可潜式小水线面隐身快艇的制作方法

专利名称：可潜式小水线面隐身快艇的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种可潜式隐身快艇，特别是一种可潜式小水线面隐身快艇，属于船舶工程领域的船艇范畴。
背景技术：
公知的快艇，都是在水面上航行，不具备隐身性能，容易暴露自身目标；由于兴波阻力大，限制了快艇前进速度的提升，降低了机动性。专利号为99124539.3的“一种多功能交通工具”发明专利，是具有汽车、快艇功能的多功能交通工具，但不具备下潜和隐身功能。专利号为00128107.0的“波浪直翼”发明专利，是利用空气动力、在不增加能耗的情况下，实现车船的减重和节能的长条型的升翼，它可以架在快艇上部以减小阻力，但不能帮助快艇具备下潜和隐身功能。专利号为01110399.X的“船头带螺旋桨的船舶”发明专利，可用来做成快艇并大幅度减少船头在行进中所受的阻力，提高行进速度，但不能下潜，也不具备隐身性。专利号为03140352.2的“快艇分浪板”发明专利，是抑制快艇高速行驶时颠簸跳动的三角形整体分浪板，具有降低船体动力消耗、提高快艇前进速度的功能，但快艇本身仍然容易暴露自身目标。总之，与快艇相关的已有专利技术，都没有解脱快艇在机动性和隐蔽性方面的限制。有关可以下潜的、航行阻力大幅度降低的小水线面型隐身快艇的探索，未见专利和文献。

发明内容
为了克服现有快艇不具备隐身性能，不能大幅度降低前进阻力的不足，本发明提供一种可潜式隐身快艇，借助本身的小水线面特征和可下潜能力，大幅度提高快艇的机动性和隐蔽性。
本发明包括浮筒、横向鳍、艇体、减摇鳍、驾驶舱、直角传动推进装置、平板型支承、后舱门、通气管装置、柴油机、发电机、电动机、压载水舱、蓄电池、注水系统、压气机、高压气瓶、急吹阀、通海阀、通气阀、注水阀。艇体与浮筒均为一流线形中空钢质壳体，艇体通过平板型支承与浮筒连接。柴油机、发电机安装于艇体内，电动机、压载水舱、蓄电池、注水系统、压气机、高压气瓶、急吹阀、通海阀、通气阀、注水阀安装在浮筒内。横向鳍安装在浮筒的中前部两侧，减摇鳍安装在浮筒的中后部两侧，直角传动推进装置安装在浮筒的尾部，调整直角传动推进装置的方向，用来控制快艇的航向。串列式双座驾驶舱位于艇体的前部，密封式舱门安装在艇体的后部。通气管装置安装在艇体的顶部，不使用时可以水平倾倒，以减少被雷达探测的几率。
柴油机输出端与发电机输入端动力连接，发电机输出端分别与电动机输入端、蓄电池输入端电连接，电动机的输出端分别与直角传动推进装置、注水系统、压气机动力连接，压气机出口与高压气瓶相通，蓄电池的输出端也与电动机输入端电连接。注水系统出口通过注水阀与压载水舱相连，高压气瓶通过急吹阀与压载水舱相连，压载水舱还分别通过通海阀和通气阀与大海、大气相通。柴油机进排气口可直接与大气相通，也可通过通气管装置与大气相通。柴油机的排气口也可与压载水舱相连。
本发明在执行任务时，吃水的变化可由水下的浮筒排空或进水来实现。当降低干舷高度时，则增加浮筒内的进水量，最终可以使整个艇体没入水面，虽然航行阻力增加，但是在下潜时，可以有效地降低被雷达照射、跟踪的几率。它还可以长时间潜航在水面以下，使信号特征变得更小，不易被发现。正是高速快艇的可潜性，使之达到不同情况下的隐身需要、满足不同情况下的使用要求。
浮筒始终处于水面以下。在巡航的情况下，艇体在水面以上；在需要隐蔽的情况，浮筒下潜，使艇体也潜入水中，唯有通气管装置的上端露出水面。当需要进一步隐蔽时，浮筒再行下潜，使通气管装置也全部潜入水中。
快艇的巡航动力为高速柴油机，并采用全电力推进。高速柴油机运转时发出的高频噪声，传播时阻尼很大，减弱很快，传播范围狭小，提高隐蔽性。柴油机拖动发电机发电以驱动电动机，电动机再拖动直角传动推进装置，形成前进动力。当快艇需要下潜时，与压载水舱相通的通气阀和通海阀全部打开，电动机拖动注水系统，注水系统通过注水阀向压载水舱注水。当快艇需要快速上浮时，关闭注水阀和通气阀，打开通海阀和急吹阀，电动机拖动压气机对高压气瓶充气，使高压气瓶放出高压气体，挤出压载水舱内的海水。当需要缓慢上浮时，可关闭急吹阀，只需以电动机拖动柴油机，使柴油机以不用燃料的方式运转，充当低压压气机，排出低压气以挤出压载水舱内的海水。
巡航时柴油机直接与大气换气，下潜时借助通气装置与大气换气。当通气装置也没入水中时，就借助蓄电池驱动电动机。发电机可以在极短的时间内完成对蓄电池的充电，以减少柴油机发出高频噪声的时间，提高隐蔽性。
通气管装置在不使用时可以水平倾倒，以减少被雷达探测的几率。艇体前部设置串列式双座驾驶舱，以减小雷达波正面照射的艇体截面积。艇体的尺寸规模和排水量都属于小型艇，艇体长10-15米，艇体全身及平板型支承的上部涂有辐射吸波涂层，以减小红外、雷达和可见信号特征，提高隐身能力。艇体外形设计线条流畅，表面光滑，也有助于反雷达波。
本发明的有益效果1、由于穿过水面的平板型支承横截面积很小，使快艇整体形成小水线面结构，大幅度降低巡航时的兴波阻力，航速相应的傅汝德数可提高到0.7-1.0。
2、由于本发明采用了小水线面船型设计，获得了优良的综合性能，包括整体波阻较小带来的快速性、良好的横向稳定性、抗风浪能力和适合于全天候出航的优良适航性。
3、本发明提供的可潜式快艇借助本身的小水线面特征和可下潜能力，具备隐身性能，可大幅度降低前进阻力，提高快艇的机动性和隐蔽性，在军用和民用各种场合都能获得广泛的应用，可以产生巨大的经济效益和社会效益。


图1是本发明快艇的外型结构示意图。
图2是本发明快艇的前视外型结构示意图。
图3是本发明快艇的动力系统结构框图。
图4是本发明快艇的下潜系统结构框图。
具体实施例方式
下面结合附图对本发明的具体实施作进一步的描述。
如图1、图2、图3、图4所示，本发明包括浮筒1、横向鳍2、艇体3、减摇鳍4、驾驶舱5、直角传动推进装置6、平板型支承7、后舱门8、通气管装置9、柴油机10、发电机11、电动机12、压载水舱13、蓄电池14、注水系统15、压气机16、高压气瓶17、急吹阀18、通海阀19、通气阀20、注水阀21。
艇体3与浮筒1均为一流线形中空钢质壳体，艇体3通过平板型支承7与浮筒1连接成一体，浮筒1的中轴线和艇体3中轴线组成的几何平面与平板型支承7的中立面重合。平板型支承7的前后边沿呈圆弧形，以减弱在水中行进时造成的扰动波。由于穿过水面的平板型支承7的横截面积很小，使快艇整体形成小水线面结构。
柴油机10、发电机11安装于艇体3内。电动机12、蓄电池14、注水系统15、压气机16、高压气瓶17、急吹阀18、通海阀19、通气阀20、注水阀21安装在浮筒1内。横向鳍2安装在浮筒1的中前部两侧，减摇鳍4安装在浮筒1的中后部两侧，直角传动推进装置6安装在浮筒1的尾部，调整直角传动推进装置的方向，用来控制快艇的航向。串列式双座驾驶舱5位于艇体3的前部，密封式后舱门8安装在艇体3的后部。通气管装置9安装在艇体3的顶部，不使用时可以水平倾倒，以减少被雷达探测的几率。
柴油机10输出端与发电机11输入端动力连接，发电机11输出端分别与电动机12输入端、蓄电池14输入端电连接，电动机12的输出端分别与直角传动推进装置6、注水系统15、压气机16动力连接，压气机16出口与高压气瓶17相通。蓄电池14的输出端也与电动机12输入端电连接。注水系统15出口通过注水阀21与压载水舱13相连，高压气瓶17通过急吹阀18与压载水舱13相连，压载水舱13还分别通过通海阀19和通气阀20与大海、大气相通，柴油机10的排气口也可与压载水舱13相连。柴油机10进、排气口可直接与大气相通，也可通过通气管装置9与大气相通。
快艇的巡航动力为柴油机10，并采用全电力推进。柴油机10拖动发电机11发电以驱动电动机12，电动机12再拖动直角传动推进装置6，形成前进动力。在快艇需要下潜时，与压载水舱13相通的通气阀20和通海阀19全部打开，电动机12拖动注水系统15，注水系统15通过注水阀22向压载水舱13注水。当快艇快速上浮时，应关闭注水阀22和通气阀20，打开通海阀19和急吹阀18，电动机12拖动压气机16，使之对高压气瓶17充气，并通过急吹阀18使高压气瓶17放出高压气体，挤出压载水舱13内的海水。当需要缓慢上浮时，应关闭急吹阀18，以电动机12拖动柴油机10，让柴油机10按无燃料的方式运转，充当低压压气机，排出低压气，挤出压载水舱13内的海水。巡航时柴油机10直接与大气进行换气，下潜时借助通气装置9由大气换气。当通气装置9也没入水中时，就借助蓄电池驱动电动机12。发电机12可以在极短的时间内完成对蓄电池14的充电，以减少发出高频噪声的时间，提高隐蔽性。
本发明吃水的变化可由水下的浮筒1排空或进水来实现。当降低干舷高度时，则增加浮筒1内的进水量，最终可以使整个艇体3没入水下。浮筒1始终处于水面以下。在巡航的情况下，艇体3在水面以上；在需要隐蔽的情况，浮筒1下潜，使艇体3也潜入水中，唯有通气管装置9的上端露出水面。当需要进一步隐蔽时，浮筒1再行下潜，使通气管装置9也全部潜入水中。
艇体3前部设置的串列式双座驾驶舱，是为了减小雷达波正面照射艇体3的截面积。艇体3的尺寸规模和排水量都属于小型艇，艇体3长10-15米，艇体3全身及平板型支承7的上部涂有辐射吸波涂层，以减小红外、雷达和可见信号特征，提高隐身能力。艇体3外形设计线条应当流畅，艇体3的表面光滑，也有助于反雷达波。
权利要求
1.一种可潜式小水线面隐身快艇，包括浮筒(1)、横向鳍(2)、艇体(3)、减摇鳍(4)、驾驶舱(5)、直角传动推进装置(6)、平板型支承(7)、后舱门(8)、通气管装置(9)、柴油机(10)、发电机(11)、电动机(12)、压载水舱(13)、蓄电池(14)、注水系统(15)、压气机(16)、高压气瓶(17)、急吹阀(18)、通海阀(19)、通气阀(20)、注水阀(21)，其特征在于艇体(3)通过平板型支承(7)与浮筒(1)连接成一体，柴油机(10)、发电机(11)安装于艇体(3)内，通气管装置(9)安装在艇体(3)顶部，电动机(12)、蓄电池(14)、注水系统(15)、压气机(16)、高压气瓶(17)、急吹阀(18)、通海阀(19)、通气阀(20)、注水阀(21)安装在浮筒(1)内，横向鳍(2)安装在浮筒(1)的中前部两侧，减摇鳍(4)安装在浮筒(1)的中后部两侧，直角传动推进装置(6)安装在浮筒(1)的尾部，驾驶舱(5)位于艇体(3)的前部，密封式后舱门(8)安装在艇体(3)的尾部，柴油机(10)输出端与发电机(11)输入端动力连接，发电机(11)输出端分别与电动机(12)输入端、蓄电池(14)输入端电连接，电动机(12)的输出端分别与直角传动推进装置(6)、注水系统(15)、压气机(16)动力连接，压气机(16)出口与高压气瓶(17)相通，蓄电池(14)的输出端也与电动机(12)输入端电连接，注水系统(15)出口通过注水阀(21)与压载水舱(13)相连，高压气瓶(17)通过急吹阀(18)与压载水舱(13)相连，压载水舱(13)还分别通过通海阀(19)和通气阀(20)与大海、大气相通，柴油机(10)进排气口可直接与大气相通，也可通过通气管装置(9)与大气相通。
2.根据权利要求1所述的可潜式小水线面隐身快艇，其特征是所述的艇体(3)与浮筒(1)均为一流线形中空钢质壳体，浮筒(1)的中轴线和艇体(3)中轴线组成的几何平面与平板型支承(7)的中立面重合，平板型支承(7)的前后边沿呈圆弧形。
3.根据权利要求1所述的可潜式小水线面隐身快艇，其特征是所述的艇体(3)表面光滑，艇长10-15米，艇体(3)全身及平板型支承(7)的上部涂有辐射吸波涂层。
4.根据权利要求1所述的可潜式小水线面隐身快艇，其特征是所述的柴油机(10)既可以作巡航动力源，也可按无燃料的方式运转，充当低压压气机。
5.根据权利要求1所述的可潜式小水线面隐身快艇，其特征是所述的驾驶舱(8)采用串列双座式。
全文摘要
可潜式小水线面隐身快艇，包括浮筒、横向鳍、艇体、减摇鳍、驾驶舱、推进装置、平板型支承、后舱门、通气管装置、柴油机、发电机、电动机、压载水舱、蓄电池、注水系统、压气机、高压气瓶。艇体与浮筒均为一流线形中空钢质壳体，艇体通过平板型支承与浮筒连接成一体。在巡航时，艇体在水面以上；在需要隐蔽时，浮筒下潜，使艇体也潜入水中，唯有通气管装置的上端露出水面。当需要进一步隐蔽时，浮筒再行下潜，使通气管装置也全部潜入水中。快艇的巡航动力为高速柴油机，并采用全电力推进。由于本发明具有小水线面特征和可下潜能力，能大幅度降低巡航时的兴波阻力，提高快艇的机动性和隐蔽性，在军用和民用各种场合都能获得广泛的应用。
文档编号B63G8/00GK1651307SQ20051002418
公开日2005年8月10日 申请日期2005年3月3日 优先权日2005年3月3日
发明者马捷, 张建栋, 倪园芳, 杜乐乐 申请人:上海交通大学