喷气式无人潜艇的制作方法
【技术领域】
[0001]潜艇，武器装备。
【背景技术】
[0002]上个世纪末，美军开始研发无人潜艇，2005年初公布了修改版“无人潜艇计划”，并投入巨资鼓励民间机构参与新型无人潜艇的研发，希望到2020年能拥有1000艘无人潜艇。同一年，德国无人潜艇计划取得进展，一艘新型无人潜艇试水。日本防卫省在2007年就对外表示，将发展无人潜艇等先进设备，争取在2013年完成研发并着手部署。美国海军反潜战中心正在推进开发下一代完全自立型无人潜艇，这种新型无人潜艇的3个基本使命是:①收集情报、进行水面搜索和侦察；②侦察水雷、收集海洋战术数据；③在沿岸浅海水域进行反潜战。在执行任务期间，除了搜索鱼雷、探测和处理等功能外，还将作为以网络为主的作战网节交点，这种具有高度传感器功能的一个个通信交点，对整个舰队提升海上作战能力具有重要作用(百度百科等)。据日本《读卖新闻》8日报道，日本防卫省已经决定与美国共同研发“无人潜水艇”的方针。研发无人潜水艇的关键在于不使用空气、能长时间续航的高性能燃料电池。日本防卫省计划从2014年开始至2018年度，花费约26亿日元研宄该电池。2014年内，防卫省将决定研发电池的承包商开始制作电池。报道指出，目前，美国海军拥有75艘这样的新型潜艇，且计划到2015年至少增至150艘。(中国国防科技信息网《无人潜艇揭秘日美共同研发》2014-10-23)
[0003]2008年7月15日，中国首艘长程遥控无人潜艇在大连建成，长9米，重11吨，是大连海事大学和大连海韵潜游公司联合研制的。通过航海实验后，将作为综合的海上实验平台，可以进行如航道测量，水中避碰，水中通信定位等实验(央视国际:《中国首艘长程遥控无人潜艇建成可用于航道测量》2008年07月16日)。
[0004]目前，水面舰艇和潜艇推进方式主要有两种，一是螺旋桨推进，一是喷水式推进。例如:美国“福特”级核动力航母，螺旋桨推进，最高时速超过30节；日本“出云”号准航母，螺旋桨推进，最高时速达30节；前苏联P级核潜艇，螺旋桨推进，时速达到40节；美国濒海战斗舰“自由”号，喷水式推进，最大时速可达40节；中国039宋级常规潜艇，螺旋桨推进，最高时速22节。美日无人潜艇的推进方式也是这两种，一是电力驱动的螺旋桨推进，一个电力驱动的水泵推进，其速度也没有超过船舶的速度。武器装备的速度是决定战争胜负的重要因素之一，美军在空中有优势，俄军在水下有长处，如俄罗斯超空泡“暴风”鱼雷时速200节，有一定的遏制力。
【发明内容】
[0005]水中快速打击是军事家思考的重要课题。喷气推进方式比螺旋桨、喷水推进速度快，但由于燃料消耗多，用于客运、货运、日常巡航并不划算。据目前公开的文献，各国军舰、潜艇都没有采用喷气推进方式。如果是水中快速打击，价值就不同了。从理论上讲，喷气推进技术经过半个多世纪的发展，在航空中已经成熟，运用于航海没有理论障碍，只是具体的目前能够攻克的技术问题。与空气比，水有浮力大，隐蔽性好等优点。在逐步克服了水的阻力大、粘性大、通信难、燃料消耗多等缺点后，喷气式无人潜艇将集无人机、潜艇、鱼雷、火箭炮、自动化、信息化技术于一身，成为未来防空、反潜、反舰、信息战、巡逻侦查以及对岸快速打击的重要武器装备。因此，提出喷气式无人潜艇方案。
[0006]该发明艇体为流线型设计(图1)，长28米:艏长10米；身长8米，身宽3米；艉长10米；高6米，吃水3.5米；艇口(长8米、宽1.2米、吃水线以上高2.5米)以上为伸缩式进气口、伸缩式数据链天线等；排水140吨；潜艇外壳用28毫米厚潜艇用钢板焊接。
[0007]该发明巡航时用电力推进(图2:6，电池；图2:7，电机；图2:8，，螺旋桨)，巡航时速30节，最高时速40节。中国潜艇全电推进技术已经成熟，而且领先美俄法等国，匹配相应的电池、电机时速能达到40节以上，完全能够用在无人潜艇上。40节在水下不是安全速度，世界有多种鱼雷已经达到60节以上。锁定目标后用电力和喷气双动力推进，时速要达到80节以上，以实现快速打击目标的目的。该发明提出一个新的喷气推进技术，喷气发动机(图2:2)安装在艏部，喷嘴朝前，通过喷气罩(图2:1)导管实现倒喷，气体把水与潜艇局部隔离，减少水对潜艇的阻力和粘性，实现潜艇的快速运动。这和超空泡原理很相似。前苏联海军早在上世纪七十年代就发展了火箭推进的代号为BA-1II的“暴风”超高速鱼雷，时速已达到200节，其气泡一是利用超高速自行产生，二是把鱼雷发动机的尾气引到前面放出(百度百科)。喷嘴用活塞式设计，发动机点火，气流冲开活塞实现喷气作业；喷气结束，活塞关闭喷嘴防止海水灌入。该发明设油箱(图2:3:油箱、油箱与水箱之间的软隔、水箱)、进气管(图2:5:伸缩式北斗数据链天线、捷联惯导系统、进气管，伸缩高度为5米。)，半浮半沉时具备喷气发动机工作的环境；下沉时关闭进气管，利用压缩气体、汽化器和气体发生器(图2:4:压缩空气箱、汽化器和气体发生器，压缩空气箱、汽化器和气体发生器与水胆之间的软隔，水胆)供气，继续维持喷气发动机工作。如用昆仑II喷气发动机为动力，最大推力5780千克，加力推力8010千克。通过喷气罩分出12根导管，排除导管对推力的消耗，每个导管仍然有500千克左右的推力。电力推进加喷气推进能达到时速80节以上，80节以上是个比较安全的速度，目前还没有几件鱼雷能超过80节。油箱与水箱共用一个空间，油箱大，水箱小，油箱水箱之间用软隔隔开。油箱储油9吨，可供喷气发动机工作3个小时。喷气发动机消耗油，水箱自动灌水，以保持潜艇自身重量和平衡。压缩空气箱等与水胆共用一个空间，压缩空气箱等与水胆之间用软隔隔开。水胆注满20吨水，潜艇就能卧底，排出20吨水，潜艇就浮出水面。潜艇卧底时抛出伸缩式鱼漂式北斗数据链天线(图4:7)与外界联系。伸缩式鱼漂式北斗数据链天线有两种工作模式，一是艇上伸缩高度为10米，潜艇在水下10米潜行，伸缩式北斗数据链天线、捷联惯导系统、进气管缩进艇内以后，伸缩式鱼漂式北斗数据链天线还能继续工作。二是伸缩式鱼漂式北斗数据链天线艇外数据线长1000米，潜艇卧在500米水深处依然能与外界联系。
[0008]该发明装备舰空导弹、潜射火箭炮(口径301、122)、超级炸弹。舰空导弹(图3:1) 6枚，型号如“海红旗-16”，垂直发射，弹长5.5米，主要打击目标为反潜机、直升机、无人机、舰载机。潜射301毫米火箭炮(图3:2) 10管，安装在艇体两侧，每侧5管。潜射火箭炮是以“A200-11”火箭炮(口径301毫米，弹长7264毫米，重836公斤，弹头235-500公斤，射程200公里)为基础改造而成的潜对潜、潜对舰、潜对陆的运用延时发射技术加速潜艇运动的潜射火箭炮。潜对陆火箭炮用常规火箭弹就可以。潜对陆火箭炮利用点火后延时发射技术，潜艇在运动中调整方向和仰冲45°，水下点火，水面齐射。主要打击敌机场、雷达站、港口、空防等军事目标。潜对潜，潜对舰用火箭炮弹头为500公斤高爆破甲弹，破甲厚度大于180毫米，水下平射有效射程5000米。潜射122毫米火箭炮(图3:3)8管，安装在艇体底部，前后各4管，打击目标:鱼雷、水雷、潜航器、水下机器人、无人潜艇、蛙人等，有效射程2000米。在喷气式无人潜艇体内，在舰空导弹发射箱与火箭炮发射管之间还有一定的空间，足可以安装一枚U形超级炸弹，用来彻底摧毁“出云”号准航母和“福特”号核动力航母。
[0009]该发明操作系统由水下夜视仪、声呐(图4:1)，艏浮潜操纵面(图4:2)，艏侧推(图4:3)，系艇环(图4:4)，北斗数据处理器和自动驾驶仪(图4:5)，伸缩式北斗数据链天线、捷联惯导系统(图4:6)，伸缩式鱼漂式北斗数据链天线(图4:7)，围壳舵和十字尾操纵面(图4:8)组成。艏浮潜操纵面、艏侧推、围壳舵和十字尾操纵面构成喷气式无人潜艇操作系统，艏浮潜操纵面与围壳舵和十字尾操纵面配合，能够快速上浮下潜；艏侧推与围壳舵和十字尾操纵面配合，能够快速左右转向。艏浮潜操纵面、艏侧推、围壳舵和十字形尾操纵面在自动驾驶仪的操作下能完成前进、按各种角度左右转向、按各种角度下潜上浮、灵活躲避障碍物、加速减速、停止等动作，通过北斗数据处理器能接收指挥中心指令，智能完成锁定目标、启动武器系