CN102826211B - 有效控制潜艇、深潜器上浮系统的装置及沉浮方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种有效控制潜艇、深潜器上浮系统的装置，潜浮舱代替部分排水舱、固体压载配重变为储备浮力舱既为上浮动力。同时提供有效控制潜艇、深潜器上浮系统的装置的沉浮的方法。本发明的效果是在潜艇、深潜器上的应用,潜浮舱下潜重量是同等体积压载水舱的两倍以上,上浮是同等体积的一倍以上,特别是能确保潜艇的不沉性和动力抗沉特性、万米海深安全上浮，可作为武器发射后的重量补充，上浮无噪音，可以检验艇体外壳破损。

Description

有效控制潜艇、深潜器上浮系统的装置及沉浮方法

技术领域

本发明涉及一种有效控制潜艇、深潜器上浮系统的装置及沉浮方法，能确保万米海深潜艇、深潜器安全上浮。

背景技术

为解决潜艇、深潜器不沉性和动力抗沉特性，不能排水上浮,特别是深海安全上浮，潜艇深海上浮排水噪音大，采用潜浮舱使潜艇、潜水器能安全上浮，确保动力抗沉性，即使浅水面500米左右排水，对水泵技术要求高，且水泵排水噪音大，暴露潜艇失去隐蔽性的价值、高能耗，排水导致金属疲劳，结构变形，强度降低。

随着信息化时代的到来，网络中心战的概念开始在世界军事的斗争的舞台上崭露头角。核潜艇可在无需依靠支援保障舰艇或者陆基保障设施的情况下，长期地从事水下作战活动，从而增加了水下作战兵力部署的灵活性和多样性。随着潜艇隐身性、下潜深度和机动性的增加，需要提高潜艇参与和执行复杂使命的效能。

潜艇是近代海军的主要装备之一，它在使用过程中会遇到各种战斗损伤和海损事故。这些事故直接影响和威胁潜艇的生命力，使潜艇失去正常航行和执行战斗任务的能力，严重的还导致潜艇沉没于海底。因此，当发生事故时，需采取紧急措施使潜艇快速上浮至水面状态。

潜艇的不沉性和动力抗沉特性是目前拥有潜艇的国家十分关注的问题。当潜艇发生事故需要紧急上浮时，一般采用高压空气吹除压载水舱，但该系统存在吹除速度低、吹除能力弱等局限性，给潜艇的水下航行带来了危险。

关于安装可弃压载某些类型的潜艇紧急上浮的最好办法，是抛弃沉重的压载龙骨、铅或钢制的锚链节，扔掉安置在外部的蓄电池箱。在美海军中，通常仅限于特种深潜器，其下潜深度太大，压缩空气实用排水技术对紧急排除压载水舱已不发生作用。

加布勒在所著的《潜艇设计学》一书中也指出，由于艇上要安排足够的压载物，使设计变得复杂。由于可弃压载安装在耐压艇体外部，平时无法进行维护保养，因而会对使用的可靠性带来问题。更重要的问题是一旦抛弃这些压载，艇将失去再次下潜的能力，因此抛弃压载物的方法在军用潜艇上很少使用，抛弃压载物使艇的稳性受到影响。

由于大多数现代潜艇的主压载水舱都比较小，在大深度下能够提供的上浮力有限，因而潜艇必须越来越大地依赖它的动力装置。水下动力抗沉直接有效的措施就是增加利用艇体和升降舵的流体动升力使艇上浮的速度。现代的水下动力抗沉，需要一个综合性的应急措施，包括：方向舵操满舵，制造上浮纵倾角，艉升降舵艏升降舵合理使用，应急吹除压载水舱水，常备正浮力效应，螺旋桨的合理使用。原有的应急吹除压载水舱水和抛弃固体压载等更改为潜浮舱，配合艉升降舵和艏升降舵合理配置和使用方面，主要有航行状态下的自动操舵，艉升降舵采用大小舵，左、右艉升降舵独立操作乃至安装X 型舵等。简化了潜艇上浮运动的动力装置，有效的解决了抗沉、上浮。

潜艇设计中,排水量和主尺度的确定是潜艇概念设计中最重要的一环。计算常规潜艇的排水量和主尺度。在潜艇设计初期,确定战术技术指标或设计任务书中战术指标,需要计算潜艇排水量和主尺度的计算。否则就无法开展从需求的功能空间到属性空间，即方案的模块软件设计,因此,开展潜艇排水量和主尺度确定的计算方法研究是实行常规潜艇概念设计智能化的前提或关键的一环。潜艇的排水量和主尺度是由纵向棱形系数、最大下潜深度与最大半径比，潜艇储备浮力和排水量的比、艇级、推进功率、航速、最大作战半径及武备重量等条件确定的。知道这些条件后,排水量和主尺度可根据统计资料用统计回归分析运算得出。

公知，水下压力很大，载人潜水器要想自由上下，常规来说就必须得有能量来源，但这无疑会要求增加潜水器的重量，而增加重量必然会影响整个潜水器的安全。

蛟龙号深潜器的总设计师徐芑南最后把宝押在了深潜器无动力下潜上浮技术上。在潜水器两侧配备4块压载铁，重量可以根据不同深度与要求调整。在下潜过程中，压载铁使潜水器具备负浮力，按照一定速度下潜；当潜水器到达设定深度时，可操作抛载其中两块压载铁，使潜水器处于零浮力悬停状态，保持在这个深度上实现作业，包括航行、拍照、取样等；当任务完成，再抛弃另外2块压铁，使潜水器具备正浮力，按照一定的速度上浮，到达水面。

发明内容

为解决潜艇、深潜器的深海不沉和动力抗沉性，本发明的目的是提供一种有效控制潜艇、深潜器上浮的方法，打破常规的配重铁原理，上浮无须外动力源、无噪音，依靠海水的压力和浮力自动上浮，提高潜艇、深潜器的隐蔽性和战斗力。为提高潜艇的安全性，把潜浮舱应用于潜艇上，作为快速改变压载水舱的高效、应急上浮手段。潜浮舱代替部分排水舱、固体压载物变储备浮力舱既为上浮动力在潜艇、深潜器上的应用有效解决潜艇深海上浮问题，采用潜浮舱使潜艇、潜水器能安全上浮，确保动力抗沉性。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案是提供一种有效控制潜艇、深潜器上浮系统的装置，该装置设置在潜艇、深潜器的艇体内部并与控制系统相连的排水舱内；其中：所述排水舱内设有舱体上部位扇叶半面阀、潜浮舱、舱体下部位扇叶半面阀、盐舱室、轴流室和轴流泵、蜂窝隔断载重体分水隔离器、蜂窝隔断载重体分水隔离器扇叶半面阀、进水量和密度电流探测器；所述载重体潜浮舱内设有沉浮舱和增浮舱，沉浮舱设在潜浮舱内下部位，增浮舱设在潜浮舱内上部位，在增浮舱和沉浮舱上均设有盐舱室，盐舱室内装填有盐颗粒，潜浮舱及盐舱室内均设有蜂窝隔断载重体分水隔离器以及轴流室和轴流泵；蜂窝隔断载重体分水隔离器扇叶半面阀、进水量和密度电流探测器均设在潜浮舱内，在排水舱的进出口设有舱体下部位扇叶半面阀，潜浮舱内壁设有防腐蚀层。

同时提供一种根据权利要求1所述装置的有效控制潜艇、深潜器沉浮的方法。

本发明的效果是采用有效控制潜艇、深潜器上浮的方法，能够控制艇体的晃动保持平稳，好确定受力中心，好密封，通过艇体内部的平稳中心水泵来回移动液体保持艇体的重心位置在艇体的空间结构上不发生位置变化。

打破常规潜艇排水量和主尺度的确定原理，确定新理论:浮力控制艇体及附属体结构、浮力调整装置与系统、压力与排水量储备结构类模块排水量盐溶剂；水舱进水量和排水量分析：潜浮舱注入水流量与排出水流量随时间的变化关系。水流压力的升高，压载水舱排水压差增大，水舱单位时间进水量和排水量增加。依靠机动能力、动力推进装置系统、操纵装置与系统动力推进类模块；保障设施艇员及生活设施、生活工作维持物品、保障设施类模块；作战能力武器装备、防护装置及维护装置、观察通信导航及指挥控制系统武器装备类模块控制。

分析和计算表明采用的模型较以往的排水量估算方法和重量容积分析方法有本质的改进,利用本方案对现役潜艇和在研潜艇进行试算。结果是可靠的，为潜艇设计提供有效的工具。

潜艇水中重量重心计算的准确性，直接影响到潜艇上浮、潜艇打捞的成败。把原主水柜及付水柜更改成分水隔离器，对出水后潜艇水中重量经计算模型，通过泵流室调节使其保证重心不变的情况下均匀分布。

在不改变现有潜艇的主体分布结构的情况下,找到潜艇的重心点黄金比例分割点,确定艇体的重心、中心、浮心、受力中心的平衡点、线、面、体的综合受力分析，空间运动的受力动态轨迹。通过潜浮舱内的分水隔离器和泵流室来均衡潜艇的受力分析。

悬浮控制，通过潜浮舱内的沉浮舱、盐舱室、泵流室、分水隔离器的水移动找到中心和艇体密度等密度于运行的海水密度即可通过方向舵、艉升降舵艏升降舵、螺旋桨的合理使用。使其悬浮平衡在海水空间内。

潜艇、深潜器、海底勘探器，特别是大型采样标本等多功能储备大量的上浮动力，在不改变潜艇、潜水器自身重量及排水量的情况下，可以加大工作作业空间和深潜器水下采样的仓储、重量空间。

附图说明

图1为本发明艇体潜浮舱左部结构；

图2为本发明艇体潜浮舱右部结构；

图3为本发明扇叶半面阀体分水隔离器开关打开结构A状态；

图4为本发明扇叶半面阀体分水隔离器开关关闭结构B状态。

图中：1、舱体上部位扇叶半面阀2、增浮舱3、潜浮舱4、舱体下部位扇叶半面阀5、沉浮6、舱盐舱室7、轴流室和轴流泵8、蜂窝隔断载重体分水隔离器9、蜂窝隔断载重体分水隔离器扇叶半面阀

具体实施方式

结合附图对本发明的有效控制潜艇、深潜器上浮系统的装置及沉浮方法加以说明。

基于潜浮舱上浮过程中变为压载水舱的理论分析，对潜艇、深潜器应急上浮时的实际操纵具有重要的指导意义和实际价值。目前最主要的紧急浮起手段是用储存在艇上的高压气系统的高压气吹除潜艇压载水舱中的水。但是，由于潜艇失事深度较大时需要大量的高压空气，而高压空气吹除时空气膨胀，其超压随时间呈指数规律迅速降低，吹除深度一般不超过一百米。如果要增加紧急浮起的深度需大量增加高压空气的储量，这将大大增加潜艇的排水量，相应地降低潜艇的作战性能，且其效果有限。为了增强潜艇的应急抗险自救能力，潜浮舱应用到潜艇上，作为水下大深度应急潜浮舱进水变为压载水舱的原理，为研究解决潜艇水下大深度的抗沉性问题开辟了一条行之有效的技术途径。当潜艇下潜深度增加，为安全起见，要求安装能快速反应的应急上浮装置，即希望上浮运动响应要快，在潜艇失事或超深而又无法上浮时使用。潜浮舱装置系统使潜艇、深潜器上浮而达到自救。因此，本发明的潜浮舱装置特别适用于大深度时潜艇、潜水器应急上浮的需要。

现代潜艇需要增强隐蔽性,深度潜浮和悬浮作业,由此可以通过比较分析各类别的重量密度,由于潜艇水下具有均衡性，因此潜艇水中重量就是潜艇沉没后，舱柜内进出水所变化部分的重量。调整浮态消除剩余浮力的鱼雷、雷补重舱、浮力调整舱、纵倾平衡水舱、速潜水舱。

本发明潜浮舱3代替部分排水舱、固体压载物变储备浮力舱既为上浮动力在潜艇、深潜器上的应用。所述潜浮舱3分为沉浮舱5和增浮舱2，打破常规的配重铁原理，即可配合高压排水，也可做为二次救生的储备浮力舱。特别是可自动检验艇体外壳破损，破损时艇重减轻相对浮力增大、破损自动上浮，无须外动力源、依靠海水的压力和浮力自动上浮。

图1、2、3、4所示，本发明的有效控制潜艇、深潜器上浮系统的装置，该装置设置在潜艇、深潜器的艇体内部并与控制系统相连的排水舱内；所述排水舱内设有舱体上部位扇叶半面阀1、潜浮舱3、舱体下部位扇叶半面阀4、盐舱室6、轴流室和轴流泵7、蜂窝隔断载重体分水隔离器8、蜂窝隔断载重体分水隔离器扇叶半面阀9、进水量和密度电流探测器；所述载重体潜浮舱3内设有沉浮舱5和增浮舱2，沉浮舱5设在潜浮舱3内下部位，增浮舱2设在潜浮舱3内上部位，在增浮舱2和沉浮舱5上均设有盐舱室6，盐舱室6内装填有盐颗粒，潜浮舱3及盐舱室6内均设有蜂窝隔断载重体分水隔离器8以及轴流室和轴流泵7；蜂窝隔断载重体分水隔离器扇叶半面阀9、进水量和密度电流探测器均设在潜浮舱3内，在排水舱的进出口设有舱体下部位扇叶半面阀4，潜浮舱3内壁设有防腐蚀层。

根据上述装置的有效控制潜艇、深潜器沉浮的方法，具体步骤如下：

步骤1:所述潜艇、深潜器出海下潜时，将储备浮力所需的盐颗粒装入盐舱室6，舱体上部位扇叶半面阀1打开，盐颗粒装满后，将舱体上部位扇叶半面阀1和舱体下部位 扇叶半面阀4均关闭，开启与关闭的方式采用手动或电动或气动或液压操作，操作控制与所述控制系统相连；潜艇、深潜器需要下潜时通过盐舱室6进水，增大艇体、深潜器重量，进水分为从两个部位进水：一是潜艇、深潜器原有的压载水舱进水，二是盐舱室6进水，打开舱体上部位扇叶半面阀1进水，水渗透在盐浮舱6中盐颗粒的空隙之中，使所述艇体重量增加，潜艇、深潜器下潜；

步骤2:所述潜艇、深潜器需要上浮时，沉浮舱5的入口在舱体上部位扇叶半面阀1，出口在舱体下部位扇叶半面阀4，入口及出口二者同时开启，沉浮舱5进水，入口与出口之间形成潜浮舱3排水的驱动力，盐舱室6里的盐颗粒溶化，进水过程中先溶进水潜浮，再扩散交流等密度上浮，当潜浮舱5的盐水随海水循环和艇体、深潜器的上浮而流出，通过所述进水量和密度电流探测器分析进水和析出的盐量来控制艇体、深潜器的上浮与下潜；

步骤3:潜浮舱3和盐舱室6内的蜂窝隔断载重体分水隔离器8和轴流室和轴流泵7，上浮时蜂窝隔断载重体分水隔离器8中的蜂窝隔断载重体分水隔离器扇叶半面阀9进水，溶化有盐颗粒的浓盐水流出，上浮过程中需要储备的盐舱室6释放储备动力，通过舱体上部位扇叶半面阀1和舱体下部位扇叶半面阀4分别开启进水，以稀释沉浮舱5内的盐颗粒，若是上浮中重心不稳或者艇体、深潜器内水晃动，通过安装在舱内的轴流室和轴流泵7吸排水来移动重量分部，使其艇体的重心、中心、浮心、受力中心的平衡点在一点或者同一运动受力线上；

步骤4:蜂窝隔断载重体分水隔离器扇叶半面阀9外周为正六边形格子板结构，内设有内切圆的扇叶结构，通过旋转扇叶，来实现蜂窝隔断载重体分水隔离器扇叶半面阀9的打开与关闭；旋转蜂窝隔断载重体分水隔离器扇叶半面阀9打开结构状态为A、关闭状态结构为B；

步骤5:悬浮控制：通过潜浮舱内的沉浮舱5、盐舱室6、泵流室、蜂窝隔断载重体分水隔离器8内的盐水移动，通过轴流室和轴流泵7轴流泵来回移动水找到中心和艇体密度等密度于运行的海水密度，再配合潜艇、深潜器的方向舵、艉升降舵、艏升降舵、螺旋桨的操作使用，使潜艇、深潜器悬浮平衡在海水空间内；

步骤6:蜂窝隔断载重体分水隔离器8在艇体、深潜器的上所有主压载水舱、排水舱均装设扇叶形半面阀分水隔离器8，控制艇体、深潜器的的晃动保持平稳，确定受力中心，通过艇体、深潜器内部的平稳轴流室和轴流泵7来回移动液体保持艇体的重心位置在艇体、深潜器的空间结构上不发生位置变化。

所述盐颗粒是盐氯化钠或硝酸钾或氯化钾或氯化镁或溴化钠或硫酸镁之一种。

由于潜浮舱3中设沉浮舱和增浮舱，打破常规的配重铁原理，即可配合高压排水，也可做为二次救生的储备浮力舱。特别是可自动检验艇体外壳破损，破损时艇重减轻相对浮力增大、破损自动上浮，无须外动力源、依靠海水的压力和浮力自动上浮，上浮过 程中通过盐分子扩散无噪音。潜艇上部位水舱入口与下部位出口之间的压差是潜浮舱排水的驱动力，艇深高度一定，即意味着水舱排水口处海水被压值一定，从而潜浮舱内的水量增加，潜浮舱单位时间进水和排水量均将随其增加而浮力加大。

沉浮舱通过进水，盐舱室里的盐溶化通过扩散运动速溶置换，进水过程中先溶进水潜浮，再扩散交流上浮，等密度上浮，通过分水隔离器和密度电流探测器分析进水和析出多少盐来控制。上浮过程中需要储备的盐舱室释放储备动力，根据上浮动力需要来百分之二十、百分之二十五、分百分比的稀释沉浮舱内的盐，稀释通过旋转扇叶阀体可以打开、关闭，潜浮舱内装满盐可用防海水腐蚀的特种钢，也可在里面涂覆一层耐腐蚀材料。潜浮舱3的优点不用内动力上浮下潜，节能、更是盐颗粒取之于海、用于科研、军事无污染，安全。潜浮舱3内盐舱室里的盐颗粒变为储备浮力也即位释放二级储备浮力舱，一级储备浮力舱是近水面高压排水舱大量排水潜艇漂浮于水面之上。

盐NaCl 20摄氏度常温下,如食盐的溶解度为36g，也可表示为：36g／100g水。盐在水中溶解的饱和度约是26.47℅盐水的浓解度受温度的影响较小，盐浓解在水中和在热水中的浓解度相差不多，当盐水饱合时盐水的浓度为最高。NaCl密度：2.165g/cm3，食盐的主要成分，无色透明的立方晶体，熔点为801℃，沸点为1413℃，有咸味，含杂质时易潮解。

也可以用高密度的易溶于海水的盐类,随温度变化影响不大,适宜深海水温速溶,对海洋无污染的高密度多种盐类物质,硝酸钾(KNO3)、氯化钾（KCl）、氯化镁（MgCl2）、溴化钠（NaBr）、硫酸镁（MgSO4）等。

海水或咸水湖中，就溶有很多的盐分，其中主要盐分就是食盐（学名氯化钠NaCl），其他还有氯化钾（KCl）、氯化镁（MgCl2）、溴化钠（NaBr）、硫酸镁（MgSO4）等。一般咸水湖所含盐分的质量分数为2％～3％，即100g湖水里含有2g～3g盐分。海水中盐的质量分数在3％～4％之间，平均说来，盐的质量分数约为3.5％，盐的质量分数高的红海，质量分数可达4.2％。死海的盐的质量分数高达25％左右，相当于海水的七八倍。

大洋水的平均盐度约为35，即每千克大洋水中的含盐量为35克。为什么要称“大洋水”和“平均盐度”呢因为盐度在各个不同的海域、海区是不同的、变化的,即使在同一海区的同一地点,不同深度的水样中,盐度也会出现一定的差异,甚至有人就同一地点、同一深度的海水在不同时间进行测定,也会出现一定的很小的数值差别。当然,这种微小的数值差别不是由于测定引起的,而是表明海水的盐度是在变化的,尽管是很小的。

大洋水中盐度的变化很小,近海岸水域盐度的变化较大。盐度的这种变化是有一定规律可循的:在大洋水中,盐度的变化主要与海水的蒸发、降雨、海流和海水混合这四种因素有关；而近岸海水的盐度主要受陆地河流向海洋输入淡水有关。

潜艇出海下潜盐舱室6装满盐，如图1中舱体上部位扇叶半面阀1和舱体下部位扇叶半面阀4关闭，关闭动力方式可采用手动动力源、电动动力源、气动动力源和液压动 力源，潜艇需要下潜时通过进水，增大艇体重量，进水可以分为两个部位进水：一、是压载水舱进水，二、是盐舱室6进水成盐浮舱、图1打开舱体上部位扇叶半面阀1进水，水渗透在盐的空隙当中。艇体重量增加，艇体、潜水器可以迅速下潜。

潜艇需要上浮时沉浮舱5通过进水，图1中的入口舱体上部位扇叶半面阀1、出口舱体下部位扇叶半面阀4同时打开，盐舱室6迅速进水，水舱入口与出口之间的压差是潜浮舱3排水的驱动力，艇深高度一定，即意味着水舱排水口处海水被压值一定，从而潜浮舱3内的水量增加，潜浮舱3单位时间内进水和排水量均将随其增加而浮力加大，安全上浮，确保潜艇的不沉性和动力抗沉特性。

当潜浮舱3的盐析出随海水循环和艇体的上浮而流出，盐舱室6里的盐溶化通过扩散运动速溶置换，进水过程中先溶进水潜浮，再扩散交流上浮，等密度上浮，通过进水量和密度电流探测器分析进水和析出多少盐来控制上浮下潜。达到艇体上浮的浮动力和需要上浮的速度时，潜浮舱3上的出入口扇叶半面阀体关闭，舱内外压力相等无需多大压力。

潜浮舱3的优点不用内动力上浮下潜，节能、更是盐取之于海、用于科研、军事无污染，安全。盐舱室6里的盐变为储备浮力也即位释放二级储备浮力舱，一级储备浮力舱是近水面高压排水舱大量排水潜艇漂浮于水面之上。

上浮过程中需要储备的盐舱室6释放储备动力，根据上浮动力需要来百分之二十、百分之二十五、分百分比的稀释沉浮舱5内的盐颗粒，稀释通过旋转扇叶阀体可以打开关闭，重要的是一旦盐舱室6变为增浮舱2，艇体、潜水器将整体重量变小，只有通过压载水舱下潜，若是盐全部析出变成海水，即失去再次下潜的能力，只能依靠高压排水系统处理潜浮问题，因此潜浮舱3要是循环使用，必须有盐补给装置，一般可持续潜浮三到四次。

艇体、潜水器上浮，需要盐流出，为确保艇体作战或作业任务，需要悬浮控制，必须保证艇体在水下的重心、浮心、中心、受力中心。找到潜艇的重心点黄金比例分割点,确定艇体的重心、中心、浮心、受力中心的平衡点、线、面、体的综合受力分析，空间运动的受力动态轨迹。通过潜浮舱3内的蜂窝隔断载重体分水隔离器8和泵流室来均衡潜艇的受力分析。

潜浮舱3和盐舱室6内的蜂窝隔断载重体分水隔离器8装满盐，上浮时图1中的蜂窝隔断载重体分水隔离器8中的蜂窝隔断载重体分水隔离器扇叶半面阀9进水，盐析出，若是上浮中重心不稳或者艇内水晃动通过安装在舱内的轴流室和轴流泵结构7来移动水，使其重心、中心、浮心、受力中心的平衡点在一点或者同一运动受力线上。

泵流室是通过隔水分离器安装在隔段的蜂窝型储存水、盐舱，该艇的主压载水、蜂窝隔断载重体分水隔离器8为六边形体格子板形式，符合潜艇的设计抗压，首先采取的措施就是在新设计的艇上所有主压载水舱均装设扇叶形半面阀分水隔离器。控制艇体的 晃动保持平稳，好确定受力中心，好密封，通过艇体内部的平稳中心水泵来回移动液体保持艇体的重心位置在艇体的空间结构上步发生位置变化。

图3、4是扇叶半面阀分水隔离器开关结构，通过旋转为A状态为打开结构，B状态为旋转扇叶阀体关闭结构。是外边正六边形，有内切圆的扇叶结构。旋转扇叶阀体关闭结构重叠时为旋转扇叶阀体打开。

悬浮控制，通过潜浮舱3内的沉浮舱5、盐舱室6、泵流室、分水隔离器的水移动找到中心和艇体密度等密度于运行的海水密度即可通过艇体、潜水器的方向舵、艉升降舵艏升降舵、螺旋桨的合理使用。使艇体、潜水器悬浮平衡在海水空间内。

Claims (3)

1.一种有效控制潜艇、深潜器上浮系统的装置，该装置设置在潜艇、深潜器的艇体内部并与控制系统相连的排水舱内；其特征是：所述排水舱内设有舱体上部位扇叶半面阀(1)、潜浮舱(3)、舱体下部位扇叶半面阀(4)、盐舱室(6)、轴流室和轴流泵(7)、蜂窝隔断载重体分水隔离器(8)、蜂窝隔断载重体分水隔离器扇叶半面阀(9)、进水量和密度电流探测器；所述载重体潜浮舱(3)内设有沉浮舱(5)和增浮舱(2)，沉浮舱(5)设在潜浮舱(3)内下部位，增浮舱(2)设在潜浮舱(3)内上部位，在增浮舱(2)和沉浮舱(5)上均设有盐舱室(6)，盐舱室(6)内装填有盐颗粒，潜浮舱(3)及盐舱室(6)内均设有蜂窝隔断载重体分水隔离器(8)以及轴流室和轴流泵(7)；蜂窝隔断载重体分水隔离器扇叶半面阀(9)、进水量和密度电流探测器均设在潜浮舱(3)内，在排水舱的进出口设有舱体下部位扇叶半面阀(4)，潜浮舱(3)内壁设有防腐蚀层。

2.一种根据权利要求1所述装置的有效控制潜艇、深潜器沉浮的方法，该方法包括以下具体步骤：

步骤1:所述潜艇、深潜器出海下潜时，将储备浮力所需的盐颗粒装入盐舱室(6)，舱体上部位扇叶半面阀(1)打开，盐颗粒装满后，将舱体上部位扇叶半面阀(1)和舱体下部位扇叶半面阀(4)均关闭，开启与关闭的方式采用手动或电动或气动或液压操作，操作控制与所述控制系统相连；潜艇、深潜器需要下潜时通过盐舱室(6)进水，增大艇体、深潜器重量，进水分为从两个部位进水：一是潜艇、深潜器原有的压载水舱进水，二是盐舱室(6)进水，打开舱体上部位扇叶半面阀(1)进水，水渗透在盐浮舱(6)中盐颗粒的空隙之中，使所述艇体重量增加，潜艇、深潜器下潜；

步骤2:所述潜艇、深潜器需要上浮时，沉浮舱(5)的入口在舱体上部位扇叶半面阀(1)，出口在舱体下部位扇叶半面阀(4)，入口及出口二者同时开启，沉浮舱(5)进水，入口与出口之间压力差形成潜浮舱(3)排水的驱动力，盐舱室(6)里的盐颗粒溶化，盐进水过程中先溶进水潜浮，再扩散交流等密度上浮，当潜浮舱(5)的盐水随海水循环和艇体、深潜器的上浮而流出，通过所述进水量和密度电流探测器分析进水和溶解流出的盐量来控制艇体、深潜器的上浮与下潜；

步骤3:潜浮舱(3)和盐舱室(6)内的蜂窝隔断载重体分水隔离器(8)和轴流室和轴流泵(7)，上浮时蜂窝隔断载重体分水隔离器(8)中的蜂窝隔断载重体分水隔离器扇叶半面阀(9)进水，溶化有盐颗粒的浓盐水流出，上浮过程中需要储备的盐舱室(6)释放储备动力，通过舱体上部位扇叶半面阀(1)和舱体下部位扇叶半面阀(4)分别开启进水，以稀释沉浮舱(5)内的盐颗粒，若是上浮中重心不稳或者艇体、深潜器内水晃动，通过安装在舱内的轴流室和轴流泵(7)吸排水来移动重量分部，使其艇体的重心、中心、浮心、受力中心的平衡点在一点或者同一运动受力线上；

步骤4:蜂窝隔断载重体分水隔离器扇叶半面阀(9)外周为正六边形格子板结构，内设有内切圆的扇叶结构，通过旋转扇叶，来实现蜂窝隔断载重体分水隔离器扇叶半面阀(9)的打开与关闭；旋转蜂窝隔断载重体分水隔离器扇叶半面阀(9)打开结构状态为A、关闭状态结构为B；

步骤5:悬浮控制：通过潜浮舱内的沉浮舱(5)、盐舱室(6)、泵流室、蜂窝隔断载重体分水隔离器(8)内的盐水、水的来回移动，通过轴流室和轴流泵(7)轴流泵来回移动盐水、水找到艇体平衡受力中心和艇体内均密度等密度于悬浮运行中的海水密度，再配合潜艇、深潜器的方向舵、艉升降舵、艏升降舵、螺旋桨的操作使用，使潜艇、深潜器悬浮、平衡在海水空间内；

步骤6:蜂窝隔断载重体分水隔离器(8)在艇体、深潜器上的所有主压载水舱、排水舱均装设扇叶形半面阀分水隔离器(8)，控制艇体、深潜器的的晃动保持平稳，确定受力中心，通过艇体、深潜器内部的平稳轴流室和轴流泵(7)来回移动液体保持艇体的重心位置在艇体、深潜器的空间结构上不发生位置变化。

3.根据权利要求2所述方法，其特征是：所述步骤2中盐颗粒盐是氯化钠或硝酸钾或氯化钾或氯化镁或溴化钠或硫酸镁之一种。