【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及海洋工程系统与装配，尤其是一种水下自浮式无人机群运载装置及工作过程。
技术介绍
1、无人机是一种没有机组人员搭载的飞行器，可以通过遥控或预设的航行计划来执行飞行任务。小型化的无人机作为一种有效的侦查手段，已经广泛应用于军用及民用领域，具备技术成熟、体量小、价格低等优势。
2、近年来，海军也将目光投向小型化的无人机装备，以作为一种远海侦查力量，为实现此目的，需解决无人机无法远距离飞行的问题。一种有效的方式是，通过母船携带无人机集群进行发射，但此种方式存在应召响应速度慢的问题。另一种方式为设计一种水下无人机运载装置，提前布设于任务海域，当有需要时，无人机运载装置可以快速响应，以实现无人机的水下驻留、水面发射。
3、为实现无人机的远海应用，实现快速响应。现主要问题及难点在于：
4、一、可靠性问题。传统的快速上浮方式主要通过推进器控制上浮速度，但对于水下长时存在的无人机运载装置，很难满足长期可靠性的要求。
5、二、发射效率问题。无人机执行侦察任务通常需要多机合作，单筒单无人机的布设方式存在不经济的问题，综合利用效率低。
6、三、发射保障问题，为满足快速响应能力，运载器上浮速度较快，可能会直接冲出水面，筒体姿态失去控制，影响无人机发射。
7、此外，无人机水面发射对运载装置在水面的姿态要求较高，尤其是多机贯序发射，需要抵消无人机发射后坐力，防止筒体进水，以保障后续无人机发射。
技术实现思路
1、本申请人针对上
2、本专利技术所采用的技术方案如下：
3、一种水下自浮式无人机群运载装置，包括从上至下依次连接的顶盖、气囊舱、主体段、尾段和减速伞舱，所述顶盖、主体段和尾段外部均包裹有深海浮力材料；位于主体段内部设置有运载装置，运载装置包括无人机舱、电池舱和控制舱，无人机舱搭载无人机系统以保障水面发射，电池舱和控制舱位于无人机舱下方，电池舱用于全流程供能，控制舱用于控制装置运动及收发信号，运载装置底部为固定环，用于连接声学释放器及重力锚；
4、主体段包括碳纤维耐压壳体，碳纤维耐压壳体的外部包裹主体段浮力材料；
5、气囊舱的结构为：包括气囊壳体、气囊舱开盖系统、卡槽、盖板顶推系统、燃气型充气装置、气囊，整个气囊舱安装于碳纤维耐压壳体上部；气囊舱开盖系统由气囊盖板、盖板c型安装座组成，盖板顶推系统由推杆导向支架、推杆弹簧、顶盖推杆组成，盖板顶推系统及燃气型充气装置各为两套，对称布置于气囊壳体两侧，并位于气囊盖板内部；
6、顶盖的结构为：包括顶盖浮力材料、顶盖耐压球封头、c型卡座、一号爆炸螺栓、螺母，顶盖浮力材料与顶盖耐压球封头胶粘，c型卡座安装于气囊壳体上，顶盖耐压球封头通过封头转轴扣在c型卡座内，一号爆炸螺栓固连顶盖耐压球封头另一端；
7、尾段的周向均匀布置四个尾翼及一型深度计，尾翼与碳纤维耐压壳体焊接连接。
8、其进一步技术方案在于：
9、气囊舱开盖系统包含多个，周向布置于气囊壳体外侧。
10、气囊壳体与碳纤维耐压壳体固连，气囊壳体上部焊接盖板c型安装座，下部安装卡槽用于气囊盖板限位；气囊壳体顶部安装推杆导向支架，并为顶盖推杆留通孔，用于伸出顶推顶盖；水下驻留时，气囊处于未充气状态，气囊盖板上部盖板转轴卡在盖板c型安装座凹槽内，下部受卡槽限位；气囊盖板下部为盖板撕裂部，当气囊充气后，盖板撕裂部断开，气囊盖板可打开，此时盖板转轴从盖板c型安装座凹槽内脱落，气囊盖板完成脱落。
11、盖板顶推系统安装于气囊上部，顶盖推杆受推杆导向支架限制，沿竖直方向运动，顶盖推杆受推杆弹簧作用悬于气囊舱内部。
12、减速伞舱的结构为：包括减速伞外壳、减速伞、减速伞端盖和二号爆炸螺栓，减速伞外壳与尾翼焊接，减速伞安装于减速伞外壳内部，减速伞端盖通过二号爆炸螺栓安装于减速伞外壳端部。
13、无人机舱的结构为：包括无人机安装底座及周向布置的四个无人机发射筒，无人机发射筒由内部放置的折叠翼无人机、活塞、压缩氮气存储罐、剪切销、发射筒端盖组成，折叠翼无人机的机翼弹射至空中后可自主展开。
14、一种水下自浮式无人机群运载装置的工作过程，包括如下操作流程：
15、s1：解脱上浮；
16、当控制舱接收到上浮指令后，与固定环连接的声学释放器解脱，运载装置实现快速上浮；
17、s2：减速上浮；
18、运载装置底部的深度计实时测量运载装置所处深度，检测到运载装置上浮到接近水面时，控制尾部的二号爆炸螺栓解脱，减速伞端盖受重力作用下落，减速伞端盖本身作为牵引机构引导减速伞打开，运载装置上浮速度迅速降低；
19、s3：漂浮开盖；
20、运载装置上浮至水面后，控制舱接收深度计信号，燃气型充气装置释放气体，使气囊快速充气，同时顶盖处爆炸螺栓爆炸解锁，气囊顶起顶盖推杆沿推杆导向支架移动，顶盖推杆作用于顶盖上，使顶盖绕封头转轴转动，封头转轴从c型卡座脱落，顶盖在重力及顶盖推杆支撑作用下斜向下滑落入水；
21、同时，气囊充气后，气囊盖板下部的盖板撕裂部受力断开，盖板转轴从盖板c型安装座凹槽内脱落，气囊盖板脱落，气囊完全展开，支持运载装置漂浮于水面；
22、s4：载荷发射；
23、控制舱接收到岸基发射信号后，折叠翼无人机上电，搜星、任务装订，控制舱内陀螺仪检测筒体姿态满足发射要求后，无人机发射筒内压缩氮气存储罐触发，推动活塞，活塞顶推折叠翼无人机出筒；折叠翼无人机出筒时首先撞击发射筒端盖，发射筒端盖上易断剪切销受冲撞力断裂，发射筒端盖被顶开，折叠翼无人机发射出筒，随后，其余无人机发射筒可贯序发射内部折叠翼无人机，折叠翼无人机的机翼弹射至空中后可自主展开，执行飞行任务。
24、本专利技术的有益效果如下：
25、本专利技术结构紧凑、合理，操作方便，通过顶盖、气囊舱、主体段、尾段及减速伞舱等部件之间的互相配合工作，可以方便的完成无人机群的快速可靠运载上浮、多机水面稳定发射，有效的解决现有技术中的各项问题与难点。
26、同时，本专利技术还具备如下优点：
27、(1)本专利技术采用浮力材料外壳，设计适于快速上浮的水动力线型，配合轻质的碳纤维耐压壳及尾翼，实现快速上浮响应，具有上浮速度快，无动力上浮运动可靠性高的优点。
28、(2)本专利技术上浮至水面后，触发气囊，以提供较大的正浮力，可以抵消无人机发射时的后坐力，保持运载器的水面姿态稳定，防止筒体倾斜进水，可保障后续多无人机贯序发射或齐射。
29、(3)本专利技术开盖方式为通过气囊推动推杆，推杆顶推顶盖实现开盖，且开盖机构处通过设置c型卡座，有效减少了火工动作装置的使用，具有安全可靠、经济环保的优点。
30、(4本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种水下自浮式无人机群运载装置，其特征在于：包括从上至下依次连接的顶盖(1)、气囊舱(2)、主体段(3)、尾段(4)和减速伞舱(5)，所述顶盖(1)、主体段(3)和尾段(4)外部均包裹有深海浮力材料；位于主体段(3)内部设置有运载装置，运载装置包括无人机舱(6)、电池舱(7)和控制舱(8)，无人机舱(6)搭载无人机系统以保障水面发射，电池舱(7)和控制舱(8)位于无人机舱(6)下方，电池舱(7)用于全流程供能，控制舱(8)用于控制装置运动及收发信号，运载装置底部为固定环(9)，用于连接声学释放器及重力锚；
2.如权利要求1所述的一种水下自浮式无人机群运载装置，其特征在于：气囊舱开盖系统包含多个，周向布置于气囊壳体(21)外侧。
3.如权利要求2所述的一种水下自浮式无人机群运载装置，其特征在于：气囊壳体(21)与碳纤维耐压壳体(32)固连，气囊壳体(21)上部焊接盖板C型安装座(23)，下部安装卡槽(24)用于气囊盖板(22)限位；气囊壳体(21)顶部安装推杆导向支架(25)，并为顶盖推杆(27)留通孔，用于伸出顶推顶盖(1)；水下驻留时，气囊(29)处
4.如权利要求3所述的一种水下自浮式无人机群运载装置，其特征在于：盖板顶推系统安装于气囊(29)上部，顶盖推杆(27)受推杆导向支架(25)限制，沿竖直方向运动，顶盖推杆(27)受推杆弹簧(26)作用悬于气囊舱(2)内部。
5.如权利要求4所述的一种水下自浮式无人机群运载装置，其特征在于：减速伞舱(5)的结构为：包括减速伞外壳(51)、减速伞(52)、减速伞端盖(53)和二号爆炸螺栓(54)，减速伞外壳(51)与尾翼(41)焊接，减速伞(52)安装于减速伞外壳(51)内部，减速伞端盖(53)通过二号爆炸螺栓(54)安装于减速伞外壳(51)端部。
6.如权利要求5所述的一种水下自浮式无人机群运载装置，其特征在于：无人机舱(6)的结构为：包括无人机安装底座(61)及周向布置的四个无人机发射筒(63)，无人机发射筒(63)由内部放置的折叠翼无人机(64)、活塞(66)、压缩氮气存储罐(67)、剪切销(68)、发射筒端盖(62)组成，折叠翼无人机(64)的机翼(65)弹射至空中后可自主展开。
7.一种如权利要求6所述的水下自浮式无人机群运载装置的工作过程，其特征在于：包括如下操作流程：
...【技术特征摘要】
1.一种水下自浮式无人机群运载装置，其特征在于：包括从上至下依次连接的顶盖(1)、气囊舱(2)、主体段(3)、尾段(4)和减速伞舱(5)，所述顶盖(1)、主体段(3)和尾段(4)外部均包裹有深海浮力材料；位于主体段(3)内部设置有运载装置，运载装置包括无人机舱(6)、电池舱(7)和控制舱(8)，无人机舱(6)搭载无人机系统以保障水面发射，电池舱(7)和控制舱(8)位于无人机舱(6)下方，电池舱(7)用于全流程供能，控制舱(8)用于控制装置运动及收发信号，运载装置底部为固定环(9)，用于连接声学释放器及重力锚；
2.如权利要求1所述的一种水下自浮式无人机群运载装置，其特征在于：气囊舱开盖系统包含多个，周向布置于气囊壳体(21)外侧。
3.如权利要求2所述的一种水下自浮式无人机群运载装置，其特征在于：气囊壳体(21)与碳纤维耐压壳体(32)固连，气囊壳体(21)上部焊接盖板c型安装座(23)，下部安装卡槽(24)用于气囊盖板(22)限位；气囊壳体(21)顶部安装推杆导向支架(25)，并为顶盖推杆(27)留通孔，用于伸出顶推顶盖(1)；水下驻留时，气囊(29)处于未充气状态，气囊盖板(22)上部盖板转轴(2201)卡在盖板c型安装座(23)凹槽内，下部受卡槽(24)限位；气囊盖板(22)下部为盖板撕裂部(2202)，当气囊(29)充气后，盖板...
【专利技术属性】
技术研发人员：姚明超，焦慧锋，郭佳，张琳丹，危欢，许可，
申请(专利权)人：中国船舶科学研究中心，
类型：发明
国别省市：
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