火箭埋设锚.pdf

本发明涉及一种埋入江、河、湖、海泥沙或珊瑚地层用于固定船舶及其它水上浮体的埋设锚，特别是一种火箭埋设锚。
    现有推进埋设锚，通常采用“火炮发射弹丸”的原理，由发射机构将锚体射入海域地层中，用于固定船舶等水上浮体，从而克服了沉块式埋设锚固定力小、施工周期长和只适用于浅水水域的缺点。美国专利申请US    3910218（819515    WPI    ACC    NO：75-L4680W/42）提出的“推进驱动埋设锚”就是上述推进埋设锚的一种。它主要由锚体、钢揽和一个类似迫击炮的发射机构组成。发射前，发射机构连带锚体和钢揽予先沉入海底。发射后，锚体连带钢揽冲入海底地层中，由此产生固定水上浮体的固定力;由于反作用，发射机构在锚体运动的相反方向上冲向水面（即后座运动），在水的阻力作用下，发射机构减速最终停止运动。该式锚虽具有锚体结构简单等优点，但是还存在以下缺点：（一）发射机构给予锚体的动力较小，使锚体在海域地层中产生的固定力较小;（二）不能在浅水水域中使用;（三）钢揽抗腐蚀性差;（四）必须由配备发射机构的作业船施工，其施工总费用大;（五）每发射一次只能埋设一枚锚体，施工进度慢;（六）发射机构工作可靠性较差。

    本发明的目的在于提供一种锚体固定力由小到大范围宽广，埋设方便迅速，施工费用少和大大缩短施工时间的火箭埋设锚。它适用于江、河、湖、海的深水或浅水水域。

    本发明的任务是以如下方式完成的：根据“火箭推进原理”而制作的火箭埋设锚包括锚体、锚链，其特征在于：锚体由一个或几个固体火箭发动机、锚鳍和锚锥组成。本发明的锚体除具有一般推进埋设锚的锚体所具有的功能外，还具有一个独立的、完整的动力系统。其作用在于当锚体发射时，作为锚体组成部份的固体火箭发动机，能够将自身携带的火药装药迅速燃烧，生成大量高温、高压燃气，并转变成高速燃气射流，利用这种燃气射流所产生地强大动力来推动连带锚链的锚体冲入水域地层中，整个锚体特别是锚鳍，在周围地层介质的作用下产生固定力并通过锚链传递给被固定的水中浮体。锚锥位于固体火箭发动机的前端，其作用在于减少锚体在冲入地层运动中的阻力，从而增加锚体冲入地层中的深度，以提高火箭埋设锚的固定力。

    本发明与现有技术相比，显著特点是：（一）固体火箭发动机的总冲量不受限制，因此本发明的固定力可以由小到大任意变化，特别是能够得到很大的固定力;（二）对使用水域的深浅不限，且可在沙质或土质陆地使用;（三）不需要另备发射机构，埋设简便迅速和施工总费用低;（四）锚链抗腐蚀性能好;（五）固体火箭发动机可以长期贮存，且性能稳定。

    以下结合附图对本发明作进一步的详细描述：

    图1是本发明一种典型结构的纵向半剖面图。

    图2是本发明的右视图。

    图3是本发明挡药板结构示意图。

    图4是本发明后喷管密封装置结构示意图。

    图5是本发明的锚鳍平面形状示意图。

    图1、2、3、4、5示出的火箭埋设锚是由：锚链（31）、锚锥（1）、锚鳍（2）、固体火箭发动机（3）、挡药板（4、8）、火药装药（5、7）、点火装置（6）、后喷管闭封装置（9）、锥形锚头（10）、隔板（11）、前喷管（12）、前喷管密封塞（13）、点火药盒（14）、点火药（15）、电点火具（16）、燃烧室（17）、后喷管（18）、接线座（19）、密封塞（20）、密封盖（21）、挂链鳍（22）、主鳍（23、25）、付鳍（24）、同心环（26、27、28、29）和十字形支撑筋（30）组成。

    结合图1、2、3、4、5说明本发明的最佳实施方式。火箭埋设锚的固体火箭发动机（3）采用一种两头喷气的组合发动机，它由两个性能相同的固体火箭发动机同轴串联而成，二者燃气相通，其作用在于保持固体火箭发动机（3）的燃烧室（17）直径不变的条件下，将总冲量增加近一倍。总冲量增大可以使锚体尺寸或它冲入地层中的深度增大。固体火箭发动机（3）由前喷管（12）、后喷管（18）、挡药板（4、8）、燃烧室（17）、火药装药（5、7）、点火装置（6）、前喷管密封塞（13）和后喷管密封装置（9）组成。燃烧宝（17）内设有两捆性能、尺寸、形状和数量相同的火药装药（5、7）。在火药装药（5）与火药装药（7）之间，设有点火装置（6），该点火装置由点火药盒（14）、点火药（15）和电点火具（16）组成。在火药装药（5）临近前喷管（12）和火药装药（7）临近后喷管（18）的一端各设一个形状和尺寸相同的挡药板（4、8），该挡药板由几个同心挡药环（26、27、28、29）与十字形支撑筋（30）联结而成。燃烧室（17）的前端（图1的左边）设有前喷管（12），它是一个整体式多喷管，由六个小喷管组成，小喷管在圆周上均匀分布，其轴线在固体火箭发动机（3）纵轴（即燃烧室（17）的纵轴）子午面内，与固体火箭发动机（3）纵轴相交燃烧宝（17）的后端（图1的右边）设有后喷管（18），它是一个单喷管。前喷管（12）的扩张段内设有非金属的前喷管密封塞（13），后喷管（18）的扩张段设有后喷管密封装置（9），它由密封盖（21）、密封塞（20）和接线座（19）组成，其作用除密封外还兼顾接通燃烧宝内外的点火电路。固体火箭发动机（3）的前端设有锚锥（1），它由锥形锚头（10）和隔板（11）组成。固体火箭发动机（3）的燃烧宝（17）的外壁圆周上，每隔90°依次联结锚鳍（2）的主鳍（23）、挂链鳍（22）、主鳍（25）和付鳍（24），主鳍平面的对称面在燃烧宝（17）纵轴的子午面内。锚链（31）与挂链鳍（22）联结。

    根据上述实施方式，以在海域固定三千吨位船舶为例，本发明的主要设计参数如下：

    火箭埋设锚：

    全重：159公斤

    全长：1460毫米

    主鳍鳍展：730毫米

    固定力：15吨

    固体火箭发动机：

    最大燃气压力：600公斤/厘米2

    最大推力：30000公斤

    总冲量：1400公斤一秒

    火药种类：双基火药

    火药装药重量：3.5公斤/捆、共2捆

    点火药种类：2号小粒黑火药

    点火药重量：50克

    燃烧室外径：130毫米

    前喷管最大外径：150毫米

    锚鳍：

    材料：低碳或中碳钢板材

    锚锥：

    锥顶圆弧半径：R＝15毫米

    锥半角：20°

    锥底最大半径：75毫米

    锚链：

    12米φ43链段