一种面向声兼容的拖曳声纳及其使用方法与流程

本发明属于拖曳声纳，具体涉及一种面向声兼容的拖曳声纳及其使用方法。

背景技术：

0、技术背景

1、随着科学技术研究的持续深入，使得潜艇辐射噪声逐渐降低，另外海洋环境错综复杂，导致在反潜作战过程中往往需要投入多艘水面舰、潜艇等兵力。而水面舰、潜艇等兵力为能够实现对潜艇的远距离警戒探测和持续跟踪，通常配置有大功率、宽频段的拖曳线列阵声纳、舰壳声纳等，通过噪声检测和回声探测方式，保障航行海域的水下安全。

2、然而，配置的多艘水面舰、潜艇在水下执行任务过程中，由于各型声纳存在严重的频谱冲突，形成了一定程度上的相互声干扰问题，即“声兼容”问题，导致相关设备的效能不能正常发挥。水下声传播环境的复杂性同样为水下探测带来了巨大影响，由于海水介质的影响以及整个海洋环境的复杂多变，海水的温度、盐度、压力都会影响声波传播特性，海洋中的船只、水生生物以及天气和海底火山活动发出的噪声，都是对潜探测声纳的主要干扰源。

3、当前，拖曳声纳因其无盲区的优点而被广泛使用，其中拖体位于船体后方，通过缆绳将拖体与船体(或舰体)进行连接。对于大部分拖体而言，缆绳一般与拖体的前端部连接，然而，在水下运行过程中，拖体往往受到水力作用及外部干扰，如鱼群、暗礁等，使得拖体发生摆动，摆动过程中拖体与缆绳的连接处属于应力集中区域，严重时缆绳崩断，拖体与缆绳发生脱离，探测工作被迫中断。另外，船体启停过程中的牵引力也会造成连接处负载突变。

技术实现思路

1、有鉴于此，本发明意在提供一种面向声兼容的拖曳声纳及其使用方法，以解决现有技术中因缆绳与拖体连接处负载突变导致缆绳损坏的技术问题。

2、为达到上述目的，本发明提供如下技术方案：

3、一种其特征在于，包括拖曳声纳以及连接于所述拖曳声纳首端的缆绳，所述拖曳声纳包括半球状的艏部壳体以及圆柱状的艉部壳体，所述艏部壳体与所述缆绳的连接处设有径向缓冲装置，所述径向缓冲装置用于实现所述连接处缆绳的周向滑动及缓冲，所述艉部壳体的外侧面上沿圆周方向均匀分布有多个轴向缓冲装置，所述缆绳上沿周向设置有多根副缆绳且多根副缆绳与所述缆绳的连接点位于同一竖直平面内，所述轴向缓冲装置与所述副缆绳一一对应。

4、进一步，所述径向缓冲装置包括位于所述艏部壳体首端的容纳环，所述艏部壳体的首端开有安装孔，所述容纳环与所述安装孔的尺寸相适配，所述容纳环的内侧壁上沿径向开有环形容纳槽，所述容纳槽与所述容纳环同圆心，所述容纳槽的内部设有圆柱状连接块，所述连接块的厚度与所述容纳槽的轴向宽度一致且二者光滑接触，所述连接块的直径大于所述容纳槽内径与外径之和的二分之一，所述连接块端面的中心位置处穿设有缆绳，所述连接块的外侧面上固定连接有环形凸块，所述容纳槽的两侧相对设置有多块缓冲板且所述两侧缓冲板之间留有间隔，所述缓冲板位于所述连接块的外侧，所述连接块的外侧面与所述容纳槽的侧壁之间沿周向均匀设置有多个弹性支撑件，所述弹性支撑件的轴线穿过所述连接块的重心。

5、进一步，所述环形凸块内侧面与所述连接块外侧面的尺寸一致且二者贴合，所述环形凸块的两端面沿轴向方向逐步向内收缩，所述环形凸块外侧面的宽度与所述两侧缓冲板之间的间隔宽度一致。

6、进一步，所述缓冲板的一端固定连接于所述容纳槽的侧壁，所述缓冲板的另一端朝向所述环形凸块倾斜，所述缓冲板与水平面的夹角大于所述环形凸起端面与水平面的夹角。

7、进一步，所述轴向缓冲装置包括长方体状的固定体，所述固定体内部开有矩形截面的腔体，所述腔体两侧的顶部及底部均沿长度方向设置有限位槽，所述腔体的内部设置有与所述腔体等截面的滑块，所述滑块的上下两端均设置有与所述限位槽相适配的限位凸起，所述副缆绳的自由端穿过所述固定体的端面及所述腔体与所述滑块侧面的中心位置处固定连接，所述滑块背离所述副缆绳一侧的侧面与所述腔体的端面之间设有第一弹簧，所述第一弹簧处于自然状态时，位于所述艏部壳体与所述副缆绳连接点之间的部分所述缆绳为弯折松弛形态。

8、进一步，所述固定体的两侧均开有横截面为三角形状的侧部凹槽，所述侧部凹槽沿背离所述艏部壳体的方向逐渐内凹，所述侧部凹槽远离所述艏部壳体的一端沿竖直方向焊接有固定杆，所述侧部凹槽内设有等高的三棱柱状鳍片，所述鳍片的内侧面与所述侧部凹槽的内侧面相贴合，所述鳍片的外侧面与所述固定体的外侧面相平齐，所述鳍片的端部与所述固定杆转动连接；所述腔体的两侧均开有矩形通孔，所述通孔的高度小于所述腔体的高度，所述通孔与所述腔体远离所述艏部壳体一端端面的间距等于所述第一弹簧自然状态下的长度，所述通孔背离所述腔体的一侧设有与所述鳍片内侧面相接触的第一限位块及第二限位块，所述第一限位块与所述第二限位块之间留有间隙，所述通孔朝向所述腔体的一侧设有挡块，所述挡块的一端穿过所述第一限位块与所述第二限位块之间的间隙与所述鳍片内侧面相抵。

9、进一步，所述固定杆的顶端及底端均套设有与所述固定杆同圆心的限位环，所述限位环的外径大于所述固定杆的的直径，所述鳍片通过所述限位环与所述固定杆转动连接，所述固定杆与所述鳍片之间设有扭簧。

10、进一步，所述挡块包括位于内侧的第一楔形体以及位于外侧的第二楔形体，所述第一楔形体与所述通孔滑动连接且所述第一楔形体的部分伸入所述腔体内，所述第一楔形体伸入所述腔体的部分沿背离所述艏部壳体的方向逐步向内倾斜，所述第二楔形体位于所述第一限位块与所述第二限位块之间，所述第一限位块及所述第二限位块与所述第一楔形体之间均设置有第二弹簧

11、本发明还提供了一种面向声兼容拖曳声纳的使用方法，采用权利要求1-8中任一项所述的一种面向声兼容的拖曳声纳，包括以下步骤：

12、s1，通过拖曳声纳获取探测信号；

13、s2，构建海洋环境噪声模型，其中海洋环境噪声模型应覆盖水面舰声纳、水面船声纳及潜艇声纳的主要工作频段，具体包括低噪声环境、中噪声环境、高噪声环境；

14、s3，构建潜艇噪声模型，其中潜艇噪声模型应覆盖水面舰声纳、水面船声纳及潜艇声纳的主要工作频段，具体包括潜艇的辐射噪声、自噪声；

15、s4，构建干扰信号源模型，其中干扰信号源应覆盖水面舰声纳、水面船声纳及潜艇声纳的主要工作频段，具体包括主动型声学设备发射的声脉冲；

16、s5，根据上述模型对各个噪声源数据进行计算分析，规避计算所得的相应噪声源频带。

17、本发明的有益效果在于：

18、(1)有现有技术相比，增设径向缓冲装置，将连接处缆绳的负载通过缓变形耗能的方式进行减弱，从而对连接处的缆绳起到保护作用，防止其发生破坏、断裂，提升使用稳定性及使用寿命。

19、(2)通过增设轴向缓冲装置，对突发的牵引力进行缓冲，从而避免突发的牵引力直接作用于缆绳与拖体的连接处造成连接处缆绳负载过大。

20、(3)当缆绳突然失去牵引力，通过鳍片增大拖体的阻力，为拖体提供缓冲的同时降低拖体的速度，防止拖体在自身惯性的作用下与船体发生接触碰撞。