CN106741767B - 高运量变航姿无缆式深潜救生艇 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种高运量变航姿无缆式深潜救生艇，目的是为了设计一种运载量高、变姿灵活性强的新型无缆式深潜救生艇，包括由半球型进流段、圆柱型平行中体和圆锥型去流段组成的流线型艇体，在流线型艇体艉部设置有主推进器，在流线型艇体艏部设置有艏部舱口盖，在圆柱型平行中体的前段和后段分别左右对称设置有一对辅推进器，在圆柱型平行中体的中段和圆锥型去流段分别左右对称设置有一对水平翼，在圆锥型去流段上下方向对称设置有一对大小不同的垂直翼，在圆柱型平行中体的中段的下方设置有转裙式接口。本发明具有运载量高、变姿灵活性强、救援效率高等特点。

Description

高运量变航姿无缆式深潜救生艇

技术领域

本发明涉及一种救生艇，尤其涉及一种高运量变航姿无缆式深潜救生艇。

背景技术

自诞生之日起，潜艇就一直扮演舰艇杀手的角色，是现代海战中最重要的武器之一。然而在潜艇的服役过程中，失事沉没事故时有发生，每一起事故都是一场悲剧。潜艇事故的性质和原因多种多样，由火灾、爆炸、碰撞、进水、搁浅、风暴乃至核事故造成的失事沉没事故屡有发生。

深潜救生艇(DSRV)是一种人工操纵的可在水下机动航行的潜水装置，能在大深度、常压下对失事潜艇内的艇员实施集体脱险救生，具有良好的援潜救生性能，因此被认为是潜艇救生和保障的主要手段，是今后潜艇救生发展的主要方向，受到了各国的认可。迄今为止，美、英、俄、意、澳、韩、日、中等国海军都拥有不同类型的深潜救生艇。但概括起来，共有两大类，即无缆式的和有缆式的。由于没有缆绳的限制，可以在水下自由机动，无缆式深潜救生艇使用最为广泛。

世界上第一艘无缆式深潜救生艇是由美国海军在20世纪70年代初研制的，投入使用后，其他国家相继研制了在结构和功能上相似的无缆式深潜救生艇。在潜艇救生方面，美国海军的潜艇救生能力公认处于领先水平，因此美国的无缆式深潜救生艇能在很大程度上代表世界上同类援潜救生装备的先进水准。美国DSRV由3个彼此连接的球形耐压壳组成，之间互相连通。前部为操纵舱，中部为救生舱，后部为机械和动力舱。球型耐压壳具有结构简单，稳定性高等优点，但其空间利用率低，导致运载量并不理想，每次最多只能从失事潜艇中救出24名艇员。而且这种舱室划分方式没有将大部分空间用于运载艇员，浪费了宝贵的艇内空间。美国DSRV的推进和水下姿态控制是由艉部的主螺旋桨及其可转动的导流罩以及2个横向槽道螺旋桨、2个垂向槽道螺旋桨来完成的，其中前后各有1个横向槽道螺旋桨和垂向槽道螺旋桨。另外艇上的水银纵倾调节系统可使其在水下进行较为精确的机动航行，亦可使艇体在水平方向上倾斜，与失事潜艇对接的最大倾斜角度为45°。虽然倾斜角度很大，但仍有限制，变姿灵活性差。当失事潜艇倾斜角度大于45°时将难以成功对接，导致救援行动失败。同时，倾斜角度的限制也不利于救生艇调整到阻力最小的航行姿态，在一定程度上增加了能耗。使用美国DSRV时需要专用工作母船或母艇的支持，日常维护的工作量和费用支出很大，无法在潜艇失事时快速反应，救援效率低，浪费了宝贵的救援时间，降低了艇员的生存几率。

发明内容

本发明的目的是为了提供一种运载量高、变姿灵活性强的高运量变航姿无缆式深潜救生艇，弥补传统救生艇存在的技术缺陷，实现在救援行动中“快速反应，援救有效”的目的，是一种满足现代海军作战需要的新型、高效、可靠的救生工具。

本发明的目的是这样实现的：包括由半球型进流段、圆柱型平行中体和圆锥型去流段组成的流线型艇体，在流线型艇体艉部设置有主推进器，在流线型艇体艏部设置有艏部舱口盖，在圆柱型平行中体的前段和后段分别左右对称设置有一对辅推进器，在圆柱型平行中体的中段和圆锥型去流段分别左右对称设置有一对水平翼，在圆锥型去流段上下方向对称设置有一对大小不同的垂直翼，在圆柱型平行中体的中段的下方设置有转裙式接口。

本发明还包括这样一些结构特征：

1.在圆柱型平行中体的1/4处设置一道舱壁，舱壁将艇内划分为艏部的指挥控制舱和艇员座舱两个舱室，舱壁上设置有舱壁舱口盖。

2.圆柱型平行中体上的水平翼的翼型呈前缘后掠形式、展弦比为0.9；圆锥型去流段上的水平翼的翼面积为圆柱型平行中体上的水平翼的翼面积的1/2，且其翼型呈前缘后掠形式、展弦比为0.65。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明所设计的新型无缆式深潜救生艇相比于传统救生艇，参考国际标准集装箱的规格对外型尺寸进行重新设计，可使用飞机、公路、铁路或海路运输，提高了救援效率；对艇内空间进行更加合理的重新布置，显著增加了运载量；配备更加先进的推进与航姿控制系统，明显增强了变姿灵活性。本发明型式新颖、后续拓展性强，可作为一种满足现代海军作战需要的新型、高效、可靠的失事潜艇救生工具，能够弥补传统救生艇存在的技术缺陷，实现在救援行动中“快速反应，援救有效”的目的。在援潜救生领域具有一定的研究和应用价值。

附图说明

图1是本发明的轴测图；

图2是本发明的侧视方向的结构示意图；

图3是本发明的俯视方向的结构示意图；

图4是本发明的仰视方向的结构示意图；

图5a是本发明的内部舱室分割示意图，图5b是本发明的内部舱室的具体结构示意图；

图6是本发明的截面示意图。

具体实施方式

下面结合附图与具体实施方式对本发明作进一步详细描述。

结合图1至图6，本发明包括流线型耐压壳体1，艏部舱口盖2，转裙式接口3，主推进器4，辅推进器5，舯部升力调节水平翼6，艉部升力调节水平翼7，艉部航向控制垂直翼8，舱壁9，舱壁舱口盖10，指挥控制舱11，艇员座舱12，蓄电池13，照明装置14，通讯系统控制面板15，通风系统(排气管)16，通风系统(进气管)17，空气检测与控制装置18，气压控制仪19，调载与排水系统20，推进与航姿控制面板21，座椅和扶梯22，内部通讯系统23，压载24，信号弹25，液氧罐26，主机27，空气检测系统控制面板28，对接系统控制面板29。

本发明的外形尺寸符合国际标准集装箱的规格；进流段为半球型并设置1个舱口盖；平行中体为圆柱型；去流段为圆锥型；靠近艏部设置1道舱壁，将艇体内部分为2个舱室，并在舱壁上设置1个舱口盖；在平行中体中段设置1个转裙式接口。本发明设置5个可调可拆卸式导管推进器，即分别在平行中体前段和后段左右对称设置一对辅推进器，在艉部设置一个主推进器；新增6个可调式可拆卸式水翼，即分别在平行中体中段和去流段左右对称设置1对水平翼，在去流段上下对称设置一对大小不同的垂直翼；在艇体艉部艇员座舱中布置压载。

参考国际标准集装箱的规格重新设计新型无缆式深潜救生艇的外型尺寸，半球型进流段与平行中体前端平滑连接过渡，长度为总长的1/10，直径为长度的2倍；平行中体为圆柱型，长度为总长的2/3；圆锥型去流段与平行中体后端平滑连接过渡，长度为总长的1/5，横截面直径逐渐向艉端过渡至原来的1/2。进流段、平行中体、去流段的横截面中心在同一条直线上。在平行中体1/4处设置1道舱壁，并在舱壁中心处设置1个圆形舱口盖，直径为1m，以便于指挥控制人员与艇员之间的沟通。在艏部中心处设置1个可供艇员出舱、救援人员进舱的圆形舱口盖，直径为1m。在平行中体1/2处设置1个转裙式接口，直径为1.5m，用于救生艇与失事潜艇的对接。相比于传统救生艇的3个彼此连接的球形耐压壳而言，新型无缆式深潜救生艇将圆柱型空间利用率高的优点和球型稳定性高的优点有机结合，能够在保证稳定性的前提下，提高空间利用率，增加运载量。此外，相比于传统救生艇的外型尺寸不符合国际标准集装箱的规格，只能使用专用工作母船或母艇运输，新型无缆式深潜救生艇可使用飞机、公路、铁路或海路运输，新增多种运输方式，显著提高了救援效率，可在潜艇失事时快速反应，节省宝贵的救援时间，提高艇员的生存几率。

舱壁将新型无缆式深潜救生艇划分为艇员座舱和指挥控制舱2个舱室。指挥控制舱位于前部，艇员座舱位于后部。相比于传统救生艇将舱室划分为操纵舱、救生舱、机械和动力舱，新型无缆式深潜救生艇的舱室划分方式能够将大部分空间用于运载艇员，充分利用宝贵的艇内空间。在艇员座舱中布置座椅、蓄电池、通风扇、排水泵和所有通讯与导航设备。为确保即使在艇员座舱大量进水时，艇内的重要设备仍能保持干燥并正常运转，在紧贴舱壁下方的区域布置通讯与导航设备、蓄电池、通风扇等设备；在内壁上布置空气检测装置、集成电路系统、氢氧化锂帘幕、排水泵等；在艉部布置压载和主机。几乎所有控制系统都布置在指挥控制舱内。相比于传统救生艇，这种布置方式使指挥控制人员只在一个位置上就能实现对救生艇的完全控制，提高了操作效率。在座椅下布置信号弹、水性染料等；在内壁上布置空气检测装置、内部通讯系统、通风和减压控制阀、深度和压力表、推进与航姿控制面板、通讯系统控制面板、空气检测系统控制面板、对接系统控制面板；在指挥控制舱与艉部座椅之间布置一条通讯线路，方便指挥控制人员对艉部艇员下达排水指令。从艏部舱口盖进入指挥控制舱的海水可直接通过下水管道流至艉部，并通过排水泵排到艇外。相比于传统救生艇，上述布置方式对艇内空间进行了更加合理的重新布置，能够显著提高空间利用率，将大部分空间用于运载艇员。

设置10层环形座椅，被贯穿于救生艇的扶梯串联。层间距为总长的1/15，每层座椅有6个座位，均安装环形扶手和安全带，能在救生艇发生摇摆运动时有效保护艇员的生命安全。每个座位都能自由调整角度以适应救生艇航行姿态的变化。包括指挥控制舱在内，共可运载60名艇员。相比于传统救生艇通常只能运载20-30名艇员，新型无缆式深潜救生艇的10层环形座椅设计能够将运载量最大化，在潜艇失事时挽救更多艇员的宝贵生命。

新型无缆式深潜救生艇的推进器为可调可拆卸式导管推进器。推进与航姿控制系统包含5个推进器，即分别在平行中体前1/4处和后1/4处左右对称设置1对辅推进器，直径为1.2m，在艉部设置1个主推进器，直径为2.4m。其中，2对辅推进器可自由调整角度，以便于配合水翼在航行和对接时灵活变换航行姿态，适应海流流向与失事潜艇的纵、横倾角度，最终通过转裙式接口与失事潜艇对接，救出艇员。相比于传统救生艇配备的角度固定的螺旋桨或槽道推进器，新型无缆式深潜救生艇配备的可调式导管推进器具有更高的推进效率，可增加30％至35％的推力，能够在降低能耗的同时，对救生艇的航行姿态进行更加灵活的变换。在此基础上，推进与航姿控制系统新增6个可调可拆卸式水翼，即在平行中体1/2处左右对称设置1对升力调节水平翼，翼型呈前缘后掠形式，展弦比为0.9，具备活动襟翼，可通过调节攻角来改变航姿；在去流段1/2处左右对称设置1对较小的升力调节水平翼，翼面积为舯部水平翼的1/2，翼型呈前缘后掠形式，展弦比为0.65；在去流段1/2处上下对称设置1对大小不同的航向控制垂直翼，也具备活动襟翼，可通过调节攻角来改变航向。其中，上翼的翼面积较大，为主要控制面。此外，推进与航姿控制系统还包含布置在艉部艇员座舱内的压载。相比于传统救生艇只能依靠推进器调节有限的倾斜角度，新型无缆式深潜救生艇新增的6个可调式水翼能够将航行姿态的变换能力提升到更高的层次，摆脱了倾斜角度的限制，能够以任意角度和姿态与失事潜艇对接，更加先进的推进与航姿控制系统能够显著提高救援行动的成功率。

本发明的工作过程是：

1.使用飞机、公路、铁路或海路将高运量变航姿无缆式深潜救生艇运抵失事海域，救援人员通过艏部舱口盖2进入指挥控制舱11，启动电源，艇内各分系统即可通过蓄电池13提供的电能进入工作状态。通过通讯系统控制面板15追踪遇险求救信号，通过推进与航姿控制面板21使主推进器4、辅推进器5、舯部升力调节水平翼6、艉部升力调节水平翼7、艉部航向控制垂直翼8在主机27的带动下进入工作状态。推进器、水翼、艉部压载24共同配合，使救生艇逐步由水面水平姿态变换到水下竖直姿态。

2.寻找到失事潜艇后，救援人员通过对接系统控制面板29使转裙式接口3的方向裙和角度裙分别旋转到合适的角度，通过推进与航姿控制面板21使救生艇变换到合适的对接姿态，最终实现与失事潜艇的对接。艇员通过转裙式接口3从失事潜艇进入艇员座舱12，通过扶梯22到达指定位置后坐下，系上安全带，握紧扶手。然后救援人员通过对接系统控制面板29解除与失事潜艇的对接，通过推进与航姿控制面板21使救生艇逐步由水下竖直姿态变换到水面水平姿态。

3.救生艇航行过程中，救援人员通过通讯系统控制面板15与外界沟通，通过内部通讯系统23与艇员沟通，通过气压控制仪19调节艇内气压，通过空气检测系统控制面板28和空气检测与控制装置18检测与控制艇内的空气成分，通过液氧罐26释放氧气供艇员呼吸，通过调载与排水系统20排出艇内积水。航行至水面后，通过通风系统的排气管16和进气管17通风换气，通过发射信号弹25使救援船只发现救生艇，最终与救援船只会合，艇员通过艏部舱口盖2离开救生艇，至此艇员得救。

4.重复上述实施方式，使救生艇多次上浮下潜，来往于救援船只与失事潜艇之间，分批次救出全部艇员。

Claims (3)

1.高运量变航姿无缆式深潜救生艇，其特征在于：包括由半球型进流段、圆柱型平行中体和圆锥型去流段组成的流线型艇体，在流线型艇体艉部设置有主推进器，在流线型艇体艏部设置有艏部舱口盖，在圆柱型平行中体的前段和后段分别左右对称设置有一对辅推进器，在圆柱型平行中体的中段和圆锥型去流段分别左右对称设置有一对水平翼，在圆锥型去流段上下方向对称设置有一对大小不同的垂直翼，在圆柱型平行中体的中段的下方设置有转裙式接口。

2.根据权利要求1所述的高运量变航姿无缆式深潜救生艇，其特征在于：在圆柱型平行中体首部的1/4处设置一道舱壁，舱壁将艇内划分为艏部的指挥控制舱和艇员座舱两个舱室，舱壁上设置有舱壁舱口盖。

3.根据权利要求1或2所述的高运量变航姿无缆式深潜救生艇，其特征在于：圆柱型平行中体上的水平翼的翼型呈前缘后掠形式、展弦比为0.9；圆锥型去流段上的水平翼的翼面积为圆柱型平行中体上的水平翼的翼面积的1/2，且其翼型呈前缘后掠形式、展弦比为0.65。