[0001] 本发明涉及鱼雷发射管模拟脱险训练技术领域，特别是一种鱼雷发射管模拟脱险训练方法及系统。

[0002] 在现代潜艇作战与维护培训体系中，潜水员执行鱼雷发射管紧急脱险训练是一项至关重要的任务，旨在模拟真实紧急情况下，潜水员如何迅速且安全地从封闭的鱼雷发射管中脱困。然而，当前的训练方法面临两大关键挑战，严重影响了训练的有效性和潜水员的心理适应能力。

[0003] 一、全封闭环境下的心理恐惧问题：传统模拟训练中，鱼雷发射管采用金属材质制造，其结构设计完全符合实战标准，但在密闭性方面却给训练带来了额外的难度。一旦前后盖关闭，内部空间即刻陷入绝对黑暗，缺乏自然光或人工照明。这种极端的黑暗环境对于潜水员而言，特别是新手潜水员，不仅是视觉上的考验，更是心理的巨大挑战，潜水员在全黑环境中进行脱险操作时，极易产生恐慌情绪，导致判断失误、操作迟缓，甚至错失最佳脱险时机。据统计，因心理恐惧引起的操作失误案例不在少数，严重影响了模拟训练的整体成功率。

[0004] 二、注水调节阀控制精度不足：另一方面，现有的训练设施在模拟快速上浮脱险过程时，注水调节阀的操控存在明显的技术局限。由于缺乏高精度的自动化控制系统，调节注水速率往往依赖于人工经验，难以实现快速而精确的压力平衡与调节，这直接限制了模拟训练中对紧急上浮场景的仿真度。无法准确模拟不同速率的水位上升，意味着潜水员无法有效掌握快速减压技巧，降低了训练的实际应用价值。

[0057] 为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合说明书附图对本发明的具体实施方式做详细的说明。

[0058] 在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，但是本发明还可以采用其他不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似推广，因此本发明不受下面公开的具体实施例的限制。

[0059] 其次，此处所称的“一个实施例”或“实施例”是指可包含于本发明至少一个实现方式中的特定特征、结构或特性。在本说明书中不同地方出现的“在一个实施例中”并非均指同一个实施例，也不是单独的或选择性的与其他实施例互相排斥的实施例。

[0060] 实施例1

[0061] 参照图1‑8，为本发明第一个实施例，该实施例提供了鱼雷发射管201模拟脱险训练装置：

[0062] 1.材料与结构设计。

[0063] 透明玻璃钢材质应用：采用高透明度、耐压的玻璃钢材料建造鱼雷发射管201，这种材料不仅具有良好的透光性，让潜水员在全黑环境中能看到外部光线，减轻心理压力，同时确保了结构强度，适合模拟高压环境下的脱险训练。建造深度大于5米的脱险水池100，鱼雷发射管201的一端位于脱险水池100内。

[0064] 鱼雷发射管201设计：鱼雷发射管201两端配置可快速开启闭合的密封门前盖202和后盖203，前盖202配备压力平衡自动开启机制，确保在内外压力一致时安全释放潜水员。前盖202与后盖203内部也设置有中空的夹层204，且前盖202与后盖203端面均设置有凸出的插管，鱼雷发射管201两端面设置与插管相对应的第一阀门，插管中设置有第二阀门。在盖合时，前盖202或者后盖203上的凸出的插管插入到第一阀门中，使得第二插管中第二阀门的阀芯与第一阀门的阀芯相抵触，从而将第一阀门和第二阀门同时打开并连通，进而将前盖202或者后盖203的夹层204与鱼雷发射管201夹层204相连通。

[0065] 鱼雷发射管201内部设置有中空的夹层204，夹层204连接有黑色染料循环模组205，黑色染料循环模组205包括染料存储罐205a、泵体205b、设置在注水控制阀301中的切换阀芯205d。训练开始前，通过泵将黑色染料从染料存储罐205a注入鱼雷发射管201的夹层
204中，染料充满夹层204后即可创造出全黑环境。训练结束后，通过切换阀芯205d以及泵将染料抽回染料存储罐205a，然后重新通过泵将清水通入染料管路进入夹层204冲洗彻底清洁夹层204，确保所有染料残留都被清除，从而恢复透明度。

[0066] 注水控制阀301的阀体301a贯穿夹层204，切换阀芯205d包括在阀体301a上开设的连通夹层204的对穿孔，在阀体301a下端设置有支管205c，支管205c在阀体301a上开设有连通孔，在阀体301a内设置有双菱形架，双菱形架的两端设置有用于对阀体301a内上下两个阀口进行堵塞的上堵头和下堵头，双菱形架的上菱形两侧面设置有对对穿孔进行封堵的左堵头和右堵头，双菱形架的下菱形其中一个侧设置有用于对连通孔进行封堵的塞子。塞子包括大塞体，大塞体上开设有贯通孔，在大塞体上位于支管205c一侧的设置有用于贯通孔进行封堵的小塞体，小塞体通过单菱形架与安装在大塞体上的双菱形架的交接轴相固定。

[0067] 需要说明的是，当向夹层204进行注入黑色染料或者清水时，支管205c中的染料或者清水将推动连通孔处的小塞体以及大塞体同步外移，将支管205c与注水控制阀301的阀体301a内部相连通，这时由于大塞体外移，塞体整体外移带动双菱形架的下菱形进行变形，从而双菱形架变形，横向间距变短，纵向间距变长，从而位于双菱形架上下两端的上堵头和下堵头向上下两端移动，对阀体301a上阀门和下阀门进行封堵，从而上阀门封堵对阀体301a与鱼雷发射管201内腔相隔断，下阀门对注水控制阀301下端进行隔断，同时上菱形也随着左右变短，使得位于上菱形架的左右两端的左堵头和右堵头向中间移动，从而对对穿孔释放，使得阀体301a与夹层204相连通，从而可以向夹层204中注入染料或者清水。

[0068] 反之当抽取黑色染料或者清水时，泵在支管205c中产生吸力，对小塞体产生吸力，使得小塞体进一步内移，并脱离大塞体的贯通孔，同时小塞体与双菱形架的下菱形其中一端通过单菱形架相固定，从而单菱形架纵向缩短横向拉长，从而将双菱形架的下端向内推，使得从而双菱形架变形，横向间距变短，纵向间距变长，这时与注入时一样，上堵头和下堵头堵塞，左堵头和右堵头打开，将夹层204连通并进行抽取。

[0069] 双菱形架的交接点设置有用于复位的扭力弹簧，在不进行抽取或者注入时，支管205c以及夹层204进行封堵，注水控制阀301本体连通。

[0070] 2.智能注水调节模块300。

[0071] 注水控制阀301设计：在鱼雷发射管201底部安装精密的可编程电动注水控制阀301，该阀由微处理器控制，能根据预设程序精确调节水流速度。

[0072] 压力控制算法：利用压力传感器实时监测管内外压力差，通过以下公式计算目标压力变化率(以模拟快速上浮为例)：压力变化遵循公式Pt＝P0*2t/4，其中Pt为当前压力(单位：kPa)，P0为初始压力(101.3kPa)，t为时间(单位：秒)。通过调整注水速度，使管内压力按此规律增加，模拟快速上浮过程中的压力变化。

[0073] 3.自动补液系统。

[0074] 补液阀控制逻辑：脱险水池100顶部安装带有液位传感器的自动补液阀，设定阈值为水位低于5米刻度线20cm时自动开启补液，达到或超过5米刻度线时自动关闭。使用PID控制器确保液位稳定，提高训练的连续性和安全性。

[0075] 进一步的，为提升训练的真实感、安全性和效率，同时解决潜水员心理恐惧问题，实现个性化、高效化的脱险训练。在原有的透明玻璃钢材质鱼雷发射管201及模拟脱险水池100基础上，融入智能动态压力适应系统(IDPAS)与虚拟现实技术(VR)。

[0076] 压力监控模块400‑‑‑智能动态压力适应系统(IDPAS)。

[0077] 压力传感器网络：在鱼雷发射管201内壁安装高精度压力传感器阵列，实时监测内部压力分布，数据即时传输至中央处理单元(CPU)。

[0078] 自适应算法：开发基于深度学习的压力控制算法，根据潜水员生理指标(如心率、呼吸频率)和训练进度动态调整注水速度和压力曲线，确保训练既挑战又安全。压力变化公式动态调整为：Pt＝Pbase×f(t,HR,BR)，其中，Pt为当前压力，Pbase为基础压力，f(t,HR,BR)为结合时间t、心率(HR)和呼吸频率(BR)的自适应函数，确保训练强度与潜水员状态匹配。

[0079] 虚拟现实(VR)环境模拟模块。

[0080] 沉浸式VR体验：为潜水员配备一体化VR头盔，模拟真实海洋环境及各种紧急脱险场景，如夜间、恶劣天气、复杂海底地形等。

[0081] 交互式训练内容：结合IDPAS，虚拟环境能即时响应管内压力变化，呈现相应的视觉、听觉反馈(如水压引起的耳压感、水流声音等)，增强训练的沉浸感和应对突发状况的能力。

[0082] 训练管理系统600包括安全强化措施、训练效果评估与反馈。

[0083] 安全强化措施。

[0084] 生理监测与预警系统：集成心率监测、血氧饱和度检测等功能，一旦潜水员生理指标异常，立即触发警报并自动调节训练强度，必要时启动紧急排水和快速开盖程序。

[0085] 远程监控与指导：训练全程通过云平台远程监控，教练可实时查看潜水员状态，通过语音通讯提供即时指导，必要时介入干预。

[0086] 训练效果评估与反馈。

[0087] 数据分析平台：收集每次训练的数据，包括生理反应、操作准确度、完成时间等，通过AI分析生成个性化训练报告，提出改进建议。

[0088] 虚拟复盘与模拟：训练结束后，利用VR技术进行场景复盘，让潜水员从不同视角观察自己的操作，加深理解，促进技能提升。

[0089] 结论：通过整合智能动态压力适应系统、虚拟现实技术和全面的安全监控体系，本改进方案极大地增强了鱼雷发射管201模拟脱险训练的综合效果，不仅有效缓解了潜水员的心理恐惧，还实现了训练难度的个性化自适应，显著提升了训练的安全性、效率和实战性，为潜水员提供了接近真实的脱险技能训练环境。

[0090] 在本实施方式中：鱼雷发射管201模拟脱险训练方法为渐进式的，旨在逐步提高潜水员在不同环境下的适应能力和脱险技能，确保他们能在各种复杂和极端条件下安全、有效地执行任务。下面是对这一训练进阶策略的详细解释：

[0091] 初始阶段：透明模拟器训练。

[0092] 目的：在训练的初期，重点在于让潜水员熟悉脱险流程和基本操作，同时减轻他们的心理压力。使用透明的玻璃钢材质鱼雷发射管201模拟器，内部保持充足的光线，潜水员可以在视觉上感知外部环境，减少封闭空间带来的恐惧感。

[0093] 好处：通过这种方式，潜水员可以在相对舒适的环境中建立信心，专注于技术细节的学习和基础技能的掌握，为后续更严格的训练打下坚实的基础。

[0094] 中期阶段：全封闭无光源环境训练。

[0095] 目的：随着潜水员对基础操作的熟练掌握，训练环境逐步接近真实条件，移除光线，模拟真实的封闭黑暗环境。这一步骤是为了增强潜水员在无光环境下的适应性和心理承受能力，因为实际紧急情况下，鱼雷发射管201内部可能是全黑的。

[0096] 挑战：这一阶段的训练更加考验潜水员的心理素质和在黑暗中的定位、导航能力，有助于提升他们在压力下的决策和行动效率。

[0097] 后期阶段：虚拟现实(VR)技术叠加极端环境模拟。

[0098] 目的：在潜水员具备了基本的脱险技能和黑暗环境适应能力后，通过引入虚拟现实技术，创造各种极端环境条件下的模拟训练，如恶劣天气、复杂海底地形、夜视条件等。这一步骤极大地扩展了训练的多样性和复杂度。

[0099] 优势：VR技术使训练场景无限接近实战，不仅提高了训练的逼真度，还能根据训练者的表现即时调整训练难度，实现个性化训练。此外，它允许在安全的环境下模拟那些现实中难以复制或风险极高的情境，进一步提升潜水员的应急准备和适应力。

[0100] 总结：这种分阶段的环境适应性训练策略，从直观易控的透明模拟逐步过渡到全封闭、无光，最终融入VR技术模拟极端复杂环境，循序渐进地提高了潜水员的心理适应能力、技术熟练度和应急反应速度，为实际操作中可能遇到的各种挑战做好了全面准备。

[0101] 实施例2

[0102] 参照图1～3，为本发明第二个实施例，与上个实施例不同的是，该实施例提供了模拟快速上浮脱险训练项目：

[0103] 步骤一：系统准备与初始化。

[0104] 设备检查：确保鱼雷发射管201模拟脱险装置各部分，包括鱼雷发射管201、可编程注水控制阀301、压力传感器、生理监测设备及VR系统均处于良好工作状态。

[0105] 参数设定：在控制应用程序中预设快速上浮脱险训练模式，初始压力P0设定为1个大气压(约101.3kPa)，并根据鱼雷发射管201长度与脱险水池100深度预估最大承受水压，设定安全阈值。

[0106] 步骤二：潜水员就位与生理监测连接。

[0107] 潜水员准备：潜水员穿戴好专业潜水装备，包括呼吸器，并连接生理监测设备，如心率监测带和血氧饱和度传感器。

[0108] 进入鱼雷发射管201：打开鱼雷发射管201后盖203，潜水员在监督下佩戴好装备，通过后盖203进入鱼雷发射管201至前端位置，后盖203随即关闭并确认密封。

[0109] 步骤三：训练模式激活与压力控制。

[0110] 模式启动：训练指挥中心通过应用程序启动快速上浮脱险训练。

[0111] 压力动态调整：采用优化后的压力控制算法，通过注水控制阀301精确调节进水速率。压力变化遵循公式Pt＝P0*2t/4，其中Pt为当前压力(单位：kPa)，P0为初始压力(101.3kPa)，t为时间(单位：秒)，确保管内压力每4秒翻一番，直到与水池水面压力相等。

[0112] 生理状态监控：在整个过程中，持续监控潜水员生理指标，若出现异常立即通过算法调整训练强度或采取紧急措施。

[0113] 步骤四：自动开盖与自主上浮。

[0114] 压力平衡与开盖：当鱼雷发射管201内压力与脱险水池100水位压力平衡时，前盖202通过压力感应自动开启，确保安全释放潜水员。

[0115] 快速上浮指导：潜水员接收到指令后，依据训练指引自由上浮至水面。

[0116] 步骤五：训练评估与反馈。

[0117] 数据收集：训练结束后，立即收集所有训练数据，包括生理参数变化、上浮时间、操作准确度等。

[0118] 个性化反馈：通过AI算法分析训练数据，为潜水员提供个性化训练报告，指出改进点及下一步训练建议。

[0119] 其中，根据训练情况逐步调整环境，初始阶段在透明模拟器中进行、中期阶段在完全封闭且无光源的模拟环境中进行、后期阶段采用虚拟现实(VR)技术叠加极端环境模拟进行训练，增加训练复杂度。

[0120] 本方案通过精确的数学模型和实时生理监测，实现了训练强度与潜水员状态的动态匹配，不仅提高了训练的安全性，还增加了训练的挑战性和针对性。结合现代科技如VR的使用，显著提升了训练的真实感和有效性，与传统方案相比，它提供了一个更为科学、个性化的训练体验，有利于潜水员在模拟极端情况下迅速掌握快速上浮脱险技巧。

[0121] 实施例3

[0122] 参照图1～3，为本发明第三个实施例，与上个实施例不同的是，该实施例提供了模拟减压脱险训练项目：

[0123] 步骤一：系统配置与预设。

[0124] 硬件检查：确保鱼雷发射管201模拟装置200的透明玻璃钢材质、可编程注水控制阀301、压力传感器、以及脱险水池100内的自动补液系统等组件处于最佳工作状态。

[0125] 软件设置：在控制应用程序中选择减压脱险训练模式，预设参数包括：两端压力平衡所需时间300秒，以及后续上浮停留的深度与时间(4米深停留5分钟，2米深停留2分钟)。

[0126] 步骤二：潜水员准备与生理监测。

[0127] 潜水员装备：潜水员着装完毕，包括呼吸器、防水通信设备及生理监测装置，如心率和血氧饱和度监测器。

[0128] 安全简报：训练前进行详细的安全操作简报，确保潜水员了解减压停留的重要性及其操作流程。

[0129] 步骤三：精确注水与压力平衡控制。

[0130] 压力平衡启动：通过应用程序调节注水控制阀301，精确控制水的注入速率，以实现鱼雷发射管201内气体压力与脱险水池100水位压力平衡所需时间精准控制在300秒内。

[0131] 动态调整：采用算法实时监控管内外压力差异，根据实际压力变化动态微调注水速率，确保安全且有效地达到压力平衡状态。

[0132] 步骤四：减压停留程序。

[0133] 前盖202开启：压力平衡后，鱼雷发射管201前盖202根据预设条件自动或手动开启，潜水员进入脱险水池100。

[0134] 4米深度停留：潜水员立即移动至水池内4米深度，抓住预先设置的悬梯101，根据指示停留5分钟，进行初步减压。

[0135] 2米深度停留：随后，潜水员缓慢上浮至水池表面下方2米处，再次抓住悬梯101，按要求停留2分钟，进行第二阶段减压。

[0136] 安全上浮：完成所有停留程序后，潜水员按照标准减压规程，缓慢上浮至水面，完成减压脱险模拟训练。

[0137] 步骤五：生理数据收集与分析。

[0138] 数据记录：训练过程中，所有生理数据(心率、血氧饱和度等)被实时记录。

[0139] 效果评估：训练结束后，通过算法分析潜水员的生理数据和训练表现，生成个人化训练报告，提出改进建议。

[0140] 其中，根据训练情况逐步调整环境，初始阶段在透明模拟器中进行、中期阶段在完全封闭且无光源的模拟环境中进行、后期阶段采用虚拟现实(VR)技术叠加极端环境模拟进行训练，增加训练复杂度。

[0141] 本方案优化之处在于采用了精确的控制算法来动态调节注水速率，确保了300秒内压力平衡的精准达成，相比固定速率注水更贴近实际情况，提高了训练的仿真度和安全性。同时，结合生理监测与个性化数据分析，不仅提升了训练的科学性，也为潜水员提供了定制化的反馈和进步路径，是针对现有技术的一种显著改进。

[0142] 重要的是，应注意，在多个不同示例性实施方案中示出的本申请的构造和布置仅是例示性的。尽管在此公开内容中仅详细描述了几个实施方案，但参阅此公开内容的人员应容易理解，在实质上不偏离该申请中所描述的主题的新颖教导和优点的前提下，许多改型是可能的(例如，各种元件的尺寸、尺度、结构、形状和比例、以及参数值(例如，温度、压力等)、安装布置、材料的使用、颜色、定向的变化等)。例如，示出为整体成形的元件可以由多个部分或元件构成，元件的位置可被倒置或以其它方式改变，并且分立元件的性质或数目或位置可被更改或改变。因此，所有这样的改型旨在被包含在本发明的范围内。可以根据替代的实施方案改变或重新排序任何过程或方法步骤的次序或顺序。在权利要求中，任何“装置加功能”的条款都旨在覆盖在本文中所描述的执行所述功能的结构，且不仅是结构等同而且还是等同结构。在不背离本发明的范围的前提下，可以在示例性实施方案的设计、运行状况和布置中做出其他替换、改型、改变和省略。因此，本发明不限制于特定的实施方案，而是扩展至仍落在所附的权利要求书的范围内的多种改型。

[0143] 此外，为了提供示例性实施方案的简练描述，可以不描述实际实施方案的所有特征(即，与当前考虑的执行本发明的最佳模式不相关的那些特征，或与实现本发明不相关的那些特征)。

[0144] 应理解的是，在任何实际实施方式的开发过程中，如在任何工程或设计项目中，可做出大量的具体实施方式决定。这样的开发努力可能是复杂的且耗时的，但对于那些得益于此公开内容的普通技术人员来说，不需要过多实验，所述开发努力将是一个设计、制造和生产的常规工作。

[0145] 应说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的精神和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。