一种深海载人装备颗粒式载荷抛载装置的制作方法

本发明涉及水下工程抛载装置，尤其是一种深海载人装备颗粒式载荷抛载装置。

背景技术：

1、随着技术的不断突破，人类的海洋探索和科学研究活动正在往深海方向延伸和发展，载人潜水器，尤其是大型载人潜水器正逐渐成为人类身临其境探索深海的重要作业工具。作为重要的安全保障措施，固定载荷抛载装置是保障载人潜水器装置安全和人员生命安全必要配置的安全保障系统。传统固定载荷抛载装置主要由作动器、载荷块组成，通过作动器驱动，抛载潜水潜携带的重量比较大的载荷块，生成潜水器正常或应急上浮的驱动力。对于小型载人潜水器，一般在左右舷各配置一套固定载荷抛载系统，同时用于正常和应急上浮抛载，每次下潜作业前，均需要重新配置新的载荷块。对于大型载人潜水器，可能会配置多套固定载荷抛载系统，以保证单个潜次内不同工况的载荷代换、上浮和作业变换等。每套抛载系统均需要配置独立的抛载作动器和载荷块，每个航次均需要重新配置新的载荷块。

2、目前，现有技术中的固定载荷抛载装置的应用存在如下问题：

3、1)均为一次性抛载，抛载产生的净浮力主要由配置的载荷块净重决定。净重大产生的浮力大，上浮速度快；净重小产生的浮力小，上浮速度慢。

4、2)为了不破坏潜水潜的外部线型，并保障顺利抛载，固定载荷块均会有一部分和线型重合。抛载后，重合部分潜水器线型被破坏，需要增加额外的控制抵消线型破坏对上浮或航行姿态的影响，增加控制成本。其次，为了保证载荷块与潜水器线型匹配，需专用制造，使用成本相对较高。

5、3)载人潜水器对整体重量、空间和外部线型均有较高要求，载荷块重量大且安装空间有限，载荷块的重新安装通常需要借助起重设备，多人配合才能完成，安装困难且较为费时，并存在固定载荷安装不到位而坠落的安全风险。

6、4)作业潜次中，只存在抛载和不抛载两种工况。存在误操作或判断失误抛载后，潜水器只能上浮重新安装固定压载的问题。

技术实现思路

1、本申请人针对上述现有生产技术中的缺点，提供一种深海载人装备颗粒式载荷抛载装置，从而通过载荷舱顶部设置装载孔填装颗粒式载荷，实现载荷装填的快速性、方便性和安装效率，解决了传统抛载装置固定载荷块安装困难费时，且存在一定坠落风险的问题；通过设置在载荷舱底部抛载装置的启闭，控制颗粒式载荷的抛载，实现抛载在时间尺度上的连续性和可控性；同时，抛载结束后，能够复原载人装备的水动力外形。

2、本发明所采用的技术方案如下：

3、一种深海载人装备颗粒式载荷抛载装置，包括载荷舱，所述载荷舱的下方安装有颗粒抛载装置，颗粒抛载装置上部设置有剪缆装置，载荷舱的上方设置有载荷基座，载荷基座的下部安装有应急抛载装置；

4、载荷舱的结构为：包括舱室结构，舱室结构内部形成用于存储颗粒式载荷的载荷空间，舱室结构的底部设置底部结构件，底部结构件的最低处开有泄载孔，底部结构件上还开设多处流水孔，用于潜水器吊装到岸上时，载荷空间内的水流出；舱室结构的顶部设置顶部结构件，顶部结构件上开有装载管孔，装载管本体穿入装载管孔，装载管本体用于从载荷舱外部空间填装颗粒式载荷进入载荷空间内，顶部结构件上固定安装耳板，安装耳板用于将载荷舱吊装在载荷基座上，底部结构件的底部还设置有撑杆基座，撑杆基座用于连接安装颗粒抛载装置的撑杆本体；

5、颗粒抛载装置的结构为：包括固定在舱室结构上的抛载作动器，抛载作动器的输出端安装连杆，连杆头部连接撑杆本体，撑杆本体固定在撑杆基座上，撑杆本体绕撑杆基座旋转，撑杆本体上还设置有泄载口封头，联动轻外壳与撑杆本体通过结构件直接固定连接，撑杆本体绕撑杆基座的转动可带动泄载口封头的启闭和联动轻外壳的开合；

6、应急抛载装置的结构为：包括固定在载荷基座上的应急作动器，应急作动器的输出端连接销子，销子穿过载荷基座上的轴孔和安装耳板上的轴孔，将载荷舱连接安装在载荷基座上。

7、其进一步技术方案在于：

8、所述舱室结构板材制成的封闭透水结构。

9、所述舱室结构采用轻外壳外形板材。

10、所述底部结构件为上宽下窄的倒喇叭形状。

11、所述装载管本体的直径小于装载管孔的直径。

12、所述颗粒式载荷为钢质或铅质球状载荷。

13、所述剪缆装置用于应急抛载工况下将连接抛载作动器和动力装置间的连接缆线剪断，实现载荷舱和颗粒抛载装置与载人潜水器的分离。

14、本发明的有益效果如下：

15、本发明结构紧凑、合理，操作方便，通过载荷舱顶部设置装载孔填装颗粒式载荷，实现载荷装填的快速性、方便性和安装效率，有效的解决了传统抛载装置固定载荷块安装困难费时，且存在一定坠落风险的问题；通过设置在载荷舱底部抛载装置的启闭，控制颗粒式载荷的抛载，实现抛载在时间尺度上的连续性和可控性；同时，抛载结束后，能够复原载人装备的水动力外形；整体工作可靠性好，安全系数高。

16、同时，本发明还具备如下优点：

17、(1)本发明通过设置在装置最底部抛载装置的启闭，控制颗粒式压载的抛弃，即能够按需控制抛载量，又可在抛载完成后恢复装备整体线型；通过设置在装置顶部的装载管加装颗粒式载荷，加装方便高效。

18、(2)本发明具有一次性抛载和连续抛载的双重功能。一次性抛载用于应急上浮，连续抛载用于正常作业上浮或潜深调节上浮。一次性抛载功能实现传统固定载荷抛载装置的应急抛载上浮功能，连续抛载功能解决了现有装置抛载后产生的净浮力无法调节和控制的问题。

19、(3)正常抛载工况下，在产生足够净浮力的情况下，能够通过抛载装置的闭合，复原载人装备的水动力外形，有效保证载人潜水动力外形的完整性，有利于抛载后的航行和上浮控制。

20、(4)本发明的固定压载载荷为球状或其他圆滑状的颗粒载荷，不需要专用制造，且易于存储，能够有效降低固定载荷的使用成本。

21、(5)正常抛载工况下，可以在载人潜水器轻外壳外部空间通过装载管填装颗粒式载荷，解决了传统固体抛载装置载荷块重量大、安装空间小、安装需要借助起重工具且安装困难费时的问题。

技术特征：

1.一种深海载人装备颗粒式载荷抛载装置，其特征在于：包括载荷舱(1)，所述载荷舱(1)的下方安装有颗粒抛载装置(2)，颗粒抛载装置(2)上部设置有剪缆装置(6)，载荷舱(1)的上方设置有载荷基座(5)，载荷基座(5)的下部安装有应急抛载装置(3)；

2.如权利要求1所述的一种深海载人装备颗粒式载荷抛载装置，其特征在于：所述舱室结构(101)板材制成的封闭透水结构。

3.如权利要求1所述的一种深海载人装备颗粒式载荷抛载装置，其特征在于：所述舱室结构(101)采用轻外壳外形板材(1011)。

4.如权利要求1所述的一种深海载人装备颗粒式载荷抛载装置，其特征在于：所述底部结构件(1012)为上宽下窄的倒喇叭形状。

5.如权利要求1所述的一种深海载人装备颗粒式载荷抛载装置，其特征在于：所述装载管本体(103)的直径小于装载管孔(102)的直径。

6.如权利要求1所述的一种深海载人装备颗粒式载荷抛载装置，其特征在于：所述颗粒式载荷(4)为钢质或铅质球状载荷。

7.如权利要求1所述的一种深海载人装备颗粒式载荷抛载装置，其特征在于：所述剪缆装置(6)用于应急抛载工况下将连接抛载作动器(201)和动力装置间的连接缆线剪断，实现载荷舱(1)和颗粒抛载装置(2)与载人潜水器的分离。

技术总结本发明涉及一种深海载人装备颗粒式载荷抛载装置，包括载荷舱，所述载荷舱的下方安装有颗粒抛载装置，颗粒抛载装置上部设置有剪缆装置，载荷舱的上方设置有载荷基座，载荷基座的下部安装有应急抛载装置；通过载荷舱顶部设置装载孔填装颗粒式载荷，实现载荷装填的快速性、方便性和安装效率，有效的解决了传统抛载装置固定载荷块安装困难费时，且存在一定坠落风险的问题；通过设置在载荷舱底部抛载装置的启闭，控制颗粒式载荷的抛载，实现抛载在时间尺度上的连续性和可控性；同时，抛载结束后，能够复原载人装备的水动力外形；整体工作可靠性好，安全系数高。技术研发人员：周佳,叶效伟受保护的技术使用者：中国船舶科学研究中心技术研发日：技术公布日：2024/4/29