一种具有水下上浮破冰功能的潜艇及其上浮破冰方法与流程

本发明涉及潜艇领域，特别涉及一种具有水下上浮破冰功能的潜艇及其上浮破冰方法。

背景技术：

北极海域冬季约有73％的海面被平均厚度为3米的冰层覆盖，夏季冰层覆盖面积达到57％。因此，潜艇要想在北极海域作战，就必须具备出色的长期冰下作战能力，而具有无限续航力的核潜艇无疑是最佳选择。在实际的冰下作战中，核潜艇不仅要借助冰层的掩护来躲避卫星、反潜巡逻机和水面舰艇的搜索，很多时候还需要从水下向上破冰浮出水面，以发射弹道导弹或巡航导弹、对外通信联络或接受救援补给。因此，要想胜任在北极地区的作战任务，核潜艇必须具备强大的破冰能力。与美国相比，俄罗斯最重视核潜艇的破冰能力，因为其北方舰队战略核潜艇的主要活动场所就在北极海域。冷战时期的1959年3月17日，美国海军“鳐鱼”号攻击核潜艇第一次在北极点破冰而出，成为世界上第一艘在北极海域破冰浮出水面的核潜艇。冰船采用冲撞和重力压裂的破冰方法不同，核潜艇需要从冰层下面垂直破冰。从潜艇的构造来看，破冰时主要受力部位是指挥台围壳、艇体的上部壳体、尾舵和首部的声呐罩。因此，这些部位都用高强度钢进行了特别加固。核潜艇破冰，要找到合适的破冰地点。以美国核潜艇为例，执行破冰演练时，都会制定a、b两个计划。a计划是借助美国国家冰雪中心提供的工具和数据寻找“有漏洞的冰层”。北极冰盖并非浑然一体，在洋流和风力作用下通常出现“冰层裂隙”，是核潜艇上浮的理想地点；另外，温暖的洋流或海岸引起的融化效应，还会在冰盖上形成“敞口区域”，即被厚厚冰层包围的薄冰甚至无冰区，俄海军甚至将这类区域起名为“冰间湖”。b计划则是强行破冰。据介绍，外壳经加固处理的核潜艇能冲破9英尺，也就是厚达2.3米的冰层。但强行破冰也不能蛮干，通常发起冲击前，艇长会命令水兵收起潜望镜、雷达桅杆等突出物，如果是围壳舵还要偏转90度，减少与冰层接触的面积。收拾停当后，核潜艇将估算冰层厚度，若冰层薄，核潜艇会以较大速度上浮，凭借坚硬外壳和快速冲击突破。遇到厚冰层，核潜艇的破冰动作则要小心得多。在缓慢上浮，艇壳接触到冰层后，压缩空气要将压载水柜里的水一点点排出以增加浮力，直到这股力量将冰层挤裂，这一过程叫作“静态加载”。总而言之，核潜艇破冰是一个系统工程。不仅需要艇员之间的默契配合，还依赖艇上先进的水声装备，同时配备可以在高纬度地区使用的电子海图、导航系统，再加上太空中可以探测冰层厚度的海洋监测卫星以及预先在冰面上部署的探冰分队的配合。

北极地区扼亚、欧和北美大陆的战略要冲。军事专家认为，主导北极地区，就能占领世界军事的“制高点”。二战期间，北冰洋的某些通道是同盟国抗击德国的重要战略航线，西方的援助物资有相当大一部分是通过北冰洋运进苏联的。冷战期间，北冰洋变成美苏对抗的最前线，成为战机、远航导弹攻击对方的首选路线和核潜艇的最佳试射基地。冷战结束后，北极军事对峙缓和。目前，美国在阿拉斯加部署首个反导系统，通过北极建立空防要塞。俄罗斯仍将大多数最先进的战略核潜艇部署在北冰洋，以充分保护其核威慑力量。由于全球气候变暖使北极自然状况发生显著变化，北极地区各国开始重视北极的开发，把北极视为能源资源的“新中东”、全球经济的“新命脉”、世界军事的“新制高点”，纷纷加大科研、政治、经济、军事的投入，努力掌握未来北极事务的主导权。

技术实现要素：

本发明针对极地冰区研发出一种机械结构简单，控制方便的一种新型冰区潜艇。在冰区需要上浮破冰时，该新型潜艇的平衡翼能够转动。另外，其平衡翼两端各安装一个炮弹发射器，在需要破冰上浮时，炮弹发射器能够发射炮弹把冰层炸开，从而有利于潜艇上浮。

本发明的技术方案如下：

一种具有水下上浮破冰功能的潜艇，具体括潜艇主体1，驾驶台2，左侧炮弹发射装置4，右侧炮弹发射装置3，左侧平衡翼5，右侧平衡翼6；驾驶台2位于潜艇主体1上部，左侧平衡翼5安装在驾驶台2左侧，右侧平衡翼6安装在驾驶台2右侧；左侧炮弹发射装置4安装左侧平衡翼5末端，右侧炮弹发射装置3安装在右侧平衡翼6末端。

具体包括：所述的左侧平衡翼5上部分与驾驶台2相连并且可进行旋转，下部分为翼状，左侧平衡翼5上部分旋转时带动下部分同时转动；右侧平衡翼6上部分与驾驶台2相连并且可进行旋转，下部分为翼状，右侧平衡翼6上部分旋转时带动下部分同时转动。

一种具有水下上浮破冰功能的潜艇的上浮破冰方法，具体包括如下步骤：

步骤1：当潜艇在水下正常航行时，左侧平衡翼5及右侧平衡翼6处于与潜艇主体1水平的位置状态；

步骤2：当潜艇上浮破冰时，左侧平衡翼5带动左侧炮弹发射装置4旋转到与潜艇主体1垂直的位置状态,右侧平衡翼6带动右侧炮弹发射装置3旋转到与潜艇主体1垂直的位置状态；左侧炮弹发射装置4和右侧炮弹发射装置3向冰面发射炮弹后上浮。

说明书附图

图1为本发明破冰上浮的原理图；

图2为本发明正常航行的原理图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明进一步说明。

本发明具体包括潜艇主体1，驾驶台2，左侧炮弹发射装置4，右侧炮弹发射装置3，左侧平衡翼5，右侧平衡翼6；驾驶台2位于潜艇主体1上部，左侧平衡翼5安装在驾驶台2左侧，右侧平衡翼6安装在驾驶台2右侧；左侧炮弹发射装置4安装左侧平衡翼5末端，右侧炮弹发射装置3安装在右侧平衡翼6末端。左侧平衡翼5上部分与驾驶台2相连并且可进行旋转，下部分为翼状，左侧平衡翼5上部分旋转时带动下部分同时转动；右侧平衡翼6上部分与驾驶台2相连并且可进行旋转，下部分为翼状，右侧平衡翼6上部分旋转时带动下部分同时转动。

结合图1本发明破冰上浮原理图，当潜艇在水下正常航行时，左侧平衡翼5及右侧平衡翼6处于与潜艇主体1水平的位置状态，此时左侧平衡翼5和右侧平衡翼6只是起到调节潜艇的浮态的作用，左侧炮弹发射器4和右侧炮弹发射器3不工作；

结合图2本发明正常航行的原理图，当潜艇上浮破冰时，当潜艇上浮破冰时，左侧平衡翼5带动左侧炮弹发射装置4旋转到与潜艇主体1垂直的位置状态,右侧平衡翼6带动右侧炮弹发射装置3旋转到与潜艇主体1垂直的位置状态；左侧炮弹发射装置4和右侧炮弹发射装置3向冰面发射炮弹后上浮。一方面，炮弹将冰层炸开后有利于潜艇上浮，另一方面，在需要破冰上浮时，左侧平衡翼5和右侧平衡翼6转动到竖直位置时，其与冰的接触面积较小，从而能够对冰层产生集中力的作用，更加有利于冰层的破坏。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

技术特征：

技术总结
本发明为一种新型冰区潜艇，主要应用于潜艇领域，包括潜艇主体，驾驶台，炮弹发射装置，炮弹发射装置。本发明装置的两个平衡翼分别安装在驾驶台两端，在平衡翼两端各安装一个炮弹发射器，该平衡翼能够转动，炮弹发射装置能够发射炮弹。该新型潜艇在水下正常航行时，平衡翼只是起到调节潜艇的浮态的作用，此时炮弹发射装置不工作。当该新型潜艇航行在具有冰层的水下需要上浮破冰时，其平衡翼将带动炮弹发射装置转动，一方面炮弹发射装置能够发射炮弹使冰层破坏，从而有利于潜艇的破冰上浮；另一方面该平衡翼转动到竖直位置时，其与冰的接触面积较小，从而能够对冰层产生集中力的作用，更加有利于冰层的破坏。

技术研发人员：薛彦卓;刘仁伟;韩端锋;倪宝玉;王庆;狄少丞;鞠磊;陈自旺;徐述;曾令东
受保护的技术使用者：哈尔滨工程大学
技术研发日：2018.07.13
技术公布日：2019.01.04