具有高速水面性能的通用潜艇制造技术

本发明专利技术提供了一种能够在其乘员舱完全或大部分位于吃水线之上的状态下进行水面工作的潜艇。船舶能够进行高速、远距离的水面航行并且具有适航力。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种能够进行高速、长距离的水面航行的潜艇。
技术介绍
存在可被归类为潜艇或潜水器的许多不同类型的船舶。潜艇通 常被认为是能够在 水下前进和改变方向、能够在远海航行、具有适航(seakeeping，能够经得起风浪)性能、并 且能够在水下安全作业的自给式船舶。潜水器通常被认为是能够潜入水下并且在水下作业 的任何船舶，但是其仅具有有限的或者根本不具有独立地在海上航行的能力。潜艇和潜水 器两者都在水面之下携带乘员。因此，任何潜艇或潜水器必须至少能够达到负浮力或中性 浮力，并且为乘员提供推进力。大多数潜艇和潜水器还为乘员提供了某些类型的生命保障， 但一些潜水器可能会要求乘员佩戴自携式水下呼吸器(SCUBA)设备。所有潜艇以及许多潜 水器使乘员在深水压力下是安全的。浮力是水施加在浸没或者部分浸入水中的物体上的向上的力。船舶将在向上推的 浮力等于向下拉船舶的重力时浮在水中。向上推水中物体的浮力被称为液体静升力。浮力 或者液体静升力的大小取决于由特定物体排出的水的量。当物体在水面上时，重力向下拉 物体，并且如果如同船舶的情况一样底部被密封，则其将水推向侧方。排出的水的体积将等 于在吃水线下方的物体的体积，其已知为水面排水量。作用在物体上的浮力等于排出的水 的重量。由于船舶的水面排水量取决于其重量，所以其可通过使用压载(压舱物， ballast)来控制。压载通常是允许进入船舶的密封船体室内的水。 在水面船只中，水通常被添加到压载舱中，以向船只的下部增加额外的质量。这降 低了船只的重心，从而增加了其在水面上的稳定性。潜艇和潜水器在历史上不需要用于水 面稳定性的压舱水，这是因为它们通常已经具有低的重心以及很小的货物变化。它们即使 在水面时通常也在水中非常低，仅船舶整体非常小的体积在吃水线之上。在潜艇和潜水器中，水被添加到压载舱中以帮助它们下沉到水面下方。这可被看 作减小船舶的排水量或者增加其重量；这两者具有相同的数学效果。在潜艇术语中，添加压 舱水通常被视作减小船舶的浮力。当压载舱满时，它们被看作处于基本中性的浮力，从而导 致船舶上没有浮力。在水下推进船舶所需的能量中仍必须考虑这些压载舱的质量。这些压 载舱常常被称为可变排水量，因为它们允许水进入，并且通过减小其排水量来减小船舶的 浮力。对于能够在水下作业的船舶例如潜艇和潜水器，它们必须通过调节压舱水的量来 获得中性浮力。中性浮力指的是向上的浮力等于向下的重力的状态。在此状态下，船舶使 用其推进系统来上浮、下沉或者在水中移动。在典型的潜艇中，船舶的重量被设定为其足以克服由于船舶的固定排水量所导致 的浮力。固定排水量是潜艇的水密的并且不会被浸没的部分的体积，其确定了最小浮力。此 重量设定是即使在船舶不具有通过完全浸没可控压载得到的额外重量时仍允许船舶下潜并且获得中性浮力所必需的。因而，可变排水量对于其有效负载容量是决定性的。大多数 潜艇中的固定排水量主要包含在抵抗所处深度的极端水压的耐压船体、加强乘员舱中。典型的小潜水器用于深潜水科研或工业任务，或者浅潜水娱乐旅行。这两种类型都具有实现仅仅升高到正好足以使乘员进入和离开船舶的平面之上所需的浮力所必需的 最小可控压载。在这些船舶中，可变排水量与固定排水量相比是非常小的。由于此事实，这 些小的潜水器不能升高到足以允许其大部分体积停留在吃水线之上的平面之上的高度。它 们不能获得这样做所必需的正浮力的量。当在水面上时保持船舶的大部分体积在水下简化 了船舶的设计，并且保持其在水下以及在水面时都是稳定的。但是，此设计方法使得在水面 上行进的能力非常受限，并且使得有效负载的可变程度非常低。尽管最初是针对军事应用开发的，但是能够进行水下作业的船舶如今已广泛用于 多种用途。现代化的潜艇和潜水器非常专门化，从用作军事武器平台的船舶到用于深海科 学研究的船舶再到用于娱乐性浅潜水的船舶。尽管存在用于许多专门任务的大量潜艇和潜 水器，但是不存在可用于多种应用的真正通用的能够进行水下作业的船舶。目前还不存在 小的、成本高效的并且具有非常高的自给性、航行能力和距离的水下船舶。如今使用的能够 在远海航行的潜艇仅是巨大的、船只大小的军用潜艇。具有真正的航行能力和适航能力的 能够进行水下作业的小船舶将在私营工业和军用两方面都是非常有用的。从潜水者所用的简单的水下滑行船到美国海军的装备有核导弹的巨型核潜艇，现 有潜艇和潜水器的设计和能力是各种各样的。但是，所有现有的潜艇和潜水器具有共同的 特性，即它们均是针对非常特定的用途设计的，并且在预期用途之外的应用中的效用是有 限的。几乎所有的世界上的真正潜艇目前都是大的、船只大小的军用船舶。实际上，当前 使用的唯一真正的潜艇是美国海军及其他工业化国家使用的洲际军用船舶。它们是迄今为 止建造的能够进行水下作业的最复杂的船舶。一些国家仍使用在第二次世界大战期间广泛使用的柴电动力军用潜艇。现代化的 柴电动力潜艇表现出更好的潜水时间、速度、隐秘性和武器装备，但是基本功能是相似的。 它们使用水面发动机来给下潜用的蓄电池充电。在美国海军和一些其他外国海军中，可在 水下度过数月的核动力设计已经替代了许多柴电动力潜艇。用于给这些船舶提供动力的原 子反应炉可工作数年而无需添加燃料，并且它们通常仅需要每隔几个月才浮到水面上以添 加补给和轮换人员。洲际军用潜艇用于许多不同的任务，并且每种任务通常是由特定级别的潜艇来完 成的。美国海军目前具有俄亥俄级弹道导弹核潜艇(SSBN)、巡航导弹核潜艇(SSGN)级、洛 杉机和海狼攻击型核潜艇(SSN)级以及弗吉尼亚SSN级。还被称为boomer的俄亥俄级SSBN 用作弹道导弹的秘密移动发射平台。SSGN级是被转换成运送巡航导弹并且用作特种部队作 业所用平台的核潜艇。洛杉机和海狼SSN级是快速攻击潜艇，弗吉尼亚SSN级是快速攻击 潜艇、巡航导弹发射平台和特种部队平台。所有美国海军潜艇都是核动力的，并且能够下潜 到海面下至少800英尺的深度。洲际军用潜艇是针对以与水面船舶相比相对高的速度进行长距离巡航和隐秘性 而设计的。这些船舶典型地与大型水面船只一样大。这些军用潜艇都不具有任何非军事用 途。对于运送货物，它们非常昂贵并且是不切实际的。通过其他方式，乘员旅行更便宜、更快速、更实际且更舒适。工业应用对于这些潜艇是不切实际的，因为它们的大小使得它们不 能在其他船舶或近海平台周围或下方工作。缺少窗口、需要大量人员来操作以及昂贵的制 造成本，使得它们不能用于任何旅游或娱乐应用。因此，这些大型的军用潜艇除了它们目前 的战争平台之外不具有其他用途。许多现有的潜水器能够共同用于各种不同用途，但是每种潜水器只能用于特定任 务。较小的潜水器被军事和私营部门两方面使用，并且通常其特征在于以下事实，即它们不 能用于在远海航行，而是作为用于到达较大垂直范围内的海洋深度的运载器。最基本的潜水器是使用支持线缆由水面船舶在水中下降和上升的分离舱(pod)。 潜水钟和海潜球是这些简单的分离舱的示例。潜水钟基本是在底部局部开口的气密舱室中的浸没在水中的气袋。该底部具有在 中央的孔，或者在潜水钟下潜一定深度时打开的舱口。潜水钟用作使潜水者到达水面下的 深处的升降器，以及用作使潜水者缓慢地返回水面的减压室。潜水钟通本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种可针对用途配置的潜艇，所述潜艇包括：水面船体；容纳至少一个发动机的水面发动机舱；包括至少一个压载舱的压载系统；以及乘员舱；其中，所述乘员舱安装成使得当所述潜艇在水体表面上航行时，所述乘员舱的至少大部分体积在吃水线之上。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】

【专利技术属性】
技术研发人员：R马里昂，EE莫克，SA香布林，
申请(专利权)人：马里昂超潜水动力艇设计有限责任公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]