一种集通信与进气功能一体化的隐身桅杆结构的制作方法

1.本发明涉及水下潜器通信设备，具体涉及一种集通信与进气功能一体化的隐身桅杆结构。


背景技术：

2.水下潜器有通信方面的功能需求，同时搭载的动力设备或工作人员还有输入外界新鲜空气的需要。对于上述两种功能需求，传统的水下潜器通常同时布置两根桅杆来分别实现通信及进气功能。这种方式虽然能达到使用要求，但是对搭载母体重量、空间占用量大，不利于母体的小型化及集成化设计，而且也会存在进气桅杆对通信桅杆的信号遮挡问题。
3.传统水下潜器的通信或通气管桅杆外形一般简单考虑加功工艺条件，多设计为较为原始方便加工的圆形结构。虽然圆形桅杆加工简单，但是圆形桅杆的流体阻力很大；且在高速下圆形尾部的流体涡脱落造成桅杆体振动烈度较大，桅杆稳定性差，由于桅杆搭载通信单元的电气元件对振动环境较为敏感，大烈度的振动环境影响电气元件的功能。
4.目前，反潜设备性能日趋提高，给水下潜器的生存造成较大威胁。搭载通信或进气功能单元的桅杆需要伸出水面工作，更是敌方探测设备的首要追踪目标，所以需要进行隐身设计，提高搭载桅杆本体隐身性能。传统桅杆采用金属材质，未采用或者只采用单一隐身措施造成隐身性能较差，容易增大搭载母体的暴露概率。


技术实现要素：

5.本发明的目的在于，针对现有技术的不足，提供一种占用空间小、稳定性高、隐蔽性强的集通信与进气功能一体化的隐身桅杆结构。
6.本发明采用的技术方案为：一种集通信与进气功能一体化的隐身桅杆结构，包括进气筒、进气阀、导流罩和通信天线，所述进气筒内部中空形成进气通道，进气筒的下端安装在水下潜器上，与水下潜器的通气管网连通；所述进气阀安装在进气筒的上端，控制进气通道的通断；所述通信天线设于进气筒的外壁；所述导流罩套设在进气筒的外部。
7.按上述方案，所述进气阀包括伸缩机构、支架和阀盘，所述伸缩机构设于进气筒内，且通过支架固定在进气筒的内壁；所述伸缩机构的上端为驱动端，伸缩机构的驱动端与阀盘的下部相连，带动阀盘伸缩；所述阀盘设于进气筒上方；当伸缩机构带动阀盘缩回至进气筒上端面时，阀盘完全密封进气筒的上端口，进气通道封闭；当伸缩机构带动阀盘伸出至脱离进气筒上端面时，进气通道打开能。
8.按上述方案，所述伸缩机构包括丝杠一体电机和传动杆，丝杠一体电机的下部固定在进气筒的内壁，丝杠一体电机的输出轴与传动杆的下端相连，传动杆的上端与阀盘的下表面相连。
9.按上述方案，所述阀盘的下表面设计有密封圈。
10.按上述方案，导流罩的内部与进气筒的外壁之间形成密封腔体，所述通信天线位
于密封腔体内，通信天线的天线元件阵列布置在进气筒的外壁。
11.按上述方案，所述导流罩的截面为对称布置在进气筒两侧的类水滴形结构。
12.按上述方案，所述导流罩采用隐身复合材料制作；导流罩的外壁涂刷有隐身涂层。
13.按上述方案，所述导流罩的纵向切面与轴线之间的夹角α为2
°
～4
°
。
14.本发明的有益效果为：1）、集成化程度高。本发明所述隐身桅杆结构采用通信及进气功能一体化设计，一根桅杆同时具备通信及进气功能，提高了桅杆集成化程度，检修和维护方便，降低了重量空间占用，并解决了信号遮挡的问题。
15.2）、水动力性能优良。本发明所述所述隐身桅杆结构采用两头类水滴形设计，此设计可大大降低桅杆结构在水中受到的阻力，并且桅杆结构在流体中涡激振动较小，提高了桅杆结构的稳定性，保证了搭载在桅杆结构上的通信设备的工作性能。
16.3）、隐身性能好。本发明所述导流罩采用多种隐身设计，隐蔽性强，大大降低了搭载桅杆结构母体的暴露概率。
附图说明
17.图1为本发明一个具体实施例的结构示意图。
18.图2为图1的a-a的俯视图。
19.图3为本实施例中进气阀的结构示意图其中：1、进气阀；101、阀盘；102、密封圈；103、传动杆；104、丝杠一体电机；105、支架；2、进气筒；3、导流罩；4、通信天线。
具体实施方式
20.为了更好地理解本发明，下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步地描述。
21.如图1和图2所示的一种集通信与进气功能一体化的隐身桅杆结构，包括进气筒2、进气阀1、导流罩3和通信天线4，所述进气筒2内部中空形成进气通道，进气筒2的下端安装在水下潜器上，与水下潜器的通气管网连通；所述进气阀1安装在进气筒2的上端，控制进气通道的通断；所述通信天线4设于进气筒2的外壁；所述导流罩3套设在进气筒2的外部。
22.优选地，如图3所示，所述进气阀1包括伸缩机构、支架105和阀盘101，所述伸缩机构设于进气筒2内，且通过支架105固定在进气筒2的内壁（可为焊接）；所述伸缩机构的上端为驱动端，伸缩机构的驱动端与阀盘101的下部相连，带动阀盘101伸缩；所述阀盘101设于进气筒2上方；当伸缩机构带动阀盘101缩回至进气筒2上端面时，阀盘101完全密封进气筒2的上端口，进气通道封闭；当伸缩机构带动阀盘101伸出至脱离进气筒2上端面时，进气通道打开，空气可以通过进气通道进入内部通气管网实现进气功能。
23.优选地，所述伸缩机构包括丝杠一体电机104和传动杆103，丝杠一体电机104的下部固定在进气筒2的内壁，丝杠一体电机104的输出轴与传动杆103的下端相连，传动杆103的上端与阀盘101的下表面相连。所述阀盘101的下表面设计有密封圈102，保证进气筒2密封的紧密性，防止水进入到进气通道。本实施例中，丝杠一体电机104集成了电机与丝杠，为现有技术，这里不再赘述。电机正转丝杠一体电机104正转时带动传动杆103作伸出动作，丝杠一体电机104反转时带动传动杆103作缩回动作，从而带动阀盘101关闭或打开进气通道。
24.优选地，导流罩3的内部与进气筒2的外壁之间形成密封腔体，所述通信天线4位于密封腔体内，通信天线4的天线元件阵列布置在进气筒2的外壁。本实施例中，所述导流罩3的内壁与进气筒2的外壁之间设有支撑结构。
25.优选地，所述导流罩3的截面为对称布置在进气筒2两侧的类水滴形结构，如图1所示。通过模拟计算验证，所述导流罩3与传统的圆形导流罩3相比，水流中阻力可以大大减小，所述隐身桅杆结构更加安全；同时所述导流罩3可以减小来流的涡脱落，减轻所述隐身桅杆结构由于涡脱落造成的振动，使安装在所述隐身桅杆结构的通信天线4处于稳定的工作环境中，实现更好的功能。
26.优选地，所述导流罩3采用隐身复合材料制作；导流罩3的外壁涂刷有隐身涂层，进一步降低雷达波的反射率，实现所述隐身桅杆结构的材料隐身设计。优选地，所述导流罩3不是上下垂直的，导流罩3的纵向切面与轴线之间的夹角α为2
°
～4
°
，优选3
°
，此倾角设计也能大幅降低水平方位的雷达波反射率。
27.本发明中，进气筒2为空气进入的进气通道；进气阀1用于控制进气通道封闭与打开，实现通气功能；通信天线4用于实现所述隐身桅杆结构的通信功能；导流罩3用于保护设备内部结构，并使所述隐身桅杆结构具有优良的水动力性能。
28.最后应说明的是，以上仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换，但是凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。