带水下探测挂载的双螺旋桨潜航器结构

　　这款潜航器结构的设计，最初是面向近岸浅水域的水下巡检、水文数据采集以及小型水下目标探查场景开发的，区别于大型军用潜艇的大潜深、长航时需求，该结构更侧重小型化、易部署的特性，能够适配小型作业船、岸基投放的使用条件，不需要专用的吊装设备，两名作业人员即可完成投放与回收操作。从整体布局来看，主体采用长条形主浮筒加顶部设备舱的结构形式，主浮筒作为整个潜航器的浮力承载主体，内部预留了电池组、主控电路、姿态传感器的安装空间，浮筒两端采用密封端盖结构，端盖上预留了线缆穿舱的密封接头位置，能够满足浅水域作业的水密要求，避免内部电子元器件进水失效。

　　顶部的设备舱采用分舱式设计，不同功能模块独立布置在独立的密封腔体内，既可以降低单舱密封失效带来的整体设备故障风险，也方便后续针对不同作业需求快速更换功能模块，比如更换水质检测模块、声呐探测模块或者水下摄像模块，不需要对整体结构做大规模改动。推进系统采用尾部双螺旋桨对称布置的方案，两个螺旋桨分别由独立的动力单元驱动，通过调整两个螺旋桨的转速差实现潜航器的转向动作，不需要额外设置舵面结构，既简化了整体传动结构，也减少了水下活动部件的数量，降低水下杂物缠绕导致故障的概率。螺旋桨前方设置了防护格栅结构，能够阻挡水中的水草、漂浮杂物接触桨叶，避免桨叶卡滞或者损坏。

　　主浮筒两侧设置了弧形的导流管结构，一方面可以作为浮筒的结构加强件，提升整体结构的抗冲击能力，在潜航器靠近岸壁、水下障碍物发生碰撞时，导流管可以先接触障碍物，缓冲冲击力，保护内部的浮筒密封结构；另一方面弧形结构可以优化潜航器航行时的周边流场，减少航行阻力，提升续航表现。潜航器腹部设置了可收放的挂载接口，接口采用标准的快装结构，能够挂载小型水下探测传感器、采样装置或者小型作业机械手，图中挂载的是带独立推进的小型水下摄像探头，能够脱离主潜航器在近距离范围内对目标进行探查，弥补主潜航器无法进入狭窄缝隙、洞穴区域的不足，挂载装置的收放通过内置的绞盘结构实现，线缆同时承担信号传输与承重的作用，不需要额外设置承重缆线，简化了腹部的结构复杂度。

　　在设计过程中，整体重心被设置在浮心的正下方位置，保证潜航器在无动力状态下能够自动保持正浮姿态，不会发生侧翻，降低姿态控制的算法难度。所有外部结构件的棱角位置都做了圆弧过渡处理，避免尖锐棱角在投放、回收过程中划伤作业人员，也减少水下航行时的紊流产生。安装边界方面，主浮筒的直径控制在常规人工搬运的适配尺寸范围内，整体长度满足小型作业船的甲板放置要求，不需要对作业船只做额外的改装，顶部设备舱的高度预留了足够的天线、GPS信号接收器的安装空间，在水面状态下能够保证信号传输稳定。结构的连接位置全部采用耐腐蚀的标准紧固件，适配淡水、近岸咸淡水交汇水域的使用环境，减少长期水下使用的腐蚀问题。密封结构的设计参考了小型水下机器人的成熟密封方案，静密封位置采用O型圈密封，动密封位置采用双道骨架油封，能够满足设计潜深下的水密要求，同时方便后期的维护拆解，不需要专用的拆解工具即可完成密封件的更换。整个结构的模块化设计思路，也让不同部件可以单独加工制造，降低整体的加工成本，后期维护时可以单独更换损坏的模块，不需要整体报废，提升了设备的全生命周期经济性。