[实用新型]一种立式翼型主体的水下拖曳体

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种水下拖曳体，特别是涉及一种立式翼型主体的水下拖曳体，是一种用于水下海水物理化学参数检测装置的拖曳运动载体。

背景技术

可操纵水下拖曳体是一种应用于水下动态环境监测、水下物理化学参数信息收集的动态探测装置，系统通常由拖曳电缆、包括主腔体在内的水下拖曳体以及姿态控制机构组成，主腔体是可操纵水下拖曳体的主要组成部分。主腔体体内可根据不同的探测要求搭载不同类型的化学或物理参数监测传感器。工作船上的操作人员可以通过拖曳电缆对拖曳体的姿态控制机构发出特定的控制指令来实施对拖曳体的轨迹与姿态操纵。水下拖曳体内的探测传感器工作性质要求拖曳体在其拖曳过程中具有一定的航向稳定性，并且具备灵活的姿态操纵能力。如何按照拖曳体的水下监测要求实现对其进行稳定、简便、多自由度的操纵，是可操纵水下拖曳体能否成功地运用于实际水下监测作业的关键之一。

现有的可操纵水下拖曳体中，对于拖曳体的深度和轨迹控制主要是通过改变拖曳电缆缆长或调节拖曳体迫沉水翼的攻角来实现。从外部形式看，不同研究机构或企业所开发的各种类型的拖曳体基本上是仿照航空飞行器的形式，以固定或可调攻角的迫沉水翼加上装载了水下探测仪器的单个柱形主体或扁平状水平翼型主体组成。这类单一柱形主体或扁平状水平翼型主体形式拖曳体的主要缺陷是：拖曳体的摇荡阻尼较小，自主稳定性不足，航向稳定性差，控制手段单一。由此而造成了拖曳体在其拖曳作业过程中难以维持其航向稳定和姿态稳定，不容易实现多自由度、大范围、垂直于拖曳方向运动时的横向水平水下观测。为实现拖曳体能稳定、大范围、多自由度水下作业，现有的水下拖曳体大多参照航空飞行器的控制原理，采用机构庞大的复杂控制机构来满足其水下探测的要求。另一方面，市场上一些商业化轻便的拖曳体则由于控制动作单一、不易保证其姿态稳定、控制自由度少而难以在实际拖曳观测作业中得到满意的应用。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种具有航向稳定功能、以简单的控制机构和简单的结构形式来实现对拖曳体多自由度操纵的水下拖曳体。

本实用新型通过下述技术方案实现：

一种立式翼型主体的水下拖曳体包括鱼雷状浮体、翼型斜撑、固定水平翼、固定垂直翼、固定水平尾翼、固定垂直尾翼、转艏控制器以及主腔体；所述主腔体为呈立式长流线型外形的壳体结构，其上表面前端设置有拖曳部件、吊环和缆线孔；

两鱼雷状浮体布置在主腔体垂直对称面上方两侧，固定水平翼为对称翼型，水平方向连接两鱼雷状浮体；固定水平翼中部与主腔体之间在垂直方向设置一固定垂直翼，固定垂直翼采用对称翼型；翼型斜撑布置于鱼雷状浮体与主腔体之间，采用对称翼型，其一端与鱼雷状浮体连接，另一端与主腔体上部连接，；固定水平尾翼和固定垂直尾翼设置在主腔体后部，均采用对称翼型；转艏控制器包括水密电机和螺旋桨；水密电机与螺旋桨轴向连接；转艏控制器分别设置在两个鱼雷状浮体尾部；

固定水平翼的后缘设置有襟翼，襟翼固定轴位于襟翼前缘，固定轴的轴线穿过襟翼的最大厚度处；固定水平翼尾部开有圆柱形凹槽，固定轴嵌入凹槽内，襟翼为对称翼型；襟翼的控制机构包括水密直线电机、推进杆、连杆、油封管和密封圈；推进杆被油封管包裹，油封管设置在固定垂直翼内，推进杆竖向贯穿整个固定垂直翼，油封管中间和两端设有密封圈，推进杆一端与水密直线电机的轴连接，另一端与连杆铰接；连杆还通过短轴与铰接支座连接，铰接支座置在襟翼末端下表面，水密直线电机放置在主腔体内。

为进一步实现本实用新型目的，优选地，所述缆线孔上设置有3～8个拖孔，主腔体内部设有仪器舱以及多个隔舱，主腔体下方设置有进出口导管。所述主腔体高度为400～450mm，宽度为180～200mm，长度为1200～1500mm。所述两鱼雷状浮体之间的距离为600mm～700mm，鱼雷状浮体与主腔体上表面的垂直距离为250～300mm，两鱼雷状浮体直径为150～180mm，长度为500～600mm。所述固定水平翼两端分别优选设置边板，边板与鱼雷状浮体的内侧直壁直接连接；边板的长度比固定水平翼的弦长大50～60mm，高度比固定水平翼的最大厚度大40～60mm，边板的厚度为3～4mm。所述固定垂直翼弦长为200～250mm，最大厚度为35～40mm。所述翼型斜撑的弦长为200～250mm，最大厚度为35～50mm。所述固定水平尾翼翼展为150～180mm，固定垂直尾翼高度为180～200mm。所述襟翼的展长为400～450mm，弦长为70～100mm。所述固定水平翼的展长为600～650mm，弦长为200～250mm，最大厚度为20～35mm。