1.本发明涉及航行体入水降载技术领域，具体而言是一种航行体复合降载装置。
背景技术：
2.水下航行体要求有更加灵活的发射方式以有效规避远程探测设备的追踪，越来越多的国家采用空射的方式投送这类航行体。当水下航行体由较高的初速从高空下落，在其触水瞬间主要结构会受到巨大的瞬时过载作用。研究表明，这种过载会对航行体内部结构造成不可预计的破坏，严重时可致整个航行体失去应有的功能从而丧失战斗力。此外，过载的加速度也会随着触水速度的增大而显著升高。因此，有必要采取适当结构降低冲击加速度以保护结构，降低航行体结构破坏或者功能失效的风险。现有的航行体入水降载大多数都采用液压缸等结构进行降载，但是其降载能力有限。
技术实现要素：
3.根据上述技术问题，而提供一种航行体复合降载装置。
4.本发明采用的技术手段如下：
5.一种航行体复合降载装置，包括头部整流罩、航行体、缓冲装置和空化器，所述缓冲装置用于缓冲所述航行体入水时所述航行体与水之间的作用力，所述头部整流罩的前端呈锥形，还包括侧边整流罩；
6.所述侧边整流罩为分体式，多个分体围绕所述侧边整流罩的轴线密封拼接为一体，且多个分体之间为可分离连接；所述侧边整流罩包括整流罩侧壁和设置在所述整流罩侧壁内的微气孔层板组；所述航行体的头端与所述整流罩侧壁的后端可分离连接，所述头部整流罩的后端与所述侧边整流罩的前端可分离连接；所述空化器和所述缓冲装置位于所述侧边整流罩内；所述空化器的后端与所述缓冲装置的输出端固定连接，所述缓冲装置的安装端穿过所述微气孔层板组与所述航行体的头部连接，所述空化器的外沿与所述整流罩侧壁密封式滑动连接；
7.所述空化器与所述微气孔层板组位于所述整流罩侧壁之间的部分形成高压空气腔，所述高压空气腔内设有高压气体，所述微气孔层板组与所述航行体的头部位于所述整流罩侧壁之间的部分形成次高压空气腔，所述微气孔层板组包括至少一个微气孔层板，所述微气孔层板上设有多个气体渗透孔，所述气体渗透孔用于将所述高压空气腔内的高压气体降压传输至所述次高压空气腔内。
8.所述气体渗透孔的尺寸为10微米～50微米。
9.多个微气孔层板中的渗透孔的孔径可以逐级降低，比如最前端的可为尺寸最大的50微米，第二层为30微米，第三层为10微米等形式。采用气体的逐级渗透可以实现对高压气体产生一个比较均匀且缓慢的阻尼过程。
10.所述缓冲装置包括外套筒，所述外套筒内设有内套筒，所述外套筒与所述内套筒之间的部分形成储油腔，所述内套筒内设有活塞杆，所述活塞杆的前端穿出所述外套筒和
所述内套筒与所述空化器固定连接，所述活塞杆的后端具有活塞，所述活塞与所述内套筒前端之间的部分设有套在所述活塞杆上的拉弹簧，所述活塞与所述内套筒后端之间的部分形成与所述储油腔连通的液压油腔体，所述外套筒的后端固定有阻尼器固定基座，且所述阻尼器固定基座与所述航行体通过电磁铁吸附连接。
11.所述空化器的前端具有向前吹出气体的反吹气系统。
12.所述反吹气系统包括中心通气管，所述中心通气管的前端依次穿过所述阻尼器固定基座、所述外套筒的后端中心、所述内套筒的后端中心，穿入所述活塞杆内，并与所述活塞杆的内壁气密式滑动连接，所述活塞杆靠近其前端的内部具有缓冲气腔，所述缓冲气腔的后端与中心通气管的前端连通，所述缓冲气腔内设有轴线与所述活塞杆轴线重合的压弹簧，所述中心通气管的端面与压弹簧相抵，所述活塞杆的前端设有与所述缓冲气腔连通的通孔，所述通孔的前端与设置在所述空化器中的集齐腔连通，且所述空化器的前端设有多个与所述集气腔连通的喷气口；所述中心通气管的后端与设置在所述航行体内的储气罐的出口连通；所述集气腔与所述通孔连通处设有反向喷气阀门。
13.所述活塞杆的前部侧壁上设有与所述通孔连通的通气孔，且所述通气孔与所述高压空气腔连通，所述通气孔内设有充气通气阀。
14.所述次高压空气腔设有单向泄压阀。
15.所述侧边整流罩的后端通过安装在所述航行体内的电磁铁装置与所述航行体可分离连接。
16.随着水下航行体的快速发展，利用水下机器人、无人作战平台对敌水下水面目标进行精准打击已经成为未来战争掌握主动权的关键。而高速、长航性又成为了当下水下航行体发展的重要分支，这就对航行体的续航能力和航向稳定性提出了要求。世界上已经发展出许多类似长航时带发动机的水下中大型航行体，例如俄罗斯的暴风雪号水下大型鱼雷，其水下航速高达100米每秒，是世界上最快的鱼雷，它的高速超空泡性能得益于其安装了火箭发动机。类似的发动机尾部会喷出大量废气，这就为废气回收循环利用提供了条件。在此基础上可以合理利用废气向储气罐中充气。如下述方案：
17.所述航行体的尾部内设有助推发动机，所述助推发动机的尾气通过尾气收集装置与所述储气罐的入口连通。
18.所述尾气收集装置包括吸气风扇、驱动所述吸气风扇转动的驱动装置和风扇导气罩，所述吸气风扇和所述驱动装置设置在所述风扇导气罩内，所述风扇导气罩的一端通过管路和气体冷却过滤装置与所述助推发动机的排气端连通，所述风扇导气罩的另一端通过管路和单向通气阀门与所述储气罐的入口连通。
19.所述航行体的头部内设有通气圆盘，所述通气圆盘的内部具有气体汇总区，且所述通气圆盘的侧壁上设有与所述气体汇总区连通的入口通道，所述通气圆盘的前端中心设有与所述气体汇总区连通的出口通道，所述出口通道与所述中心通气管连通，且转动连接；所述通气圆盘的后端中心与安装在所述航行体头部内的圆盘驱动机构连接，所述圆盘驱动机构用于驱动所述通气圆盘围绕其轴线转动；所述储气罐的出口与出气管路的一端连通，且所述出气管路内设有单向通气阀门，所述出气管路的另一端正对所述入口通道，且与所述入口通道连通；当所述通气圆盘转动一定角度后，所述通气圆盘的侧壁密封所述出气管路，所述入口通道与所述出气管路不连通。
20.较现有技术相比，本发明具有以下优点：
21.1、本发明在传统的缓冲装置的基础上增加了气垫式缓冲(通过降压孔、高压空气腔、次高压空气腔和微气孔层板组)，能够进一步保护航行体的头部不被破坏。
22.2、本发明还增加了反吹气系统，能够在入水后进行缓冲的同时还能够更好的形成超空泡，有利于空化器的超空泡形成。
23.3、本发明回收利用了助推发动机所产生的尾气，并将尾气用于降载和形成超空泡。
24.4、微气孔层板组对通过的高压气体进行降压，保护航行体头部，多个微气孔层板中的渗透孔的孔径可以逐级降低，比如最前端的可为尺寸最大的50微米，第二层为30微米，第三层为10微米等形式。采用气体的逐级渗透可以实现对高压气体产生一个比较均匀且缓慢的阻尼过程。
25.基于上述理由本发明可在航行体入水等领域广泛推广。
附图说明
26.为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图做以简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
27.图1为本发明具体实施方式中一种航行体复合降载装置主视图。
28.图2为图1中a-a向剖视图。
29.图3为图1中前部放大图。
30.图4为本发明具体实施方式中空化器和缓冲装置三维视图。
31.图5为本发明具体实施方式中空化器和缓冲装置剖视图。
32.图6为本发明具体实施方式中侧边整流罩三维视图。
33.图7为本发明具体实施方式中尾气收集装置结构示意图。
34.图8为图7中i部放大图。
35.图9为本发明具体实施方法中吸气风扇结构示意图。
36.图10为本发明具体实施方式中通气圆盘结构示意图。
37.图11为本发明具体实施方式中航行体航行靠近水面时示意图。
38.图12为本发明具体实施方式中航行体撞击水面后反向喷气示意图。
39.图13为本发明具体实施方式中缓冲装置受压联动降载示意图。
40.图14为本发明具体实施方式中侧边整流罩分离后示意图。
41.图中：1、头部整流罩；2、航行体；3、缓冲装置；301、外套筒；302、内套筒；303、活塞杆；304、活塞；305、拉弹簧；306、阻尼器固定基座；4、空化器；5、侧边整流罩；501、整流罩侧壁；502、微气孔层板组；503、高压空气腔；504、次高压空气腔；6、反吹气系统；601、中心通气管；602、缓冲气腔；603、压弹簧；604、通孔；605、集气腔；606、喷气口；607、储气罐；608、反向喷气阀门；609、通气孔；610、充气通气阀；611、单向定压泄压阀；7、助推发电机；8、尾气收集装置；801、吸气风扇；802、驱动装置；803、风扇导气罩；804、气体冷却过滤装置；9、通气圆盘；901、气体汇总区；902、入口通道；903、出口通道；904、齿轮；905、出气管路。
具体实施方式
42.需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。
43.为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本发明及其应用或使用的任何限制。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
44.需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本发明的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。
45.除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本发明的范围。同时，应当清楚，为了便于描述，附图中所示出的各个部分的尺寸并不是按照实际的比例关系绘制的。对于相关领域普通技术人员己知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术、方法和设备应当被视为授权说明书的一部分。在这里示出和讨论的所有示例中，任向具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。因此，示例性实施例的其它示例可以具有不同的值。应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步讨论。
46.在本发明的描述中，需要理解的是，方位词如“前、后、上、下、左、右”、“横向、竖向、垂直、水平”和“顶、底”等所指示的方位或位置关系通常是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，在未作相反说明的情况下，这些方位词并不指示和暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位或者以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明保护范围的限制：方位词“内、外”是指相对于各部件本身的轮廓的内外。
47.为了便于描述，在这里可以使用空间相对术语，如“在
……
之上”、“在
……
上方”、“在
……
上表面”、“上面的”等，用来描述如在图中所示的一个器件或特征与其他器件或特征的空间位置关系。应当理解的是，空间相对术语旨在包含除了器件在图中所描述的方位之外的在使用或操作中的不同方位。例如，如果附图中的器件被倒置，则描述为“在其他器件或构造上方”或“在其他器件或构造之上”的器件之后将被定位为“在其他器件或构造下方”或“在其位器件或构造之下”。因而，示例性术语“在
……
上方”可以包括“在
……
上方”和“在
……
下方”两种方位。该器件也可以其他不同方式定位(旋转90度或处于其他方位)，并且对这里所使用的空间相对描述作出相应解释。
48.此外，需要说明的是，使用“第一”、“第二”等词语来限定零部件，仅仅是为了便于对相应零部件进行区别，如没有另行声明，上述词语并没有特殊含义，因此不能理解为对本发明保护范围的限制。
49.如图1～12所示，一种航行体复合降载装置，包括头部整流罩1、航行体2、缓冲装置3和空化器4，所述缓冲装置3用于缓冲所述航行体2入水时所述航行体2与水之间的作用力，
所述头部整流罩1的前端呈锥形，还包括侧边整流罩5；
50.所述侧边整流罩5为分体式，多个分体围绕所述侧边整流罩5的轴线密封拼接为一体，且多个分体之间为可分离连接；所述侧边整流罩5包括整流罩侧壁501和设置在所述整流罩侧壁501内的微气孔层板组502；所述航行体2的头端与所述整流罩侧壁501的后端可分离连接，所述头部整流罩1的后端与所述整流罩侧壁501的前端可分离连接；所述空化器4和所述缓冲装置3位于所述整流罩侧壁501内，且位于所述微气孔层板组502的前端；所述空化器4的后端与所述缓冲装置3的输出端固定连接，所述缓冲装置3的安装端穿过所述微气孔层板组502与所述航行体2的头部连接，所述缓冲装置3的安装端与所述微气孔层板组502密封连接。所述空化器4的外沿与所述整流罩侧壁501密封式滑动连接；
51.所述空化器4与所述微气孔层板组502位于所述整流罩侧壁501之间的部分形成高压空气腔503，所述高压空气腔503内设有高压气体，所述微气孔层板组502与所述航行体2的头部位于所述整流罩侧壁501之间的部分形成次高压空气腔504，所述微气孔层板组502包括至少一个微气孔层板，所述微气孔层板上设有多个气体渗透孔，所述气体渗透孔用于将所述高压空气腔503内的高压气体降压传输至所述次高压空气腔504内。
52.所述气体渗透孔的尺寸为10微米～50微米。微气孔层板为合金板。
53.空化器4触水后，空化器4受到向后的压力，进而向后移动，缓冲装置4对其进行缓冲，使航行体2不会直接受到水的阻力，同时空化器在移动过程中压缩高压空气腔503内的高压气体，高压气体通过气体渗透孔渗入到次高压渗透孔中，高压气体通过微气孔层板组502时受到微气孔板的渗透压作用，气体从微气孔层板组502另一侧析出时压力会减小。高压空气腔503形成气垫式缓冲，进一步缓冲水的阻力。
54.所述缓冲装置3包括外套筒301，所述外套筒301内设有内套筒302，所述外套筒301与所述内套筒302之间的部分形成储油腔，所述内套筒302内设有活塞杆303，所述活塞杆303的前端穿出所述外套筒301和所述内套筒302与所述空化器4固定连接，所述活塞杆303的后端具有活塞304，所述活塞304与所述内套筒302前端之间的部分设有套在所述活塞杆303上的拉弹簧305，所述活塞304与所述内套筒302后端之间的部分形成与所述储油腔连通的液压油腔体，所述外套筒301的后端固定有阻尼器固定基座306，且所述阻尼器固定基座306与所述航行体2通过电磁铁吸附连接。
55.初始状态下缓冲装置3的活塞杆处于伸出状态，受到压力后，活塞杆303收缩，在收缩过程中活塞杆303受到拉弹簧305的作用力，同时还有液压油的作用力，收缩过程中拉弹簧305被拉开，同时挤压液压油进入储油腔中。
56.所述空化器4的前端具有向前吹出气体的反吹气系统6。
57.所述反吹气系统6包括中心通气管601，所述中心通气管601的前端依次穿过所述阻尼器固定基座306、所述外套筒301的后端中心、所述内套筒302的后端中心，穿入所述活塞杆303内，并与所述活塞杆303的内壁气密式滑动连接，所述活塞杆303靠近其前端的内部具有缓冲气腔602，所述缓冲气腔602的后端与中心通气管601的前端连通，所述缓冲气腔602内设有轴线与所述活塞杆303轴线重合的压弹簧603，所述中心通气管601的端面与压弹簧603相抵，所述活塞杆303的前端设有与所述缓冲气腔602连通的通孔604，所述通孔604的前端与设置在所述空化器4中的集齐腔605连通，且所述空化器4的前端设有多个与所述集气腔605连通的喷气口606；所述中心通气管601的后端与设置在所述航行体2内的储气罐
607的出口连通；所述集气腔605与所述通孔连通处设有反向喷气阀门608。
58.空化器4入水后，反向喷气阀门608打开，储气罐607中的高压气体通过中心通气管601、缓冲气腔602，通孔604、集气腔605后由喷气口606喷出，能够达到进一步缓冲的同时还有利于超空泡的形成。设置压弹簧603是因为空化器4在受压后，活塞杆303会与中心通气管601发生相对位移，缓冲气腔602提供了相对位移区，同时压弹簧603也能进行缓冲的同时便于缓冲结束后复位。
59.所述活塞杆303的前部侧壁上设有与所述通孔连通的多个通气孔609，且所述通气孔609与所述高压空气腔503连通，所述通气孔609内设有充气通气阀610。通过通气孔609的设置实现了高压空气腔503内可以根据需要自行充入气体，且利用的为储气罐607中的气体。
60.所述次高压空气腔504设有单向定压泄压阀611，当所述次高压空气腔504中的压力高于单向定压泄压阀611的设定值时，单向定压泄压阀611打开，防止次高压空气腔504中的气体压力过高损害航行体2。
61.所述侧边整流罩5的后端通过安装在所述航行体2内的电磁铁装置与所述航行体2可分离连接。
62.所述头部整流罩1为四瓣式结构，为铝合金材料制成，在触水前可自动分离。也可以为易碎陶瓷材料制成，入水瞬间发生破碎与侧边整流罩5分离。
63.所述航行体2的尾部内设有助推发动机7，所述助推发动机7的尾气通过尾气收集装置8与所述储气罐607的入口连通。本实施方式中采用了四组尾气收集装置8，四组尾气收集装置8围绕航行体2的轴线均匀分布。
64.所述尾气收集装置8包括吸气风扇801、驱动所述吸气风扇801转动的驱动装置802和风扇导气罩803，所述驱动装置802为无轴永磁电机，吸气风扇801为涡轮风扇，所述吸气风扇801和所述驱动装置802设置在所述风扇导气罩803内，所述风扇导气罩803的一端通过管路和气体冷却过滤装置804与所述助推发动机7的排气端连通，所述风扇导气罩803的另一端通过管路和单向通气阀门与所述储气罐607的入口连通。为了增加吸力可以采用两个吸气风扇801、两个驱动装置802和两个风扇导气罩803，使其串联。合理的利用了助推发动机发出的高压尾气，使储气罐607中的气体能够达到自给自足。
65.所述航行体2的头部内设有通气圆盘9，所述通气圆盘9的内部具有气体汇总区901，且所述通气圆盘9的侧壁上设有四个与所述气体汇总区901连通的入口通道902，所述通气圆盘9的前端中心设有与所述气体汇总区901连通的出口通道903，所述出口通道903与所述中心通气管601连通，且转动连接；所述通气圆盘9的后端中心与安装在所述航行体2头部内的圆盘驱动机构连接，所述圆盘驱动机构用于驱动所述通气圆盘9围绕其轴线转动；圆盘驱动机构可以为电机，通气圆盘9的后端设有齿轮904，电机的输出端上设有与齿轮904啮合的驱动齿轮，进而实现通气圆盘9的转动。所述储气罐607的出口与出气管路905的一端连通，且所述出气管路905内设有单向通气阀门，所述出气管路905的另一端正对所述入口通道902，且与所述入口通道902连通；当所述通气圆盘9转动一定角度后，所述通气圆盘9的侧壁密封所述出气管路905，所述入口通道902与所述出气管路905不连通。通过圆盘驱动机构可以实现储气罐607向中心通气管601通气或不通气。还可以是通气圆盘9上设有更多个入口通道902，当通气圆盘转动过程中，部分出气管路905与入口通道902连通，部分不连通，可
以实现气流量大小的调节，使用比较灵活。
66.使用状态下：在助推发动机7工作时，通过脉冲信号控制驱动尾气收集装置8开始工作，助推发动机7产生的废气部分被吸入尾气收集装置8，存储在储气罐607内。通气圆盘9转动使出气管路905与入口通道902连通，储气罐607的气体通过通气圆盘9，中心通气管601传输至通气孔609及喷气606。首先通过电磁阀控制打开充气通气阀610，反向喷气阀门608处于关闭状态，储气罐607内气体充入高压空气腔602中，如图11所示。当高压空气腔602内的气体达到预定压强后，关闭充气通气阀610。
67.当航行体2接近水面时，通过失电型电磁铁控制头部整流罩1分离，让空化器4露出。此时，打开反向喷气阀门608，充气通气阀610处于关闭状态，储气罐607中的高压气体从圆盘型的空化器4的头部的喷气口606向水面喷气，实现对航行体2的减速降载，如图12所示，反向喷气降载后通气圆盘9转动，使出气管路905与入口通道902不连通。
68.当空化器4触水后，空化器4在水压力的作用下向航行体2的头部运动，活塞杆303拉扯拉弹簧305，活塞304开始挤压液压油，将液压油挤入储油腔内，该过程为阻尼器的缓冲降载。同时，由于空化器4的运动，高压空气腔503内的气体瞬间受到挤压，气垫效应产生，该过程为空腔体内密闭的气团产生气垫降载缓冲。此时，高压空气腔503内升压后的高压气体会通过微气孔层板组502进入次高压空气腔504，由于气体通过微气孔层板组502会受到渗透压的作用，造成气压的下降，因此，经过微气孔层板组502到达次高压空气腔504的气体压强会小于高压空气腔503内的气体压强，从而保护航行体2头部不受过大的瞬时气压冲击造成结构损伤，如图13所示。
69.最后，通过对电磁铁的断电，实现侧边整流罩5与航行体2主体分离，如图14所示。
70.最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。