[發(fā)明專利]一種水下無人航行器油電混合動力裝置有效
| 申請?zhí)枺?/td> | 201711477467.5 | 申請日： | 2017-12-29 |
| 公開（公告）號： | CN108298048B | 公開（公告）日： | 2020-02-11 |
| 發(fā)明（設(shè)計）人： | 吳文輝;蘆廷彬;冀功祥;李兵;劉方;尚奇 | 申請（專利權(quán)）人： | 中國船舶重工集團公司第七一0研究所 |
| 主分類號： | B63G8/00 | 分類號： | B63G8/00;B63G8/08;B63G8/22;B63C11/52 |
| 代理公司： | 11120 北京理工大學(xué)專利中心 | 代理人： | 郭德忠;仇蕾安 |
| 地址： | 443003 *** | 國省代碼： | 湖北;42 |
| 權(quán)利要求書： | 查看更多 | 說明書： | 查看更多 |
| 摘要： | |||
| 搜索關(guān)鍵詞： | 水下無人航行器 二次電池 續(xù)航 油電混合動力裝置 浮力調(diào)節(jié)機構(gòu) 水下航行 充電 吸排氣機構(gòu) 充電完成 電能驅(qū)動 燃油燃燒 電池艙 電動力 內(nèi)燃機 燃料艙 推進段 推進器 艙段 上浮 油囊 發(fā)電 水面 | ||
本發(fā)明公開了一種水下無人航行器油電混合動力裝置，屬于水下無人航行器技術(shù)領(lǐng)域，包括：燃料艙段、發(fā)電艙段、電池艙段和電動力推進段；水下無人航行器在水下航行時由二次電池組提供的電能驅(qū)動推進器工作，當(dāng)二次電池組的電能低于設(shè)定值時，啟動浮力調(diào)節(jié)機構(gòu)使水下無人航行器浮至水面后，通過吸排氣機構(gòu)進入內(nèi)燃機的空氣和來自油囊的燃油燃燒產(chǎn)生熱能，對二次電池組進行充電，充電完成后，啟動浮力調(diào)節(jié)機構(gòu)使水下無人航行器潛入水下后，繼續(xù)在水下續(xù)航；該裝置能夠使得水下無人航行器按照“水下航行?上浮充電?水下續(xù)航”的模式工作，并以此循環(huán)，完成多次續(xù)航。
技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明屬于水下無人航行器技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種水下無人航行器油電混合動力裝置。
背景技術(shù)
水下無人航行器是一種智能化、自主航行、可根據(jù)任務(wù)使命要求進行模塊優(yōu)化組合、實現(xiàn)多種功能的集成系統(tǒng)，在軍事和民用方面均有廣泛的應(yīng)用需求。水下無人航行器動力裝置主要分為熱動力和電動力，其發(fā)展圍繞著“更快、更遠、更深、更靜”的目標發(fā)展。由于電動力裝置不受海水背壓影響，在水下無人航行器中應(yīng)用較廣泛。
在遠距離水下無人航行器領(lǐng)域，加拿大ISE公司研制的Theseus采用電動力推進，在水下350米使用了65％的電池容量駛出了405公里的距離；美國海軍擁有的DOLPHIN，是一種采用內(nèi)燃動力的半潛式水下航行器，航程可達575公里；南安普敦海洋中心研制的AutoSub航程可達500公里，最大工作水深達1600米。可以看出來，目前采用螺旋槳(泵噴)推進的水下無人航行器主要集中在百公里級別。對于千公里級別，主要采用浮力驅(qū)動方式，如Spray、Seaglider，其航程分別為7000公里、4600公里，最大深度分別為1500米、1000米，然而其水平航速僅有0.27m/s。
目前，水下無人航行器動力裝置主要存在以下問題：
(1)電動力驅(qū)動受電池能量密度的約束，在提升效費比方面面臨瓶頸；
(2)熱動力驅(qū)動受海水背壓影響較大，最大工作水深受約束；
(3)針對于千公里級別，采用浮力調(diào)節(jié)驅(qū)動的航行器的航速較低。
發(fā)明內(nèi)容
有鑒于此，本發(fā)明的目的是提供一種水下無人航行器油電混合動力裝置，該裝置能夠使得水下無人航行器按照“水下航行-上浮充電-水下續(xù)航”的模式工作，并以此循環(huán)，完成多次續(xù)航。
本發(fā)明是通過下述技術(shù)方案實現(xiàn)的：
一種水下無人航行器油電混合動力裝置，包括：燃料艙段、發(fā)電艙段、電池艙段和電動力推進段；
所述燃料艙段內(nèi)安裝有浮力調(diào)節(jié)艙、油囊及浮力調(diào)節(jié)機構(gòu)；油囊安裝在浮力調(diào)節(jié)艙內(nèi)，通過油管與發(fā)電艙段連接，油囊內(nèi)部充滿燃油；浮力調(diào)節(jié)機構(gòu)的一端與浮力調(diào)節(jié)艙內(nèi)部油囊以外的空腔相通，另一端與外部的海水相通，通過調(diào)節(jié)進入或排出浮力調(diào)節(jié)艙中的海水量對水下無人航行器進行浮力調(diào)節(jié)；
所述發(fā)電艙段內(nèi)安裝有吸排氣機構(gòu)、油氣混合機構(gòu)、內(nèi)燃機及發(fā)電機；所述吸排氣機構(gòu)通過伸縮機構(gòu)控制其是否伸出水面與外部空氣相通，吸排氣機構(gòu)與油氣混合機構(gòu)的進氣端連接，用于在伸出水面時將外部的空氣提供給油氣混合機構(gòu)，并將內(nèi)燃機內(nèi)產(chǎn)生的廢氣排出；油氣混合機構(gòu)的進油端與燃料艙段的油囊連接，輸出端與內(nèi)燃機連接；油氣混合機構(gòu)用于將來自油囊的燃油及來自吸排氣機構(gòu)的空氣按設(shè)定比例混合后供給內(nèi)燃機；內(nèi)燃機與發(fā)動機連接，內(nèi)燃機用于將燃油和空氣燃燒后產(chǎn)生的熱能轉(zhuǎn)化為動能并驅(qū)動發(fā)電機發(fā)電；
所述電池艙段內(nèi)安裝有二次電池組和整流充電裝置；所述整流充電裝置用于接收發(fā)電機工作發(fā)電的電能，并將所述電能傳輸給二次電池組，對二次電池組充電，二次電池組用于為電動力推進段提供電能；
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