一种低阻型多功能大型声学设备安装附体制造技术

本申请公开了一种低阻型多功能大型声学设备安装附体，连接于船体底部，包括附体本体，附体本体包括前段和后段，附体本体前段为沿船长方向的狭长体、后段为沿船宽左右方向扩宽的宽体，前段向后段过渡为宽度平滑过渡，其特征在于，靠近附体本体前端、附体本体内设有下半部分截面为倒梯形的安装内腔，安装内腔内设有双头V型多波束换能器。双头V型多波束换能器较单头平底型换能器在测量效率上有明显差距，最大可提高100％，普通单头(平底型)浅水多波束的最大扫宽约为5倍的水深，而双头V型多波束的最大扫宽约为10倍的水深，大大提高了浅水多波束测量效率。且避免双头V型多波束换能器突出安装导致伴流产生不利影响。安装导致伴流产生不利影响。安装导致伴流产生不利影响。

【技术实现步骤摘要】
一种低阻型多功能大型声学设备安装附体


[0001]本申请涉及一种低阻型多功能大型声学设备安装附体，属于船舶与海洋工程制造


技术介绍

[0002]综合海洋科学考察船或海洋平台需要安装多种声学探测设备，声学探测设备的换能器一般要在水下工作，其安装可采取不同的方式，主要有嵌入式、附体式、导流罩式和箱型龙骨式。具体采用哪一种方式取决于设备自身对环境的要求、船体线型和布置条件等因素，不可一概而论。舱底声学探测设备的测量精度主要受水下气泡、浮冰以及水下噪声等影响。其中水下气泡的影响最大，主要影响的是设备的测量精度，甚至导致设备无法正常使用。
[0003]附体式安装可确保系统声学性能不受影响，但会增加船舶航行阻力，油耗也会相应增加。现有的声学附体(如技术专利：公开号CN 203793575 U)一种悬挂于船底附体的声学设备，为了尽量减小阻力，从前端、延伸部分到后端的侧截面均为半圆形，其底部为水平。首先，该附体对尾部推进器产生一定的伴流，导致阻力增加较多；其次，该截面的附体无法安装双头V型多波束换能器(如：浅水多波束等)，只适合平底安装的单头多波束换能器，可参见图1
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1、图1
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2和图2，在现有附体结构中，双头V型多波束换能器只能整体直接突出安装于底部，对附体上其它换能器以及尾部螺旋桨的伴流产生不利影响，导致部分测量设备无法测量。

技术实现思路

[0004]本申请要解决的技术问题是如何改善声学附体结构形式使得更适合安装双头V型多波束换能器、且可以改善对尾部主推进器的伴流场的干扰。
[0005]为了解决上述技术问题，本申请的技术方案是提供了一种低阻型多功能大型声学设备安装附体，连接于船体底部，包括附体本体，附体本体包括前段和后段，附体本体前段为沿船长方向的狭长体、后段为沿船宽左右方向扩宽的宽体，前段向后段过渡为宽度平滑过渡，其特征在于，靠近附体本体前端、附体本体内设有下半部分截面为倒梯形的安装内腔，安装内腔内设有双头V型多波束换能器。双头V型多波束换能器较单头平底型换能器在测量效率上有明显差距，最大可提高100％，普通单头(平底型)浅水多波束的最大扫宽约为5倍的水深，而双头V型多波束的最大扫宽约为10倍的水深，大大提高了浅水多波束测量效率。
[0006]优选的，所述双头V型多波束换能器包括一个发射换能器和两个接收换能器，发射换能器设于安装内腔的底边，两个接收换能器分别设于安装内腔的两个侧边。
[0007]优选的，所述附体本体底面不同位置处设置有多个向上凹进的设备安装腔，设备安装腔用于安装声学设备，凹进的形状匹配声学设备的外轮廓。
[0008]进一步的，所述设备安装腔的顶部设有透气孔，声学设备与设备安装腔之间的缝
隙采用流体填充使得设备安装腔内没有气泡存留。
[0009]优选的，所述附体本体通过挂臂与船体底部连接，挂壁一侧与附体本体顶面连接，另一侧与船体底部连接。
[0010]进一步的，挂壁包括中间挂臂和两侧挂臂，中间挂臂为一个，连接于附体本体顶面中轴线位置处，两侧挂臂为两个，分别连接在附体本体后段顶面中轴线左右两侧。更进一步的，所述中间挂臂长度大于附体本体的长度，中间挂臂的后端伸出附体本体的覆盖范围。从而引导中间挂臂尾端流体顺畅地流向船体尾部，可以尽量避免产生附体尾部中间的低压区，从而减少该区域引起的逆流和漩涡。
[0011]更进一步的，所述中间挂臂的前端连接有导向板，导向板上设有刀片，刀刃方向向前。用于切断可能缠绕上的杂物、渔网等，避免杂物堆积造成高价值声学设备损坏的风险，提高作业的安全性。
[0012]更进一步的，所述两侧挂臂前端距离中间挂臂的距离大于后端距离中间挂臂的距离，使得两侧挂臂中心轴线与附体本体中轴线的夹角为小夹角3
°
～6
°
。使得中间挂臂和两侧挂臂之间流向尾部的水流更加平滑均匀，减少水流向两侧的扩散，从而减少对尾部流场的影响。
[0013]进一步的，所述附体本体的底面设有取水口，附体本体内设有进水管路，取水口经进水管路通过两侧挂壁通至船体内，船体内设有海水泵、密闭水箱和排水管路，海水泵将附体本体底面海水抽至密闭水箱内再由排水管路排出船体，密闭水箱内设有表面声速仪。通过将表面声速仪安装于密闭水箱内，解决表面声速仪维修、更换困难的问题。
附图说明
[0014]图1
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1和图1
‑
2分别为双头V型多波束换能器结构正视图和俯视图；
[0015]图2为单头多波束换能器结构示意图；
[0016]图3为本申请提供的低阻型多功能大型声学设备安装附体结构侧视示意图；
[0017]图4为本申请提供的低阻型多功能大型声学设备安装附体结构俯视示意图；
[0018]图5为本申请提供的低阻型多功能大型声学设备安装附体声学设备分布示意图；
[0019]图6为图4中A
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A剖视、双头V型多波束换能器安装内腔示意图；
[0020]图7为附体不同位置声学设备安装示意图；
[0021]图8为附体结构优化前后流场对比示意图；
[0022]图9为附体结构优化前空泡特性曲线；
[0023]图10为附体结构优化后空泡特性曲线。
具体实施方式
[0024]为使本申请更明显易懂，兹以优选实施例，并配合附图作详细说明如下。
[0025]本实施例提供的是低阻型多功能大型声学设备安装附体，连接于船体底部5，用于安装声学设备。参见图1、图2和图3，包括附体本体1，附体本体1整体为平滑流线型，包括前段和后段，附体本体1前段为沿船长方向的狭长体、后段为沿船宽左右方向扩宽的宽体，前段向后段过渡为宽度平滑过渡，后段的尾端收敛为流线型尖端以减少尾流。
[0026]附体本体1前端位置处设置有前导向体11，前导向体11的端头设置为导流型，以减
少流体阻力。附体本体1前段内设置有下半部分截面为倒梯形的安装内腔，参见图4，安装内腔内设置双头V型多波束换能器6，双头V型多波束换能器6包括一个发射换能器和两个接收换能器，双头V型多波束换能器6的发射换能器安装在安装内腔的底边，双头V型多波束换能器6的两个接收换能器分别安装在安装内腔的两个侧边，使得接收换能器与水平面形成倾斜夹角，从而提高测量效率。根据实际测量，双头V型多波束换能器较单头平底型换能器在测量效率上有明显差距，最大可提高100％，普通单头(平底型)浅水多波束的最大扫宽约为5倍的水深，而双头V型多波束的最大扫宽约为10倍的水深，大大提高了浅水多波束测量效率。
[0027]进一步，附体本体1底面不同位置处设置有多个向上凹进的设备安装腔，可用于安装各种样式的声学设备4，具体凹进的形状应当匹配声学设备4的外轮廓，设备安装腔的顶部设有透气孔，声学设备与设备安装腔之间的缝隙采用流体填充，保障声学设备安装腔内没有气泡存留。声学设备安装后附体本体1外部形状仍保持为完整、外轮廓平滑过渡的流线型。
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种低阻型多功能大型声学设备安装附体，连接于船体底部(5)，包括附体本体(1)，附体本体(1)包括前段和后段，附体本体(1)前段为沿船长方向的狭长体、后段为沿船宽左右方向扩宽的宽体，前段向后段过渡为宽度平滑过渡，其特征在于，附体本体(1)前段内设有下半部分截面为倒梯形的安装内腔，安装内腔内设有双头V型多波束换能器(6)。2.如权利要求1所述的一种低阻型多功能大型声学设备安装附体，其特征在于，所述双头V型多波束换能器(6)包括一个发射换能器和两个接收换能器，发射换能器设于安装内腔的底边，两个接收换能器分别设于安装内腔的两个侧边。3.如权利要求1所述的一种低阻型多功能大型声学设备安装附体，其特征在于，所述附体本体(1)底面不同位置处设置有多个向上凹进的设备安装腔，设备安装腔用于安装声学设备(4)，凹进的形状匹配声学设备(4)的外轮廓。4.如权利要求3所述的一种低阻型多功能大型声学设备安装附体，其特征在于，所述设备安装腔的顶部设有透气孔，声学设备与设备安装腔之间的缝隙采用流体填充使得设备安装腔内没有气泡存留。5.如权利要求1所述的一种低阻型多功能大型声学设备安装附体，其特征在于，所述附体本体(1)通过挂臂(2)与船体底部(5)连接，挂壁(2)一侧与附体本体(1)顶面连接，另一侧与船体底部(5)连接。6.如权利要求5所述的一种低阻型多功能大型声学...

【专利技术属性】
技术研发人员：孟繁涛，叶昊，程世明，张良，严明，
申请(专利权)人：中国船舶集团有限公司第七，
类型：发明
国别省市：