涉及水池中航行器模型水平发射试验研究领域，可满足航行器模型在水下以一定的深度和速度发射。
背景技术：
新时代的战争已经演化为全方位、立体化的战争。其中占有地球总面积71％的海洋更是新时代战争的主战场之一。目前，世界上诸多军事强国正在积极提高海上军事实力，扩大海上军备优势。在新的国际形势下，我国海军武器装备的发展显得尤为重要。针对各型水下航行器的试验研究是水下武器装备研制的重要环节，因此，用于水下航行器模型试验的发射装置尤其重要。
现有技术背景下，在《西北工业大学学报》2015年3月第36卷第2期299-304页《超空泡模型对固态介质侵彻及影响因素实验研究》中，文章图2中ф25mm口径空气炮如附图1中所示包括发射管1、高压气室2、发射支架3，其高压气室2直径为200mm，长2m，最大发射压力1mpa，发射管1长4m，发射速度范围30～300m/s。其发射装置仅能实现地面上水平发射。中国专利库中，专利申请号cn201510690568.5，名称为《一种水下发射装置》，包括安装在装置本体上的动力源，安装在发射筒内的施压组件、主弹簧和锁定解锁结构，其特征为动力源推动施压组件压缩主弹簧，主弹簧推动发射件发射，锁定解锁结构锁定和解锁发射件，施压组件推动锁定解锁结构解锁发射件。该发明属于置物的投放和发射技术领域，其发射装置使用主弹簧上下滑套蓄积的压缩能将发射件发射，不适用于水池中航行器模型水平发射试验研究领域。现有装置中缺少一种用于水池的变深度水下发射装置，本发明可以应用于水池中，使航行器模型在水下一定的深度以一定的速度水平发射，填补当前试验研究发射装置的空白。
技术实现要素：
要解决的技术问题
在水下武器装备的研发中，模型试验研究必不可少。在水池中将航行器模型以一定的速度发射是研究水下弹道特性的一种重要形式。为了避免现有技术的不足之处，本发明提出一种用于水池的壁挂式变深度水下发射装置，可以满足航行器发射试验的发射深度和速度要求。该装置结构简单紧凑，适用性良好。
技术方案
一种用于水池的壁挂式变深度水下发射装置，其特征在于包括炮管、炮管支架、钢丝绳、炮管支架斜支撑结构、支架系统、卷扬机、滑轮组、高压气罐、气罐支架、气管、固定支架和升降支架；炮管固定在炮管支架内，炮管支架通过炮管支架斜支撑结构与升降支架连接；支架系统和固定支架卡在水池墙壁上，支架系统下部分与墙壁贴合并使用膨胀螺栓固定在墙壁上，支架系统和固定支架之间的间隙即为水池墙壁的厚度，固定支架侧边和水池墙壁的另外一面贴合并使用膨胀螺栓固定；高压气罐固定安装在气罐支架内并与气管之间由电磁阀连接，用于控制高压气体的通断；气管与发射炮管连接，实现高压气体推动试验模型出管；卷扬机固定于支架系统上侧台阶面上；升降支架通过钢丝绳及滑轮组由卷扬机控制，用于调节炮管的高度。
所述的滑轮组包括动滑轮a、定滑轮b和动滑轮d；钢丝绳由卷扬机抽出绕过固定在炮管支架前端的动滑轮a，经过固定在支架系统上方的定滑轮b和固定在升降支架上支撑的动滑轮d，最后固定在支架系统的c点处，其中c点位于支架系统上侧横支撑的中心处。
所述的升降支架包括u型螺栓、滑轮支撑、上支撑、炮管架支撑框架和下支撑；滑轮支撑用于支撑动滑轮d，上支撑和下支撑两侧的滚轮卡在支架系统左右支架的槽钢内；炮管架支撑框架嵌在上支撑和下支撑之间；炮管支架前端通过炮管支架斜支撑结构和上支撑由u型螺栓连接；炮管支架后端和炮管架支撑框架由螺栓连接；此时使用卷扬机的遥控设备就可以调节发射炮的高度。
有益效果
本发明提出的一种用于水池的壁挂式变深度水下发射装置，该装置由支架系统、升降调节系统、炮管、气罐、气管、电磁阀等组成。本发明的目的是将实验模型在水池中以一定的深度和速度水平发射，满足各种水下发射试验的要求。此升降系统采用滑轮组传力，使系统受力平衡、省力，易于升降。本发明装置可更换不同口径的发射炮管，满足不同口径的模型试验，通用性好，操作简便、安全。
附图说明
图1为参考文献中ф25mm口径空气炮
图2为水下发射装置示意图
图3为水下发射装置安装示意图
图4为水下发射装置中升降系统示意图
图5为水下发射装置中升降支架示意图
1-发射管，2-高压气室，3-发射支架，4-炮管前盖，5-炮管，6-炮管支架，7-钢丝绳，8-炮管支架斜支撑结构，9-支架系统，10-卷扬机，11-滑轮组，12-气罐，13-气罐支架，14-气管，15-固定支架，16-升降支架，17-炮管后盖，18-水池墙壁，19-u型螺栓，20-滑轮支撑，21-上支撑，22-炮管架支撑框架，23-滚轮，24-下支撑。
具体实施方式
现结合实施例、附图对本发明作进一步描述：
如图2所示，一种用于水池的壁挂式变深度水下发射装置，包括炮管前盖4、炮管5、炮管支架6、钢丝绳7、炮管支架斜支撑结构8、支架系统9、卷扬机10、滑轮组11、高压气罐12、气罐支架13、气管14、固定支架15、升降支架16、炮管后盖17。高压气罐12固定安装在气罐支架13内并与气管14之间由电磁阀连接，用于控制高压气体的通断；气管14与发射炮管5连接，实现高压气体推动试验模型出管；升降支架16通过钢丝绳7及滑轮组11由卷扬机10控制，用于调节炮管5的高度。
如图3所示，该发射装置是由支架系统9和固定支架15挂在水池墙壁18上，固定支架15和支架系统9共用两条斜支撑杆加固。支架系统9下部分与墙壁贴合并使用膨胀螺栓固定在墙壁上，支架系统9和固定支架15之间的间隙即为水池墙壁18的厚度，固定支架15侧边和水池墙壁18的另外一面贴合并使用膨胀螺栓固定，使该装置在使用过程中保持稳定。
如图4所示，卷扬机10由螺栓连接固定于支架系统9上侧台阶面上。钢丝绳7由卷扬机10抽出绕过固定在炮管支架6前端的动滑轮a，经过固定在支架系统9上方的定滑轮b和固定在升降支架上支撑的动滑轮d，最后固定在支架系统9的c点处，其中c点位于支架系统9上侧横支撑的中心处。如图5所示，升降支架16由u型螺栓19、滑轮支撑20、上支撑21、炮管架支撑框架22、滚轮23、下支撑24组成，升降支架16中的上支撑21和下支撑24两侧的滚轮23卡在支架系统9左右支架的槽钢内，保证升降支架16只能在竖直方向移动；炮管架支撑框架22嵌在上支撑21和下支撑24之间，接触部分焊接连接，能够保证承受发射装置工作时带来的冲击力；炮管支架6前端通过炮管支架斜支撑结构8和上支撑21由u型螺栓19连接，u型螺栓19使用螺母旋紧以防止松动；炮管支架6后端和炮管架支撑框架22由螺栓连接，便于安装和拆卸；炮管5固定在炮管支架6内；此时使用卷扬机10的遥控设备就可以调节发射炮的高度。
气罐8安放在气罐支架13内，气罐8由外置接口与空压机连接以补充高压气体并连接压力表显示气罐内的压力；气管14一端经过电磁阀与气罐8连接，另一端与炮管5连接。通过向气罐内充入高压气体可以实现发射装置以一定的速度推动试验模型出管。
本装置由卷扬机10控制升降支架16使炮管5升至水池14墙壁上方，将炮管前盖4装入炮管5的前端，从炮管5后端装入模型，盖上后盖17，调整气罐12充气压力设定发射速度，再由卷扬机10控制升降支架16将炮管5降至指定发射深度，由发控系统接通电磁阀，气管内的高压气进入发射管将模型加速到指定速度离管，从而使试验模型按要求的深度和速度发射。在此过程中，炮管前盖4是按压安装在炮管5的前端，可以防止池中的水进入炮管5并且发射装置工作时高压气体会把炮管前盖4弹出，从而不会妨碍模型出管，可以实现水下发射任务。升降系统如图4所示，包括卷扬机10和动滑轮a、定滑轮b、动滑轮d和钢丝绳7以及升降支架16组成。钢丝绳7由卷扬机10抽出绕过固定在炮管支架6前端的动滑轮a，经过固定在支架系统9上方的定滑轮b和固定在升降支架上的动滑轮d，最后固定在支架系统9的c点处，其中c点位于支架系统9上侧横支撑的中心处。这样当卷扬机10收放钢丝绳7时，可以带动升降支架16上下移动，从而实现炮管在3米范围内升降。
本发明的安装及使用过程：
首先将发射装置安装于水池一侧的池壁上，然后使用卷扬机的遥控设备将炮管升到池壁上沿便于操作人员安装模型。装入炮管前盖，打开炮管后盖，装入试验模型，再固定炮管后盖，再次使用卷扬机将炮管降至实验要求深度，然后使用外置气源向气罐内充入指定压力的高压气体。由发控系统打开电磁阀，气罐内的高压气体进入模型后方，推动模型在炮管内加速到指定速度离管，完成发射任务。
1.一种用于水池的壁挂式变深度水下发射装置，其特征在于包括炮管(5)、炮管支架(6)、钢丝绳(7)、炮管支架斜支撑结构(8)、支架系统(9)、卷扬机(10)、滑轮组(11)、高压气罐(12)、气罐支架(13)、气管(14)、固定支架(15)和升降支架(16)；炮管(5)固定在炮管支架(6)内，炮管支架(6)通过炮管支架斜支撑结构(8)与升降支架(16)连接；支架系统(9)和固定支架(15)卡在水池墙壁(18)上，支架系统(9)下部分与墙壁贴合并使用膨胀螺栓固定在墙壁上，支架系统(9)和固定支架(15)之间的间隙即为水池墙壁(18)的厚度，固定支架(15)侧边和水池墙壁(18)的另外一面贴合并使用膨胀螺栓固定；高压气罐(12)固定安装在气罐支架(13)内并与气管(14)之间由电磁阀连接，用于控制高压气体的通断；气管(14)与发射炮管(5)连接，实现高压气体推动试验模型出管；卷扬机(10)固定于支架系统(9)上侧台阶面上；升降支架(16)通过钢丝绳(7)及滑轮组(11)由卷扬机(10)控制，用于调节炮管(5)的高度。
2.根据权利要求1所述的一种用于水池的壁挂式变深度水下发射装置，其特征在于所述的滑轮组(11)包括动滑轮a、定滑轮b和动滑轮d；钢丝绳(7)由卷扬机(10)抽出绕过固定在炮管支架(6)前端的动滑轮a，经过固定在支架系统(9)上方的定滑轮b和固定在升降支架(16)上支撑的动滑轮d，最后固定在支架系统(9)的c点处，其中c点位于支架系统(9)上侧横支撑的中心处。
3.根据权利要求1所述的一种用于水池的壁挂式变深度水下发射装置，其特征在于所述的升降支架(16)包括u型螺栓(19)、滑轮支撑(20)、上支撑(21)、炮管架支撑框架(22)和下支撑(24)；滑轮支撑(20)用于支撑动滑轮d，上支撑(21)和下支撑(24)两侧的滚轮(23)卡在支架系统(9)左右支架的槽钢内；炮管架支撑框架(22)嵌在上支撑(21)和下支撑(24)之间；炮管支架(6)前端通过炮管支架斜支撑结构(8)和上支撑(21)由u型螺栓(19)连接；炮管支架(6)后端和炮管架支撑框架(22)由螺栓连接；此时使用卷扬机(10)的遥控设备就可以调节发射炮的高度。
技术总结