[發明專利]一種橢球體破冰出水的輔助裝置

在審

• 申請號: 202211292897.0
• 申請日: 2022-10-21
• 公開（公告）號: CN115615259A
• 公開（公告）日: 2023-01-17
• 發明（設計）人: 李志富;張金龍;石玉云;王鳳珍;陳凡
• 申請（專利權）人: 江蘇科技大學
• 主分類號: F42B10/14
• 分類號: F42B10/14;F42B12/02
• 代理公司: 南京蘇高專利商標事務所(普通合伙) 32204
• 代理人: 王苗

本發明公開了一種橢球體破冰出水的輔助裝置，包括設置于橢球體前端的支撐裝置、設置于支撐裝置上的高壓氣泡發生裝置，支撐裝置包括圓環基座、與圓環基座連接的若干支撐單元、支撐驅動裝置，支撐單元設置若干氣孔，高壓氣泡發生裝置通過氣孔發射高壓氣體，支撐驅動裝置驅動支撐單元繞圓環基座轉動，支撐單元靠近橢球體并相互接觸時包裹橢球體前端，所述支撐單元遠離橢球體并從橢球體脫離。高壓氣泡發生裝置產生高壓氣泡，高壓氣泡坍塌產生高速射流和滯后流對橢球體頂部的冰層產生破壞，冰層破壞后支撐裝置展開，高壓氣泡發生裝置仍向外發射高壓氣體，破壞四周冰層推動已經破碎的浮冰遠離橢球體，直至橢球體離開水面，達到破冰清冰效果。

技術領域

本發明涉及船舶與海洋工程裝備，具體是涉及一種橢球體破冰出水的輔助裝置。

背景技術

自20世紀以來，世界各國經濟高速發展，對自然資源的依賴日益增加。北極海域冬季約有73％的海面被平均厚度為3米的冰層覆蓋，夏季冰層覆蓋面積也可達57％。作為亞歐北美三大洲的頂點，北極具有非常重要的戰略位置，它擁有聯系三大洲的最短航線。在此背景下，各國對極地探索的關注度不斷加強。

隨著各國對北極地理和氣候環境研究的深入，越來越深刻認識到冰下裝備 (如潛射導彈、檢測裝置、信息搭載裝置)破冰出水在極地資源探測、合理權益保障以及極地緊急救援等方面的重要作用，此類裝置為減少在水中運行阻力，大多設置為橢球體前端。因此發展橢球體冰下破冰出水輔助穩定裝置具有十分重要的戰略意義。但發展冰下破冰出水輔助穩定裝置面臨很多挑戰，首先，在覆蓋冰層的水域中，裝置發射過程中由于冰層的阻擋信號接受更困難。其次，在沖出冰層過程中會受到冰層阻力影響，對裝置發射的穩定性造成較大影響。

發明內容

發明目的：針對以上缺點，本發明提供一種有效破冰并減小冰層阻力的橢球體破冰出水的輔助裝置。

技術方案：為解決上述問題，本發明采用一種橢球體破冰出水的輔助裝置，包括設置于橢球體前端的支撐裝置、設置于支撐裝置上的高壓氣泡發生裝置，所述支撐裝置包括套設在橢球體外表面的圓環基座、與圓環基座連接的若干支撐單元、設置于圓環基座上的支撐驅動裝置，所述支撐單元設置若干氣孔，所述高壓氣泡發生裝置通過氣孔發射高壓氣體產生高壓氣泡，所述支撐驅動裝置驅動支撐單元繞圓環基座轉動，靠近或遠離橢球體，所述支撐單元靠近橢球體并相互接觸時包裹橢球體前端，所述支撐單元相互遠離時，支撐裝置與橢球體相對運動并從橢球體脫離。

進一步的，所述橢球體包括潛射導彈或前端設置為橢球狀的功能裝置。

進一步的，所述高壓氣泡發生裝置包括若干高壓氣泡發生單元，所述高壓氣泡發生單元包括高壓氣體儲藏罐、伸縮式高壓導氣管和變向噴氣孔，所述高壓氣體儲藏罐形狀與支撐單元相同，并內嵌于支撐單元內，對應支撐單元的氣孔位置，在高壓氣體儲藏罐上設置若干伸縮式高壓導氣管，伸縮式高壓導氣管伸長時從氣孔伸出，所述伸縮式高壓導氣管出口設置若干變向噴氣孔，變向噴氣孔改變高壓氣體噴出方向。

進一步的，所述圓環基座內側設置滾輪驅動裝置，滾輪驅動裝置包括滾動滑輪、驅動滾輪滑輪轉動的滾輪電機，所述滾輪電機于圓環基座固定連接，所述滾動滑輪與橢球體外壁接觸，滾輪電機驅動滾動滑輪轉動，從而使圓環基座相對橢球體外壁移動。

進一步的，還包括設置于橢球體后端的尾翼裝置，所述尾翼裝置包括與橢球體固定連接的外殼、尾翼、限位傳動裝置，所述外殼設置容納尾翼的空腔，且外殼設置用于尾翼伸出的通孔，所述尾翼與外殼內部鉸接，所述限位傳動裝置驅動尾翼相對外殼旋轉，實現尾翼收縮在外殼空腔內或從通孔伸出外殼，同時調節尾翼收縮角度。

進一步的，所述限位傳動裝置包括限位槽、與限位槽固定連接的傳動齒條、與傳動齒條嚙合的傳動齒輪、驅動傳動齒輪轉動的傳動電機，所述傳動電機固定設置在外殼內，所述傳動齒條延伸方向平行于橢球體運行方向，傳動齒條帶動限位槽沿橢球體運行方向移動，所述尾翼后端定位于限位槽內，并沿限位槽滑動，限位槽移動帶動尾翼相對外殼轉動。