背景技术
[0001] 本公开内容涉及微型鱼雷，且更具体地涉及能够由无人驾驶航空器运载并从无人驾驶航空器发射的轻型的、微型鱼雷。
[0002] 一般的反舰鱼雷过重且过大以至于不能通过无人驾驶航空器(UAV)运载和从无人驾驶航空器(UAV)发射。一般的鱼雷使用重的塑料炸弹爆炸物构造。一般的鱼雷中采用的爆炸物的量和类型明显增加了鱼雷的大小和重量。作为典型，小的UAV具有有限的有效负载能
力，典型的、较大的鱼雷的大小和重量阻止它们使用在较小规模的UAV平台上。
发明内容
[0003] 根据本发明的微型鱼雷的实施方式除了显著地增加了较大的UAV和传统的有人驾驶的反舰航行器以及反潜艇航行器的鱼雷有效负载能力之外，还克服了传统鱼雷的阻止其由较小UAV运载和发射的大小和重量方面的缺点。根据一个实施方式，微型鱼雷具有约18.5英寸的总长度和约小于10英磅的重量。因此，这个微型鱼雷很适合由较小的UAV运载和发射，还增加了较大的UAV和传统的有人驾驶的航行器的鱼雷承载能力。
[0004] 根据一实施方式，微型鱼雷可包括：
接触和附接组件、容纳至少一个或多个易燃元件的腔室、以及例如镁或者镁
合金的点火组件。
[0005] 接触和附接组件能够将鱼雷附接至船体。驱动机构能够使所述一个或多个易燃元件通过腔室并朝向船体移动，点火组件能够点燃所述一个或多个易燃元件并且将点燃的元件从腔室中释放。驱动机构能够使点燃的元件抵靠船体
定位，在那里，燃烧的元件的高温加
热能够吃过船体
熔化出孔。微型鱼雷还可包括推进和转向组件，用于在
水位线以下推进鱼雷在水中通过以及使鱼雷转向。微型鱼雷还可包括导航和引导组件，所述导航和引导组件控制所述推进和转向组件以引导鱼雷朝向船体在水中穿过。设备还可包括目标
传感器和引导转换器组件，所述目标传感器和引导转换器组件拦截有关船体的
位置的信息并且将信息通信至导航和引导组件。导航和引导组件能够使用通信得来的信息来控制推进和转向组件以引导微型鱼雷穿过水到达船体。
[0006] 在
附图和文本中，公开了轻型的微型鱼雷设备12，该微型鱼雷设备包括：接触和附接组件22，所述接触和附接组件响应于接触和附接组件22与船体接触而可操作地将所述设备附接至船体；腔室24，所述腔室操作地连接至接触和附接组件22，腔室24容纳在腔室24中能移动的至少一个易燃元件132，腔室24容纳驱动机构128，所述驱动机构响应于接触和附接组件22将设备附接至船体而将所述至少一个易燃元件132从腔室24可操作地驱动并朝向船体驱动；以及点火组件74，所述点火组件连接至接触和附接组件22，所述点火组件74在所述至少一个易燃元件132朝向船体被驱动时可操作地点燃所述至少一个易燃元件132。
[0007] 在一个
变形中，所述设备进一步包括：所述至少一个易燃元件132被构造为在由所述点火组件74点燃时被
氧化。在另一个变形中，所述设备进一步包括：所述至少一个易燃元件132至少由镁构造而成。在又一个变形中，所述设备进一步包括：所述至少一个易燃元件132具有比目标船体金属的熔化
温度高的燃烧温度。在再一个变形中，所述设备进一步包括：所述接触和附接组件22包括
永磁体组件32，所述永磁体组件包含至少一个永磁体。
[0008] 在一个实例中，所述设备进一步包括：所述腔室24的至少一部分由陶瓷材料构造而成，所述陶瓷材料具有的熔化温度比所述至少一个易燃元件132的燃烧温度高。在另一个实例中，所述设备进一步包括：所述腔室24容纳多个易燃元件132和
弹簧驱动机构128，所述弹簧驱动机构128从所述腔室24朝向所述点火组件驱动所述多个易燃元件132，所述点火组件74可操作地连续点燃多个易燃元件132。在又一个实例中，设备进一步包括：通过中空万向接头将所述腔室24操作地连接至所述接触和附接组件22，所述中空万向接头使腔室24能够旋转移动并且相对于接触和附接组件22通过一个弧。在又一个实例中，所述设备进一步包括：所述设备被构造为由无人驾驶的航空器、常规的有人驾驶的反舰航行器、以及常规的有人驾驶的反潜艇航行器来运载和发射的设备。
[0009] 在一个示例中，所述设备进一步包括操作地连接至所述接触和附接组件22和腔室24的推进和转向组件26，所述推进和转向组件26可操作地推进和引导所述设备在水中通过。在另一个示例中，所述设备进一步包括导航引导组件48，所述导航引导组件与所述推进和转向组件26操作地通信，所述导航引导组件48可操作地控制推进和转向组件26以引导所述设备在水中通过。在再一个示例中，所述设备进一步包括目标传感器组件，所述目标传感器组件与所述导航引导组件48操作地通信，所述目标传感器组件可操作地拦截有关船身的位置的信息并且将所述信息提供至导航引导组件48，所述导航引导组件48可操作地使用由所述目标传感器组件提供的信息控制推进和转向组件26，以引导所述设备在水中通过以到达船身的位置。
[0010] 在一方面，公开了使用轻型的微型鱼雷设备12毁坏船身的方法，所述方法包括：给所述设备提供接触和附接组件22并且通过使位于水位线以下的船身与所述接触和附接组件22接触而将设备附接至水位线以下的船身；给设备提供至少一个易燃元件132并且点燃所述至少一个易燃元件132，所述易燃元件具有的燃烧和氧化温度高于船身材料的熔化温度；使点燃的易燃元件132接合在船身的材料上；并且利用点燃的易燃元件132熔化船身的材料的一部分并且从而产生通过所述船身的材料的孔。
[0011] 在一个变形中，所述方法进一步包括：给设备提供推进和转向组件26，并且推进和引导所述设备在水中通过并到达船身。在另一个变形中，所述方法进一步包括通过航空器运载所述设备并从所述航空器将所述设备发射至水位线以下。在另一个变形中，所述设备进一步包括给设备提供多个易燃元件132并连续地点燃多个易燃元件132中的每个易燃元件132并且使点燃的易燃元件与船身的材料接合。
[0012] 在一方面，公开了轻型的微型鱼雷设备12，所述微型鱼雷设备包括：腔室24，所述腔室具有相对的前端部16和后端部18的长度和延伸通过腔室24的长度的内膛；位于腔室内膛中的至少一个易燃元件132；位于腔室内膛中的弹簧机构，所述弹簧机构朝向腔室前端部16推动所述至少一个易燃元件132；位于腔室前端部16处的接触和附接组件22，所述接触和附接组件22包括永磁体组件32，所述永磁体组件响应于所述接触和附接组件22与船体接触而可操作地将所述设备附接至船体；以及位于腔室前端部16处的保持和点火组件74，所述保持和点火组件74可操作以克服弹簧机构的推动使所述至少一个易燃元件132保持在腔室内膛中并且可操作地点燃所述至少一个易燃元件132并且从所述腔室内膛中释放所述至少一个易燃元件132，使所述弹簧机构能够推动所述至少一个易燃元件132通过所述腔室内膛然后到达船体内。
[0013] 在一个变形中，所述设备进一步包括通过中空万向接头操作地连接至所述接触和附接组件22的腔室24，所述中空万向接头使所述腔室24能够旋转移动并且相对于接触和附接组件22通过一弧。在另一个变形中，所述设备进一步包括：至少一个易燃元件132，其作为容纳在腔室内膛中的至少由镁组成的多个独立元件中的一个；弹簧机构，所述弹簧机构推动所述多个元件通过腔室内膛朝向所述保持和点火组件；以及保持和点火组件74，所述保持和点火组件用于克服弹簧机构的推动将所述多个元件保持在腔室内膛中并用于点燃所述多个元件中的至少一个元件然后释放保持在腔室内膛中的元件，使得弹簧机构能够推动多个元件通过腔室内膛并朝向腔室前端部16。
[0014] 在另一个变形中，所述设备进一步包括位于腔室后端部18处的推进和转向组件26，所述推进和转向组件26用于推进和引导设备在水中通过。
附图说明
[0015] 在以下描述以及在附图中阐述进一步的特征。
[0016] 图1是根据实施方式的设备的侧视图。
[0017] 图2是从图1中示出的设备的左侧截取的设备的接触和附接组件的前视图。
[0018] 图3是图2中示出的接触和附接组件的后视图。
[0019] 图4是沿着图3中示出的线4-4的接触和附接组件的侧视图。
[0020] 图5是拆卸的中空万向接头的构件部件的示图。
[0021] 图6是拆卸的并且从图5中示出的它们的位置旋转90度的中空万向接头的构件部件的示图。
[0022] 图7是从组件去除的接触和附接组件的中空万向接头构件的示图。
[0023] 图8是设备的推进和转向组件的示图。
[0024] 图8A是从图8的推进和转向组件去除的具有枢转方向
舵的转向组件整流件的侧视图。
[0025] 图9是从图8中示出的组件的右侧截取的推进和转向组件的后视图。
[0026] 图10是从图8中示出的组件的左侧截取的推进和转向组件的前视图。
[0027] 图11是采用延伸范围的整流件的鱼雷设备的替换实施方式的示图。
[0028] 图12是图11中示出的设备的整流件在从设备去除时的侧视图。
[0029] 图13是图11中示出的设备的示图，其中延伸范围整流件展开。
[0030] 图14是利用大容量螺旋壳体来容纳较大体积的易燃元件的微型鱼雷设备的替换实施方式的附加示图。螺旋壳体实施方式给微型鱼雷提供了增加的毁坏性。
具体实施方式
[0031] 图1是微型鱼雷设备12的侧视图，以部分横截面示出了一些部件。将要描述的设备12的构造在极大程度上是围绕设备的中
心轴线14对称的。设备12具有从设备的前端部16至后端部18的大约18.5英寸的总轴向长度。设备12的构件部件由这样的材料构造，所述材料给设备12提供用于其预期目的的足够结构强度且给设备提供小于10英磅的大约重量。将识别由具体的材料构造的构件部件。
[0032] 微型鱼雷12主要包括：接触和附接组件22，位于设备的前端部16处；腔室24，操作地连接至接触和附接组件22并且向其后延伸；和推进和转向组件26，在设备的后端部18处操作地连接至腔室24。
[0033] 参考图1至4，接触和附接组件22的主要构件部件是环形永磁体组件32。磁体组件32包括：一个或多个基本上平坦的永磁体；环形前表面34；和相对的、基本上平坦的、环形后表面36。磁体组件表面34具有圆柱形外表面42和围绕穿通磁体组件32的中心钻孔的圆柱形内表面38。这两个圆柱形表面38、42在磁体组件32的前表面34与后表面36之间轴向地延伸。磁体组件前表面34被定位成当该表面与船体接触时将微型鱼雷12附接至船体。磁体组件表面34的通量场，除了中空万向接头或者u形接头组件92的90度的旋转柔度之外，还具有足够的粘合和保形水动力，从而即使当
船舶在水中航行时也能将设备12保持于船体。
[0034] 四个或更多个引导转换器组件44在相等的圆周间隔位置处固定至磁体外表面42。转换器组件44被定位或者定向成与设备中心轴线14平行。组件44的声音
信号接收表面46面向设备的前方。引导转换器组件44起目标传感器的作用。
[0035]
声波导航引导组件48固定至磁体组件的后表面36。声
波导航引导组件48与引导转换器组件44通信并且接收来自引导转换器组件44的信号。
[0036] 控制系统52(例如，中央处理单元(CPU)52)固定至磁体组件后表面36。CPU与引导转换器组件44以及声波导航引导组件48通信并且控制这些组件的操作。CPU还与推进和转向组件26通信并且控制该组件的操作。
[0037] 电源54也固定至磁体后表面36和/或者更多在腔室24旁边。电源54由一个或多个
电池构成并且与引导转换器组件4、声波导航引导组件48、CPU 52以及推进和转向组件26通信，并且提供电力至所有的这些构件。
[0038] 一对系链114连接至接触释放机构56，并且在磁体组件外表面42的直径相对侧部处固定至磁体组件32。每个机构56具有连接至
底板62的圆柱形壳体58。每个底板62固定至磁体组件的后表面36。圆柱形壳体58定位在磁体组件的外表面42的直径相对侧部处，其中圆柱形壳体的中心轴线与设备中心轴线14平行对准。
柱塞64安装在每个圆柱形壳体58中以便通过壳体向前和向后轴向地往复运动。每个柱塞64具有前接触端部66和轴向相对的钩状端部68。圆柱形壳体54中的弹簧72将柱塞64向前
偏压至图1和图4中示出的它们的位置。
[0039] 保持和点火组件74在磁体前表面34的中心处固定至磁体组件32。保持和点火组件74形成为平坦的条，该条径向延伸穿过磁体组件中心钻孔并且然后轴向地穿过磁体组件的圆柱形内表面38的相对侧。条74由在被供以
电流时会点燃和燃烧的材料(例如镁或者镁合金)构造。条74通过CPU 54与电源52通信地连接并且它的点火由CPU控制。
[0040] 圆柱形壳体82延伸到磁体组件的中心钻孔中并且固定至磁体组件内表面38且固定至磁体后表面36的一部分。在图1和图5中示出了圆柱形壳体82。该圆柱形壳体82具有适配至且固定至磁体组件32的圆柱形内表面38的较小圆柱形部分84。壳体82的较大圆柱形部分86固定至磁体组件后表面36和当其与保持环102交叉时向后伸出。圆柱形壳体82由高耐热材料(例如陶瓷材料)构造。
[0041] 中空万向接头或者中空u形接头组件92固定在圆柱形壳体82的较大部分86内。中空u形接头组件92由圆柱形前部分94和圆柱形后部分96组成。接头前部分94具有固定至其外表面的
轴承环98。轴承环98与圆柱形壳体82的较大部分86的内表面接界，从而操作地将中空u形接头组件92连接至接触和附接组件22。保持环102压配合至圆柱形壳体82的较大部分86内以将中空u形接头前部分94固定至壳体82。轴承环98允许中空u形接头组件92相对于接触和附接组件22围绕设备中心轴线14自由旋转。保持环102防止u形接头组件92相对于接触和附接组件22轴向地移动。参考图5、图6和图7，中空u形接头组件前部分94在前部分的直径相对侧部上具有一对向后伸出的凸缘104。每个凸缘104具有枢轴杆106，所述枢轴杆从凸缘径向向外伸出。中空u形接头组件后部分96在所述后部分96的直径相对侧部上还具有一对向前伸出的凸缘108。这些凸缘108的每一个具有枢轴杆孔112。如图5中所看到的，u形接头前部分94的枢轴杆106接合在u形接头后部分
96的枢轴杆孔112中，在这两个部分之间形成枢轴连接，允许这两个部分枢转90度
角度。
[0042] 同时地，接头前部分94与接头后部分96之间的接头组件和轴承环98形成接触和附接组件22与接头后部分96之间的中空万向接头，该中空万向接头使接头后部分96能够围绕设备12的中心轴线14自由地旋转并且允许接头后部分96相对于接触和附接组件22移动通过180度的弧。
[0043] 一对系链114固定至接头组件后部分96的直径相对侧部。系链114在附图中示出为小的扁节链。然而，其他等效的软线能够代替扁节链。系链从接头组件后部分96延伸至
线束接触释放机构56的柱塞钩状端部68。线束接触释放机构56的弹簧72在系链114在线束接触释放机构56和接头组件后部分96之间延伸时拉紧系链。以这种方式，系链114将接头后中空u形接头组件96相对于接触和附接组件22保持在一位置(如图1中示出的)并且防止中空u形接头组件后部分96相对于接触和附接组件枢转。
[0044] 管状腔室24操作地连接在接触和附接组件22与推进和转向组件26之间。腔室24具有圆柱形外表面116和圆柱形内表面118。腔室24具有在腔室的前端部122在后u形接头组件96与轴向相对的后端部124之间延伸的直线长度。腔室前端部122打开并且延伸到接头组件后部分96内并且固定至接头组件后部分，从而操作地将腔室24连接至接触和附接组件22。腔室后端部124闭合并且固定至推进和转向组件26。腔室24具有与接头组件后部分96、中空u形接头组件前部分94以及圆柱形壳体82的较小部分86基本上相同的内径尺寸。因此，存在从腔室后端部124延伸通过腔室24、通过接头组件92以及通过永磁体组件32的连续内膛。
[0045] 弹簧驱动机构128定位在腔室24中位于腔室后端部124处。弹簧驱动机构128在图中示出为
螺旋弹簧。能够采用其他等效的弹簧驱动机构代替螺旋弹簧。弹簧驱动机构128在图1中以压缩的状态示出。在其未压缩的状态下，弹簧驱动机构128延伸得完全通过由腔室24、中空u形接头组件92和磁体组件32限定的连续内膛。
[0046] 多个易燃元件132被容纳在腔室24、中空u形接头组件92和圆柱形壳体82中。相邻的易燃元件132例如通过短线(未示出)链接在一起。弹簧驱动机构128朝向微型鱼雷设备12的前端部16推动易燃元件132，在那里，元件132的前端部接合抵靠保持和点火组件74并且通过保持和点火组件74保持。每个易燃元件132具有球形构造，该构造能够由弹簧驱动机构128轻易地驱动和移动通过腔室24、中空u形接头组件92和圆柱形壳体
82。每个元件132由诸如镁或者镁合金的易燃材料构造而成，所述易燃材料能够被轻易地点燃，并且在足够高的燃烧温度下点燃和燃烧时会氧化以熔化穿通金属船体。
[0047] 图8是供与设备12一起使用的推进和转向组件的示图。图8A是具有从图8的推进和转向组件去除的枢转方向舵的转向组件整流件的侧视图。推进和转向组件26可操作地驱动设备12在水中通过至目标船体。组件26与CPU 52通信地连接并且响应于从CPU接收的信号操作。组件26包括一对
电动机134，每个电动机均驱动螺旋桨136旋转。组件26还包括一对枢转方向舵138，该枢转方向舵响应于从CPU 52接收的信号使得在水中通过的设备12转向。图9是从图8中示出的组件的右侧截取的推进和转向组件的后视图。图
10是从图8中示出的组件的左侧截取的推进和转向组件的前视图。
[0048] 图11至图13示出了设备的替换实施方式，其中，一对扩展范围的整流件142已添加到设备。整流件142通过枢转连接件144附接至腔室24的直径相对侧部。如图11所示，在设备通过UAV运载且通过UAV发射时，整流件142最初定位成沿着腔室24的相对侧延伸。一旦处于水中且在水位以下，整流件142展开至图13中示出的它们的位置，其中，在微型鱼雷设备12在水中行进时整流件能够增加微型鱼雷设备的范围。
[0049] 在图14中示出了设备的另一替换实施方式。在这个实施方式中，用螺旋管状腔室148替换直线的管状腔室24。螺旋管状腔室148增加了能够由设备运载的易燃元件132的数量。图14中示出的实施方式的操作与将要描述的图1中示出的实施方式的操作基本上相同。
[0050] 设备12被设计成能通过UAV运载至由远程声传感器(acoustic sensor，声敏元件)检测到的船舶的大致地理区域。设备12被设计成能有效地对着表面船舶和潜艇。随着远程声传感器对船舶的检测，运载设备12的UAV将设备12发射或者部署在检测到的船舶的大致地理区域中。附接至设备12的小
降落伞将允许该设备从UAV缓慢落至水表面。一旦位于水中，CPU 52将控制设备12来释放降落伞，利用引导转换器组件44瞄准船身，并且使用声波导航引导组件48以及推进和转向组件26行进至瞄准的船体。
[0051] 在到达瞄准的船身时，设备12将通过永磁体组件32附接至船身的金属。磁体组件32至船身的附接压低了线束接触释放机构56的柱塞64，引起系链114从柱塞钩状端部68脱离，并释放了中空u形接头组件后部分96以相对于接触和附接组件22旋转和枢转。这允许设备的腔室24围绕设备中心轴线14旋转并且枢转直至90度，以使腔室24与移动的船身的液体动力一致。线束接触释放机构56的释放还引起CPU 52同时引发保持和点火组件74的电点火。这转而点燃和释放了易燃元件132的前面大部分以通过驱动机构128向前移动并且接合抵靠在船身上。一旦被点燃，易燃元件132的燃烧温度将引起与元件接合的船体的区域熔化并且将穿通目标船体钻孔。在一个易燃元件132的燃烧完成时，其点燃行列中的下一个易燃元件，该易燃元件然后通过驱动机构128被按压抵靠在船身的熔化区域上。这持续进行，直到燃烧的易燃元件132穿通船身钻出一孔。
[0052] 由于能够在不背离本公开内容的范围的情况下对本文描述和示出的设备的构造和其使用方法做出各种
修改，因此包含在以上描述中或者在附图中示出的所有的内容均旨在解释为说明性的而不是限制性的。因此，本公开内容的宽度和范围不应受上述示例性实施方式的任一个的限制，而是应当仅由根据以下附加至此的
权利要求及其等价物限定。
