CN201784804U - 伸缩式潜水艇 - Google Patents

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Abstract

一种可在水面和水下航行，水上排水量和水下排水量相等的伸缩式潜水艇，它为单层耐压壳体结构，由前艇身(1)，后艇身(2)和升降式塔台(3)组成，其沉浮原理是，与后艇身(2)相连的圆环形的活塞(14)处在与前艇身(1)相连的圆环形的液压缸(7)中，当活塞(14)向前移动时，潜艇的体积减小，比重增加，就渐渐沉入水中。潜艇欲上浮时，先依靠水平舵(20)接近水面，再用液压泵(11)向液压缸(7)内泵入液压油(32)，使活塞(14)向后移动，潜艇的体积增大，比重减小，就浮出水面了。伸缩式潜水艇的结构和操作较简单，舱容量较大，潜行时水阻力较小，可用于海底旅游观光，水下运输和两栖登陆作战等。

Description

伸缩式潜水艇 
技术领域
本实用新型属于船舶产品范畴，涉及一种可在水面和水下航行，水上排水量与水下排水量相等的潜水艇。 
背景技术
据记载，最早的潜水艇在美国独立战争时期就出现了，历经两百多年的发展，从早期的以人力为动力，到柴油一电力潜艇，核动力潜艇，潜艇已成为现代海军的重要组成部分，其潜水原理却没有改变，都是靠吸入或吹除海水来改变潜艇的比重，以达到潜入或浮出的目的，因此现代潜艇都是双层结构，里面的耐压壳体为圆度很高的圆柱形，人员、设备等均在耐压壳体内，外面是非耐压壳体，其外形为水阻很小的形状如水滴形，两层壳体之间的水箱控制潜艇的沉浮，非耐压壳体还可在一定程度上抵御水下武器如深水炸弹的攻击。现代潜艇作为一种战术和战略武器，已经发展得很完善了，但仍存在一些缺陷，如载重量和舱容量较小，结构复杂；在水下潜行时，由于其排水量较在水面时增大了，所以水阻力也增加了，还带着一大舱水，水下机动性因而较差，因此现代潜艇的用途受到了限制，一般作为攻击性武器使用。 
发明内容
本实用新型的目的是，提供一种伸缩式潜水艇，它是一种单层耐压壳体结构的潜艇，一般为小型潜艇，能在水面和水下航行，其水面排水量和水下排水量相等，结构和操作较简单，舱容量较大，潜行时水阻力较小，用途较广。 
本实用新型的技术方案是，伸缩式潜水艇由前艇身1，后艇身2和升降式塔台3组成，其特征是，前艇身1由半球形的艇艏4，圆柱形的前艇体5，与前艇体5下部相连的楔形龙骨6，与前艇体5后端相连的圆环形的液压缸7组成，液压缸7的纵断面为阶梯形，末端有限位环8，液压缸7经管道9分别与阀门10和液压泵11连接，阀门10和液压泵11又分别与液压油舱12连接，后艇身2由圆柱形的后艇体13，与后艇体13的前端连接的圆环形的活塞14，与后艇体13的后端连接的锥形的艇艉15，与后艇体13的下部连接的楔形龙骨16组成，楔形龙骨16的横断面积较楔形龙骨6稍小，活塞14的外表面嵌装有活塞环17，内表面嵌装有活塞环18，活塞14与液压缸7滑动配合，艇艉15装有螺旋浆19，水平舵20和垂直舵21，升降式塔台3顶部装有外螺纹密封门22。 
下面对本实用新型的工作原理和操作方法作详细的说明。 
在船台上分别制造前艇身1，后艇身2和升降式塔台3，完成栖装，并将前艇身1和后艇身2合龙后，就可以下水试航了。在水面航行时，活塞14位于液压缸7的末端，即限位环8附近，使伸缩式潜水艇长度最长，浮力也最大。此时液压缸7充满液压油，虽然靠近限位环8的缸体较薄，但因潜艇处于海面，缸内油压很小，故缸体强度 不受影响。欲下潜时，转动外螺纹密封门22，使艇内完全水密后，打开阀门10，液压油自动流入液压舱12内，活塞14就会缓慢向前移动，带动后艇身2向前移动，横断面较小的楔形龙骨16也插入前艇体5下部的楔形龙骨6中，潜艇的体积减小，比重增加，就渐渐沉入水中。如活塞14越过了缸体7的较薄部分，即保证潜艇最小出水面积的缸体部分，仍未完全沉入水中，则继续排出液压油，直至潜艇完全入水，然后通过液压泵11和阀门10调整潜艇的比重，使其处于零重力状态，就可以在螺旋浆19的推动下，操纵水平舵20下潜了。欲上浮时，也是先操纵水平舵使潜艇升至海面，然后经液压泵11向液压缸7内泵入液压油，使活塞14向后移动，伸缩式潜水艇就静静地浮出水面了。如紧急情况下须快速上浮，可以在操纵水平舵20的同时向缸内泵入液压油，使活塞14向后移动，但不能越过红线，即不充许活塞14在深水中处于缸体较薄的位置，否则潜艇会出事。 
在深水中缸体7内的压力可达数十MPa，因缸体7为圆环形状，最为耐压，只要有足够厚度，是很安全的。但缸体7的直径与艇体的直径相等，当艇体直径增大时，缸体7的直径也增大，弧度会减小，如缸体厚度不变，其强度会下降，这就是伸缩式潜水艇只能是小型潜艇的原因。 
不论是轻载或重载，伸缩式潜水艇都可以在水下潜行，只需调整活塞14的行程即可，这意味着伸缩式潜水艇在卸载后，仍可潜行返回。 
还有水面适航性的问题。当伸缩式潜水艇在水面航行时，有可能前艇身1和后艇身2同时处于两个波峰之上，重力是否会在前艇身1 和后艇身2的结合处将潜艇拦腰折断呢？因为结合处是全艇强度最高的部位——环形液压缸，加上楔形龙骨的托举作用，所以不会拦腰折断。 
在前艇体5和后艇体13两侧可以布置若干个水密舷窗，舷窗玻璃采用夹胶玻璃。 
伸缩式潜水艇可采用电力或柴-电驱动，在用柴油机驱动并处于通气管状态航行时，通气管从后艇体13的上部伸出。 
控制室位于艇艏4，导航设备，声纳装置也安装于此，潜望镜则从前艇体5上部伸出。 
伸缩式潜水艇的主甲板23下面可以布置液压油舱12，淡水舱，柴油舱和蓄电池舱。 
如欲减小伸缩式潜水艇在水面航行和靠岸时的吃水深度，可以取消楔形龙骨6和楔形龙骨16，改为在前艇体5和后艇体13两侧装设防摇腹鳍。 
综上所述，本实用新型的优点是： 
1、本实用新型为单层耐压壳体结构，没有吸、排水装置，较双层壳体潜艇而言，结构较简单，舱容量也较大。 
2、本实用新型只要操控阀门10和液压泵11，就可以完成沉、浮和载重量调整等工作，操作较简单。 
3、本实用新型水面排水量和水下排水量相等，水下航行时没有突出的塔台，所以潜行时阻力较小，机动性也较好。 
本实用新型的主要用途是： 
1、用于旅游观光，让游客领略海底的奇妙世界。 
2、用于人员和小型货物运输，在海况恶劣时或在敌对环境下，完成海岛如南海诸岛的物质补给和人员运输工作。 
3、用于两栖登陆作战。现代登陆作战，进攻的一方必须拥有海、空、天优势，造成重大伤亡后，才能取得登陆作战的胜利，而本实用新型由于舱容量较大，浮出水面时没有翻腾的气浪和喷溅的水花，非常安静，故可以一次运载多名战士，隐秘接敌，收奇袭之效，取得登陆作战的胜利。 
附图说明
图1为伸缩式潜水艇处于水面时的主视图 
图2为伸缩式潜水艇空载时处于水下时的主视图 
图3为液压缸的纵向剖视图 
图4为液压缸的A向视图 
图5为活塞的纵向剖视图 
图6为活塞的B向视图 
图7为液压缸与活塞的组装图 
在所述附图中，1-前艇身，2-后艇身，3-升降式塔台，4-艇艏，5-前艇体，6-楔形龙骨，7-液压缸，8-限位环，9-管道，10-阀门，11-液压泵，12-液压油舱，13-后艇体，14-活塞，15-艇艉，16-楔形龙骨，17，18-活塞环，19-螺旋桨，20-水平舵，21-垂直舵，22-外螺纹密封门，23-主甲板，24-液压油。 
具体实施方式
一艘电力驱动的、最大潜深为100m的伸缩式潜水艇，艇身为圆 柱形，直径4m，其前艇体长5m，液压缸长10m，后艇体长15m，艇艏长2m，艇艉长3m，总长35m，升降式塔台位于前艇体中部，高2.1m，直径1.6m。该艇在水下空载潜行时，后艇体有10m进入液压缸中，总长缩短为25m。 
该艇由优质船用钢板制造，其中艇艏、艇艉、前艇体和后艇体所用钢板厚度为45mm，液压缸外缸体钢板厚50mm，内缸体钢板厚45mm，内、外缸体间距为60mm，最大潜深时缸内压强为17.36Mpa。船用钢板共重199T，艇内液压油重8T，加上升降式塔台、舵系列、楔形龙骨等，艇体总重229T，该艇空载时排水量为281T，即有52T排水量是用于布置艇内相关设备的。 
该艇水下潜行时的最大载重量为100.5T，最大舱容量为252m3，最大载重时出水体积为25.1m3。 

Claims (4)

1.一种伸缩式潜水艇，由前艇身(1)，后艇身(2)和升降式塔台(3)组成，其特征是，前艇身(1)由半球形的艇艏(4)，圆柱形的前艇体(5)，与前艇体(5)下部相连的楔形龙骨(6)，与前艇体(5)后端相连的圆环形的液压缸(7)组成，液压缸(7)的纵断面为阶梯形，末端有限位环(8)，液压缸(7)经管道(9)分别与阀门(10)和液压泵(11)连接，阀门(10)和液压泵(11)又分别与液压油舱(12)连接，后艇身(2)由圆柱形的后艇体(13)，与后艇体(13)的前端连接的圆环形的活塞(14)，与后艇体(13)的后端连接的锥形的艇艉(15)，与后艇体(13)的下部连接的楔形龙骨(16)组成，楔形龙骨(16)的横断面积较楔形龙骨(6)稍小，活塞(14)的外表面嵌装有活塞环(17)，内表面嵌装有活塞环(18)，活塞(14)与液压缸(7)滑动配合，艇艉(15)装有螺旋浆(19)，水平舵(20)和垂直舵(21)，升降式塔台(3)的顶部装有外螺纹密封门(22)。
2.根据权利要求1所述的伸缩式潜水艇，其特征还在于，在前艇体(5)和后艇体(13)两侧可以布置若干个水密舷窗，舷窗玻璃采用夹胶玻璃。
3.根据权利要求1所述的伸缩式潜水艇，其特征还在于，主甲板(23)下面可以布置液压油舱(12)，淡水舱，柴油舱和蓄电池舱。
4.根据权利要求1所述的伸缩式潜水艇，其特征还在于，可以取消楔形龙骨(6)和楔形龙骨(16)，改为在前艇体(5)和后艇体(13)两侧装设防摇腹鳍。 
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