CN1569559A - 一种快速安全救捞失事沉没潜艇的方法及其实现装置 - Google Patents

Abstract

本发明创造性地构思了一种在潜艇失事沉没后通过外部救捞平台向其水柜或进水舱室内充气将海水排出艇外，让潜艇重新获得浮力而自行浮出水面的快速，安全的救捞方法及其实现装置。它弥补了潜艇设计思路上的一个原始缺陷。可由救捞船、水上飞机、直升飞机、同一编队舰艇等多种平台进行快速、安全、简便的救捞。除了断裂、解体性事故外，其它失事均能有效救援艇员生还。

Description

一种快速安全救捞失事沉没潜艇的 方法及其实现装置

所属技术领域

本发明是一种快速、安全救捞失事沉没潜艇的新方法及其实现装置。属于潜艇设计和救捞技术领域。

背景技术

潜水艇是人类最伟大的发明之一。在军事、科研、海洋作业和海洋旅游观光等领域有广泛的应用。特别在军事上，潜艇是海军的重要组成部分，担负着国防安全重任。

潜艇由于使用许多尖端科技，内部构造十分复杂，使用环境和工作条件异常恶劣等原因，具有较高的故障率。海洋又是人类认知、掌握很少的领域，存在许多未知和意外因素。因而，潜艇自从问世以来，失事率一直居高不下，而潜艇一旦失事沉没，必然造成重大财产损失和大量艇员死亡。大损国家和军队形象。纵观各个海洋大国，几乎都发生过多起潜艇失事的悲剧。不但造成巨大的人员伤亡和财产损失，而且如果失事的是核潜艇，还潜藏着在今后成千上万年威胁人类和海洋生物安全的危险。因此，从营救被困艇员、查找分析失事原因、维护海洋安全出发，各国在潜艇失事以后，都会不惜动用大量人力、物力、财力、采用先进技术和设备对失事沉没潜艇进行打捞。

现有的潜艇打捞技术主要是浮筒法和液力——钢丝绳起吊法两种。这两种方法的共同特点是：打捞过程是一项庞大的系统工程。要动用大规模的救捞船队，采用大量专用设备和专业救捞人员。工期很长、耗资巨大，存在很大的作业危险(例如潜艇上的鱼雷、导弹等有可能因作业而爆炸)失败概率很高。由于需要潜水员在水下进行艰巨复杂的作业，这两种方法对潜水生理极限以下的深海潜艇失事基本上无能为力。

潜艇失事沉没以后，内部的生存环境变得极端恶劣，只能维持艇员很短的生存时间。通常在数小时至数十小时。因而，快速救捞对帮助被困艇员逃生十分关键。现有打捞技术由于耗时很长，对帮助艇员逃生没有意义。近两年发生的俄罗斯“库尔斯克”号和我国的“361”号潜艇失事事件，艇员的营救都失败了，全部艇员无一生还，造成惨重损失。艇员全部死亡之后，即使潜艇打捞出水也很难查找分析到失事的初始原因及蔓延过程。一般只能从最终表象去猜测。给潜艇的设计、制造、维修、指挥和操作改进都留下很大困难。由于高失事率和失事后生还机会渺茫。潜艇长期以来被冠以“海上活棺材”的不祥称号。

综上所述可以看出，现有的失事沉没潜艇打捞技术存在很大的缺陷和局限性。是潜艇技术领域中最落后的板块，离人们的期望效果非常远。

而这些严重缺陷和局限性，又根源于潜艇设计思路的一个重大原始缺陷。

为了清楚地分析潜艇设计思路的这个原始缺陷和清晰地阐述本发明，我们需要回顾潜艇的沉浮控制机理。

我们知道，潜艇是依据阿基米德定律，采用浮箱原理工作的船舶。现代的潜艇技术装置虽然十分尖端、复杂，但它的沉浮控制机理却是十分简单的：通过向潜艇的专用于控制沉浮的水柜内注水或充气的方式来调节控制水柜内总水量的变化，从而改变潜水艇的总重量与排水量的比例变化来实现下沉或上浮的控制。具体说，当需要潜艇下潜时，就向水柜内注水增加潜艇的总重量减少浮力。当总重量大于潜艇的动态排水量后，潜艇就会沉入水下。反之，当需要潜艇上浮时，就向水柜充入高压空气将水排出艇外，潜艇总重量变小增加浮力。当总重量小于潜艇动态排水量后，潜艇就会浮出水面。

由此可以看出，所有的潜艇失事都是因为丧失上浮能力而沉没的。

潜艇丧失上浮能力存在三种形态；一种是由于设备故障，操作失误使潜艇失去对水柜的充气能力造成。另一种是因爆炸、火灾、与外物碰撞、操作失误等原因造成艇体破损，致使舱室进水造成。第三种是内部机件失灵或损坏，或操作失误使海水大量涌入舱室造成的。此种形态艇壳无结构损坏。这些形态也可能同步发生。

潜艇自问世以来，控制沉浮的全部系统如动力设备、空压机、储气瓶、管道与阀门、控制检测和仪表系统、线路、电源与信号糸统，以及操作人员、指挥人员等，均被置于潜艇内部。潜艇一旦出海，外界就无法对潜艇的沉浮控制施加任何影响与帮助。

而这正是潜艇自问世以来尚未被人们意识到的一个最基本的原始缺陷：一旦上述任何一个环节出事或遭遇意外，就会导致潜艇失去上浮能力而沉没。而又无法从外部及时重新获得上浮能力来脱险。

发明内容

针对这一原始重大缺陷，本发明提出了一个创造性的独特构思：为潜艇预留置一个端口在艇壳外部的救援专用压缩空气通道及其控制装置，以当在潜艇失事丧失上浮能力后，能够由外部救捞平台通过该通道向潜艇内的水柜或进水舱室快速充入压缩空气来排出海水，让潜艇在最短时间内恢复上浮能力后浮出水面。

这一构思从根本上改进了潜艇失事后无法从外部及时获得浮力援助的落后现状。除了潜艇断裂、解体的极端情况外，绝大多数的潜艇失事从此都变成可以挽回的普通良性事故。

附图说明

下面结合附图阐述本发明的技术特征：

附图1和附图2是本发明的基本结构装置。它由A、B两个部分组成。其中安装在潜艇上的是A部分，由附图1表示。安装在救捞平台(救捞船、运输机、水上飞机、大型直升飞机、舰艇等)上的是B部分，由附图2表示。

由附图1可见，A部分由管道1、阀门2、控制阀门2启闭的平面齿轮3、与阀门连接在一起的带有一段外螺纹下端的锥型接口4构成艇外组件，其中管道1的一端穿过艇壳、连接到阀门2上，阀门2、平面齿轮3、锥型接口4都是安装在艇壳外部。

管道1在艇内的另一端又分为两路，其中一路连接一个单向阀门5后安装到水柜上部。另一路通过分管进入到各个舱室。进入每个舱室后在其未端连接一个由艇上监测警报系统控制的常闭——单向阀6后固定在舱室上部。当发生舱室进水时，由警报系统将6变换到开启状态，为从艇外输入压缩空气到进水舱室排水作好准备。

由附图2可见：B部分由沉降对接器7、安装在沉降对接器7中央的带有外螺纹的内锥型接口套8(外螺纹规格直径与锥型接口4下端的外螺纹完全一样)、内部带有与8的外螺纹相配合的内螺纹、外部为齿轮的旋转套筒9、蜗杆10、驱动10旋转的电机11、照明射灯12、摄像机13、姿态微调电动推进器14、压缩空气软管15、电源、信号、电缆16、吊放钢缆17、空气压缩机18、操作控制台19组成。其中，套筒9的外齿轮可与平面齿轮3啮合并驱动其旋转。

附图3是本发明的作业实施例：当确定失事潜艇的沉没位置后，救捞船(平台)来到潜艇上方，操作员将沉降对接器7放入水中向潜艇靠拢，同时打开照明射灯12和摄像机13。从传回的电视画面上找到锥形接口4的准确位置，然后操纵5向4对准后放下(在救捞平台定位飘移较大或强海流情况下，可借助姿态推进器12进行位移调节)，完成两者的锥形自对准对接。在画面确认对接后，启动电机11带动蜗杆10旋转，蜗杆10的旋转带动套筒9向下旋进到锥形接口的外螺纹上，完成5和4的固接并自锁，同时套筒9的外齿条也插入平面齿轮3的齿间完成啮合、并在向下旋进的同时带动平面齿轮3旋转而开启阀门2。

套筒9旋进到下止位时，阀门2也刚好开启到全开状态。此时，从救捞平台的空气压缩机到沉没潜艇的水柜和进水舱室，就形成了一条畅通的压缩空气通道。由于蜗杆10与套筒9的齿轮有自锁作用，不会在高压气流的冲击震动中松脱。因而这种连接是高可靠的。救捞操作员开启空气压缩机，就可向失事潜艇水柜和进水舱室快速充入高压空气迫使海水排出艇外，实现潜艇上浮。

潜艇浮出水面后，艇内被困人员可自行或在救捞人员协助下打开舱盖逃生。救捞人员也可进入到潜艇内部对受伤不能自己行动者进行救护后搬离潜艇。艇员救生完成后，拖船即可将潜艇拖回港口，查找失事原因，进行修复，救捞工作至此完成。

为了提高保险系数，根据潜艇水柜和舱室均为水密分隔布局的特点，以及潜艇沉没后可能发生大角度倾斜这一事实。在进行实际的配置安装时，可在艇壳外部布置多套发明的A部分的锥形接口组件，并使各套的锥形接口4有不同的倾角，这样当潜艇在任何恶劣状态时，均能确保至少有一套4和5实现快速、准确的对接。

发明的B部分可设计制造为标准模块设备，包括自带动力的空气压缩机、控制操作台、钢缆、空气软管、信号电缆、卷扬机、沉降对接器组件等组装在一个设备箱内。或再安装到一只专用救生艇上，使用时由救捞船、水上飞机、大型直升机、舰艇等搭载到失事现场，或由运输机空投到失事现场，即可迅速展开救捞。

上述实施例清晰地阐述了本发明的全部内容。从中可以看出本发明相对于现有技术来说，具有突破性质的重大优点：

1.快速、安全

采用本发明救捞失事潜艇，由于设备小巧，易于运送投放，作业内容很少，程序很短，无需潜水员下水作业，因此总的耗时非常少。可以实现自潜艇诞生以来人们就梦寐以求的快速救捞，最大程度挽救被困艇员生命。由于无需对艇体本身进行机械作业，安全性极高，基本无危险。

2、结构简单、使用简便、成本低廉

本发明无需庞大的专业救捞船队，无需使用昂贵、复杂的专业救捞设备和众多救捞人员。结构十分简单，使用也前所未有的简便。只需数名救捞员坐在操作台前，根据电视画面遥控操作即可。甚至可以方便地实现自动救捞。整个救捞作业仅有对接和充气两个程序，以及潜艇浮出水面后的救生和拖回港口的工作。总体成本与现有技术是一个天上，一个地下。

3、突破现有技术，实现深海救捞

潜艇如果在超出潜水极限的深海区失事，现有技术就无法救捞。而本发明由于无需潜水员作业，不受水深限制，只要潜艇尚未断裂解体、舱室和水柜还能在充气后产生浮力，均可实现救捞。

4、适应性广

本发明除了专业救捞船一种平台外，还可由水上飞机、大型直升飞机、水面舰艇、潜艇、气垫船等担任救捞平台。只需能安装或搭载B部分的救捞设备模块即可。特别由水上飞机、大型直升飞机、气垫船、水翼船运送或高速运输机空投救捞设备模块，及同编队的其它舰艇进行救捞。是潜艇救捞史上划时代的进步。这些高速救捞平台能将从失事确定到完成救捞的时间压缩到最短，近海失事，通常可在数十分钟到数小时内将沉没潜艇救捞出水。远海也仅需数小时到一天内完成。为被困艇员赢得最大的生还机会。

实施方式

由以上实施例可以看出，本发明的装置结构很简单，装置的A部分既可在新潜艇制造时配备安装。也可在现役潜艇上作技术改造加装。现有的潜艇制造技术均能轻松完成。而B部分也只需现有机电技术组成。在组合形成标准化模块设备后，除了前述的救捞平台外，还可以作为舰队的保障设备配备于舰艇上，失事潜艇的救捞将成为舰队日常联勤保障的一个标准化内容，随时可以投入救捞作业。这样，绝大多数的潜艇失事将不再造成艇毁人亡的惨剧。而成为可以挽回的普通事故。这将大大提高潜艇官兵的安全感。有效增强战斗力。

Claims (3)

1一种快速、安全救捞失事沉没潜艇的方法，其特征是：在潜艇上预留置一条连通潜艇内外的救捞专用压缩空气管道，管道在潜艇外的端口连接有一个可由外部救捞平台控制启闭的阀门和一个可自动对准连接的锥型接口，内部端口连接水柜和舱室来自外部救捞平台的压缩空气经由此管道被充入水柜和进水舱室中，将海水排出艇外，让沉没潜艇重新获得浮力而自行浮出水面。

2：实现权项1的装置，其特征是：由安装在潜艇上的A部分和安装在救捞平台上的B部分共同组成，A部分有一根贯通潜艇内外的管道用焊接或法兰盘与潜艇外壳固接，管道在艇壳外的端口上连接有一个阀门，阀门再连接有一个底部带外螺纹的锥型接口，阀门的启闭由安装在启闭轴上的一个平面齿轮实现，管道在潜艇内的端口连接一个双通管后分为两路，一路串连一个单向阀后连接到水柜上部。另一路通过分管进入各个舱室，进入各个舱室后连接一个由艇上检测警报糸统控制的常闭——单向阀后固定在舱室上部，发生舱室进水时，进水舱室的阀门由警报糸统变换到开启状态，为从艇外输入压缩空气到进水舱室作好准备，B部分由一个沉降对接器、一个安装在对接器中央的带外螺纹的内锥形接口套、一个带外齿轮和内螺纹的旋转套筒、一根蜗杆及动力电机构成接口套组件，这里内锥形接口套的外螺纹与A部分的锥形接口的底座的外螺纹是同规格、同尺寸的，套筒的内螺纹则与两者的外螺纹是配合的，套筒的外齿轮与蜗杆是啮合的，可由蜗杆驱动旋转，套筒的外齿轮也与A部分的平面齿轮是啮合的，可驱动平面齿轮旋转而启闭阀门，沉降对接器由一根吊放钢缆控制升降，在沉降对接器下平面安装有照明灯和摄像机，上平面安装有姿态微调推进器、压缩空气软管、电源、信号和控制电缆。压缩空气软管一端连接在内锥形接口套上，另一端连接在救捞平台的空气压缩机上，电源、信号、控制电缆连接在救捞平台的控制器上。

3实现权项1和权项2的方法，其特征是：救捞操作员放下沉降对接器到潜艇的锥形接口的上方，并在摄像机传回的电视画面和姿态微调推进器幇助下完成其内锥形接口套与锥形接口的对接，然后启动蜗杆电机，蜗杆旋转驱动套筒向下旋进到锥形接口的底座螺纹上，实现内锥形接口套与锥形接口的固接并由蜗杆自锁，同时套筒的外齿轮插进平面齿轮的齿间并驱动其旋转开启阀门。实现了由救捞平台的空气压缩机到沉没潜艇的水柜和进水舱室的压缩空气通道，救捞操作员即可启动空气压缩机向沉没潜艇的水柜和进水舱室充气排出海水，实现潜艇上浮。

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