)置在主腔體尾部的固定水平尾翼和固定垂直尾翼的輔助作用，由此使得它在主拖曳方向上具有比較強的方向穩(wěn)定性。這一結(jié)構(gòu)形式達到了提高了拖曳體內(nèi)探測傳感器在主拖曳方向上的觀測質(zhì)量的目的。本實用新型所提出的水下拖曳體新型結(jié)構(gòu)形式解決了傳統(tǒng)的水下拖曳體由于大多仿照航空飛行器的外形由單個柱形主體或扁平狀水平翼型主體結(jié)合固定或可調(diào)攻角的迫沉水翼組成而造成的航向穩(wěn)定性不佳的問題。這一新型水下拖曳體的提出，為開發(fā)出一種需要在主拖曳方向上具有較強航向穩(wěn)定性的水下拖曳體提供了一種解決手段。
[0038]本實用新型通過采用兩個設(shè)置在立式長流線型水下拖曳體主體上方的魚雷狀浮體所提供的浮力與拖曳體主體重力所構(gòu)成的回復(fù)力矩為拖曳體在其作業(yè)過程中發(fā)生傾側(cè)時可以快速地讓拖曳體回復(fù)到正浮姿態(tài)。結(jié)合魚雷狀浮體具有線運動與角運動阻尼小的特點，本實用新型所采用的魚雷狀浮體與立式長流線型外形的水下拖曳體主腔體殼體結(jié)構(gòu)相配合的設(shè)計，既保證了拖曳體具有良好的方向與正浮穩(wěn)定性，又保證了在通過調(diào)節(jié)襟翼攻角和轉(zhuǎn)艏控制器操縱動作實施對拖曳體深度、橫蕩與轉(zhuǎn)艏操縱的靈活性與操縱的精確性。通過魚雷狀浮體與立式長流線型主腔體二者的有機組合克服了現(xiàn)有的水下拖曳體難以同時具備方向穩(wěn)定性好和操縱精確靈活二者優(yōu)勢的缺陷。
[0039]本實用新型通過采用兩個設(shè)置在魚雷狀浮體尾部的導(dǎo)管螺旋槳作為拖曳體的轉(zhuǎn)艏控制器，該轉(zhuǎn)艏控制器通過發(fā)出轉(zhuǎn)艏力矩，誘導(dǎo)立式長流線型外形的主腔體殼體結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)艏，從而實現(xiàn)對拖曳體橫蕩和轉(zhuǎn)艏運動的控制。這樣一種轉(zhuǎn)艏控制器+立式長流線型主腔體殼體結(jié)構(gòu)+固定垂直尾翼的控制方式可以十分靈活地實施對拖曳體的轉(zhuǎn)艏與橫蕩操縱。
[0040]如上所述，便可較好地實現(xiàn)本實用新型。
【權(quán)利要求】
1.一種立式翼型主體的水下拖曳體，其特征在于:包括魚雷狀浮體、翼型斜撐、固定水平翼、固定垂直翼、固定水平尾翼、固定垂直尾翼、轉(zhuǎn)艏控制器以及主腔體；所述主腔體為呈立式長流線型外形的殼體結(jié)構(gòu)，其上表面前端設(shè)置有拖曳部件、吊環(huán)和纜線孔； 兩魚雷狀浮體布置在主腔體垂直對稱面上方兩側(cè)，固定水平翼為對稱翼型，水平方向連接兩魚雷狀浮體；固定水平翼中部與主腔體之間在垂直方向設(shè)置一固定垂直翼，固定垂直翼采用對稱翼型；翼型斜撐布置于魚雷狀浮體與主腔體之間，采用對稱翼型，其一端與魚雷狀浮體連接，另一端與主腔體上部連接；固定水平尾翼和固定垂直尾翼設(shè)置在主腔體后部，均采用對稱翼型；轉(zhuǎn)艏控制器包括水密電機和螺旋槳；水密電機與螺旋槳軸向連接；轉(zhuǎn)艏控制器分別設(shè)置在兩個魚雷狀浮體尾部； 固定水平翼的后緣設(shè)置有襟翼，襟翼固定軸位于襟翼前緣，固定軸的軸線穿過襟翼的最大厚度處；固定水平翼尾部開有圓柱形凹槽，固定軸嵌入凹槽內(nèi)，襟翼為對稱翼型；襟翼的控制機構(gòu)包括水密直線電機、推進桿、連桿、油封管和密封圈；推進桿被油封管包裹，油封管設(shè)置在固定垂直翼內(nèi)，推進桿豎向貫穿整個固定垂直翼，油封管中間和兩端設(shè)有密封圈，推進桿一端與水密直線電機的軸連接，另一端與連桿鉸接；連桿還通過短軸與鉸接支座連接，鉸接支座置在襟翼末端下表面，水密直線電機放置在主腔體內(nèi)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述立式翼型主體的水下拖曳體，其特征在于:所述纜線孔上設(shè)置有3?8個拖孔，主腔體內(nèi)部設(shè)有儀器艙以及多個隔艙，主腔體下方設(shè)置有進出口導(dǎo)管。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述立式翼型主體的水下拖曳體,其特征在于:所述主腔體高度為400 ?450mm,寬度為 180 ?200mm,長度為 1200 ?1500mm。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述立式翼型主體的水下拖曳體，其特征在于:所述兩魚雷狀浮體之間的距離為600mm?700mm，魚雷狀浮體與主腔體上表面的垂直距離為250?300mm，兩魚雷狀浮體直徑為150?180mm,長度為500?600mm。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述立式翼型主體的水下拖曳體，其特征在于:所述固定水平翼兩端分別優(yōu)選設(shè)置邊板，邊板與魚雷狀浮體的內(nèi)側(cè)直壁直接連接；邊板的長度比固定水平翼的弦長大50?60mm,高度比固定水平翼的最大厚度大40?60mm,邊板的厚度為3?4mm。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述立式翼型主體的水下拖曳體，其特征在于:所述固定垂直翼弦長為200?250mm,最大厚度為35?40_。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述立式翼型主體的水下拖曳體，其特征在于:所述翼型斜撐的弦長為200?250mm,最大厚度為35?50mm。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述立式翼型主體的水下拖曳體，其特征在于:所述固定水平尾翼翼展為150?180mm，固定垂直尾翼高度為180?200mm。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述立式翼型主體的水下拖曳體，其特征在于:所述襟翼的展長為400 ?450mm,弦長為 70 ?100mm。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述立式翼型主體的水下拖曳體，其特征在于:所述固定水平翼的展長為600?650mm,弦長為200?250mm,最大厚度為20?35mm。
【文檔編號】B63C11/52GK203581362SQ201320708171
【公開日】2014年5月7日 申請日期:2013年11月11日 優(yōu)先權(quán)日:2013年11月11日
【發(fā)明者】陳健, 吳家鳴, 陳知霖, 黃志科 申請人:華南理工大學(xué), 廣州市番禺靈山造船廠有限公司