[发明专利]一种可升降式探测声学仪器舱系统

说明书

本发明公开了一种可升降式探测声学仪器舱系统，包括仪器舱、设在船体底部的内凹舱位和设在船体内的PLC控制器，所述仪器舱顶部设有至少3根导向柱，所述内凹舱位顶部设有分别与各导向柱活动连接的导向套筒，所述仪器舱顶部设有伸缩装置与所述内凹舱位顶部活动连接，所述PLC控制器通过液压控制系统与各部件连接；当船舶在不使用阵列式声学探测仪器的时候，可将仪器舱提升收回至其底部与周边船舶底部基本齐平的位置，由此永久性大幅度减少了船舶在一般航行中的燃料消耗，降低了对航行水域水下环境及港口水深的要求，且不再对船首侧推的使用造成限制。在大幅度提升船舶探测作业效率，增加探测作业工况的同时，又显著地而降低了船舶的使用成本。

技术领域

本发明涉及专业探测类船舶声学探测仪器领域，尤其涉及一种活动安装在探测船底部且可以升降的飞翼形探测声学仪器舱系统。

背景技术

在专业探测和科学考察船舶领域技术中，绝大多数船舶配备有专业的声呐类水下声学探测仪器以进行水下探测和考察作业。根据探测目的和性能要求，不同种类的声学探测仪器将可以不同的方式安置在船舶的不同部位，并在船舶的航行中进行水下探测以达到探测作业目的。但同时所有的声学探测仪器均不能受到明显的湍流、气泡和噪音影响，否则其探测效果和精度将受到较大的负面衰减，甚至于探测失效。而船舶在航行时必然会在船体底部及两侧水下一定范围内造成湍流层、气泡层以及船体内机器设备和结构振动所产生的水下辐射噪声。为了达到将声学仪器布放到水下一定深度而避开湍流层、气泡层和水下辐射噪声干扰的目的，基于目前的声学探测仪器技术，单个的仪器可以采用升降杆来布放到水下一定深度，而部分小型成组的仪器可以通过类似升降鳍的系统来布放到水下一定深度。但大型的阵列式声学仪器，典型的例如全海深深水多波束系统，根据其探测性能要求，其外形尺寸最大处可达十多米的宽度与长度，因此尚无有效的技术装置能进行活动式的水下布放。

就此类大型阵列式声学仪器，现有的技术中主要采用三种布放方式以达到其探测功能：

第一种为常规的平船底固定安装声学仪器、配合船首线型优化及首侧推管遂封盖，以避免湍流和气泡层阻碍声学仪器的探测性能。这种方式对于船舶线型设计要求极高、需要做大量的高技术计算与仿真模拟，配合多次船模试验，目前国际上仅有少数船舶设计公司掌握此类计算与仿真技术，此外仍然要配备专门的首侧推管隧封盖设备。而有时在进行船舶高精度定位状态探测时，首侧推封盖不能关闭，将仍然造成湍流气泡。而由于紧贴船底安装，船舶上机器设备和航行中结构振动产生的噪音影响则完全无法避免。因此这种方式的弊端在于：在受限于设计能力的同时，不但要投入大量资金在计算、模拟、试验和配置首侧推封盖设备上(或选用价格极其昂贵且占用很大船体内空间的伸缩式推进器)，但最终达到的探测效果和作业功能依然是不确定和受限的。

第二种为导流罩技术，即在常规的平船底固定安装声学仪器后，在船底靠近首部的区域安装一个永久性突出船底的导流罩，以将船舶航行中产生的湍流和气泡层引导至不影响声学仪器探测(发射和接受声波)的区域外。这种方式的弊端在于：永久突出船底的导流罩经水动力计算、船模试验和实船验证多种方式证明，其对航行阻力的影响达到15％左右，也就是会增加15％的船舶能源消耗。当前一艘主流的5000吨级科考船在航行中每日油耗大约在7至10吨左右，年航行时间约280天至300天，而通常探测类船舶使用深水多波束阵列式声呐的作业时间仅占全部航行时间的5％至10％，但这种额外消耗在不进行探测作业的同时也永久存在，这将在船舶数十年使用周期中造成惊人的额外经济成本和环境污染。而且这种方式仍然不能避免船舶运行噪声对于探测效果的影响。此外，永久突出船底的导流罩对于船舶航行区域、特别是沿岸区域水下环境，以及停靠的港口水深也有较高要求，否则容易受到渔网和水下异物的缠绕和破坏。