無人潛水運載船的製作方法

2023-06-22 01:43:01 1

專利名稱：無人潛水運載船的製作方法
技術領域：
本發明是關於無人潛水運載船的發明，特別是關於模塊化無人多用途潛水運載船的發明。
現有技術潛艇及多用途水上艦船為滿足對水上、水下、空中和陸地的多種作戰任務需要，運載多種武器系統、控制指揮系統及保障系統、多種能源、動力系統和所需操控人員。致使其體積巨大、能耗高、人員多、構造複雜、造價和使用維護費用高，海上補給困難，眾多系統集中一船，任一環節受損都將對整體造成嚴重影響。並且船上環境艱苦，執行任務的難易程度受海情影響。在作戰任務各環節中；搜索、情報分析、控制指揮等環節耗費時間、人力很少。但是運載環節佔用大量時間、人力、運力，並且主要是用於高危險性的簡單高強度重複勞動。
本發明的目的是提供按照模塊化設計的低成本、多用途、能從水下發射武器的無人潛水運載船。本發明運載船主要用於執行單一的運載任務，壓縮其它附加用途配置，配合其他運載平臺執行作戰任務。使其它艦船運載能力轉用於增強通訊、情報處理、搜索、引導指揮、保障、海上自持力等，提高作戰能力。
本發明另一個目的是提供對地攻擊和登陸作戰系列潛水運載船。本發明再一種目的是提供系列無人潛水補給船。本發明又一目的是提供應用於民用運輸、遠洋拖船、拖網漁船等多種無人運載船。
本發明是以如下方式實現的無人潛水運載船的結構適合於在水面中速巡航、水下短距淺深度低速潛航。船頭、船身、桅杆、運載物以及各主要功能系統均為具有獨立水密性的模塊拼裝構成。船身內保持微正壓來防止滲漏。船上僅設簡單的探測、導航、自動控制系統及必要的數據通訊系統，通過預設程序和其他艦船、飛機的近距離(例如視距內)遙控指令來控制設備可靠運行。運載船與遙控船之間的信息傳遞最好是採用具有方向性的超短波或光波，抗幹擾性強、保密程度高。船身和桅杆外表面由可減少雷達反射面的多個傾斜平面構成，船身為一箱型結構，內有一個矩形船艙，因此加工製造簡單。無艦橋，無耐壓殼，也不設武器轉臺，船身前端開口，安裝登陸艇式平板水密艙門。艙門上裝有氣動撐杆，控制其自動開閉。通過可分離式船頭後端的安裝掛環，將船頭掛裝在艙門或艙門框前四角的固定銷座上，使船頭可以快速裝卸或者在航行中拋棄，還可隨同艙門在水中打開，船頭內安裝有高壓氣瓶。船身承力框架框格中安裝油箱、電池、浮力調節水艙、高壓氣瓶等設備，船頭、船身、桅杆安裝設備後的剩餘空間用纖維、樹脂材料增強的發泡水泥充填，增加船身結構強度，受到破損也不會喪失浮力，提高抗沉性，並具有阻燃、防腐、隔熱、降噪的效能。船身外壁設有多個內藏式掛架，可選掛水雷、幹擾誘餌彈、副油箱、大容量附加電池、臨時浮力艙、大功率發動機吊艙或其他模塊，掛架口蓋板通過鉸鏈固定在船壁上，當外掛模塊拋投後由彈簧自動封閉。
船艙中可選裝載各類武器例如反艦、反潛、對地及中遠程對空飛彈、火箭彈、掃雷火箭等，每件武器均有獨立的水密封裝儲存、發射筒，可在水下發射。發射武器時船艙門帶同船頭同時向前打開，通過調節水箱及水平舵使船艉下沉，船身縱軸與水面構成所需發射角、方向角由船艉安裝的動力方向舵控制。從船艙中直接發射。
本發明運載船安裝特別的用於實現海上自動連接及加油的牽引環和受油探頭，由纜繩牽引連接頭和供油連接端套與其相配。其對中連接利用水浮力和水動力來完成。
牽引環安裝在船頭前端正中，牽引環上有一個凹坑，其內附裝有近距光通訊信號收發器傳感器併兼作連接傳感器。
魚雷狀纜繩牽引連接頭裝有攝像頭、電池、控制舵、近距光通訊信號收發器兼連接傳感器、高壓氣瓶。其前端安裝掛鈎，在掛鈎內裝有常閉式氣動鉤栓，連接頭後端由纜繩連接安裝至其他輔助牽引設施例如拖船或者碼頭絞車上，纜繩兼作數據通訊光纖載纜。進行連接操作時調整運載船浮力，使其牽引環處於水面適當位置。當連接頭掛鈎由牽引設施控制從水面飄浮移動至進入牽引環時，接受信號使氣閥關閉，彈簧將鉤栓彈出實現連接。該纜繩牽引連接頭的又一種作用是由其他船舶拖航時本發明運載船可以處於水面下，並通過拖纜上附加的光纜獲得穩定、可靠的通訊數據。該纜繩牽引連接頭的另一種作用是可通過其直接將本發明運載船拖或吊上補給船及岸上。使補給、裝卸、維護非常簡便。並使操作難度大、依賴於操作人員的經驗進行的船舶靠岸、系泊變得很簡單，不再受風浪影響。
牽引環上方安裝可收放受油探頭，與安裝在供油設施上的供油連接端套相配，探頭口蓋板通過鉸鏈安裝在船頭外壁上，並由彈簧自動封閉，受油探頭底部裝有氣缸。
魚雷狀供油連接端套裝有攝像頭、電池、控制舵、連接傳感器、高壓氣瓶，其前端裝有氣漲式連接端套，其後端的油管與供油設施連接。進行加油操作時調整運載船浮力，使其受油探頭處於水面適當位置，氣缸推動受油探頭頂開蓋板向前伸出船頭，當供油連接端套由供油設施控制從水面飄浮移動至套住受油探頭後，接受信號使氣閥打開，氣漲式端套將受油探頭與供油端套連接。
船頭的油管、氣管、信號連線從船頭後端引出與安裝在艙門框下沿上的接口連接。
多稜體形桅杆上端安裝天線、探測頭、進氣口、航行燈等，桅杆中上部安裝排氣口。進、排氣管口裝有氣動水密護蓋。桅杆安裝在船艉的發動機位置上方，便於通過桅杆引出進、排氣管。桅杆底部通過連接軸與船身上的桅杆安裝軸座相配。使桅杆可繞安裝連接軸旋轉升降並定位在與船身縱軸0～90度範圍內任意位置。船身上安裝有桅杆升降氣缸，氣缸連接升降連杆，連杆另一端通過銷栓分別連接於船身及桅杆上。當桅杆豎起時形成穩固的三角支撐。潛航時使桅杆向前放倒於船身上。由船身上的卡座固定。船身前端及桅杆排氣口周圍設有噴霧裝置，屏蔽自身目標信號。
各種操作執行機械例如調節閥、舵機、錨機、啟動機、掛鈎栓、探測頭等因為運行時間短，採用氣動結構，其技術成熟、工作安全可靠、結構簡單、重量輕、體積小、不會引起火災。
本發明運載船海上補給簡單、快捷。各種模塊可在基地或母艦上安裝，並能分別進行維修或升級，甚至降級、撤銷。選擇相應模塊使航程、航速、運載量、用途、海上自持期等能大範圍變動。可以針對每一次任務快速裝配出執行反艦、反潛、對空、對地、補給物質運輸等多種任務、低成本的運載船。能採用飛機、艦船、商船、漁船等多種運載平臺運載及投放，具有靈活的機動性和重裝性。本發明運載船安裝小功率內燃發動機和電動機。如果需要高速航行時，可在船艉掛架上增掛大功率內燃發動機吊艙，也可由其他船舶拖帶。能耗少，構造簡單造價低。聲、光、熱、電磁等各種目標信號大幅減小，隱身性能高，可提前迅速、隱蔽地進入預定水域，像水雷一樣在水下長期隱蔽待發，能不受海情影響在海上超長時間執行任務，適宜遠洋、淺水及內河、湖泊、狹窄和布雷水域或其他危險海域等各種條件下使用。
本發明的進一步改進是將船身上安裝潛艇式應急艙口，船艙內增裝呼吸系統、手控觀察操縱系統及備用壓縮空氣箱構成特種作戰潛水運載登陸船。其加大型增掛浮力艙後可以實施常規主戰坦克、裝甲車、火炮等重型作戰武器潛水運載登陸，船頭的安裝掛環通過特別的爆炸銷栓安裝在艙門框上，運載船可由進攻出發地水下潛航至接近灘頭才浮出水面，將車輛排氣口與運載船排氣口相連，利用船艙中搭載的主戰坦克等車輛的發動機輸出動力，推動運載船高速衝灘，達到簡化裝置而又保持高性能的目的。當登陸衝灘即將接觸灘頭時，引爆爆炸銷栓拋棄船頭，以便打開登陸艙門。被拋棄的船頭漂浮在水面上，還可幹擾敵方視線。運載船不裝內燃發動機和油箱、受油探頭等相應的裝置，即使中彈也不會燃燒。船身兩側增掛大容量電池，以增加潛航距離；為解決登陸與潛航對船體的不同需要，本發明設計了特別的摺疊式臨時浮力艙，將其掛裝在潛水運載登陸船身兩側。該浮力艙摺疊狀為長扁形盒體，內裝複合編織袋，其下方有發泡材料儲罐及配套的泡沫發生器。衝灘時由配套的泡沫發生器通過壓縮空氣充入快速固化泡沫，使運載船減少吃水。該浮力艙發生破損也不影響浮力。該浮力艙的另一個作用是可直接掛裝在坦克等車輛兩側作為隨車攜帶的浮渡器材。船頭和浮力艙的又一個作用是可用於搭建浮橋、臨時碼頭。在不良氣候中實施潛水運載登陸時，氣候條件將阻礙敵方的軍事行動，而對水下潛航的本發明登陸運載船無影響。產生多種全新的對地攻擊和登陸作戰方式。
本發明的另一種改進是用於潛水補給船，不需要進行大量改裝，船艙中換裝貨櫃或者油箱。可將油料、彈藥、食品及其他物資等各類補給品從水下隱蔽運抵預定區域，並可長時間隱藏水下等候下一步指令，減少用於護衛運輸的軍事力量。
本發明的又一種改進是經過簡單的改型，更換模塊後能應用於民用運輸、拖船、拖網漁船等方面。例如應用於自動運輸船按預定航線向無良好碼頭設施和航行危險區的小島或海上石油平臺、海上養殖區、捕魚區、施工區運送批次多、量少零星的物資，不需要建設投資大，工期長的碼頭及吊車，僅需設置一條牽引滑道；應用於拖船時因為執行任務相對簡單並只需低速航行，可取消潛航所需裝置，船身僅裝有一套燃油大功率動力系統及一臺大功率氣動絞車，並可掛載救生器材。桅杆上配備雷達、航行燈、喇叭等必要的航行設施，可降低航運成本；應用於拖網漁船時可以降低成本，提高產量；更有意義的是採用本發明技術平時僅需要維持小型、高質量的作戰力量，生產能力可轉產民用船隻，一旦需要時可以立即改產、改裝軍用艦船，並迅速部署於指定位置。能充分利用生產能力，降低軍費開支。
以下根據附圖對本發明的運載船作更詳細的說明。


圖1是本發明一種無人潛水飛彈運載船處於水面下發射狀態的側視圖，該運載船具有獨立水密性的可更換船頭1，內裝高壓氣瓶，船頭1前端正中安裝有牽引環2，牽引環2上附裝有近距光通訊信號收發器，可收放受油探頭3安裝於牽引環2上端，受油探頭蓋板通過鉸鏈安裝在船頭1外壁上，船頭1後端安裝環通過銷栓固定在登陸艇式水密平板艙門4前端四角的銷座上，船身5前端開口，並在其開口下沿通過鉸鏈安裝艙門4，艙門4上安裝有氣動撐杆6，氣動撐杆6將船艙門連同船頭一起打開。船身5外壁有多個內藏式掛架，掛架口蓋板7通過鉸鏈安裝在船壁上。船身5上有桅杆安裝軸座，並通過銷軸安裝桅杆8，桅杆8上安裝進、排氣管的氣動水密護蓋9、天線、探測頭、航行燈等。在桅杆8上的排氣管口高度周圍及船身5上安裝噴霧口10。桅杆升降氣缸11安裝在桅杆安裝軸座上，其另一端通過升降連杆分別與船身和桅杆相連。船艉安裝動力轉向舵12。
圖2是本發明一種潛水運載登陸船的側視圖，該登陸船具有獨立水密性的可更換船頭1，船頭1前端正中安裝有牽引環2，牽引環2上附裝有近距光通訊信號收發器，船頭1內裝高壓氣瓶，船頭1後端安裝環通過爆炸銷栓固定在登陸艙門框前端四角的銷座上，船身5前端開口，並在其開口下沿通過鉸鏈安裝登陸艙門4，艙門4上安裝有氣動撐杆，船身5上部有潛艇式應急艙口15，艙內有通風裝置與桅杆8上的通氣管連接、並有手控觀察操縱裝置、呼吸系統及備用壓縮空氣箱。船艙內保持微正壓。船身5外壁有多個內藏式掛架，增掛大容量電池和摺疊式臨時浮力艙14。掛架口蓋板7通過鉸鏈安裝在船壁上。船身5上有桅杆安裝座，並通過銷軸安裝桅杆8，桅杆8上安裝進、排氣管的氣動水密護蓋9、天線、探測頭、航行燈等。在桅杆8上的排氣管口高度周圍及船身5上安裝噴霧口10。桅杆升降氣缸11安裝在桅杆安裝軸座上，其另一端通過升降連杆分別與船身和桅杆相連。船艉安裝動力轉向舵12。衝灘時啟動泡沫發生器向摺疊式臨時浮力艙14充入快速固化泡沫，將其撐開。當衝灘船底即將接觸灘頭時引爆爆炸銷栓，將船頭1拋棄。
圖3是本發明一種潛水運載登陸船的前視圖，具有獨立水密性可更換的船頭1前端正中安裝有牽引環2，其船身兩側掛裝有大容量電池13和摺疊式臨時浮力艙14。其中一側的摺疊式臨時浮力艙表示摺疊狀態；而另一側為打開狀態。桅杆8上的排氣管口高度安裝噴霧口10。
權利要求
(1).無人潛水運載船，特別是模塊化的無人潛水運載船，運載船結構適合於在水面中速巡航、水下低速潛航。其特徵是船頭、船身、桅杆以及各主要功能系統為具有獨立水密性的模塊拼裝構成，各模塊內剩餘空間用增強發泡材料充填。船身前端開口，安裝登陸艇式平板水密艙門。分離式船頭掛裝在船艙門或艙門框前。可隨同船艙門一道在水中打開，從水面下發射武器。船頭前端正中設有牽引環，由纜繩牽引連接頭與其相配，在船頭牽引環上方安裝可收放受油探頭，與安裝在供油設施上的供油連接端套相配。調節閥、舵機、錨機、啟動機、掛鈎栓、探測頭等各種操作執行機械採用氣動結構。
(2).根據權利要求(1)所述的具有獨立水密性的分離式船頭，其特徵是船頭前端正中安裝牽引環，與安裝在輔助牽引設施上的魚雷狀纜繩牽引連接頭相配。牽引環上有一個凹坑，其內附裝有近距光通訊收發器併兼作連接傳感器。船頭牽引環上方安裝可收放受油探頭，探頭附裝有連接傳感器，與安裝在供油設施上的供油連接端套相配，探頭口護蓋通過鉸鏈安裝在船頭外壁上。受油探頭底部裝有氣缸。船頭後端有安裝掛環，通過銷栓掛裝在船身艙門前的四角上。船頭內裝高壓氣瓶，油、氣及信號傳輸等管線從船頭後端引出聯接到艙門框下方的接口上。船頭安裝設備後的剩餘空間用增強發泡材料充填。使船頭可快速裝卸，也可隨同艙門在水中打開。
(3).根據權利要求(1)所述的具有獨立水密性的分離式船頭，其特徵是船頭前端正中安裝牽引環，牽引環上有一個凹坑，其內附裝有近距光通訊收發器併兼作連接傳感器。船頭後端有安裝掛環，通過爆炸銷栓掛裝在船身艙門框前的四角上。壓縮空氣及信號傳輸等管線從船頭後端引出聯接到艙門框下方的接口上。船頭內裝高壓氣瓶，船頭安裝設備後的剩餘空間用增強發泡材料充填。使船頭可快速裝卸，可在航行中拋棄。
(4).根據權利要求(1)、(2)所述的魚雷狀供油連接端套，其特徵是供油連接端套內裝有浮力調節水箱、電池、控制舵、攝像頭、連接傳感器、高壓氣瓶。對中連接利用水浮力和水動力來完成，由供油設施通過控制舵來改變魚雷狀供油連接端套的位置，進行連接操作。其後端連接供油設施上的輸油管。前端安裝有連接端套，端套內有氣漲式連接套。
(5).根據權利要求(1)、(2)、(3)所述的魚雷狀纜繩牽引連接頭，其特徵是牽引連接頭內裝有浮力調節水箱、電池、控制舵、高壓氣瓶、攝像頭、近距光通訊信號收發器兼連接傳感器。對中連接利用水浮力和水動力來完成，由輔助牽引設施通過控制舵來改變牽引連接頭位置，進行連接操作。連接頭的前端安裝掛鈎，在掛鈎內裝有常閉式氣動鉤栓，連接頭後端由纜繩連接安裝至其他輔助牽引設施。纜繩兼作數據通訊光纖載纜。
(6).根據權利要求(1)、(2)所述的具有獨立水密性的無人潛水運載船身，其特徵是船身為一箱型結構，內有一個矩形船艙，其外表面由可減少雷達反射面的多個傾斜平面構成。船身內保持微正壓來防止滲漏。前端開口，前端下沿通過鉸鏈安裝登陸艇式平板水密艙門。在艙門前端外四角上安裝有與船頭掛環相配的固定銷座，將船頭通過銷栓安裝在艙門上。艙門上裝有氣動撐杆，艙門框下方有接口聯接船頭後端引出的油管、壓縮空氣管及信號傳輸等管線。在船身承力框架框隔中安裝油箱、電池、浮力調節水艙、高壓氣瓶等設備，船身安裝設備後的剩餘空間用增強發泡材料充填，船身外壁上設有多個內藏式掛架，掛架開口處附有蓋板，蓋板通過鉸鏈安裝在船壁上並通過彈簧自動關閉。船艉安裝水平舵、動力方向舵，通過調節水平舵及調節水艙來控制發射高低角，由動力方向舵控制發射方向角。船身上方有噴霧口、桅杆安裝軸座、桅杆升降連杆安座和桅杆固定卡座。
(7).根據權利要求(1)、(3)所述的具有獨立水密性的潛水運載登陸船身，其特徵是船身為一箱型結構，內有一個矩形船艙，其外表面由可減少雷達反射面的多個傾斜平面構成。船身上安裝潛艇式應急艙口，船艙內安裝呼吸系統、手控觀察操縱系統及備用壓縮空氣箱。船身內保持微正壓來防止滲漏。前端開口，前端下沿通過鉸鏈安裝登陸艇式平板水密艙門，艙門上裝有氣動撐杆。在艙門框前端外四角上安裝有與船頭掛環相配的固定銷座，將船頭通過特別的爆炸銷栓安裝在艙門框上。艙門框下方有接口聯接船頭後端引出的壓縮空氣及信號傳輸等管線。在船身承力框架框隔中安裝電池、浮力調節水艙、高壓氣瓶等設備，船身安裝設備後的剩餘空間用增強發泡材料充填，船身外壁上設有多個內藏式掛架，掛架開口處附有蓋板，蓋板通過鉸鏈安裝在船壁上並通過彈簧自動關閉。船身兩側掛架上掛裝大容量電池和摺疊式臨時浮力艙。船艉安裝水平舵、動力方向舵。船身上方安裝有噴霧口、桅杆安裝軸座、桅杆升降連杆安裝座和桅杆固定卡座。所運載的車輛排氣口與運載船排氣口相連，利用船艙中搭載的主戰坦克等車輛的發動機輸出動力，推動運載船高速衝灘，當登陸衝灘即將接觸灘頭時引爆爆炸銷栓，拋棄船頭，以便打開登陸艙門。
(8).根據權利要求(1)、(6)、(7)所述的桅杆，其特徵是桅杆外形為可減少雷達反射面的稜柱體。桅杆可繞安裝連接軸旋轉升降。桅杆上安裝進、排氣管、天線、探測頭、航行燈。進、排氣管口裝有水密氣動護蓋。桅杆底部通過連接軸與船身上的軸座相配。船身軸座上安裝有桅杆升降氣缸，氣缸連接升降連杆，連杆另一端通過銷栓分別連接於船身及桅杆上。當桅杆豎起時形成穩固的三角支撐。潛航時使桅杆向前放倒於船身上。由船身上的卡座固定。桅杆廢氣排放口周圍設有噴霧裝置。桅杆安裝設備後的剩餘空間用增強發泡材料充填。
(9).根據權利要求(1)、(2)、(3)、(6)、(7)、(8)所述的發泡充填材料，其特徵是充填材料是以纖維、樹脂材料增強的發泡水泥。
(10).根據權利要求(7)所述的摺疊式臨時浮力艙，其特徵是該浮力艙摺疊狀為長扁形盒體，內裝複合編織袋、發泡材料儲罐、泡沫發生器。可用銷栓快捷的安裝於船身、浮渡車輛、浮橋的掛架上。使用時通過壓縮空氣充入快速固化泡沫。
全文摘要
本發明是關於模塊化無人潛水運載船的發明。該運載船設簡單的控制、通訊系統，通過預設程序和近距離遙控指令來控制設備。船身和可收放桅杆採用隱身設計。分離式船頭安裝在船身登陸艇型艙門前端，可隨同艙門在水中打開。從船艙中直接發射武器。船頭安裝用於海上自動連接及加油的牽引環和受油探頭，由纜繩牽引連接頭和供油連接端套與其相配。船身外壁可選外掛多種附件。能夠由飛機、船舶等運載及投放。可用於主戰坦克潛水登陸、潛水補給和民用運輸等多種用途。摘要附圖描述了處於水面下發射狀態的本發明一種無人潛水飛彈運載船。
文檔編號B63G8/00GK1405059SQ0112459
公開日2003年3月26日 申請日期2001年8月8日 優先權日2001年8月8日
發明者黃佑德 申請人:黃佑德