CN104890841B - 一种潜艇克服断流层下沉、击穿下沉、沉没快速上浮自救设备 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种潜艇克服断流层下沉、击穿下沉、沉没快速上浮自救设备，该设备针对潜艇遇上断流层下沉、艇壳被击穿下沉、沉底现象开发的一种自救设备；该设备经过点火使气囊迅速膨大，快速把海水挤出压载水舱及破损舱室，迅速产生强大浮力，抑制下沉，使潜艇上浮，达到自救目的，高压气瓶无法满足这样实时性很强的响应速度需求。

Description

一种潜艇克服断流层下沉、击穿下沉、沉没快速上浮自救设备

技术领域

本发明公开了一种潜艇克服断流层下沉、击穿下沉、沉没快速上浮自救设备

背景技术

1963年4月10日，当时美国海军最新锐的“长尾鲨”号攻击型核潜艇在美国东部科德角沿海330公里的大陆架边缘处作下潜300米的潜水试验时，神秘地沉入2300米深的海底，夺走了艇上129名船员的生命，造成潜艇史上最大的一次悲剧，也成为世界上第一艘失事的核潜艇。虽然关于该艇的失事原因有诸多猜测，不过主要推断之一便是该艇在水下遭遇了跃变层引发的内波，直接沉入深海被压瘪。

俄罗斯库尔斯克号核潜艇演习中失事自爆炸沉，艇上官兵在海底呆了很久，因无法救援最后都死于400m深的海底。

潜艇在平时训练、演习、航行及海战中，在数百米深的大洋潜航，遭遇海水密度突变造成的“断崖”掉深，会立即失去浮力，急剧掉向海底，也就是俗称的“掉深”。这是潜艇水下最危险的状况之一，如果不能迅速控制下潜状态，“掉深”到极限深度便会艇毁人亡，全体官兵鲜有生还希望，从相关报道来看，二战以来各国海军出现的海中断崖的失事事故中，只听说中国的372艇成功自救一起案例，因为很难成功自救所以才叫奇迹，但创造了这个奇迹并不表明以后遇到这样的问题都能够成功化解。

有的潜艇遇上断流层，因自身动力不够强劲或因各种原因失去动力，或因压载水舱充气响应速度慢或封闭管路速度稍微慢一点就沉入海底，艇壳压瘪，官兵最后都要葬身海底；潜艇从掉深到危险发生，只有几分钟。

对待掉深的传统处理办法通常是把压缩空气打进水仓和利用动力向水面跑，但下沉有惯性，打压缩空气上升速度很慢，没有想像那么快，下沉压瘪的速度比充气上浮的速度快。用动力加速跑到水面速度也许还没有下沉压瘪的速度快，所以很难成功自救，从372艇发现问题到听到艇体因为舷外海水压力而变形发出“嘎嘎”异响，只6分钟，如果不是当时不是官兵盯得紧，而且训练有素，只怕难以成功自救。

从发生掉深到危险降临，只有几分钟，值班人员要保持高度警惕，稍一疏忽就毫无心里准备的突然听到，艇体因为舷外海水压力而变形发出“嘎嘎”异响，即使不慌乱，应对也已经来不及了，再加上高压气瓶充气时间太长，而且到后面压力也变小，充气速度变慢，易出事故；从发出“嘎嘎”异响起，到排除危险，必须解决水柜快速实时供气问题，解决阻挡破损舱室进水并排水问题，这两个问题解决了，排除危险才有可能！

上述情况完全依靠训练来满足这要命的短暂掉深，终究免不了要出事，所以全世界成功的案例极少。潜艇是水下长城，国之重器，如果有一种装备，使下沉潜艇能够迅速实时充气，产生浮力，那么克服掉深、下沉，才可能，能够迅速实时充气，不仅挽救全艇官兵的生命，还能免去潜艇设备的重大经济损失，更重要的是，能够快速恢复战力，行使国家意志，维护国家尊严，其意义可想而知！

为了解决潜艇掉深、潜艇被击穿漏水下沉、沉没等关键状态下浮起自救问题，本公司公开了一种实时充气设备，采用该设备，能满足关键时刻快速充气，及时产生足够浮力对抗下沉，或把沉入海底潜艇浮出海面，实现自救。本发明解决了快速充气及时产生浮力问题，解决了破损舱室排水、产生浮力问题。

查阅相关公开专利，及世界各国海军潜艇事故相关报道，没有发现类似设备。

本发明采用固体物质气源，出气速度快，实时性强，危急时刻使用能够起到高压气瓶无法起到的救命作用，符合短时间救命原则。

发明内容

本发明公开了一种潜艇克服断流层下沉、击穿下沉、沉没快速上浮自救设备

一种潜艇克服断流层下沉、击穿下沉、沉没快速上浮自救设备，其特征在于该设备包含点火控制单元、气体制造盒、气囊部分组成，安装在潜艇舱、室或压载水舱；

所述点火控制单元包括电器点火控制单元、机械点火控制单元，电器点火控制单元控制气体制造盒上电器点火，机械点火控制单元控制气体制造盒上机械点火；

所述的气体制造盒上有机械点火或电器点火；通过安装在气体制造盒上拉素或按机械开关使气体制造盒执行机械点火，或通过电器点火控制单元，执行电器点火；电器点火控制单元安装在气体制造盒上，或潜艇舱室内合适的位置上；

所述的气体制造盒是制造气体物质地方；所述的气体制造盒出气口与潜艇压载水舱或舱室、压载水舱内气囊相连，或通过单向阀与潜艇压载水舱或气囊相连，潜艇压载水舱或气囊上有单向排气阀，当气体压力高于设定值时释放部分气体；气体制造盒安装在舱室内、或压载水舱里面或外面合适的位置，安装在压载水舱里面，点火直接向压载水舱或气囊释放气体；

所述气囊安装在潜艇的每个舱室隐蔽位置或舱隔上，气囊大小、形状如同所在舱室形状及大小，压载水舱内气囊如同压载水箱大小，潜艇压载水舱内安装气囊或不安装气囊，根据实际需要确定；

所述的电器点火控制单元上面有控制气体制造盒点火的按键、遥控接收器、传感器、接收、主线路板及电池；所述传感器为声感、水感、深度压力传感器、光感及其它传感器；

所述的按键、遥控接收器、传感器、接收通过电器控制单元各自独立控制气体制造盒电器点火；所述的拉素或机械开关各自独立控制气体制造盒机械点火；

拉素、机械开关、电器点火按键、遥控接收器、传感器，链接、安装到各舱室及控制室合适位置，方便操作、检测；电器点火控制单元安装在各舱室及控制室合适位置，方便操作维护；每个舱室都能够控制其它舱室气体制造盒点火，以便控制被击穿进水舱室、压载水箱气体制造盒点火，气囊充气排水。

所述的传感器检测到艇壳受压力过大或破损，自动点火打开该舱室内气囊，或舱室内指定位置进水了，自动点火打开该舱室内气囊或给压缩水柜充气，排水并产生浮力；

所述的点火为一次点火或多次点火，多次点火使供气平和稳定，降低供气、排水猛烈程度和对潜艇的挤压影响程度，点火次数、时间间隔、排气当量，根据实际潜艇的承受能力、稳定程度确定。

所述的气体制造盒为单腔气体制造盒或多腔气体制造盒，单腔气体制造盒或多腔气体制造盒为一次点火充气，或多次点火充气。

所述的气体制造盒及点火控制单元防水密封。

所述的气囊为单层气囊或多层气囊，为单气囊或多气囊，多气囊彼此相连或通过单向阀彼此隔开，以防漏气；气囊外部或套有网络，网络系于潜艇受力部件上，气体制造盒点火制造气体，气囊充气迅速撑开排除压载水舱内的水、舱室的水，产生浮力，把下沉过程中的潜艇或沉入海底的潜艇浮出水面；所述气囊上有单向排气阀，在潜艇上升过程中气囊内外压力差超过单向阀设定值时排气。

所述的气体制造盒特征是存放分解产生大量N2物质的地方，这些物质是叠氮化钠(NaN3)或硝酸铵(NH4NO3)或5-氨基四唑或硝基胍等，这些物质分解后产生气体让压载水舱或气囊产生浮力。

化学原理：气体制造盒执行点火命令时，内藏物质会迅速发生分解反应产生大量N2气，气体制造盒中，气体经金属网过滤、降温迅速充入气囊中。NaN3分解充气速度高达88.9m/s)硝基胍分解充气速度高达7650m/s，经过多次点火使气囊迅速膨大，快速把海水挤出压载水舱及舱室，迅速产生强大浮力，抑制下沉，使潜艇上浮，比向压载水舱加压缩气，不知要快多少倍，这就保证潜艇遇到“掉深”时能够快速响应产生浮力，达到自救目的。充气时间可以根据实际需要设计或0.5秒、或1秒、或2秒……。

所述气囊材料：弹性好、柔软、结实、不漏气；

所述气体制造盒材料：结实、耐高压，金属。

优点：本发明气囊打开方式有：按键、遥控、传感、机械开关或拉素打开气囊，充气时间可以根据实际需要设计或0.5秒、或1秒、或2秒……，产生浮力快，是传统的高压气瓶无法相比，大大降低潜艇出事率及艇员溺毙死亡率，安全系数高，易操作。

附图说明

图1是一种潜艇克服断流层下沉、击穿下沉、沉没快速上浮自救设备，安装在舱室舱隔上及压载水舱。

图2是气囊充气携带潜艇上升浮出水面的过程,C、E、F、G、H舱室、压载水舱气囊打开状态。

图3是潜艇C舱室被击穿进水，A、C室气囊充气，E、F、G、H压载水舱气囊打开状态。携带潜艇上升浮出水面的过程

图中：1.0、1.1、1.2、1.3、1.4、1.5为一种潜艇克服断流层下沉、击穿下沉、沉没快速上浮自救设备安装在压载水舱，2.0、2.1、2.2、2.3、2.4、2.5为一种潜艇克服断流层下沉、击穿下沉、沉没快速上浮自救设备安装在舱室内

具体实施实例

下面结合具体附图和实施例对本发明作进一步说明。

实施方式一：克服断流层下沉,使潜艇上升

某潜艇航行时，进入断流层，到艇壳发出吱吱响时，潜艇已进入紧急危险状态，下沉中的潜艇，如果此时完全采用传统高压气瓶给压缩水柜充气产生浮力，艇壳压破速度超过潜艇压缩水柜充气速度，马上就会艇毁人亡；关键时刻，用按键或遥控或手拉拉素，或按机械开关，使各压缩水柜气体制造盒同时或先后，执行一次或多次点火，启动一种潜艇克服断流层下沉、击穿下沉、沉没快速上浮自救设备，强大的气流迅速把压缩水柜里的水推出水柜，或通过气囊膨胀把水柜的水挤出水柜，迅速产生强大浮力，使潜艇上浮，响应速度0.5秒—几秒就可以完成，向压载水舱加压缩气通常以分钟为单位计算，这就保证潜艇遇到“掉深”时能够快速响应产生浮力，达到自救目的，凡遇到掉深，只要听到艇壳变形发出“嘎嘎”异响启动一种潜艇克服断流层下沉、击穿下沉、沉没快速上浮自救设备，潜艇就上升，潜艇、官兵生命都有保障；不至于手忙脚乱之后启动压缩气，已经来不及了！上升到指定深度使压缩水柜进水，抑制上升势头，保持平稳，继续航行。

实施方式二：使舱室破损进水、断流层下沉潜艇上浮

某潜艇执行任务时，被重型鱼雷击中，挺壳被击破，海水突进舱室，无法堵漏，潜艇急速下沉，艇壳发出吱吱响，活着的艇员向艇首、艇尾舱室撤离，并关闭舱门，迅速用按键或遥控或手拉拉素或按机械开关，使各压载水舱气体制造盒、破损舱室气体制造盒，同时或先后，执行一次或多次点火，强大的气流迅速把压载水舱里的水推出压载水舱，或通过气囊膨胀把破损舱室的水挤出舱室，使潜艇迅速产生强大浮力、上浮，舱室击穿漏气这样的问题高压气瓶是无法解决的，只要启动一种潜艇克服断流层下沉、击穿下沉、沉没快速上浮自救设备，高速制造气体，气囊膨大占据潜艇破舱室空间并把海水挤出潜艇，潜艇就上升，潜艇、官兵生命都有保障。

实施方式三：让沉入海底的库尔斯克号上浮

2000年8月12日，俄罗斯海军“库尔斯克”号多用途核潜艇在巴伦支海参加北方舰队演习时失事沉没，艇上118名官兵全部遇难。

从遇难沉没的核潜艇“库尔斯克号”打捞起数具尸体中，在其中一人身上找到了一张详细描述“库尔斯克号”事发经过的便条，便条内容显示，“库尔斯克”号核潜艇官兵遗书显示当时潜艇爆炸后至少有23人仍然生还，沉没在400米深的北冰洋巴伦支海黑暗阴冷的海底。

如果配备，一种潜艇克服断流层下沉、击穿下沉、沉没快速上浮自救设备，活着的艇员向艇尾舱室撤离，并关闭隔舱门，迅速用按键或遥控或手拉拉素或机械开关，或通过传感器自动检测使气体制造盒点火，气囊充气，使各压载水舱气体制造盒、破损舱室气体制造盒，同时或先后，执行一次或多次点火，强大的气流迅速把压载水舱里的水推出压载水舱，通过气囊膨胀把破损舱室的水挤出舱室，使潜艇迅速产生强大浮力、上浮，潜艇自动浮出海面，活着的23位官兵生命有救，。

实施方式四：让XX8艇获救

XX8随着各级“准备上浮”口令的逐一下达，排水系统将15个大气压的高压气体迅速注入水柜，海水在强大的气压作用下被挤出水柜，潜艇在自身的浮力作用下迅速上浮,上浮时，潜艇被上面军舰舰底切破，漏水，冒了一阵气泡之后，沉下去了，除了一部分人往生外，其余都退往其他舱室，坚持一天多之后，除一人逃生外，其余全部往生，如果配备一种潜艇克服断流层下沉、击穿下沉、沉没快速上浮自救设备，在海水涌入时，传感器检测到海水，马上使气体制造盒点火，给破损舱室气囊充气，占据舱室空间，挤出海水，可以保持潜艇不沉，人员可以获救。

Claims (2)

1.一种潜艇克服断流层下沉、击穿下沉、沉没快速上浮自救设备，其特征在于该设备包含点火控制单元、气体制造盒、气囊部分组成，安装在潜艇舱、室或压载水舱；

所述点火控制单元包括电器点火控制单元、机械点火控制单元，电器点火控制单元控制气体制造盒上电器点火，机械点火控制单元控制气体制造盒上机械点火；

所述的气体制造盒上有机械点火或电器点火；通过安装在气体制造盒上拉素或按机械开关使气体制造盒执行机械点火，或通过电器点火控制单元，执行电器点火；电器点火控制单元安装在气体制造盒上，或潜艇舱室内合适的位置上；

所述的气体制造盒是制造气体物质地方；所述的气体制造盒出气口与潜艇压载水舱或舱室、压载水舱内气囊相连，或通过单向阀与潜艇压载水舱或气囊相连，潜艇压载水舱或气囊上有单向排气阀，当气体压力高于设定值时释放部分气体；气体制造盒安装在舱室内、或压载水舱里面或外面合适的位置，安装在压载水舱里面，点火直接向压载水舱或气囊释放气体；

所述气囊安装在潜艇的每个舱室隐蔽位置或舱隔上，气囊大小、形状如同所在舱室形状及大小，压载水舱内气囊如同压载水箱大小，潜艇压载水舱内安装气囊或不安装气囊，根据实际需要确定；

所述的电器点火控制单元上面有控制气体制造盒点火的按键、遥控接收器、传感器、接收、主线路板及电池；所述传感器为声感、水感、深度压力传感器、光感及其它传感器；

所述的按键、遥控接收器、传感器、接收通过电器控制单元各自独立控制气体制造盒电器点火；所述的拉素或机械开关各自独立控制气体制造盒机械点火；

拉素、机械开关、电器点火按键、遥控接收器、传感器，链接、安装到各舱室及控制室合适位置，方便操作、检测；电器点火控制单元安装在各舱室及控制室合适位置，方便操作维护；每个舱室都能够控制其它舱室气体制造盒点火，以便控制被击穿进水舱室、压载水箱气体制造盒点火，气囊充气排水；

即具备自动、半自动检测、处理危机功能，可以代替人；

所述的传感器检测到艇壳受压力过大或破损，自动点火打开该舱室内气囊，或舱室内指定位置进水了，自动点火打开该舱室内气囊或给压缩水柜充气，排水并产生浮力；

所述的点火为一次点火或多次点火，多次点火使供气平和稳定，降低供气、排水猛烈程度和对潜艇的挤压影响程度，点火次数、时间间隔、排气当量，根据实际潜艇的承受能力、稳定程度确定；

所述的气囊为单层气囊或多层气囊，为单气囊或多气囊，多气囊彼此相连或通过单向阀彼此隔开，以防漏气；气囊外部或套有网络，网络系于潜艇受力部件上，气体制造盒点火制造气体，气囊充气迅速撑开排除压载水舱内的水、舱室的水，产生浮力，把下沉过程中的潜艇或沉入海底的潜艇浮出水面；所述气囊上有单向排气阀，在潜艇上升过程中气囊内外压力差超过单向阀设定值时排气；

所述的气体制造盒为单腔气体制造盒或多腔气体制造盒，单腔气体制造盒或多腔气体制造盒为一次点火充气，或多次点火充气。

2.根据权利要求1所述的一种潜艇克服断流层下沉、击穿下沉、沉没快速上浮自救设备，其特征在于所述的气体制造盒及点火控制单元防水密封。