永浮舰船及其防护和动力的制作方法

文档序号:4115510阅读:266来源:国知局
专利名称:永浮舰船及其防护和动力的制作方法
这是关于船舶生存力、动力和续航力、新形式的航空母舰和舰艇防护的技术发明,属于船舶技术领域和武器技术领域。
如何能够使船舶永不沉没,是古老而迫切的技术课题。铁塔尼克号的悲剧至今萦回人们的脑际。本发明的目的是提出使船舶永不沉没的方法,并解决由此产生的大型舰船防护和动力问题。
大型舰船的损失不外两类一是各种原因导致的舱室进水沉没;二是敌方的炸弹鱼雷造成无法扑救的大火或引爆弹药库、油库。
本发明的构思主要是1 使所有舱室全部进水后的船舶总平均比重仍比水轻全封闭舱室的数量有亿万个——使用泡沫塑料为基本填充材料,每一个微小的泡都是一个密封的舱室。满载水线下的舱室使用泡沫塑料类轻材料填充后,即使船壳被炸开,水也无法进入;2 为了不影响舱室空间的使用,舱室内预置发泡装置,在遇险必要时喷出压力发泡胶质,以塑胶气泡迅速填充满整个舱室,也将已进入的水挤压出舱,气泡内气体可根据舱室情况设定,如装载易燃物舱气泡内充不可燃不助燃气体,人员舱室可考虑填充氧气;塑胶气泡填充舱室后,可以隔绝毒烟火焰沿舱室传播,阻挡和缓冲临近舱室爆炸的冲击波;3 使用泡沫塑料贴层板块制造航空母舰的飞行甲板,容易获得足够大飞行甲板和足够长的飞行跑道,例如长1000米宽100米的跑道,使飞机起降特别是降落容易,对飞行员和舰载机的要求降低,视同地面机场;能够起降大型飞机如运输机和重型轰炸机,使补给和作战半径大为增加;避免技术复杂难于制造的起飞弹射器;由于泡塑板块即使被大量鱼雷和炸弹命中也仍然不沉而提供浮力,加上本发明提出的超高射速近程防护系统,使护卫舰艇可大大简省;4 引擎仓可在水线之上多点分布,以传动箱和轴系驱动水线下的螺旋桨,引擎永不会因水淹而熄火;以多点分布的较小功率引擎代替一个集中的大功率引擎,可各自独立连接螺旋桨驱动,具有高度的可靠性,一个或几个引擎被击毁后,不影响其它引擎点,船不会失去动力;并且多点引擎的不同大小和方向的推力可以取代舵使船急剧敏捷地转向,甚至原地转向,具高度机动性;5 弹药仓、燃料仓可放在水线之下、在十几米以至数十米厚的泡沫塑料填充层的包围之中,受到可靠保护,鱼雷难以击穿这样厚的缓冲保护壳层,顶部的上层建筑和厚装甲,使炸弹难以击穿;6 由于甲板面积很大,飞机可分散放置,避免集中在一起被波及摧毁,各机库分散置于厚跑道钢板下,是独立的储放飞机、弹药和燃油的单元,被包围在泡沫塑料隔层之中,难于被击毁,即使被击毁引爆,也不致波及其它飞机,每个机库可单独升起飞机到甲板之上;7 弹药仓和油库的防护钢板与飞行跑道甲板和结构钢构件、龙骨兼用,可使用空心钢管做龙骨,可以兼作油库,管龙骨内隔成许多段,任何一段被击破,只能毁掉本段的燃油,不致于整库燃油尽失甚至起火爆炸,强度要求管龙骨的壁厚具强防护力;同样方法可储液态弹药;8 舰船的防御武器和远程打击武器均可使用本发明人提出的离心式发射机构武器系统;舰船上使用的离心发射机构直径和功率较大,转盘置于真空罩内,可以兼作飞轮电池的飞轮;其主轴又可以与风轮机主轴经变速器(同轴线地)连接,通过风轮机将海面上不稳定的各向风能经飞轮电池的调节储存作用,稳定地驱动船舶行驶,而飞轮电池的常态高速旋转则为离心发射机构提供了一个高水平的战备转速,战斗发射时如果需要更高的初速,可以用飞轮电池的4象限工作的电机迅速提升轮盘转速到发射水平,将原已处在轮盘周缘、构成飞轮转动惯量一部分的各个弹丸发射出去;离心发射机构—飞轮电池—风轮机合成系统的直径越大越有利,顶部钢板可兼停机顶坪;9 为了减小船舶行驶阻力,对于填充泡沫塑料的大体积不沉船舶,做成分体船是有利的,飞行甲板置于分体船之上兼做连接构件,可以取得足够的长度;10 泡沫塑料板块的飞行甲板可以折叠,折叠部在平常航行时叠起以减小兴波阻力,兼做防护顶盖,起落大型飞机时将折叠部展开浮铺于海面上形成长度足够的跑道,航行时还可以将折叠部竖立起来兼作风帆。
11 由于永浮舰船的面积很大,为了防止导弹和炮弹的饱和攻击,需要足够高射速的武器密集射出小弹丸作为最可靠有效的防卫手段,为此本发明提出了串联弹管、串联弹管矩阵和多级串联弹管武器。
12 舰载离心发射机构可以用过渡轨道消除离心力对固定轨道机壳的冲击、螺线上升的过渡轨道可以避免弹丸卡住并使发射管取得高低射角,曲率半径渐增的过渡轨道可以消除离心力对主轴轴承的冲击,多轮盘反向旋转的平衡分布可以使作用于机壳的离心力相互抵消,这些改进可以解决离心力冲击的影响,使系统可以高射速发射重型弹丸并取得洲际战略武器的远射程。
对附图的说明

图1A是关于永浮航母及其折叠跑道的示意图1B是永浮航母展开折叠跑道的俯视图;图1C是泡塑航母一种横剖面结构举例的示意图;图2A是串联弹管武器的示意图;图2B是串联弹管矩阵武器的示意图;图3是多级串联弹管武器的示意图;图4是关于离心发射机构的过渡轨道的示意图;图5是离心发射机构过渡轨道和发射管螺线盘旋上升的示意图;图6是离心发射机构过渡轨道曲率半径渐增的示意图;图7是多轮盘反向旋转平衡分布使离心力相互抵消的示意图;图8是风轮机—飞轮电池—离心发射机构合成系统的示意图;图9是泡塑三体船形式的航空母舰的示意图。
下面结合附图和实施例详细说明。
实施例1永浮航空母舰1在水线10以下的部分11,在船壳110内大部舱室空间都填充满泡沫塑料,形成泡塑舱室81、82、84、85、86、87、88、89等,这样的填充满泡沫塑料的泡塑舱室即使船壳被击破,水也是进不去的;钢制主甲板2由厚钢板主跑道22和薄钢板甲板21组成;近尾部(船沿图1B箭头方向航行)有上层建筑3;尾部设有多个引擎点如51、52、53、54,每一引擎点都有独立的引擎、传动系和螺旋桨,都可以独立驱动,并可代替舵使航母转向,例如引擎点51倒车、52停车其它引擎点推进时,航母就急剧左转;虚线58表示转向用的喷水推进水管,喷水推进是公知技术,横向置于船头时可以使管道长度较短阻力较小且利于舰船急剧转向,例如如图示L箭头方向从左侧吸水、向右侧喷水时则舰船急剧左转;折叠跑道13经铰链131连接于主甲板,是在跑道钢板下衬以泡沫塑料铺放于海面自身具有浮力,在大型飞机起降时提供足够的跑道长度,平常航行时为了减少水阻力而收起,可立起作为帆为航行提供风动力如位置12(收放装置略去未画),或覆盖于主甲板上如位置15起到防止敌弹攻击的保护作用;部分飞机可置于跑道两侧如图中6的位置,部分重要飞机可置于主甲板下的机库如61内,机库61可有多个,每个机库内放置1至数架飞机,防止现行的大型机库集中放置几十架飞机一旦被击毁1架的燃烧爆炸就波及导致全部飞机毁灭的现象,每个机库顶部有厚钢板(兼跑道或甲板)周围和底部有厚达数米至十几米的泡塑层如泡塑舱室81、82、89,泡塑层对穿透船壳的敌弹施加巨大动能阻力并在敌弹爆炸后吸收缓冲其冲击波的损坏作用;主甲板下还可以放置弹药库14,四周特别是顶部覆盖有加厚的钢板,周围如上述放置有泡塑舱室的厚泡塑层如85、86、87、88、89阻止敌弹攻击,弹药库应有多个以较大间距分开放置,其间填充泡塑缓冲防护区隔,即使一个被击毁后,不致波及引爆其它弹药库。
7是管龙骨,轴向贯穿船的整个长度,一般是直径数米的钢管,其壁厚在满足船龙骨的强度要求时也就满足了防止附近炸弹爆炸时不被击穿的防护要求。由于泡塑航空母舰的总长度很大,使用管龙骨可以在相对较轻的重量下拥有足够强度。管龙骨内如上述分段隔成燃油舱和(液态)弹药舱,使易燃易爆物得到多层钢板和厚泡塑层的有效保护。管龙骨可以不放在船的底部,各舱室的隔层/防护钢板与管龙骨焊接,整体构成泡塑船的钢构骨架。船底、船壳和隔板可以用具有一定厚度的钢板,也可以用比重轻的高强度工程尼龙板制造,或二者混用。
大面积的永浮式航空母舰目标大,易受攻击,由于底部厚达数米乃至十几米的泡塑层保护作用,鱼雷攻击一般是无效的——鱼雷爆炸即使把泡塑层炸成千千万万个小块,这些小块仍然上浮顶起相应的水线上船壳和甲板,浮力不变,即使同一部位再受到鱼雷攻击,这些小碎块泡塑对于鱼雷爆炸的冲击波仍然有很有效的吸收和防护作用。因此永浮式航空母舰主要考虑来自空中的攻击,就是飞机和导弹的攻击。本发明特别提出串联弹管近防炮的概念,是一种超高射速的近防炮,原理参看图2A,图中,炮管(枪管)90内,底部置有引信93,可以是电引信,92是发射药包,911、912、913、…直至91N是N个串连的子弹,这些子弹具有相同的直径,头尾相接串连置于炮管内,每发子弹的尖头部曲面与下一发子弹尾部的凹入的曲面(如912子弹尾部沿轴线剖开的局部剖视图所示)的曲率吻合,这些曲面都是对于子弹轴线对称的,使得前一发子弹的推力可以通过其头部曲面与下一发子弹底部凹入曲面曲率吻合地面接触传递给下一发子弹,当引信93点燃发射药92,火药燃烧的巨大推力推动最底部子弹911并如上述原理依次面接触传递推力给子弹912—子弹913…直至子弹91N,使这些串连子弹沿箭头所示方向飞出炮管,在飞出管口的最初一段距离内子弹仍保持头尾紧密衔接子弹串形态飞行,只有一个承受主要空气阻力的头部和1个承受真空拉力的尾部,所以平均到每发子弹的空气阻力极低,子弹串的速度衰减很慢,这在初段高速飞行时尤其有意义,使得子弹的总射程可以大大增加,子弹串在飞行一段时间后受到侧向气流等扰动因素将使串连的子弹链断裂开来成每发子弹独立飞行,按照动量守恒原理,子弹链断裂分散成单发飞行后总的方向不变,子弹群以一定的散布高密度地射向目标。炮管90可以是滑膛的,以求得较高的初速,也可以是具膛线的,使得各串连子弹以相同的自旋转速自旋,求得飞行中的方向稳定。为了对应底部膛压较大,炮管底部壁厚可以较厚,外径可向底部呈逐渐增大的锥形,为了加大发射药装填量,装发射药包处的炮管内径也可以做得大一些。
本发明用“把一次战斗使用的所有弹药放在发射管内”的概念,取代“更换弹药”概念,取代诸如供弹链、弹夹、弹仓等供弹机构。上述串联弹管可以多个密集在一起构成一门串联弹管矩阵近防炮,构成串联弹管矩阵的方式有多种,如图2B所示的基座式串联弹管矩阵(局部),众多的串联弹管密集地以紧配合插在基座94之内,每个串联弹管/炮管90的尾部电引信93与固定电极95电接触,固定电极95经引线96汇成电缆97与控制器98连通,基座94是钢制的,以紧配合箍紧各串联弹管尾部,使得串联弹管发射时火药燃烧的巨大压力不会炸裂串联弹管尾部,发射后炮管可以装填再用,需要发射使,控制器给出电信号,经导线96、固定电极95传给电引信93,点燃发射药,使串联弹管内的串连子弹被射出。控制器可以同时点燃各串联弹管求得最大射速,也可以依次点燃部分串联弹管求得需要的连续发射。基座94可以被高低机和方向机控制转动,使串联弹管得到需要的俯仰角和方向角,这是公知的,不赘述。串联弹管发射后,可以迫击炮式地直接再装填,即依次将发射药包92和各子弹自炮管口放入管内,也可以将空炮管整个取下,换上新的装填好的串联弹管(换管式再装填)。一般地,一座串联弹管矩阵应该装有足够一次战斗用的子弹数量,战斗后整体换管,当然,战斗中更换部分已发射弹管或战斗中直接从炮管口再装填(迫击炮式再装填),也是允许的、方便的。
本发明所述的串联弹管和串联弹管矩阵避免了澳大利亚发明家发明的“金属风暴”速射武器的每发子弹都设药包、都设点火引信、都设密封环、排气孔道的复杂结构,结构的复杂必然带来系统的不可靠性——整个系统故障的概率约等于子系统故障概率与子系统数量的乘积,“金属风暴”的元件数量是本发明的很多倍,因此本发明的可靠性多倍高于“金属风暴”。
其次,众所周知炮管长度与内径之比——“倍径”数越大,火药燃烧气体膛内相对做功时间越长,则弹丸的炮口初速越大。本发明的串联弹管的火药推力作用于底部首发弹底部而传达于整串子弹,因此倍径为底部首发弹以后的几乎整个炮管长度与弹径之比,这是很大的数值,远大于“金属风暴”的平均倍径——大约是中间那个子弹药包后面的身管长与弹径之比。所以本发明的串联弹管易于得到很高的初速。
第三,,金属风暴虽然可以达到100万发/分的高射速,但是并不能真的在短时间内射出100万发,它的一个例子是每根枪管十几发子弹和药包串连,36根枪管并在一起,那么一次在不到1秒的时间内就将这几百发子弹射出,几百发子弹的密度对于击落导弹等高速飞行物还是不够的;本发明取消了每发子弹后面的药包,每根枪管内就可以放置更多的子弹;本发明是用枪管/炮管底部整体装发射药而管底部外径加箍的方式防止炸膛,可以一次将管内全部子弹同时射出,而不必象金属风暴那样为了防止子弹后的发射药包连锁爆炸炸膛,要等1发子弹出枪口再用电子装置点燃下一发子弹的药包,即两发子弹间隔了一个子弹在枪管中的运行时间,使得本发明的串联弹管矩阵可以拥有比金属风暴高得多的实际有效的连续射速和高得多的一次发射的子弹量和子弹密度,这些对于击毁高速飞行目标才是真正有意义的。
最后,金属风暴与普通枪炮一样是每发子弹自出膛起就独立飞行的,每发子弹都受到各自头部和尾部的空气阻力,速度急剧衰减,而本发明串联弹管射出的子弹串在出膛后一段时间内——这段刚出膛的时间正是子弹高速飞行空气阻力很大的时候,空气阻力是随飞行速度以指数关系上升的——仍保持一个子弹串的姿态飞行,子弹串只有一个头部和一个尾部,相应空气阻力降为每发独立飞行的几十分之一,这一独具优点可以使射程大大增加。
上面这些特具优点,使得本发明是已有各种普通枪炮包括金属风暴所无法比拟的。
串联弹管矩阵除了使用上述的基座式的以外,也可以将各串联弹管密排并机械地管束在传送链上,当传送链运行到哪个串联弹管到达发射方向的位置,就点燃发射该弹管内的串连子弹,当射空的弹管运行到装填位置,则对该弹管再装填,用换管式再装填比较方便,在发射位置设一块后座板,串联弹管转到发射位置则底部抵触在后座板上,将发射的后坐力传给后座板,串联弹管底部的电引信可以装在底部侧面,接触侧面的固定电极。
串联弹管矩阵的另一种型式是转鼓式,蜂巢状布满孔的转鼓型基座的每个孔插有一支串联弹管,发射时转鼓缓慢转动,转到上面的弹管发射,转到下面的空弹管再装填,用人工做换管式再装填比较方便。
串联弹管矩阵的再装填还可以用其它各种现有的供弹机构和供弹方式,无非是把现行供弹机构所装填供应的一发发子弹、炮弹,改成一支支串联弹管而已,所以不必一一叙述。
实施例2基座式串联弹管矩阵,基座94是一块外廓尺寸为水平方向长1.65米高度1.45米厚0.5米的矩形钢,沿厚度方向钻有直径11毫米深度0.46米的盲孔1万个,相邻孔心距16毫米,横向每排100个孔,相邻两排孔错开布置以节约空间,即相邻两排的孔心连线与水平横向的夹角为60度,这样100排孔的高度约1.4米,各孔内紧配合插有外径11毫米内径5毫米管身长5米的串联弹管1万个,每个串联弹管内底部装有长约0.5米的发射药包,是高能低速燃烧的发射药,以配合约900倍径这样巨大的倍径数取得高初速,从发射药包到管口串连放置比重每立方厘米9克的钨钢子弹50发,每发直径5毫米长度约85毫米重约5克,如上述每发的尖头曲率配合地顶入下一发底部的内锥孔内,发射时电引信点燃发射药包产生巨大气体推力一直推送子弹串完全出管口,子弹串飞出管口一段距离后才会断裂分散成一发发的独立状态散开飞行,子弹串离开管口的初速约1000每秒米,但是出膛后一段时间内50发子弹仍保持一个头部和一个尾部的子弹串姿态飞行,空气阻力因此只有普通的单发飞行的几十分之一,高速的初段飞行的空气阻力极小,使得按弹道学计算得到的有效射程可以增加数倍,一般反导武器的1000每秒米初速重量十几克的单发飞行子弹的有效射程约1500-3000米,本实施例的有效射程估算为5000-9000米,与雷达发现来袭飞行物距离的较小值相当,大于间接命中机制武器的射程,更远大于直接命中机制武器的射程。
按一发直径0.35米的导弹对准我舰飞行其正面投影面积约0.1平米,考虑子弹击中边缘可能滑脱,因此有效的密度应该是每0.1平米2发,即每平米20发,困难的情况是导弹以不规则波状轨迹向我舰飞行,按照导弹速度1马赫垂直于主轴线的波动速度分量约为40每秒米估算导弹在1秒钟内可能出现的区间断面面积为以主轴线为圆心的半径40米的圆内,即约5000平米,保守地忽略导弹波状轨迹飞行暴露的侧面面积使被弹面积增加的成分,仍然按照每平米20发的密度,要有充分把握击毁这发导弹,就要有在1秒钟内发射20*5000=10万发的射速,并且是确实将10万发子弹打出去,而不仅是每分钟600万发的计算射速。
那么,本实施例中,1万个串联弹管乘以每管50发子弹,总的子弹数是50万发,可以在0.1秒内同时射出,得到每分钟3亿发子弹的计算射速,这并不等于实际效果。本实施例的实际效果是由控制器98控制在1秒钟内令2000个串联弹管连续发射得到10万发/秒的有效射速,可靠击毁来袭的这枚导弹,比照现行密集阵类武器30009000发/分的计算射速、1000每秒米初速、每发独立飞行的速度衰减及其弹丸重一次发射数百发子弹取得约0.5左右的击毁导弹概率,那么按照动能相当和密度折算,本实施例在上述的低速度衰减因素下一次在1秒钟内发射10万发的击毁导弹概率计算值约在0.999以上。并且本实施例能够连续实施5次这样的射击,连续打击来袭的5个目标。
可以采取多个措施使得子弹到达目标附近时不是以主轴线为心的正态分布,而是随机均匀分布例如减小串联弹管插入基座的深度就可以增大炮管口在发射时微微抖动的幅度,增加弹着离散度;再如使子弹头部金属略微偏离对轴线的对称分布,那么子弹串散开后,单发子弹由于气阻中心和子弹重心对轴线的不对称而可以沿弧线飞行,使得子弹可以击中导弹的侧面---在导弹1秒钟飞过的几百米距离内,有10万发子弹以弧线密集地随机攻击,导弹被击中侧面而摧毁的概率大大增加。子弹串先是以整串姿态直线飞行,临近目标散开成单发弧线飞行,妥善设计得到的这种效果是以直接命中机制发射而呈现间接命中机制的效果。
为了避免不对称发射时基座震动导致的弹着点偏离,可以由控制器98控制令每次发射是对于串联弹管矩阵重心对称的一对或多对串联弹管同时发射,例如本实施例中,串联弹管矩阵的重心在第50排的第50个管(孔)附近,以此为中心对称地成对发射串联弹管就可以消除发射后坐力不平衡引起的基座微量偏转,例如令第10排第10管与第90排第90管同时发射,就是对称成对发射,上述1秒钟内发射2000管就可以是每次对称发射1对管连射1000次,或是每次对称发射2对管连续发射500次等等。
计算表明,由于本发明的有效射程可达5000米以上,所以10万发子弹不必在1秒钟内射出导弹自距离5000米至1000米以1马赫速度约飞行11秒,在此11秒内,如果每次对称发射100对管1万发子弹,即使每次同时射出的1万发子弹摧毁导弹的概率仍为现行密集阵武器每次几百发达到的0.5-0.6左右,那么在11秒内对照导弹飞行轨迹有射向微调整修正地连续发射10次,即使不计导弹距离缩短和子弹末段保持较高速度弧线飞行等有利因素,粗略计算的摧毁导弹的概率也达到0.999。
本实施例的未填充子弹和发射药的系统(包括高低机和方向机及电机等驱动调整机构,钢制基座)的重量近6.5吨,1万个满装填50万发子弹(重2.5吨)和发射药包的钢制发射管重约32吨,系统满装填总重约39吨。因此除了舰载系统外,本实施例也可做成车载系统成为陆军武器。当然,本实施例的50万发子弹的总装填量是连续可靠击毁5个高速飞行目标的最大需要量。如果按照一次装填可靠击毁1个高速飞行目标的标准,那么总装填量10万发子弹的串联弹管矩阵系统重量约9吨,可制成轻型车载系统。更轻的系统也可以做成。对比重约5吨的9000发/分射速每次密集射击几百发的现行密集阵类系统,本发明对应这个性能指标的满装填系统重量仅不到500公斤。
利用串联弹管的原理,还可以做成多级串联弹管套装形成的多级串联弹管武器,如原理示意3所示的3级套装弹管,串联弹管90C的管口探出最前面—发子弹91NC的尖头部以取得小的飞行阻力,90C的管口相应制成坡状与91NC的尖头部曲面平滑连接成串联弹管90C的整体飞行小阻力尖头部,90C弹管的外径等于2级弹管90B的内径,90B的底部装有2级发射药包92B及其引信93B,可以是遥控引信或预设定时间引信等,2级弹管903的外径与固定弹管90A的内径相等,90B套装于90A内,固定弹管90A底部装有固定药包92A及其引信93A。固定弹管90A内一般设有膛线,二级弹管90B内则可设或不设膛线,当发射时,固定弹管的引信93A当然固定药包92A,将2级弹管90B发射出去,2级弹管靠90A的膛线得到自旋稳定,2级弹管飞行到一定位置时,其引信93B被遥控或按设定时间点燃2级发射药包92B,将3级弹管90C发射出去,90C的3级弹管临近目标后如前述射出内部的91NC等各个串连的子弹。这样,可以避免高初速带来的与速度成指数规律增高的空气阻力减速度,使弹药得到多次加速,射程大大延长,而有不必象导弹那样依靠制导—本发明是依靠炮弹膛线自旋稳定的,二次弹管、三次弹管和/或后面的多次弹管射出时均可获得在上一次弹管内膛线作用下的自旋稳定,如果需要,仅在末级弹管加上末端制导也就够了。
为了造就更高的持续射速,需要使用本发明人提出的离心式发射机构。为了进一步提高离心发射机构的性能,本发明再次提出如下改进为了减小弹丸离开圆形轨道进入直线轨道发射管时因离心力骤然消失而给发射机构固定轨道壳体带来的冲击,提出如图4那样设置一段曲率半径渐增的过渡轨道204,当弹丸200A从中空主轴201进入多个均衡分布的轮中管道206,因于轮盘202以角速度n旋转得到离心力而沿轮中管道向外运动出轮中管道进入不转动的固定轨道203,沿固定轨道203的内圆周轨道滑行的弹丸200有多个,滑行到过渡轨道204的弹丸为200B,过渡轨道是与固定轨道203和直线发射管即炮管205平滑连接、曲率半径从固定轨道的曲率半径到发射管等效无穷大的曲率半径沿角速度n箭头的转向逐渐增大以平滑过渡的,因此弹丸200B在脱离半径不变的固定轨道进入直线发射管205时得以避免离心力骤然消失带来的对固定轨道壳体的巨大冲击力,由于该离心力是与过渡轨道曲率半径成反比的,曲率半径逐渐增大,就使得弹丸对轨道壳体的离心力逐渐减小,过渡轨道因此起到直线火炮发射时驻退机那样的缓冲作用。
为了防止弹丸在出轮中管道后在固定轨道与过渡轨道交界处卡住,可以如图5那样,在接近过渡轨道204的一段固定轨道可以沿轴向螺旋上升,过渡轨道轴线成为曲率半径渐增同时轴向高度渐增的螺线形状的空间曲线,使发射管205有一个与中空主轴201的小于90度的夹角形成高低角A,当状似螺线弹簧的过渡轨道具有一定的弹性,那么顶起或压下其末端连接的发射管就使发射管的高低角A成为可调整的;请对照图4,弹丸在过渡轨道初段覆盖的一段弧度内滑出轮中管道出口的,仍被导入固定轨道再滑行一周,而后再在接近过渡轨道起点的一段固定轨道内被逐渐加深的浅槽引导到螺旋上升的过渡轨道进入发射管。
为了防止弹丸离开轮中管道出口时对中空主轴轴承的离心力骤然消失对主轴轴承的冲击,可以如图6那样,固定轨道203A与轮盘202在很大的圆周包角内都是贴紧的(固定轨道203A内径略微大于轮盘202的外径,其间间隙很小),使得弹丸200A被封锁在轮中管道206的出口处无法离开,其离心力大部分由轮盘承受小部分由固定轨道承受,对中空主轴而言可以形成对称均衡分布而相互抵消,弹丸沿角速度n箭头方向转到200B1位置就进入曲率半径逐渐增大的过渡轨道204A,因此弹丸200B1逐渐从轮中管道出口探出,重心逐渐外移,其离心力由过渡轨道承受的部分逐渐增大而由中空主轴承受的部分逐渐减小,直至弹丸完全脱离轮中管道206,沿箭头所示方向进入发射管射出,这样弹丸不是骤然整体脱离轮中管道出口而是经过一个弹体逐渐从轮盘过渡到轨道的渐进的过程,对中空主轴的离心力不是骤然消失而是逐渐减小,得到良好的消除冲击力的效果。
需要说明弹丸进入固定轨道和过渡轨道时的头部、身侧部的曲面与轨道相应的内凹曲面是曲率一致或极为接近的,这使得轨道以面接触轻松承受弹丸离心力压力,并且易于形成空气动力膜——空气在离心力作用下从轮中管道出口高速射出在固定轨道和过渡轨道内径凹面形成紧贴的压力气体层,当上述曲率极为接近的弹丸高速沿轨道滑过时,(如图6K点所示)就形成楔形动力空气膜隔绝了弹丸与轨道的机械摩擦,使得弹丸沿轨道滑行的机械摩擦阻力可以忽略,而弹丸与上述压力气体层运转的方向一致,所以弹丸沿轨道滑行时所受的空气阻力也很小。当然,若为了进一步减小(轮盘等受到的)空气阻力,或使离心发射机构的轮盘兼起到飞轮电池的储能作用,那么仍然可以让固定轨道兼起真空罩的作用,内部抽成真空,此时弹丸与轨道的摩擦可以用润滑剂在曲率接近的高速相对运动时形成的楔形动力油膜来隔绝,这是公知技术,无需赘述。
实施例3上述离心发射机构可以制成极高连续射速的近程防卫舰炮。固定轨道真空罩内的中空主轴连接4象限电机形成飞轮电池,在临战前将直径3米的轮盘转速n从战备转速n1提升到3900转每分钟的战斗转速n2,此时轮盘圆周线速度约612每秒米,轮盘内设有内径1厘米的轮中管道600条从中空主轴(轴向多层)到轮盘圆周(轴向单层)均衡匀布,战斗发射时,中空主轴的输弹机构控制阀门打开使重20克最大外径接近1厘米的枣核形金属弹丸在离心力作用下首尾相接地被从中空主轴输送到轮中管道出口并逐渐进入过渡轨道滑行后沿发射管射出,射出的初速仍为610每秒米左右,射出的弹丸是首尾相接的,最大射速等于初速除以弹丸长,这里约1.9万发每秒,由于弹丸是在轮中管道中与轮盘一起被加速的,600条轮中管道外层储存的约1200发弹丸在最初的0.06秒内以19000发每秒的爆发射速射出,而敌方导弹飞近我方舰艇的末端速度按400每秒米计算直径按400毫米时,在0.06秒内飞行约24米,正投影截面扫略过的空间体积约3立方米,当弹丸散布密度为100发每立方米(该导弹必然被击中1发以上)时,那么1200发弹丸在0.06秒内散布12立方米为导弹掠过体积的4倍,形成很高的一次击毁概率,对比现有密集阵参数可以认为这个击毁概率在0.6以上。
此后,电池组在短时间内驱动4象限电机以短时1万千瓦的功率连续以约2500发每秒的持续射速射出20克弹丸,以导弹速度从上述首次打击到临舰约飞行4秒时间,要承受10000发弹丸的密集射击,以上述1200发击毁概率0.6并且不计导弹距离临近后击毁概率增大的因素,则可估算导弹被击毁的概率在0.9997以上。发射管的方向角可用转动与发射管一体的固定轨道敏捷地得到,高低角可如前述调整具弹性过渡轨道也可以敏捷地实现。
20克弹丸初速610每秒米对固定轨道和主轴轴承的最大离心力是506公斤,并且如上述采取措施后是逐渐平滑地过渡的,这个力极为轻微,即使普通民用轴承也可以轻松承受。如果加大弹丸重量到200克,动能不变时则初速约193每秒米,最大离心力仍为506公斤不变。若弹丸重量提高到300克而初速仍为610每秒米,则轴承承受的最大离心力约为7600公斤,仍在民用轴承轻松承受的范围。
实施例4上述离心发射机构,以初速600每秒米发射2公斤重的子母弹丸实行较远距离的“间接打击制度”,最大射程5000米在母弹丸临近导弹时靠内装药爆发向前锥形角度喷射出20克子弹头60发,设对子弹头的加速补偿了5000米距离的母弹速度损失,即子弹头末速仍为600每秒米,与导弹相对速度1000每秒米,即使不计首次的轮盘储存弹丸的爆发射速,1万千瓦持续功率发射约每秒射出27发母弹丸等于1620发子弹头,导弹从5000米到临舰飞行约12秒将经受19440发子弹头的打击,被击毁的概率按上述估算在0.999999以上。如果扣除2次、每次2秒的转移瞄准时间,那么击毁同时来袭的3枚导弹的概率在0.97左右。
2公斤子母弹600每秒米初速对主轴轴承的最大离心力约49000公斤,仍在民用轴承可以承受的范围。
综上述,本发明可以提供无法突破的水面舰艇近程防卫系统。
虽然主轴轴承在渐进式离心力变动下可以承受更大的离心力,但是必须考虑固定轨道壳体承受的同等大小的离心力即使是渐进式变动的,在连续发射时仍然产生与发射方向垂直的“后坐力”——在离心发射机构中应该叫做“侧坐力”更准确,这个侧坐力数值很大且在高射速连续发射时,会使离心发射机构产生位移影响射击精度,在车载系统上使用时也会使车结构产生很大的“侧坐”载荷。解决办法可以是使侧坐力反向抵消的办法,例如图7所示的原理,同轴线的4个轮盘,中间的两个在固定轨道壳体221和222内以角速度n21和n22如图示箭头等速顺时针旋转,其弹丸分别沿发射管521和522以初速V同向射出;两边的两个轮盘在固定轨道壳体21l和212内以角速度n11和n12如图示箭头等速反时针转动,其弹丸分别沿发射管5ll和512以初速V同向射出;两侧的固定轨道壳体受到的离心力为F11和F12,方向与V垂直且向上(可视为在固定轨道内滑行的弹丸合力,在一发弹丸进入发射管改直时产生),而中间的2个的固定轨道壳体受到的离心力为F21和F22,方向与V垂直且向下,所有固定轨道壳体是固连一体的,因此两侧固定轨道壳体向上的离心力与中间固定轨道壳体的向下的离心力完全抵消,其对主轴的弯曲力矩也相互抵消了。这样尽管每个主轴上和反转轴套上的轴承都产生很大的平滑渐进变动的离心力,但是主轴所受合力为零,避免了任何影响精度的冲击和位移,这就允许发射更重的弹丸和使用更高的初速。
实施例5图7所示的平衡式离心发射机构,4个轮盘每个直径6米,发射转速为2548转每分钟,中间2个的转向与两侧的相反,轮盘的发射时圆周线速度即发射管口初速约800每秒米,发射口径155毫米40公斤重的火箭弹或前述多级串联弹,高低角在50度至66度范围,使弹丸到达高度高于30千米的同温层中,空气密度已近似真空,可忽略空气阻力,此时在恰当时刻点燃火箭发动机或爆发串联弹的2次药包,使弹丸在同温层得到高线速度,可以飞行极远的距离,再入后可到达数百公里远。4个轮盘每个的短时驱动功率为25000千瓦,4个共10万千瓦短时功率,以800每秒米初速发射口径155毫米40公斤弹丸可以达到75发每秒即每分钟4500发的高持续射速(等同于1000门口径155毫米的超远程重炮同时射击),打击200海里远处的敌航母编队,弹丸战斗部约25公斤,直径6米轮盘圆周可装载不少于80发弹丸,即初始爆发射速为瞬间射出320发已经随同轮盘逐渐加速到发射转速的弹丸,随后在10分钟内以75发每秒的持续射速共射出45320发口径155毫米炮弹,这个打击密度,航母编队的任何反导弹武器都是无济于事的,编队的每艘军舰视其甲板面积大小都会挨上几十发至几百发火箭弹,造成军舰剧烈燃烧爆炸,足以摧毁整个航母编队。每个轮盘的轴承上虽然会受到870吨平滑变动的离心力,但是这是相应尺寸的轴承在对于发射炮弹来说足够长的有限寿命下完全可以承受的,而4个轮盘的主轴及其整体的固定轨道壳体却不会受到任何发射离心力,等于不受力。设想如果4个轮盘的离心力叠加将达到3480吨的每秒75次的离心力作用,这是离心发射系统及其基础很难承受的,造成的位移也必然严重影响发射精度。所以,使用本发明的平衡式离心发射机构,才能允许大重量弹丸高初速远射程的连续高速射击。
顺便说明,短时功率10万千瓦燃气轮机与驱逐舰额定功率5万千瓦主机在一个级别,可以使用主机驱动离心发射机构。如果使用电池组——飞轮电池4象限电机的驱动形式也完全可行。例如安时成本仅比铅酸电池高0.7倍的铬氟锂电池的能量密度可达每公斤0.3度,那么完全耗用电池组的上述10万千瓦10分钟连续发射所用电能只需60吨电池组就可以了,不仅舰载系统没有问题,车载系统也是可能的。
更大的发射动能,应该考虑使离心发射机构轮盘的直径更大,而这对于舰载系统恰恰是适宜的。大直径的离心发射机构本身可以兼飞轮电池,可以与风轮机做成一体,节省材料和空间,能够发挥储存风能的效应。
实施例6风轮机—飞轮电池—离心发射机构合成系统如图8的示意,垂直轴风轮机主轴301上有半径50米的叶片302,垂直轴风轮机可以适应各种风向。风轮机的上盖305可以兼作直升机顶坪。风轮机主轴301经变速器307同轴线地驱动离心发射机构兼飞轮电池的中空主轴201,带动轮盘202在固定轨道兼真空罩203A内的真空内旋转,中空主轴201的轴承因轮盘直径大——也是100米——而转速低故不必使用气隙轴承或磁浮轴承等非接触轴承,它与4象限电机207(可以是同轴线地)连接,但是这个4象限电机,由于储能时是从风轮机——变速器输入能量,故实际上电机主要在发电机象限工作,可以提供电能给驱动舰艇主螺旋桨的驱动电机、其它离心发射机构的驱动电机或其它用电装置。
轮盘202连同已经在各个轮中管道出口附近的大量弹丸具有巨大的质量,可以在轮盘圆周上均布轮中管道(出口)600个,常态放置口径300毫米重量200公斤的大型弹丸6000发,与轮盘一起转动形成巨大的转动惯量,若发射初速为2000每秒米时,轮盘转速为382转每分钟,射程可达数百至上前公里,使用火箭增程弹或串连多级弹射程(采用上述在大气层外缘飞行的方式)可达数千公里,瞬时发射6000发大型常规弹丸或核弹丸,就形成任何现有方法都无法防御的同时攻击弹头数量,成为无法防御的洲际战略打击武器。在发射预储在轮盘圆周的20克小弹丸做近程防御时,持续功率已经不重要,因为常态储能转速下的初速已经达到1500每秒米左右,预储在轮盘圆周的20克小弹丸数量可达上亿个,射速取决于有多少个过渡轨道和发射管,每个发射管的射速为1500每秒米除以小弹丸长度,约为45000发每秒,按前述计算9000发小弹丸的密集近程射击击落1发导弹的概率达到0.99,高初速允许的较远射程允许每个发射管击落同时来袭的导弹3发左右,则1亿发预储小弹丸可以击落同时来袭的导弹1万发,按具有50个独立调整发射管计算也可以击落同时来袭的150发导弹,使舰船具有足够的防御饱和攻击的能力。
作为兼用的飞轮电池,可以设定轮盘在300转每分钟为常态储能转速,储有转动动能约68万千瓦小时,可以驱动螺旋桨主电机运转10个小时,使舰船航行约200海里。
作为风轮机储能系统,由于处于海面上数十米高度,可以认为得到的平均风速在15每秒米左右,但是由于具有了飞轮电池储能系统,就可以把短时高风速的巨大能量储存下来,风轮机功率与风速的3次方成正比,在风速曲线下3次积分函数表达的平均能量密度,可以折算为有储能的等效平均风速为16-20每秒米,当取为17每秒米时,根据已有风轮机资料计算得到的本实施例有储能风轮机的轴端平均功率约为1万千瓦,经变速器强有力地将风能源源不断地储进飞轮电池——离心发射机构真空罩内的轮盘,约70小时就可以提供上述的常态满储能量,由此可知风轮机——离心发射机构合成系统的优良综合效果。
此外,在风轮机顶坪甲板305、风轮机、真空罩203A、轮盘202的多重保护下,离心发射机构下面、泡塑填充船体甲板上面、图8电机207周围的约7000平方米的固悬在真空罩203A下空间,是最为安全的区域上面因有多重保护使导弹炮弹炸弹难以击穿,水下面的鱼雷也不可能飞上来,船体的泡塑填充又使船不会进水沉没,因此最重要的设施可安置在这个真空罩下悬区域内。
上述的100米直径,只是现行风轮机做到的尺寸。以现代工程技术水平,做出直径150米—200米的风轮机—飞轮电池—离心发射机构合成系统应该不成问题。更大直径就会有更好的效果。
对于本发明提出的填充泡塑永浮船舶,由于吃水体积大,要解决经济的推进动力问题,上述风轮机—飞轮电池—离心发射机构合成系统就解决了这个问题。
在如上述解决了防护问题和动力问题后,就可以造就大型泡塑永浮型船舶,下面提出一个大型泡塑永浮型航空母舰的方案。
实施例7泡塑三体船大型航空母舰,如图9的示意,三个船体401、402和403轴线间距220米,每个船体长360米最大宽度60米吃水深度7米,吃水部分呈鱼雷水滴型低阻船体,每船体排水量12万吨,3船体总排水量36万吨,每个船体吃水部分90%的舱室空间用泡塑填充,靠近核心的部位放置弹药库和管龙骨,也如前述设置了压力发泡装置,使得如何情况下船都不会进水沉没。每个船体内沿轴线贯穿一条长360米直径8米壁厚8厘米的钢制管龙骨,重5700吨,经其它钢结构连接船壳(工程尼龙板)和钢甲板,连同泡塑等,每个船体空重约0.9万吨,每个船体上各自固装有一个直径160米的离心发射机构—飞轮电池—风轮机合成系统405A、405B、405C(如图9中虚线描述),每套系统重约2万吨,3个系统的顶坪与长600米宽160米的主飞行甲板405一体,主飞行甲板两端各伸出一个长200米宽60米的舌甲板400A和400B,使飞行甲板总长度达到1000米,可以起降大型运输机和重型轰炸机,而600米长的主飞行甲板则供中型战机起降,160米的宽度使它可以同时起飞7架战机,使机群能够快速起飞和回收。主飞行甲板如前述在覆盖机库等重要部位处较厚,可以厚达20厘米,在其它面积则很薄,并可以部分使用工程尼龙,飞行甲板及其支承结构总重约3.4万吨。主飞行甲板下有1条长600米直径10米壁厚8厘米的中央管龙骨支承飞行甲板连接3个船体,重约1.2万吨,这条中央管龙骨兼作为3个船体间的通道和各种人员的舱室,由于高出水面几十米因此可以避免来自水下武器的攻击,而它上面的飞行甲板和自身的壁厚又可以有效防御来自空中的炸弹和导弹的攻击,很安全,当然最安全的地方是前述的离心机构真空罩下悬的位置,那里应该安排最需要保护的部分。两侧的两个船体401和403对各自的离心发射机构—飞轮电池—风轮机合成系统405A和405C是弹性浮动支承,即能提供支承浮力,又可以吸收大浪幅波动造成的举升两侧船体对飞行甲板靠近中间船体处的弯矩,同时使整体飞行甲板摆动幅度大为减小,在风浪中保持平稳。
3个船体尾部(船前行方向如图9箭头所示)各自放置分开的2组柴油机—传动箱—螺旋桨,每组3万千瓦,每个船体在2×3万千瓦推力下可以获得25节巡航船速,即3体航空母舰在总共18万千瓦推动下的巡航速度为25节。3个船体螺旋桨的不同输出可以使航母灵活急剧地转向,例如使左侧401船体螺旋桨反转而右侧403船体的螺旋桨顺转、中间船体402的螺旋桨停转,则航母可以急剧地原地向左旋转。每套飞轮电池在183转每分钟常备转速(对应离心发射机构轮盘圆周线速度1500每秒米)下储能约120万千瓦小时,可以在柴油机熄火时单独驱动船以25节巡航速度行驶20小时约500海里,对于全部柴油机组战斗损坏后船的续航脱险有重要意义。飞轮电池主轴经另一台变速减速器以机械轴方式直接连接主螺旋桨,将4象限电机作为挂接的辅助电机,以求得减小电机功率和加大传递功率,这样,按照机械传动系强度保守估计每套飞轮电池可提供给主螺旋桨的最大功率为10万千瓦,则按照船速与功率的3次方根近似正比估算,3套飞轮电池按最大功率输出时,加上柴油机组的功率,最高船速约在34节左右。6组柴油机组和3套飞轮电池变速减速器及其机械传动轴系及其相关设施、舱室的总重约2万吨。
每套风轮机在飞行甲板下离水面几十米高度按前述得到可储能的3次函数积分平均风速17每秒米折算的平均功率约2.6万千瓦,理论上可以用这个功率单独驱动航母以约18节航速做不耗燃油的风能驱动的持续航行;即使按照无储能的9每秒米(4-5级风)风速,每套风轮机的轴输出功率约3900千瓦,可驱动航母以约8-10节航速航行,这是一种无二次能源消耗的永续航行,使航母实际上具有低燃料消耗下的环球续航能力。
3套160米直径的离心发射机构具有前述的瞬间发射320公斤重的大型常规弹头或核弹头18000发到数千公里远(火箭增程弹),因此是现行任何手段都无法防御的洲际战略打击武器。本实施例的航空母舰是这种无法防御的洲际战略打击武器的海上移动平台。
这个海上移动平台又是无法摧毁的3台直径160米的离心发射机构可以密集发射小动能弹丸可靠摧毁同时来袭的720枚导弹或炸弹、炮弹,本实施例航母还安排了实施例2所述的串联弹管矩阵120座总重4800吨,可以同时发射50万×120=6000万发子弹头,在5000米射程内摧毁共5×120=600枚同时来袭的导弹或炸弹,这样,航母抗饱和攻击的能力是以0.99以上概率同时摧毁1320枚导弹和炸弹的饱和攻击,即使不计舰载机的防卫能力,这个防御能力已经足够。
当然,更好的安排是直径百米级的大型离心发射机构主要用作远程战略打击,发射重型弹头;而近程防护任务由外围分设的若干座数米级直径的小型离心发射机构来完成,这些小型离心发射机构专门发射小型直接射击机制或间接射击机制的小弹丸,只做5000米以内的近程反导等防护用。
对于水面下的攻击是无需挂虑的,因为即使被1000发鱼雷命中,被泡塑填满的船体吃水部分也不会进水,航母的浮力丝毫不受损失。在20多米厚的泡塑层的保护下,鱼雷命中也炸不坏什么,因为鱼雷炸中的都是无可损坏的东西,泡塑层即使炸碎,也仍然是提供浮力的泡塑层。若将3个船体水线下所有工程尼龙板船壳全部炸碎,至少需要1500发重型鱼雷(而且必须是触发引信,不能用对金属物的感应引信),即使如此,炸碎的泡塑仍然被包络在水线上船壳和甲板内,仍然提供浮力,等于未受损坏。
当然,可以在3个船体各自周围几十米外挂上一圈防鱼雷网,用飞行甲板提供防鱼雷网的悬挂处是方便的,但总的来说必要性不大。
航母的其它结构、设施和舱室重约1.2万吨,至此航母的不包括舰载机和弹药燃油的空载总重约11万吨。
按前述,部分飞机直接分散停放在面积达12万平方米的飞行甲板上,部分重要飞机单架或2架一组分散放在厚甲板下的众多机库内,这就彻底避免了现行航母舰载机密集放在一起的连锁起火爆炸。
面积巨大的飞行甲板上和飞行甲板下机库内可以分散停放数量很大的舰载机,例如总共包括6架大型运输机、4架空中加油机、2架预警指挥机、200架战斗轰炸机、200架轻型战斗机、8架侦察和电子战飞机、160架各种武装直升机(主要是反潜直升机和支援登陆作战的陆航直升机),20架地效飞机(掠海飞行具有极强的隐身攻击能力和很经济的运输能力),总共600架舰载机。这些舰载机及其机库总重约1万吨。
为了支援登陆作战,地效飞机的螺旋桨轴是可以调整角度的,做成螺旋桨的矢量调整系统,可以用万向连轴节(不等角速万向节还可以提供周期变浆效果取得变向推力矢量),也可以将发动机—减速器和螺旋桨一体做成可轴线可摆动的,配合机翼角度调整机构,就可以敏捷地跃升,在登陆作战时跃过地面障碍物,这种跃升机构当然也使地效飞机取得爬升至数千米高空作战的能力,只不过那时地面效应消失,飞行经济性就没有了。
航母可以在3个船体的3条直径8米的管龙骨的端部停放3-6艘排水量1000吨左右的小型子潜艇,需要使释放这些子潜艇在航母外围海域提供反潜、侦察、末制导平台、隐蔽远程攻击等任务。船体管龙骨内还可以停放登陆部队的可浮渡坦克、装甲车、自行火炮和其它登陆作战车辆达200辆,连同船体甲板停放的普通装甲车辆,共约1200辆装甲车辆,即总共可以运载约2个装甲师的登陆部队,连同其携带的弹药燃油等物资,共约6万吨登陆部队载运量。
船体内管龙骨也可以作为喷水推进管道,特别是从船头部吸进水可以减小船的航行阻力。船体内管龙骨的连接结构分支可以安排放置远程重型鱼雷发射管。
本实施例的航母的巨大的排水量,允许为了支援登陆作战和打击水面目标而放置大量的重型舰炮。例如放置口径400毫米的重炮300管,每3管为一座炮塔,即100座主炮炮塔,每座用重甲防护总重达600吨,100座共6万吨。相当于30艘战列舰的主炮火力。能够迅速摧毁一切射程内的水面目标和陆上敌方目标,特别是使用钻地弹头攻击地下工事。为了登陆打击的需要,航母还可以安置重型火箭和导弹发射架,例如可载运并发射重达160吨的重型舰对地末制导火箭100发,每发均可有效摧毁洞库机场或深埋地下的目标,使用空气燃料战斗部可以造成相当于战术核武器的效果。
这样,包括装载武器和登陆部队的重量约25万吨。
剩余的11万吨排水量可以考虑载运5万吨弹药和4万吨燃油以及2万吨生活物资。舰员和飞行人员约1万人,登陆部队约2万余人。
需要说明本发明大量使用实心的动能小弹丸,上万吨的实心小弹丸储备本身也是良好的防护层,这种弹药库应尽量放置在暴露的外围,充当防护装甲。
具有上述完备防护能力的航空母舰,可以省略其它护卫舰艇,将一个航母编队的功能由一艘超大型永浮航母来完成。并且,它的造价极低,只相当于同样舰载机数量的8个大型航母编队总造价的几十分之一,而运行维护费用相比就更低了。因此,对于中国国情是特别适合的。
权利要求
1一种使船舶永不沉没的方法,其特征在于,使舱室无法进水,使船舶总平均比重比水轻——在水线下舱室填充满比重极轻的泡沫塑料或在舱室内设置压力发泡装置在水进入舱室时打开发出高气压塑胶泡充满舱室。
2一种永不沉没的船舶,其特征在于,其水线下舱室内填充满比重极轻的泡沫塑料或在舱室内设置压力发泡装置在水进入舱室时打开发出高气压塑胶泡充满舱室,从而即使船壳损坏也使水无法进入舱室,其引擎仓可在水线之上多点分布,以传动箱和轴系驱动水线下的螺旋桨,使引擎永不会因水淹而熄火;以多点分布的较小功率引擎代替一个集中的大功率引擎,各自独立连接螺旋桨驱动,具有高可靠性并且多点引擎的不同大小和方向的推力可以取代舵使船急剧敏捷地转向。
3根据权利要求2所述的船舶,其特征在于,它是航空母舰,使用泡沫塑料贴层板块制造航空母舰的船壳和飞行甲板,获得与地面机场相等大小的大飞行甲板,使飞机起降特别是降落容易,并能够起降大型飞机如运输机和重型轰炸机飞机可分散放置,飞机分散置于飞行甲板上和分散置于厚跑道钢板下的多个机库内。
4根据权利要求3所述的船舶,其特征在于,弹药仓、燃料仓放在厚甲板和多层钢机构之下并处于十几米以至数十米厚的泡沫塑料填充层的包围之中,或放置于厚壁的钢管龙骨之中受到可靠保护。
5一种串连弹管速射炮,其特征在于,串联弹管的弹管90底部置有引信93和发射药包92,发射药包后依次头尾紧密衔接地串连放置N个子弹,每发子弹的尖头部曲面与下一发子弹尾部的凹入的曲面的曲率吻合,这些曲面都是对于子弹轴线对称的,当引信93点燃发射药92,火药燃烧的巨大推力推动最底部子弹911并依次面接触地传递推力给后面的子弹直至首发子弹91N,使这些串连子弹在飞出弹管口的最初一段距离内仍保持头尾紧密衔接子弹串形态飞行,只有一个承受主要空气阻力的头部和1个承受真空拉力的尾部,所以平均到每发子弹的空气阻力极低,子弹串在飞行一段时间后受到侧向气流等扰动因素将使串连的子弹链断裂开来成每发子弹独立飞行.
6根据权利要求5的串联弹管速射炮,其特征在于,所述串联弹管有多个,密集地以紧配合插在板式基座94之内或转鼓式基座内或输送弹链内,各串联弹管可以依次发射或同时发射或部分位置对称的串联弹管同时发射。
7根据权利要求5的串联弹管速射炮,其特征在于,它是多级串联弹管套装形成的多级串联弹管武器,下一级串联弹管套装在上一级弹管内,可因膛线而自旋稳定飞行因而可以减省制导系统,各级串联弹管可以一次自上一级弹管内被发射药包射出而不断接力飞行,临近目标的末级串联弹管最后发射其子弹摧毁目标。
8一种依靠离心力发射弹药的离心发射机构,具有中空主轴、轮盘、固定轨道机壳和发射管,轮盘转动使弹丸获得离心力和高圆周速度从而经固定轨道和发射管被发射出去,其特征在于,在固定轨道和发射管之间平滑地连接有曲率半径逐渐增大的过渡轨道消除离心力对固定轨道壳体和对主轴轴承的冲击,过渡轨道沿中空主轴轴向的高度可以螺线式升高并具有弹性从而避免弹丸卡住并使发射管得到适宜的发射角度。
9根据权利要求8的离心发射机构,其特征在于,有多个轮盘及其射向相同的发射管,多个轮盘相互反向旋转并沿主轴对称平衡分布,使作用于主轴和机壳的离心力相互抵消。
10根据权利要求8的离心发射机构,其特征在于,还连接有可4象限工作的电机和直径相近的风轮机和变速器,其轮盘置于固定轨道兼用的真空罩内形成飞轮电池,风轮机将风能经变速器存储入飞轮电池,飞轮电池主轴可经机械传动系直接驱动船舶的螺旋桨和其它设施,轮盘圆周附近储放的大量弹药兼作飞轮电池的飞轮形成大转动惯量并得以以高爆发射速在瞬间射出,大直径轮盘的离心发射机构—飞轮电池—风轮机合成系统具有大量密集远程发射重型弹丸和储存风能驱动船舶的能力。
全文摘要
一种永不沉没的船舶,在水线下舱室填充满比重极轻的泡沫塑料或设置能够在将进水时打开发射高压塑胶气泡的压力发泡装置,使船舶的总平均比重比水轻,从而造就永浮船舶。特别适于建造大型舰船和航空母舰,使舰载机得到与地面机场相等大小的飞行甲板。依靠高初速和极高实际连续射速的串联弹管武器和离心发射机构形成对舰船的完备防护。与风轮机一体兼作飞轮电池的离心发射机构可以储备风能驱动船舶和形成战略武器发射平台。
文档编号B63B9/00GK1721269SQ20041006888
公开日2006年1月18日 申请日期2004年7月14日 优先权日2004年7月14日
发明者郑悦 申请人:郑悦
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