本實(shí)用新型涉及機(jī)械技術(shù)領(lǐng)域，尤其是指一種微小型潛艇。
背景技術(shù)：
目前常用的海流測(cè)量方法有三種：浮標(biāo)漂移測(cè)流法、定點(diǎn)測(cè)流法和走航式測(cè)流法。
其中，浮標(biāo)漂移法是一種傳統(tǒng)的海流測(cè)量方法，必須使浮標(biāo)隨海流一起運(yùn)動(dòng)，然后通過(guò)記錄浮標(biāo)的空間-時(shí)間位置，以此計(jì)算海流的流速和流向。這種方法的關(guān)鍵是確定浮標(biāo)在不同時(shí)刻的位置，通常采用無(wú)線電、聲學(xué)或衛(wèi)星定位技術(shù)跟蹤漂流浮標(biāo)從而測(cè)量海流。
定點(diǎn)測(cè)量法是目前最常用的一種海流測(cè)量方法，是將海流測(cè)量設(shè)備(海流計(jì))安裝在錨定的船、浮標(biāo)、潛標(biāo)或海上平臺(tái)上，從而對(duì)海洋中某一位置的海流進(jìn)行長(zhǎng)期測(cè)量。在船只航行的同時(shí)測(cè)量海流，不僅可節(jié)省時(shí)間，提高效率，而且可同時(shí)觀測(cè)多層海流，這種測(cè)量方法叫做走航測(cè)流法。這種測(cè)流方法的實(shí)現(xiàn)和推廣得益于聲學(xué)多普勒海流剖面儀(ADCP)的問(wèn)世和發(fā)展，目前一般海洋調(diào)查船都配有ADCP。此外，從衛(wèi)星高度計(jì)測(cè)得的平均海平面資料可以推算大洋環(huán)流，最直接的方式是減去大地水準(zhǔn)面得到動(dòng)力高度，然后利用地轉(zhuǎn)平衡關(guān)系式計(jì)算大洋環(huán)流。這種方法得到的僅是大尺度海洋動(dòng)力狀況。
由于上述海流測(cè)量方法在觀測(cè)方案設(shè)計(jì)和觀測(cè)設(shè)備性能上的不足，使得目前海流的測(cè)量在快速、實(shí)時(shí)、大范圍測(cè)量海流方面存在一定的局限性。浮標(biāo)漂移法的缺點(diǎn)是浮標(biāo)只能隨波逐流沿著海流的方向進(jìn)行測(cè)量，如需獲得相鄰海域的海流數(shù)據(jù)需要另行投放浮標(biāo)，且浮標(biāo)一般不能回收。定點(diǎn)測(cè)量法只能進(jìn)行定點(diǎn)觀測(cè)，且在海流較小時(shí)測(cè)量誤差較大；由于船舶或浮標(biāo)在深海拋錨有一定困難，使用該方法很難獲得深海的海流數(shù)據(jù)。ADCP儀器價(jià)格昂貴，一般配備在海洋調(diào)查船上，使用成本較高，并且由于換能器安裝位置和測(cè)量頻率的限制，海流測(cè)量存在一定的盲區(qū)(海表至海表以下30-40cm)。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中存在的問(wèn)題，本實(shí)用新型要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種能夠在快速、實(shí)時(shí)、大范圍測(cè)量海流環(huán)境中進(jìn)行表層海流的流速和流向測(cè)量的微小型潛艇。
為了解決上述問(wèn)題，本實(shí)用新型實(shí)施例提出了一種微小型潛艇，包括：潛艇艇身，其中所述艇身包括密封的底部的壓載艙和密封的頂部的浮力艙，所述壓載艙設(shè)有內(nèi)空的內(nèi)腔以容置蓄電池、油箱、柴油發(fā)電機(jī)，并通過(guò)密封的線路管道與頂部的浮力艙導(dǎo)通；所述頂部的浮力艙設(shè)有內(nèi)空的內(nèi)腔以容置電子設(shè)備，所述電子設(shè)備通過(guò)設(shè)置在線路管道內(nèi)的電纜連接所述柴油發(fā)電機(jī)和/或蓄電池；
所述潛艇艇身后部設(shè)有推進(jìn)器、水平尾舵、垂直尾舵，所述推進(jìn)器連接所述蓄電池，所述水平尾舵和垂直尾舵連接浮力艙內(nèi)的電子設(shè)備；所述潛艇艇身的前部設(shè)有向上延伸的桅桿，所述桅桿上設(shè)有氣象探測(cè)機(jī)構(gòu)，所述氣象探測(cè)機(jī)構(gòu)通過(guò)密封的線路管道內(nèi)的線纜連接所述電子設(shè)備；還包括設(shè)置在潛艇艇身中部的延豎直方向延伸的火箭發(fā)射裝置，所述火箭發(fā)射裝置包括密封的發(fā)射倉(cāng)，所述發(fā)射倉(cāng)頂部設(shè)有可開(kāi)合的密封艙門(mén)，所述密封的發(fā)射倉(cāng)的底部固定在所述壓載艙內(nèi)并沿豎直方向貫穿所述壓載艙頂壁和浮力艙以伸出所述潛艇艇身；
其中所述潛艇艇身后部還設(shè)有突出于艇身的密封的圍殼，所述圍殼內(nèi)設(shè)有天線，所述天線通過(guò)通過(guò)密封的線路管道內(nèi)的線纜連接所述電子設(shè)備。
進(jìn)一步的，所述浮力艙頂壁設(shè)有可開(kāi)合的密封的艙蓋。
進(jìn)一步的，所述圍殼內(nèi)還設(shè)有吸排氣管，所述吸排氣管從所述圍殼頂部伸出所述圍殼。
進(jìn)一步的，所述壓載艙的前部和后部設(shè)有壓艙物。
進(jìn)一步的，所述電子設(shè)備包括用于控制所述微小型潛艇工作的潛艇控制系統(tǒng)、用于控制所述氣象探測(cè)機(jī)構(gòu)進(jìn)行氣象探測(cè)的氣象數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)、用于控制所述火箭發(fā)射裝置工作的火箭控制系統(tǒng)。
進(jìn)一步的，所述電子設(shè)備還包括遠(yuǎn)程通訊系統(tǒng)，所述遠(yuǎn)程通訊系統(tǒng)通過(guò)圍殼的天線連接遠(yuǎn)程服務(wù)器以將測(cè)量數(shù)據(jù)發(fā)送到遠(yuǎn)程服務(wù)器，并接收遠(yuǎn)程服務(wù)器發(fā)送的控制指令以控制所述微小型潛艇的運(yùn)行。
進(jìn)一步的，遠(yuǎn)程通訊系統(tǒng)包括衛(wèi)星定位裝置、衛(wèi)星通訊裝置，其中所述衛(wèi)星定位裝置的采樣頻率為10Hz，衛(wèi)星通訊裝置的通訊頻率為1Hz。
進(jìn)一步的，所述微小型潛艇攜帶溫深電導(dǎo)率傳感器CTD、上視聲學(xué)多普勒剖面儀ADCP和下視聲學(xué)多普勒剖面儀ADCP作為測(cè)量設(shè)備，CTD安裝在微小型潛艇的頭部，CTD測(cè)量海水溫度和電導(dǎo)率剖面，ADCP為采用四波束斜正交JANUS配置的寬帶ADCP，配置兩套前后安裝的ADCP，一套為上視ADCP，用于測(cè)量航行體上方的海流剖面；另一套為下視ADCP，測(cè)量航行體下方的海流剖面，還具有航行體航行速度的測(cè)量功能，即具有對(duì)底跟蹤功能和對(duì)底高度測(cè)量功能；梯形剖面測(cè)量在設(shè)定的航線上進(jìn)行，包括水面水平航行、下潛航行、水下水平航行、上浮航行，在航行過(guò)程中利用ADCP測(cè)量海流剖面和水深變化。
進(jìn)一步的，所述微小型潛艇在航行過(guò)程中，所述CTD的測(cè)量時(shí)間間隔為5分鐘，每次采集時(shí)間不小于60s，采樣率為16～24Hz。
進(jìn)一步的，所述ADCP的采樣率為1Hz。
本實(shí)用新型的上述技術(shù)方案的有益效果如下：上述技術(shù)方案提出了一種微小型潛艇，能夠兼顧經(jīng)濟(jì)性和實(shí)用性，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，安全可靠，維護(hù)性好，成本少，體積小。上述技術(shù)方案提出的微小型潛艇可以運(yùn)載海上探測(cè)設(shè)備自主航行自主發(fā)射，節(jié)約人力，降低成本和風(fēng)險(xiǎn)，擴(kuò)大探測(cè)范圍。
附圖說(shuō)明
圖1為本實(shí)用新型實(shí)施例的微小型潛艇的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施方式
為使本實(shí)用新型要解決的技術(shù)問(wèn)題、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚，下面將結(jié)合附圖及具體實(shí)施例進(jìn)行詳細(xì)描述。
為了解決上述問(wèn)題，本實(shí)用新型實(shí)施例提出了一種微小型潛艇，包括：包括：潛艇艇身，其中所述艇身包括密封的底部的壓載艙13和密封的頂部的浮力艙7，所述壓載艙設(shè)有內(nèi)空的內(nèi)腔以容置蓄電池4、油箱5、柴油發(fā)電機(jī)6，并通過(guò)密封的線路管道與頂部的浮力艙7導(dǎo)通；所述頂部的浮力艙7設(shè)有內(nèi)空的內(nèi)腔以容置電子設(shè)備8，所述電子設(shè)備8通過(guò)設(shè)置在線路管道內(nèi)的電纜連接所述柴油發(fā)電機(jī)6和/或蓄電池4；
所述潛艇艇身后部設(shè)有推進(jìn)器1、水平尾舵2、垂直尾舵3，所述推進(jìn)器1連接所述蓄電池4，所述水平尾舵2和垂直尾舵3連接浮力艙內(nèi)的電子設(shè)備；所述潛艇艇身的前部設(shè)有向上延伸的桅桿，所述桅桿上設(shè)有氣象探測(cè)機(jī)構(gòu)所述氣象探測(cè)機(jī)構(gòu)12通過(guò)密封的線路管道內(nèi)的線纜連接所述電子設(shè)備；還包括設(shè)置在潛艇艇身中部的延豎直方向延伸的火箭發(fā)射裝置9，所述火箭發(fā)射裝置9包括密封的發(fā)射倉(cāng)，所述發(fā)射倉(cāng)頂部設(shè)有可開(kāi)合的密封艙門(mén)，所述密封的發(fā)射倉(cāng)的底部固定在所述壓載艙內(nèi)并沿豎直方向貫穿所述壓載艙頂壁和浮力艙以伸出所述潛艇艇身；
其中所述潛艇艇身后部還設(shè)有突出于艇身的密封的圍殼10，所述圍殼10內(nèi)設(shè)有天線11，所述天線11通過(guò)密封的線路管道內(nèi)的線纜連接所述電子設(shè)備8。
進(jìn)一步的，所述浮力艙頂壁設(shè)有可開(kāi)合的密封的艙蓋。
進(jìn)一步的，所述圍殼內(nèi)還設(shè)有吸排氣管，所述吸排氣管從所述圍殼頂部伸出所述圍殼。
進(jìn)一步的，所述壓載艙13的前部和后部設(shè)有壓艙物14。
進(jìn)一步的，所述電子設(shè)備包括用于控制所述微小型潛艇工作的潛艇控制系統(tǒng)、用于控制所述氣象探測(cè)機(jī)構(gòu)進(jìn)行氣象探測(cè)的氣象數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)、用于控制所述火箭發(fā)射裝置工作的火箭控制系統(tǒng)。
進(jìn)一步的，所述電子設(shè)備還包括遠(yuǎn)程通訊系統(tǒng)，所述遠(yuǎn)程通訊系統(tǒng)通過(guò)圍殼的天線連接遠(yuǎn)程服務(wù)器以將測(cè)量數(shù)據(jù)發(fā)送到遠(yuǎn)程服務(wù)器，并接收遠(yuǎn)程服務(wù)器發(fā)送的控制指令以控制所述微小型潛艇的運(yùn)行。
進(jìn)一步的，遠(yuǎn)程通訊系統(tǒng)包括衛(wèi)星定位裝置、衛(wèi)星通訊裝置，其中所述衛(wèi)星定位裝置的采樣頻率為10Hz，衛(wèi)星通訊裝置的通訊頻率為1Hz。
進(jìn)一步的，所述微小型潛艇攜帶溫深電導(dǎo)率傳感器CTD、上視聲學(xué)多普勒剖面儀ADCP和下視聲學(xué)多普勒剖面儀ADCP作為測(cè)量設(shè)備，CTD安裝在微小型潛艇的頭部，CTD測(cè)量海水溫度和電導(dǎo)率剖面，ADCP為采用四波束斜正交JANUS配置的寬帶ADCP，配置兩套前后安裝的ADCP，一套為上視ADCP，用于測(cè)量航行體上方的海流剖面；另一套為下視ADCP，測(cè)量航行體下方的海流剖面，還具有航行體航行速度的測(cè)量功能，即具有對(duì)底跟蹤功能和對(duì)底高度測(cè)量功能；梯形剖面測(cè)量在設(shè)定的航線上進(jìn)行，包括水面水平航行、下潛航行、水下水平航行、上浮航行，在航行過(guò)程中利用ADCP測(cè)量海流剖面和水深變化。
進(jìn)一步的，所述微小型潛艇在航行過(guò)程中，所述CTD的測(cè)量時(shí)間間隔為5分鐘，每次采集時(shí)間不小于60s，采樣率為16～24Hz。
進(jìn)一步的，所述ADCP的采樣率為1Hz。
本實(shí)用新型實(shí)施例的微小型潛艇是一種遠(yuǎn)距離、長(zhǎng)航時(shí)及在復(fù)雜海況下條件下工作的自動(dòng)駕駛的大氣海洋觀測(cè)平臺(tái)。該運(yùn)載平臺(tái)長(zhǎng)約9米，高1.95m，滿載排水量約6噸，航速10節(jié)，設(shè)計(jì)航行時(shí)間4天，最大航程1500km。為了減少搖擺對(duì)氣象水文要素觀測(cè)的影響以及風(fēng)阻的影響，無(wú)人艇只有觀測(cè)平臺(tái)和通訊設(shè)備在水面以上，其他部分均在水面以下，采用半潛式方式航行。無(wú)人艇上搭載衛(wèi)星定位裝置和衛(wèi)星通訊系統(tǒng)，衛(wèi)星定位采樣頻率為10Hz，衛(wèi)星通訊頻率為1Hz。波浪運(yùn)動(dòng)的周期一般在三秒到十幾秒之間，只要衛(wèi)星定位采樣時(shí)間足夠長(zhǎng)，超過(guò)一個(gè)或幾個(gè)海浪周期，波浪的往復(fù)運(yùn)動(dòng)影響就可以減至最小。地面控制站可以通過(guò)程序控制或遠(yuǎn)程遙控，使得無(wú)人艇在指定海域以設(shè)定的方式在海面漂浮，通過(guò)解析無(wú)人艇在指定時(shí)間內(nèi)的位置移動(dòng)信息可以獲得海流的流速和流向信息，并可將海流觀測(cè)結(jié)果實(shí)時(shí)傳輸至地面控制站。
工作時(shí)首先由置于壓載艙底部的油箱向壓載艙尾部的發(fā)電機(jī)中泵入柴油發(fā)電，然后通過(guò)充電器給蓄電池充電，蓄電池為尾端外置的推進(jìn)器提供電力達(dá)到運(yùn)動(dòng)效果，輔以舵面作用可以實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)向。半潛式自主航行海上探測(cè)設(shè)備運(yùn)載平臺(tái)行駛到預(yù)定水域之后，利用艦載微型船載氣象探測(cè)火箭系統(tǒng)試驗(yàn)裝置發(fā)射探空火箭，完成預(yù)定科研任務(wù)。
以上所述是本實(shí)用新型的優(yōu)選實(shí)施方式，應(yīng)當(dāng)指出，對(duì)于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，在不脫離本實(shí)用新型所述原理的前提下，還可以作出若干改進(jìn)和潤(rùn)飾，這些改進(jìn)和潤(rùn)飾也應(yīng)視為本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。