CN107745792A - 一种多段式水下运输器 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种多段式水下运输器，包括首舱、货舱、尾舱和连接部，所述首舱、货舱、尾舱均通过连接部首尾连接；所述首舱上设有推进器，所述尾舱上设有螺旋桨，所述首舱、货舱和尾舱顶部均设有围壳舵。本发明的优点在于：其在中欧贸易和北极航道上，可以利用水下优势，在低潜、低水压的状态下不受恶劣海况、低温冰雪的干扰。在装载标准化前提下，长体型使之拥有较大运载量。其还能体现段体单元解离的优点，不仅在遇险时保障人员安全，而且船体在港口时，可以在解除货舱段后立即组装新的装满货的货舱段然后立即返航，节省在港等待时间，避免空载回程现象。其连接有长体形的运输器，可以提高转弯效率，减轻操控的复杂程度。

Description

一种多段式水下运输器

技术领域

本发明涉及水下运输技术领域，具体涉及应用于北极东北航道的一种多段 式水下运输器。

背景技术

中欧海上经贸航线主要是苏伊士航线和好望角航线，经过苏伊士运河的中欧航线具体走向为：从中国沿海港口出发，向南经过马六甲海峡到达印度洋水域，进人红海，经苏伊士运河和地中海，通过直布罗陀海峡进入大西洋，北行到达西北欧。目前，苏伊士航线是中欧贸易最重要的一条航线。经过好望角的中欧航线具体为：从中国出发，经过马六甲海峡到达印度洋，南下经莫桑比克海峡，绕过好望角（开普敦）进人大西洋，北行到达西欧。由于苏伊士运河受到船舶吨位（2l万吨以下）的限制，因此超大型船舶需选择好望角航线。

穿极航道的走向与东北航道相似，基本沿着中央浮冰区边缘伸展，海运里程更短，法律地位优越，但随时出没的浮冰区对于低等级船只是个潜在挑战。除了科学考察船目前尚无商船利用该航道过境。穿极航道对于集装箱过境通行路径最短，海冰条件相对较差，船舶技术要求相对较高。

发明内容

本发明的目的就是要针对现有装置的不足，提供一种多段式水下运输器， 其在中欧贸易和北极航道上，可以利用水下优势，在低潜、低水压的状态下不 受恶劣海况、低温冰雪的干扰。在装载标准化前提下，长体型使之拥有较大运 载量。

为实现上述目的，本发明所涉及的一种多段式水下运输器，包括首舱、货 舱、尾舱和连接部，所述首舱、货舱、尾舱均通过连接部首尾连接；所述首舱 上设有推进器，所述尾舱上设有螺旋桨，所述首舱、货舱和尾舱顶部均设有围 壳舵。

进一步地，所述首舱包括设置在行径方向前端的外部锥形罩，所述外部锥 形罩前顶面设有内嵌吸水口，所述内嵌吸水口内设有导流圆台体，所述外部锥 形罩尾端与导流圆台体之间设有环状出水口。

进一步地，所述货舱内设有载货平台和升降平台，所述载货平台设有多层， 所述升降平台与载货平台紧靠可通过升降调节与各层载货平台平齐。

进一步地，所述尾舱上还设有十字舵。

更进一步地，所述连接部包括刚性连杆和设置在刚性连杆两侧的活动套 杆，所述刚性连杆和活动套杆均通过万向节与首舱、货舱或尾舱连接。

作为优选项，所述连接部还包括基座台，所述万向节布置在基座台上，所 述连接部通过基座台与首舱、货舱或尾舱连接。

作为优选项，所述围壳舵上还设有水平舵。

作为优选项，所述首舱还包括主体与外罩连接柱。

作为优选项，所述货舱顶部还设有顶部开舱口，所述顶部开舱口设置在升 降平台的正上方。

作为优选项，所述推进器设置在首舱的底部。

本发明的优点在于：其在中欧贸易和北极航道上，可以利用水下优势，在 低潜、低水压的状态下不受恶劣海况、低温冰雪的干扰。在装载标准化前提下， 长体型使之拥有较大运载量。其还能体现段体单元解离的优点，不仅在遇险时 保障人员安全，而且船体在港口时，可以在解除货舱段后立即组装新的装满货 的货舱段然后立即返航，节省在港等待时间，避免空载回程现象。其连接有长 体形的运输器，可以提高转弯效率，减轻操控的复杂程度。

附图说明

图1为本发明的整体结构示意图；

图2为首舱的左视示意图；

图3为首舱的内部结构示意图；

图4为连接部的结构示意图；

图5为货舱的内部结构示意图。

图中：首舱1(其中：外部锥形罩1a、内嵌吸水口1b、导流圆台体1c、 环状出水口1d、主体与外罩连接柱1e)、货舱2(其中：载货平台2a、升降平 台2b、顶部开舱口2c)、尾舱3、连接部4(其中：刚性连杆4a、活动套杆4b、 万向节4c、基座台4d)、推进器5、螺旋桨6、围壳舵7、十字舵8、水平舵9。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步的详细描述：

如图1～5，一种多段式水下运输器，包括首舱1、货舱2、尾舱3和连接 部4，所述首舱1、货舱2、尾舱3均通过连接部4首尾连接；所述首舱1上 设有推进器5，所述尾舱3上设有螺旋桨6，所述首舱1、货舱2和尾舱3顶 部均设有围壳舵7。

所述首舱1包括设置在行径方向前端的外部锥形罩1a，所述外部锥形罩 1a前顶面设有内嵌吸水口1b，所述内嵌吸水口1b内设有导流圆台体1c，所 述外部锥形罩1a尾端与导流圆台体1c之间设有环状出水口1d。所述货舱2 内设有载货平台2a和升降平台2b，所述载货平台2a设有多层，所述升降平 台2b与载货平台2a紧靠可通过升降调节与各层载货平台2a平齐。所述尾舱 3上还设有十字舵8。所述连接部4包括刚性连杆4a和设置在刚性连杆4a两 侧的活动套杆4b，所述刚性连杆4a和活动套杆4b均通过万向节4c与首舱1、 货舱2或尾舱3连接。所述连接部4还包括基座台4d，所述万向节4c布置在 基座台4d上，所述连接部4通过基座台4d与首舱1、货舱2或尾舱3连接。

所述围壳舵7上还设有水平舵9。所述首舱1还包括。所述货舱2顶部还 设有顶部开舱口2c，所述顶部开舱口2c设置在升降平台2b的正上方。所述 推进器5设置在首舱1的底部。

本发明实际使用时：

首舱1底部装有吊舱推进器5，尾舱3后端装有螺旋桨6，首舱1和尾舱 3都可作为动力源。

在水下航行时，水下运输器保持低潜状态，能不受浮冰影响且可以避免水 压过大。通过调节连接部6使首舱1、货舱2和尾舱3保持在一条直线上，运 输器保持直线推进行驶。此时，万向节4c均保持锁定状态，所有活动套杆4b 均与中心的刚性连杆4a长度相同。

直线航行时，运输器迎着水流前进，大股水流将从外部锥形罩1a前端的 内嵌吸水口1b进入，进入到外部锥形罩1a内部，与导流圆台体1c之间的内 部腔室，这片腔室前部体积较大，直到环状出水口1d处体积会逐渐变小。外 部锥形罩1a的内外缘与导流圆台体1c都呈圆台状，水流不会在腔室里回旋和 堵塞，只会顺着导流圆台体1c从环状出水口1d排出。根据流量公式，在面积 变小后，排出的水流速度会提高，以改善首舱1的边界层丰满度从而降低摩擦 阻力。主体与外罩连接柱1e用来固定导流圆台体1c与外部锥形罩1a，主体与 外罩连接柱1e关于中轴线均匀分布有四个，顺着水流方向设置成为流线型， 尽量降低对流场的不利影响。

当水下运输器需要转向时，以右转为例，以过货舱2中线面的直线为基准 线，首舱1经转动与基准线呈30°夹角，尾舱3则与基准线呈-30°夹角，中 部数节货舱2保持为一条直线。在转向前，尾舱3的螺旋桨6先停止转动再反 向转动。中心刚连杆4a与首舱1、尾舱3间的万向节4c固定不动，首舱1和 尾舱3上的其他四个万向节4c只在水平面内以很小的角度略微调整，货舱2 上的万向节4c随着段体转动配合活动套杆4b相应调整。以尾舱3与货舱2间连接装置为例，这时因为尾舱3和首舱1的动力平行反向但不共线，因此将产 生一个顺时针方向的力矩来协助运输器的水平向右旋转，中心刚性连杆4a垂 直于尾舱3，左侧的两根活动套杆4b收缩，表现为整体长度变短；右侧的两 根活动套杆4b伸长，表现为整体长度变长。活动套杆4b的运动由液压系统调 节进行。货舱2在首尾动力引导和十字舵8的调节中进行转弯动作，转过弯后 首舱1和尾舱3调整航态，使整体逐渐形成一条直线，这时尾舱3的螺旋桨6 逐渐停止并且变为正转。

当遇到危险或到港时，一般由首舱1和尾舱3分别发出指令，令它们端面 处的基座台4d与舱体解离，在货舱2破损时，分离后首舱1和尾舱3利用各 自导航设备和动力装置寻找薄冰区逃离，在首舱1和尾舱3破损时采用救生钟 或救生艇逃离。在到港时，除了首舱1和尾舱3与货舱2分离，各个货舱2 也要在控制室的指令下分离成数个单元并且进行排尽压载水上浮动作。然后首 舱1和尾舱3会接上该码头事先已经装载完成的货舱2后返航，留下运来的货 舱2在该码头进行卸货作业。

留在码头已上浮的单元货舱2会被起重机移动到岸边特定位置做水平方 向的固定，可以升沉。每个货舱2分为两个区，每个区同时独立运行，各有一 架升降平台2b，具备蓄电池组和电子系统区。此时货舱2的顶部开舱口2c会 开放，由起重机吊运完堆叠在升降平台2b上所有集装箱堆，然后升降平台2b 调整至与载货平台2a的第一层台面平齐，先由载货平台2a一侧的第一层利用 表面的滑轮组把上面所有的集装移动到升降平台上，然后由外部起重机吊取升 降机上所有货物，接着再由载货平台2a另一侧第一层以相同方式把货物转移 至升降平台，也由起重机来取货。第一层吊运完毕后升降机上升至第二层，依 次逐层将载货平台2a的所有集装箱全部运出。另外一个区也在同时进行相同 操作。装载货物时顺序相反，升降平台先与第五层保持同一高度，并用升降平 台上和货架上的滑轮组把一层的集装箱堆先后运送至两边的载货平台2a，然 后再下降一层运送该层货物，当第一层运送完毕后，升降平台停留不动，由起 重机把剩余货物堆垒在升降平台上，把升降平台竖向空间填满，即完成装货。

最后，应当指出，以上实施例仅是本发明较有代表性的例子。显然，本发 明不限于上述实施例，还可以有许多变形。凡依据本发明的技术实质对以上实 施例所做的任何简单修改、等同变化及修饰，均应认为属于本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种多段式水下运输器，其特征在于：包括首舱(1)、货舱(2)、尾舱(3)和连接部(4)，所述首舱(1)、货舱(2)、尾舱(3)均通过连接部(4)首尾连接；

所述首舱(1)上设有推进器(5)，所述尾舱(3)上设有螺旋桨(6)，所述首舱(1)、货舱(2)和尾舱(3)顶部均设有围壳舵(7)。

2.根据权利要求1所述的一种多段式水下运输器，其特征在于：所述首舱(1)包括设置在行径方向前端的外部锥形罩(1a)，所述外部锥形罩(1a)前顶面设有内嵌吸水口(1b)，所述内嵌吸水口(1b)内设有导流圆台体(1c)，所述外部锥形罩(1a)尾端与导流圆台体(1c)之间设有环状出水口(1d)。

3.根据权利要求2所述的一种多段式水下运输器，其特征在于：所述货舱(2)内设有载货平台(2a)和升降平台(2b)，所述载货平台(2a)设有多层，所述升降平台(2b)与载货平台(2a)紧靠可通过升降调节与各层载货平台(2a)平齐。

4.根据权利要求3所述的一种多段式水下运输器，其特征在于：所述尾舱(3)上还设有十字舵(8)。

5.根据权利要求1～4中任意一项所述的一种多段式水下运输器，其特征在于：所述连接部(4)包括刚性连杆(4a)和设置在刚性连杆(4a)两侧的活动套杆(4b)，所述刚性连杆(4a)和活动套杆(4b)均通过万向节(4c)与首舱(1)、货舱(2)或尾舱(3)连接。

6.根据权利要求5所述的一种多段式水下运输器，其特征在于：所述连接部(4)还包括基座台(4d)，所述万向节(4c)布置在基座台(4d)上，所述连接部(4)通过基座台(4d)与首舱(1)、货舱(2)或尾舱(3)连接。

7.根据权利要求6所述的一种多段式水下运输器，其特征在于：所述围壳舵(7)上还设有水平舵(9)。

8.根据权利要求6或7所述的一种多段式水下运输器，其特征在于：所述首舱(1)还包括主体与外罩连接柱(1e)。

9.根据权利要求8所述的一种多段式水下运输器，其特征在于：所述货舱(2)顶部还设有顶部开舱口(2c)，所述顶部开舱口(2c)设置在升降平台(2b)的正上方。

10.根据权利要求9所述的一种多段式水下运输器，其特征在于：所述推进器(5)设置在首舱(1)的底部。