一种超空泡航行器水面发射的航迹监控与回收系统

1.本发明属于水下航行器技术和试验技术领域，具体涉及一种超空泡航行器水面发射的航迹监控与回收系统。


背景技术：

2.在超空泡试验中，为了佐证航行器的控制精度，帮助定位航行器落点，需要记录实际航行轨迹，目前国内用于水下航行器位置指示的方式有烟火指示器、信号弹指示器、无线电信标指示器、海水染色剂及沉没指示器等,但这些设备只能用于方向指示,而不能进行远距离的精确定位，由于位置指示系统的定位精度不够和受到打捞设备的限制,在水下航行器的试验中,常发生丢失现象,从而造成较大的损失。
3.因此，本发明提供了一种用于超空泡航行器水面发射的航迹监控与回收系统，以解决上述技术问题。


技术实现要素：

4.本发明要解决的技术问题：
5.针对上述技术存在的不足，本发明提出一种超空泡航行器航迹监控与回收系统。本发明在水面部分通过水面监控设备获取超空泡航行器在水面留下的航迹；获得航行器的实际位置，方便航行器回收。水下部分设有拦截网对其进行有效拦截，双重保障防止航行器丢失。
6.本发明提供的一种技术方案是：
7.一种超空泡航行器水面发射的航迹监控与回收系统，包括放置在发射平台的监控设备主机，其特征在于：所述系统还包括若干个沿着发射物体航迹轴线方向布置的浮台组件，每相邻两个浮台组件之间用钢丝绳连接，每个浮台组件都设有水面浮台和监测组件，监测组件固定安装于水面浮台顶部，用于获取超空泡航行器留下的航迹；水面浮台包括浮箱和浮台框架，四个浮箱通过钢丝绳连接在浮台框架四角；水下拦截装置固定安装于航程末端浮台组件的水面浮台下方，用于对高速发射的航行器进行拦截回收；所述监测组件与监控设备主机通讯连接。
8.本发明的进一步技术方案是：所述水面浮台包括：横向钢管、纵向钢管、直角十字架，所述横向钢管、纵向钢管各四根，纵横交叉设置，交叉处通过直角十字架固定连接，构成浮台框架。
9.本发明的进一步技术方案是：所述监测组件包括：摄像头、安装支架、抱箍、加固钢管以及竖向钢管，所述摄像头固定在安装支架外端，安装支架内端通过抱箍与竖向钢管固定安装，竖向钢管与浮台框架固定连接，加固钢管底端与浮台框架固定连接，其顶端与竖向钢管固定连接。
10.本发明的进一步技术方案是：各所述钢管表面镀锌处理；所述安装支架表面喷漆，整体为进行加厚处理的不锈钢钢板；抱箍为不锈钢，采用旋转拉紧设计结构。
11.本发明的进一步技术方案是：所述摄像头为全铝合金外壳，ip66级防护，采用100米变焦镜头。
12.本发明的进一步技术方案是：相邻所述摄像头之间采用无线级联的方式连接，连接后均与监控设备主机相连，摄像头的天线与接收设备天线形成信号相互覆盖或者平行，实现远距离传输。
13.本发明的进一步技术方案是：所述水下拦截装置包括：拦截网和锚块，所述拦截网的上端固定于浮台框架下方，其下端则由锚块固定。
14.本发明的进一步技术方案是：所述拦截网选用半自由的柔性拦截网。
15.本发明的进一步技术方案是：所述浮台组件的数量为8个。
16.有益效果
17.相对于现有技术，本发明的有益效果在于：
18.(1)本发明提出一种超空泡航行器水面发射的航迹监控与回收系统，通过将水面浮台、监测组件集成到每个浮台组件上，多个浮台组件沿着发射物体航迹方向布置后，可以实现远距离高清的航迹监视以及水面动态的监控，实现了对实际航行轨迹的记录，且事后能够快速回放查看航行器的落点位置。
19.(2)本发明提出一种超空泡航行器水面发射的航迹监控与回收系统，监测组件设置在水面浮台顶部，监测组件中相邻摄像头之间采用无线极联的方式，实现了远距离的水面动态监控与实时回放，易于确定航行器的轨迹以及落点。
20.(3)本发明提出一种超空泡航行器水面发射的航迹监控与回收系统，系统中设置的水下拦截装置，用于航行器技术与实验开发中对高速发射的航行器进行拦截，增加了打捞的成功率，大大提高了航行器的可重复利用率。
附图说明
21.图1为本发明的水面总体方案示意图；
22.图2为本发明的浮台图示意图；
23.图3为本发明的监测组件安装示意图；
24.图4为本发明的监测组件构成示意图；
25.图5为本发明的水下拦截装置示意图。
26.其中:1、横向钢管2、浮箱3、纵向钢管4、加强钢管5、直角十字架6、监测组件6-1、抱箍6-2、安装支架6-3、摄像头6-4、竖向钢管7、拦截网8、钢丝绳9、锚块10、拦截孔位置11、监控设备主机a、发射平台s、航迹p、打捞位置
具体实施方式
27.下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
28.在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特
定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
29.一种超空泡航行器水面发射的航迹监控与回收系统，包括放置在发射平台的监控设备主机11，其特征在于：所述系统还包括若干个沿着发射物体航迹轴线方向布置的浮台组件，每相邻两个浮台组件之间用钢丝绳连接，每个浮台组件都设有水面浮台和监测组件6，监测组件6固定安装于水面浮台顶部，用于获取超空泡航行器留下的航迹；水面浮台包括浮箱2和浮台框架，四个浮箱2通过钢丝绳连接在浮台框架四角；水下拦截装置固定安装于航程末端浮台组件的水面浮台下方，用于对高速发射的航行器进行拦截回收；所述监测组件6与监控设备主机11通讯连接。
30.如图1-4所示，水面浮台是由横向镀锌钢管1、纵向镀锌钢管3、浮箱2、直角十字架5组成。其中横向与纵向各四根镀锌钢管是用于与四个浮箱2进行连接，各钢管间的连接、固定都是用直角十字架5来实现的，四个浮箱2用于给整个水面浮台提供足够的浮力。
31.如图3所示，所述水下拦截装置，是由拦截网7，钢丝绳8，锚块9组成，拦截网7的上端固定于浮台底部，下端则由锚块9固定，减小水流对拦截网7的冲击。
32.当航行器高速穿过拦截网7时，半自由的柔性拦截网7可以迫使物体减速或直接将航行器挂到网上，实现对航行器的有效拦截，增加了打捞的成功率，大大提高了航行器的可重复利用率。
33.需要说明的是，水下拦截装置采用半自由的柔性拦截网7，对半自由的柔性拦截网7的动力学性能和拦截性能已有现有的相关研究，结果能够证明拦截网7的可拦截性，以及当其配对其他对抗措施时，可以有效的对水下航行器进行拦截。
34.如图4所示，监测组件6包括：摄像头6-3、安装支架6-2、抱箍6-1、加固钢管4以及竖向钢管6-4，所述摄像头6-3固定在安装支架6-2外端，安装支架6-2内端通过抱箍6-1与竖向钢管6-4固定安装，竖向钢管6-4与浮台框架固定连接，加固钢管4底端与浮台框架固定连接，其顶端与竖向钢管6-4固定连接。监测组件6安装在浮台上，加固钢管4用来对竖向钢管6-4的固定进行加强。
35.安装支架6-2表面喷漆，整体进行加厚处理的不锈钢钢板，其结实坚固耐用、耐脏、光滑、防腐蚀，满足不同环境下使用。不锈钢抱箍6-1为旋转拉紧设计，不腐蚀不生锈，在调整好角度与高度之后，可确保摄像头6-3不掉落，且无相对位移。
36.监控设备的主机放置在发射平台，通过合理布置摄像头6-3，使摄像头6-3的天线应尽量与接收设备天线形成信号相互覆盖或者平行，达到远距离传输的效果。相邻摄像头6-3之间采用无线级联的方式连接岸上监控设备的主机。此装置采用的是10倍变焦球机，升级为100米变焦镜头，可以实现远距离高清的航迹监视以及水面动态的监控，且摄像头头6-3为全铝合金外壳，可实现ip66级防雨防雷，满足多种恶劣的外场实验环境。实验前提前启动监控设备，事后快速回放查看航行器的落点位置，插入内存设备即可获取所需录像，同时还可以对所需视频进行加密，并通过对多段录像进行拼接处理，得到一条完整的可视化的航行器轨迹。
37.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不脱离本发明的原理和宗旨的情况下在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

技术特征：
1.一种超空泡航行器水面发射的航迹监控与回收系统，包括放置在发射平台的监控设备主机，其特征在于：所述系统还包括若干个沿着发射物体航迹轴线方向布置的浮台组件，每相邻两个浮台组件之间用钢丝绳连接，每个浮台组件都设有水面浮台和监测组件，监测组件固定安装于水面浮台顶部，用于获取超空泡航行器留下的航迹；水面浮台包括浮箱和浮台框架，四个浮箱通过钢丝绳连接在浮台框架四角；水下拦截装置固定安装于航程末端浮台组件的水面浮台下方，用于对高速发射的航行器进行拦截回收；所述监测组件与监控设备主机通讯连接。2.根据权利要求1所述的一种超空泡航行器水面发射的航迹监控与回收系统，其特征在于：所述监测组件包括：摄像头、安装支架、抱箍、加固钢管以及竖向钢管，所述摄像头固定在安装支架外端，安装支架内端通过抱箍与竖向钢管固定安装，竖向钢管与浮台框架固定连接，加固钢管底端与浮台框架固定连接，其顶端与竖向钢管固定连接。3.根据权利要求2所述的一种超空泡航行器水面发射的航迹监控与回收系统，其特征在于：各所述钢管表面镀锌处理；所述安装支架表面喷漆，整体为进行加厚处理的不锈钢钢板；抱箍材质为不锈钢材质，采用旋转拉紧设计结构。4.根据权利要求3所述的一种超空泡航行器水面发射的航迹监控与回收系统，其特征在于：所述摄像头为全铝合金外壳，ip66级防护，采用100米变焦镜头。5.根据权利要求4所述的一种超空泡航行器水面发射的航迹监控与回收系统，其特征在于：相邻所述摄像头之间采用无线级联的方式连接，连接后均与监控设备主机相连，摄像头的天线与接收设备天线形成信号相互覆盖或者平行，实现远距离传输。6.根据权利要求1所述的一种超空泡航行器水面发射的航迹监控与回收系统，其特征在于：所述水下拦截装置包括：拦截网和锚块，所述拦截网的上端固定于浮台框架下方，其下端则由锚块固定。7.根据权利要求6所述的超空泡航行器水面发射的航迹监控与回收系统，其特征在于：所述拦截网选用半自由的柔性拦截网。8.根据权利要求1所述的一种超空泡航行器水面发射的航迹监控与回收系统，其特征在于：所述浮台组件的数量为8组。

技术总结
本发明属于水下航行器试验技术领域，具体涉及一种超空泡航行器水面发射的航迹监控与回收系统，包括放置在发射平台的监控设备主机，系统还包括若干个沿着发射物体航迹轴线方向布置的浮台组件，每相邻两个浮台组件之间用钢丝绳连接，每个浮台组件都设有水面浮台和监测组件，监测组件固定安装于水面浮台顶部，用于获取超空泡航行器留下的航迹；水面浮台包括浮箱和浮台框架，四个浮箱通过钢丝绳连接在浮台框架四角；水下拦截装置固定安装于航程末端浮台组件的水面浮台下方，用于对高速发射的航行器进行拦截回收；监测组件与监控设备主机通讯连接。通过获得航行器的航迹监控方便航行器回收以及对其进行有效拦截，双重保障防止航行器丢失。器丢失。器丢失。


技术研发人员：袁绪龙 鲁娜 单永志 刘喜燕 王鹰 陈隽煜 杜兆星
受保护的技术使用者：西北工业大学
技术研发日：2022.10.28
技术公布日：2023/3/13