一种水下航行器柔性处置试验装置、方法以及处置方法-j9九游会真人

1.本发明涉及水下无人航行器(uuv，unmanned underwater vehicle)的技术领域，尤其涉及一种水下航行器柔性处置试验装置、方法以及处置方法。


背景技术：

2.随着水下无人自主技术的广泛应用，水下无人航行器以低成本的建设投入和超常规的战术体系，颠覆水下作战的传统样式。目前传统的水下无人航行器防御处置方式主要是采用鱼雷、水雷等现有水下打击处置形式。此种方式下容易造成资源浪费和海水污染。水下打击会造成水下目标暴露，增加作战危险。
3.因此需要开展水下航行器柔性处置试验方法的研究，实现对水下无人航行器的抓捕成为本发明需重点解决的问题。


技术实现要素：

4.(一)要解决的技术问题
5.鉴于现有技术的上述缺点、不足，本发明提供一种水下航行器柔性处置试验装置、方法以及处置方法，其解决了现有水下打击处置形式造成的资源浪费和海水污染，且会暴露目标的技术问题。
6.(二)技术方案
7.为了达到上述目的，本发明采用的主要技术方案包括：
8.第一方面，本发明实施例提供一种水下航行器柔性处置试验装置，包括：拖车，拖车上设置有可移动的用于夹持和释放柔性绳网的夹持释放装置，以及用于连接拖拽水下无人航行器的钢板连接件；夹持释放装置用于控制柔性绳网释放。
9.本发明实施例提出的水下航行器柔性处置试验装置，结构简单，能进行柔性抓捕水下无人航行器的试验。
10.可选地，夹持释放装置还包括：钢丝绳、手摇控制装置和夹持刀头；手摇控制装置通过钢丝绳控制夹持刀头夹持和释放柔性绳网；
11.夹持刀头固定在水下释放柔性绳网时与水下无人航行器的中线面在同一水线面。
12.第二方面，本发明实施例提供一种水下航行器柔性处置试验方法，采用上述的水下航行器柔性处置试验装置进行处置试验，包括以下步骤：
13.将水下无人航行器通过钢板连接件固定在拖车上，通过夹持释放装置夹持柔性绳网；水下无人航行器以及夹持释放装置均布置在水面以下；
14.启动拖车，带动水下无人航行器和夹持释放装置一同向前运动；开启水下无人航行器的螺旋桨电机；
15.在螺旋桨运行稳定后，释放柔性绳网，直至柔性绳网随水流运动到导管或螺旋桨抽吸区域造成螺旋桨与软绳缠绕而被憋停；
16.分别记录螺旋桨运行稳定时，以及被憋停后的扭矩和推力。
17.本发明实施例提出的水下航行器柔性处置试验方法，采用拖车，带动水下无人航行器和夹持释放装置一同向前运动；利用航行过程中水下航行器周围形成的流场和螺旋桨抽吸作用产生的涡流场，对柔性绳网实施水下针对性布置释放，实现目标水下无人航行器的柔性抓捕试验。
18.可选地，释放柔性绳网，包括：通过移动改变夹持释放装置的柔性绳网释放位置到水下无人航行器的轴向、径向以及水深方向的释放距离；重复进行释放柔性绳网至螺旋桨被憋停的步骤，分别记录水下无人航行器与夹持释放装置的方向和距离的数据，以测试柔性绳网与目标水下无人航行器周围流场之间的相互作用，包括：统计不同测点位置条件和最佳区域释放区间范围内绳网缠绕和缠死螺旋桨的概率。
19.可选地，释放柔性绳网，包括：通过改变夹持释放装置释放的柔性绳网的长度、大小以及释放形状；重复进行释放柔性绳网至螺旋桨被憋停的步骤，分别记录对应的绳网释放形式以及水下无人航行器的缠绕机理，以及对应的被憋停的时间和被憋停后的扭矩和推力。设计不同形式的柔性绳网，探究绳网缠绕螺旋桨过程中的缠绕机理和绳网释放形式，验证绳网在不同距离接触航行器和螺旋桨时能否被螺旋桨缠绕，导致螺旋桨被缠死憋停，从而形成对水下无人航行器的柔性毁伤处置效果。
20.第三方面，本发明实施例提供一种水下航行器柔性处置方法，包括以下步骤：
21.夹持释放装置与目标水下无人航行器做同相运动，同时在水下无人航行器周围流场抽吸区域内释放柔性绳网，使得柔性绳网随水流抽吸运动到目标水下无人航行器的导管或螺旋桨抽吸区域造成螺旋桨与软绳缠绕而被憋停，实现柔性抓捕目标水下无人航行器。
22.本发明实施例提出的水下航行器柔性处置方法，针对水下无人航行器的工作特点和现实需求，通过采用柔性绳网等装置对水下航行器螺旋桨进行缠绕，造成水下航行器动力系统憋停、减速、损坏或者失稳等效果。实现基于绳或网等柔性毁伤处置手段进行航行器抓捕。柔性毁伤形式是可逆的，其对水下航行器不会产生较大的损坏。且抓捕过程不易暴露目标。
23.可选地，释放柔性绳网之前，匹配目标水下无人航行器的型号，计算目标水下无人航行器的周围流场抽吸区域的范围，然后，通过夹持释放装置将柔性绳网释放到目标航行器周围流场抽吸区域的范围内。
24.(三)有益效果
25.本发明的有益效果是：本发明的一种水下航行器柔性处置试验装置、方法以及处置方法，由于利用航行过程中水下航行器周围形成的流场和螺旋桨抽吸作用产生的涡流场，对柔性绳网实施水下针对性布置释放。能够实现基于绳或网等柔性毁伤处置手段进行航行器抓捕的试验方法。即通过采用柔性绳网等装置对水下航行器螺旋桨进行缠绕，造成水下航行器动力系统憋停、减速、损坏或者失稳等效果。柔性毁伤形式是可逆的，其对水下航行器不会产生较大的损坏。
附图说明
26.图1为本发明优选实施例的水下柔性绳网抓捕无人航行器试验时的正视图；
27.图2为本发明优选实施例的水下柔性绳网抓捕无人航行器试验时的俯视图；
28.图3为本发明优选实施例的柔性绳网缠绕螺旋桨示意图。
29.【附图标记说明】
30.1、拖车；2、钢板连接件；3、水面；4、手摇控制装置；5、钢丝绳；6、夹持释放装置；7、夹持刀头；8、柔性绳网；9、螺旋桨；10、导管；11、水下无人航行器；12、水池壁面。
具体实施方式
31.为了更好的解释本发明，以便于理解，下面结合附图，通过具体实施方式，对本发明作详细描述。
32.本发明实施例提出的水下航行器柔性处置试验装置、方法以及处置方法，由于利用航行过程中水下航行器周围形成的流场和螺旋桨9抽吸作用产生的涡流场，对柔性绳网8实施水下针对性布置释放。通过柔性绳网8等装置对水下航行器螺旋桨9进行缠绕，造成水下无人航行器11动力系统憋停、减速、损坏或者失稳等效果。能够测试水下无人航行器11与柔性绳网8的作用机理以及作用范围。
33.为了更好的理解上述技术方案，下面将参照附图更详细地描述本发明的示例性实施例。虽然附图中显示了本发明的示例性实施例，然而应当理解，可以以各种形式实现本发明而不应被这里阐述的实施例所限制。相反，提供这些实施例是为了能够更清楚、透彻地理解本发明，并且能够将本发明的范围完整的传达给本领域的技术人员。
34.参见图1、图2，本发明实施例提供一种水下航行器柔性处置试验装置，包括：拖车1(或者拖船)，拖车1上设置有可移动的用于夹持和释放柔性绳网8的夹持释放装置6，以及用于连接拖拽水下无人航行器11(本实施例采用“蓝鳍金枪鱼-21”航行器的1:1模型)的钢板连接件2。夹持释放装置6还包括：钢丝绳5、手摇控制装置4、夹持刀头7以及柔性绳网8；手摇控制装置4通过钢丝绳5控制夹持刀头7夹持和释放柔性绳网8。夹持刀头7固定在水下释放柔性绳网8时与水下无人航行器11的中线面在同一水线面。
35.本发明实施例提出的水下航行器柔性处置试验装置，结构简单，能进行柔性抓捕水下无人航行器11的试验。
36.对应地，本发明实施例提供一种水下航行器柔性处置试验方法，采用上述的水下航行器柔性处置试验装置进行处置试验，本实施例在图2所示的水池中进行试验，图2中上下两条边界为水池壁面12。试验包括以下步骤：
37.将水下无人航行器11通过钢板连接件2固定在拖车1上，通过夹持释放装置6夹持柔性绳网8；水下无人航行器11以及夹持释放装置6均布置在水面3以下；
38.启动拖车1，带动水下无人航行器11和夹持释放装置6一同向前运动；开启水下无人航行器11的螺旋桨9的电机，让螺旋桨9转动。通常情况下，在拖车1带动航行器运动的过程中，螺旋桨9以该航速对应下的转速转动。
39.在螺旋桨9运行稳定后，释放柔性绳网8，参见图3，释放的柔性绳网8在水下无人航行器11周围流场以及螺旋桨9抽吸流场的作用下流动到导管10或者螺旋桨9抽吸区域内，被螺旋桨9抽吸缠绕，直至造成螺旋桨9与软绳缠绕而被憋停。
40.分别记录螺旋桨9运行稳定时，以及被憋停后的扭矩和推力，可以通过艇体上布置的传感器装置测量记录。
41.实施时，释放柔性绳网8，包括：通过移动改变夹持释放装置6的柔性绳网8释放位置到水下无人航行器11的轴向、径向以及水深方向的释放距离；重复进行释放柔性绳网8至
螺旋桨9被憋停的步骤，分别记录水下无人航行器11与夹持释放装置6的方向和距离的数据，以测试柔性绳网8与目标水下无人航行器11的周围流场之间的相互作用，包括：统计不同测点位置条件和最佳区域释放区间范围内绳网缠绕和缠死螺旋桨9的概率。
42.该方式柔性抓捕水下无人航行器11开始前，需要确定夹持释放装置6距离艇体的距离。为了保证水下柔性抓捕试验的可行性，需要将航行器和加持释放装置下潜到水下某一位置，该位置不能离水面3较深，不然会导致试验软绳无法与螺旋桨9接触缠绕。水下无人航行器11和夹持释放装置6在水下同一高度位置。释放的柔性绳网8会在水流作用下流动到水下无人航行器11的螺旋桨9区域，或者与螺旋桨9导管10接触缠绕，亦或者漂走远离螺旋桨9。因此，在试验释放的方向和距离时，还需要统计各距离柔性绳网8释放后成功缠绕螺旋桨9的概率。即一次试验完成后，需多次分别在不同测点位置处释放柔性绳网8，统计不同测点位置条件和最佳区域释放区间范围内绳网缠绕和缠死螺旋桨9的概率，进而得出柔性绳网8水下抓捕航行器的基本结论。
43.实施时，释放柔性绳网8，包括：通过改变夹持释放装置6释放的柔性绳网8的长度、大小以及释放形状；重复进行释放柔性绳网8至螺旋桨9被憋停的步骤，分别记录对应的绳网释放形式以及水下无人航行器11的缠绕机理，以及对应的被憋停的时间和被憋停后的扭矩和推力。设计不同形式的柔性绳网8，探究绳网缠绕螺旋桨9过程中的缠绕机理和绳网释放形式，验证绳网在不同距离接触航行器和螺旋桨9时能否被螺旋桨9缠绕，导致螺旋桨9被缠死憋停，从而形成对水下无人航行器11的柔性毁伤处置效果。
44.上述的水下航行器柔性处置试验方法，采用拖车1，带动水下无人航行器11和夹持释放装置6一同向前运动；利用航行过程中水下航行器11周围形成的流场和螺旋桨9抽吸作用产生的涡流场，对柔性绳网8实施水下针对性布置释放，实现目标水下无人航行器11的柔性抓捕试验。
45.本发明实施例还提供一种水下航行器柔性处置方法，包括以下步骤：
46.夹持释放装置6接近目标水下无人航行器11随其做同相运动，在水下无人航行器11的螺旋桨9的周围流场抽吸区域内释放柔性绳网8，使得柔性绳网8随水流抽吸运动到目标水下无人航行器11的导管10或螺旋桨9抽吸区域造成螺旋桨9与软绳缠绕而被憋停，实现柔性抓捕目标水下无人航行器11。
47.实施时，释放柔性绳网8之前，观察和查询目标水下无人航行器11的型号，计算目标水下无人航行器11的周围流场抽吸区域的范围，然后，通过夹持释放装置6将柔性绳网8释放到周围流场抽吸区域的范围内。
48.本发明实施例提出的水下航行器柔性处置验方法，针对水下无人航行器11的工作特点和现实需求，通过采用柔性绳网8等装置对水下航行器螺旋桨9进行缠绕，造成水下航行器动力系统憋停、减速、损坏或者失稳等效果。实现基于绳或网等柔性毁伤处置手段进行航行器抓捕。柔性毁伤形式是可逆的，其对水下航行器不会产生较大的损坏。且抓捕过程不易暴露目标。
49.综上可知，水下柔性绳网8抓捕水下无人航行器11的试验方法可验证水下柔性抓捕和水下防御航行器等的处置效果，试验总结得出水下柔性抓捕形式的基本原理。该试验方法可针对不同类型的水下航行器模型开展试验研究。
50.在本发明的描述中，需要理解的是，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能
理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
51.在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连；可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
52.在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”，可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”，可以是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”，可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度低于第二特征。
53.在本说明书的描述中，术语“一个实施例”、“一些实施例”、“实施例”、“示例”、“具体示例”或“一些示例”等的描述，是指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。
54.尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行改动、修改、替换和变型。