[發明專利]一種新型小水線面單體無人半潛艇

有效

• 申請號: 201710368570.X
• 申請日: 2017-05-23
• 公開（公告）號: CN107215429B
• 公開（公告）日: 2019-04-16
• 發明（設計）人: 管官;李冰;林焰
• 申請（專利權）人: 大連理工大學
• 主分類號: B63B3/13
• 分類號: B63B3/13;B63B39/00
• 代理公司: 大連星海專利事務所有限公司 21208
• 代理人: 花向陽;楊翠翠

一種新型小水線面單體無人半潛艇，屬于船舶與海洋工程技術領域。該無人半潛艇主要由主船體、翼型浮箱、方向舵、傳感器、控制系統、推進系統、通導系統組成。翼型浮箱縱向相隔一定距離布置于主船體上方，翼型浮箱包含首浮箱和尾浮箱，在首浮箱上方安裝有通導系統設備，尾浮箱的后部安裝方向舵機構，主船體內部安裝有推進系統、傳感器、控制系統。縱向布置的翼型浮箱不僅能夠為無人半潛艇提供儲備浮力還能夠在發生縱傾時由前后浮箱的不同吃水產生的浮力差來提供恢復力矩，保證艇身的浮態。在高海況下翼型浮箱在風浪中受到的外載荷很小而主船體位于海水下方，受風浪影響更小一些，所以無人半潛艇可以保證在高海況下較為穩定的工作狀態。

技術領域

本發明涉及一種新型小水線面單體無人半潛艇，屬于船舶與海洋工程技術領域。

背景技術

隨著通導系統和自動駕駛技術的不斷完善，海上無人駕駛船舶發展越來越快，并在海上資源勘探、情報收集領域發揮越來越重要的作用。但是隨著海上資源勘探與情報收集向遠海發展，惡劣的海況限制了水面無人船的工作能力。在遠海工作時，由于常規設計的水面無人船尺度與海浪尺度相比較小，導致無人船受到的風浪流的影響較大，所以水面無人船在風浪中的動態響應也更為劇烈，這對于需要自主導航規避障礙物的無人船的路徑規劃能力產生了嚴重影響，其上布置的探測設備在搖擺劇烈的無人船上工作精度同樣下降嚴重，以上現狀嚴重限制了無人船在遠海領域的發展。為了增加無人船在海上工作的穩定性，現有技術多采用增加減搖鰭等主動措施以及平衡翼等固定結構來減少動態響應，但是對于小尺度無人船在高海況下的工作環境這種裝置的效果非常有限，同時增加了控制系統的復雜程度。水線附近及船體水面以上的船體尺度過大是其動態響應過大的主要原因。

發明內容

本發明的目的是提供一種新型小水線面單體無人半潛艇。該無人半潛艇采用翼型浮箱，由于翼型浮箱主尺度與船體相比減小許多，保證無人半潛艇在高海況下航行時受到的波浪載荷較傳統無人船大大減小，可以顯著降低波浪中航行時的動態響應及阻力。

本發明采用的技術方案為：一種新型小水線面單體無人半潛艇，包括主船體和翼型浮箱，所述主船體上方安裝有多個提供儲備浮力及恢復力矩的翼型浮箱，所述翼型浮箱包含首浮箱和尾浮箱，翼型浮箱平行于無人半潛艇的行進方向設置，翼型浮箱水平切面形狀為對稱翼型；主船體埋沒于水面以下依靠相連的伸出海面的翼型浮箱進行海上觀測與通訊；所述翼型浮箱沿主船體中軸線前后間隔適當的距離布置，翼型浮箱與主船體相連的部分埋沒于水中，高出水面的突出部分有適當的高度；所述首浮箱（8）的頂部安裝有雷達（3）及通導天線，雷達及通導天線通過首浮箱的內部管路與主船體內的控制設備艙內的設備電連接，所述尾浮箱安裝有方向舵，方向舵與方向舵驅動電機電連接；所述主船體內根據用途不同使用水密艙壁分隔成電池艙、前置設備艙、后置設備艙、控制設備艙和推進艙；所述前置設備艙及后置設備艙內安放有用于探測偵查的聲吶、探深儀；控制設備艙內安裝有用于控制無人半潛艇航行的自主避障及路徑規劃程序的處理器以及實時處理探測數據的處理器；電池艙內安放用于供給推進系統及用電設備使用的電池組；推進艙內安放推進系統以及方向舵驅動電機，推進系統采用直流電機與減速箱配合驅動螺旋槳推進無人半潛艇。

所述翼型浮箱的前后布置具有適當的距離間隔，且尾浮箱的尺寸大于首浮箱的尺寸。