CN1690641A - 一种用于潜艇的鱼雷装填装置 - Google Patents

Abstract

一种鱼雷装填装置，更改了以往鱼雷发射的全过程，并影响了潜艇的布局。在潜艇非耐压壳体与耐压壳体之间设置装填、发射所用的全部设备。装填装置采用旋转链式储弹方式，由驱动链系统驱动弹链转动；将鱼雷置于贮存、发射两用包装筒中，并将此包装筒装入前述装填设备中；通过光电方式实现与武器(包装筒)的数据传输；发射过程中利用定位套保证包装筒与发射管、发射动力装置的紧密牢固连接，并利用发射动力装置提供的一定动力完成鱼雷包装筒从储存到待发的转换动作；当需要向潜艇补充鱼雷时，只需打开非耐压壳体上的补雷舱口，更换用过的包装筒即可。

Description

一种用于潜艇的鱼雷装填装置

所属技术领域

本发明涉及一种用于潜艇的鱼雷装填装置，并包括从属的必不可少的结构及系统，并且涉及采用本装填装置对潜艇结构及舱室布置的一些影响。

背景技术

目前，公知的用于潜艇的鱼雷装填装置构造是由穿透耐压壳体的发射管、发射管前后盖及其启闭装置、以及一系列用于人工装填的半自动装置组成。发射前的准备过程(包括数据读写)有时是全手动完成的，有时也可通过自动装置。但是，发射管穿透耐压壳体，在几百米深的水下艇内外的压差达几个兆帕，穿透部位若是处理不好很容易透水，并且装填鱼雷时艇与外界的密封亦仅靠发射管外盖；在向潜艇补充鱼雷时，补雷通道也要穿透耐压壳体，这样下来耐压壳体上要有很多穿透部位，既增加结构重量、提高成本、延长建造工期，又留下很多应力集中点、降低安全性；鱼雷装在耐压壳体内，不易实现与人员、重要设备的隔离，一旦鱼雷爆炸后果不堪设想；另外战斗情况下装填时，由于潜艇处于机动中，有人介入的鱼雷装填方式不能保证“安静”装填，增加了被敌方声纳截获的可能性。

装填时间过长，为了缩短发射间隔及节省艇内空间，在需要装备较多鱼雷的战术要求下只能增加发射管数，除降低设备利用率外还增大死重。俄式潜艇布局中发射管、鱼雷舱占据艇首宝贵空间，影响了艇首声纳的大型化，直接限制了潜艇侦察能力；美式潜艇发射管后移位于两舷让出艇首空间，艇首声纳尺寸较大，但武器距艇上重要部门过近，安全隐患较大。

由于压差造成的艇体变形，即使是理论上不受深度影响的平衡式发射方式也不能在大深度环境下使用。

海上向潜艇补充鱼雷时要面对舰艇摇摆的现实，不能完全避免补充中的鱼雷与潜艇补雷通道的磕碰，易受海情影响，不利于远洋无基地作战。

发明内容

为了克服上述问题，本发明提供一种鱼雷装填装置，采用该装置后还可以提高潜艇乘员的生存能力。

本发明解决现有技术中的技术问题所采用的技术方案是：在潜艇非耐压壳体与耐压壳体之间设置装填、发射所用的全部设备，装填装置采用旋转链式储弹方式，由于弹链环绕面近似为圆形(取决于潜艇横断面)，故专有一套驱动链系统实现用小直径链轮驱动弹链转动；将鱼雷置于能支持武器贮存期及发射过程中电气消耗，有固定、解脱装置，贮存、发射两用包装筒中，并将此包装筒装入前述装填设备中；通过光电方式实现与武器(包装筒)的数据传输；发射过程中利用定位套保证包装筒与发射管、发射动力装置的紧密牢固连接，并控制专配的阀组，利用发射动力装置提供的一定动力完成鱼雷包装筒从储存到待发的转换动作；当需要向潜艇补充鱼雷时，只需打开非耐压壳体上的补雷舱口，即可直接接触到装填装置，打开弹链上的包装筒夹持器，更换用过的包装筒即可。

当系统装同尺寸包装筒时定位套组可以采用联动形式，以减少作动部件、简化检测装置。

向潜艇补充武器时，由于包装筒布置在潜艇耐压壳外，只须打开非耐压壳体上的武器补充口，再打开链节上的夹持器，即可进行补充，并可在需要时旋转弹链。

定位套的驱动方式可采用适于大深度环境的直线动作动力源，以不增加动穿透点为佳。

另外，包装筒内的保护气体最好在海水中有较大的溶解度，以使海水能够较快地充满包装筒，并减少发射暴露。(若鱼雷可在低气压甚至真空下长期保存，则此项要求可以放弃)

本发明的有益效果是：

艇内可用空间增大，便于安装大型艇首声纳(当然也可多装探雷声纳等小功率专用设备)，虽然工作条件仍不及美式潜艇(发射管一侧有障碍)，但克服了后者布局中的潜在危险；并且武器系统操作自动化可以减少艇员，连带地改善生活条件。

由于发射管不再随着艇壳变形发生弯曲，而剩余的大直径动穿透点类似尾部螺旋桨轴的穿透，只要此处处理得好，在采用平衡式发射装置时发射深度可不再受限。

由于不需要潜艇补雷通道，可以简化向艇内补弹操作，利于远洋作战。

本发明的附带优点还有：

可以增大整艇备弹量(耐压壳体外径为4.5m(两层甲板潜艇的典型直径)，包装筒箍外径为700mm时单环雷数不少于24枚)，增加单艘次最大交战次数，同样结构也可用于艇尾，并且不会影响动力舱布置，但此时不能使用螺旋桨方式推进，否则不能使用线导武器，如果推进器直径太大，挡住正后方射界，还可以将弹链整体设计成圆台形或单叶双曲面形代替原来的圆柱形，这两种形状可以使射向外偏，躲开推进器，不过会使耐压艇体呈现“蜂腰”形，并且载弹量可能会减少一半。另外尾环的开盖动力和发射动力可以改为由推进器轴通过离合器带动的布置在自由水舱(潜艇发动机冷却系统必须)中的海水泵提供，以降低成本并消除从尾部发射时产生的超压。

在弹链尺寸许可范围内可装多直径鱼雷(此时定位套不能采用联动方式)，必要时可换用更大角度的链节以携带超大尺寸(在水舱许可范围内)载荷，只须修改非耐压壳上孔的尺寸、换用合适尺寸的发射管及修改发射外动力与包装筒接口部件的尺寸即可发射，还因为相对来说比较容易对艇——包装筒间的数据传输装置加入备用数据通道，可以为未来的复合制导鱼雷留出可扩充的数据传输通道，只需为未来鱼雷设计专门的包装筒——鱼雷间的数据传输装置即可上艇，因此可以改善任务灵活性，便于更新装备。若解决了其它武器(如导弹、水雷等)与包装筒的接口问题，并有合适的水下载具，可以方便地使用多种武器。

如果设计时通过总体考虑(包装筒本身、内贮投射体、盖子等)使发射前的包装筒与发射后灌满海水的包装筒总重大致相等，并且重心大致重合，不仅可以减小弹链驱动系统的负荷，还可以降低来自武器发射对潜艇调平系统造成的负担，即可以减小调平水舱，换句话说同样的整艇排水量可以获得更大的有效排水量，有更大的艇内空间，装更多的设备、物资。

另外本发明对双壳体和现代结构的单壳体潜艇都适用，在双壳体结构的潜艇上使用时更可降低其储备浮力(占用了部分压载水舱的空间)，对缩短下潜时间有利。

本发明对潜艇本身及艇员的积极意义还有：

减少潜艇耐压壳上开洞数，提高艇壳强度，缩短工期。

因武器系统操作自动化，辅以舱段设备优化设置，可实现人员和关键设备与武器的分离，不会因武器爆炸造成重大人员伤亡，也便于艇员乘兼具逃生功能的指挥舱集体逃生。为了在艇上鱼雷发生爆炸时不伤及艇员，在弹链环所在舱段与艇中部舱段间还应设有隔离舱段。当潜艇采用双壳体结构时隔离舱段为圆柱体，而单壳体结构潜艇的隔离舱段为圆台体(前后直径不一致)。两舱段及在其远端的舱段内放置的设备要具有完全自动化、可靠性高、维护量小的特点，并且不能是决定艇员生存的关键设备，内部仅留有检修通道，以尽量缩短艇员在这些舱段中的活动时间。另外在隔离舱段中还要设有紧急情况下用于艇员乘指挥舱脱离艇体逃生用的遥控分离装置，即使隔离舱段被破坏进水仍要保持有效，可以考虑采用多点小量(要保证逃生安全)爆炸方式。向各舱段内装置设备时要注意兼顾艇的平衡。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。

图1是本发明总体布置的示意图；

图2是使用小直径链轮通过变节距链传动机构(驱动链)带动弹链转动的示意图；

图3、4是变节距链传动机构中两种链节的示意图；

图5是开盖动作原理图；

图6是发射过程的动作流程示意图

图中1.声纳，2.非耐压壳体，3.耐压壳体，4.发射管，5.发射动力系统，6.定位套，7.鱼雷包装筒，8.弹链，9.主动链轮，10.驱动链A链节，11.驱动链B链节。

具体实施方式

在图1中，可见包装筒7被夹持在弹链链节8上，由定位套6保证其对准发射管4和发射动力源动力5输出口(有多组)，图中可见发射动力源5另有几个直径较小的动力输出口，在图5中会述及其功用；为适应装置的正常变形及应对制造公差，定位套6口部设有倒角，弹链链节8上的夹持器应有柔性结构(形式可以有很多种)以允许包装筒相对链节摆动，但发射状态下包装筒与其对应的发射管必须符合发射鱼雷时需要的同轴度，为此发射管前端与非耐压壳体间、包装筒与发射动力系统发射水管间有可能需要采用有足够密封能力的柔性连接(限于发明者个人能力，未设计具体形式，但实际中早就有很多种应用类型，选取其中合适的即可)；另外图中可见艇首声纳1尺寸与潜艇直径的大致比例。

由于弹链环绕面近似为圆形，不能采用通常的链轮来传动。图2中显示了发明者为此尝试设计的一种使用由常规小链轮带动的驱动链的传动方案，其驱动链有两种链节，细节差异见图3、4。设计时注意使弹链节角是驱动链节角的整数倍，以使两者能够同步运转。其余部分可参考其它具体形式的链传动(如托带轮和张紧机构可参考坦克履带的)。为了便于更换受损链节，弹链和驱动链均可使用双销结构。另外，注意到驱动链链节内环面有较大的弧角(弓形高度较大)，在采用这种形状时会因撞击而加大噪声，故应在内环面和链轮、托带轮、张紧轮圆柱面处采用形状互补的台阶结构以保证各处的平稳接触，为减轻图形的繁杂程度，图2、3、4中省略了驱动链系统的这些结构细节，特在此作补充说明。

由于潜艇发射鱼雷时可能处于不同潜深，鱼雷包装筒外部压强可能远大于筒内初始压强，靠筒内动力很难开盖，故考虑在需要开盖时将海水引入包装筒，以平衡盖内外压差，具体途径是选定的包装筒接到“准备发射”指令后用其内部动力打开筒体上的通海阀，使海水进入筒内，进而打开盖子。前盖经发射管出艇落入海中，后盖经发射水管进入包装筒后面的收集器(开前盖时收集器通海阀关闭，发射管前盖打开；开后盖时收集器通海阀打开，发射管前盖关闭)。至于打开盖子的动力有两种备选方案：(1)盖下预装弹簧，并用由易被海水溶解的材料制成的销子压住弹簧，海水灌入一段时间后销子溶解，盖子和弹簧被弹离包装筒。此方案适用于微型特战潜艇(深度不大，超压小，水道短，不需前后通海阀协调动作，设备简单)。(2)选用液压平衡式发射装置时，可以在其发射水道上另设一根歧管通到包装筒通海阀附近(歧管出口与包装筒共腔，可以考虑用一根歧管完成所有处于发射位置的包装筒的开盖动力输送，甚至不用很长的歧管而只在发射动力装置上设歧管出口即可，但此时要保证装填、发射系统所在水舱有足够的密封性以确保通过歧管对接收到发射准备命令的包装筒可靠增压，或者增大歧管过水能力以提高所在水舱受损时系统耐受能力)，歧管和发射动力出口与干管之间用二位三通阀连接以进行切换(上游有选通阀)。在收集器通到艇外的流路上设置二位二通阀，用装填、发射系统所在水舱协助建立开盖压差，发射时关闭收集器二位二通阀和包装筒通海阀以保证发射。此方案适用于执行一般任务的作战潜艇，具体动作流程见图5。

由于本发明将武器布置在水舱中，潜航状态下不易实现人工操作，必须设计一套全自动的武器识别——检测——读/写数据系统，又由于包装筒装入装填系统后即处于海水浸泡环境中，且包装筒要随弹链旋转，不能用有线方式连接，故考虑采用光电方式完成此项功能，即在包装筒上设一光电窗口，并在包装筒旋转至发射位置时使此窗口与潜艇耐压壳外对应位置的光电窗口对准，以实现潜艇与包装筒之间的数据传输；而在包装筒与其内武器间的数据传输方式可依武器自身形式而定，不受采用本发明影响。由于以上各重大变化，装填、发射流程也必须相应变化，主要流程见图6(同一方块内动作可以视情况重排顺序或并行)。

Claims (7)

1.一种用于潜艇的鱼雷装填装置，布置在耐压壳体(3)与非耐压壳体(2)中，其特征是：包括贮存、发射两用鱼雷包装筒(7)；带夹持包装筒装置的弹链(8)；包装筒随弹链旋转以对准发射管(4)，取消人工装填操作。

2.根据权利要求1所述的装填装置，其特征是：为在发射过程中保持发射管(4)及发射动力系统(5)与包装筒(7)稳固连接，在连接部位装设的可活动的定位套(6)。

3.根据权利要求1所述的装填装置，其特征是：旋转具有圆形环绕面的弹链(8)用的驱动链系统(9、10、11)。

4.根据权利要求1所述的装填装置，其特征是：在外界海水压力大于包装筒(7)内压情况下打开包装筒盖子所用的从发射动力系统(5)引出的开盖歧管及在发射过程中用到的阀组。

5.根据权利要求1所述的装填装置，其特征是：与位于发射位置的、或待射的、或已进入攻击状态的鱼雷(其实是该雷的包装筒)通讯用的光电式数据传输系统。

6.根据权利要求1～3及5所述的装填装置，其特征是：经过对相关部位的较小修改，可以方便地混合使用多种尺寸(许可范围内)的武器及载具，并且不会因此削弱艇壳强度。

7.根据权利要求1、2、4所述的装填装置，其特征是：在潜艇非耐压壳体上开设的用于向潜艇(弹链)补充武器的武器补充口，并且该补充口关闭时要有一定密封能力。

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