一种双椭球冠螺旋桨对称前置的潜艇舰船超空泡技术的制作方法

本发明涉及一种双椭球冠螺旋桨对称前置的潜艇舰船超空泡技术，是没计套装在潜艇舰船舱体的球鼻艏外正前部的轴输入动力和利用阻力势能正功化助力的双椭球冠体螺旋桨，其转子桨叶三维超侧弧斜的叶高、叶宽、叶距的延叶造型参量，随30°～1080°后延周角等参量变大而渐增渐大的转子轮体。尤其是双螺旋桨全对称在潜艇(舰船)前部加装的贯流式钻头桨叶，为一体应力的动平衡旋转外廓半椭球体的转子结构，定子外贯流筒连体内设有环设一周喷流口，转换常规潜艇舰船航行正方向上的兴波阻力为反推动力，从而根本上消除兴波阻力的潜艇舰船节能与超速达超空泡水准的螺旋桨技术，构成超强刚体的“椭球冠体”以大部消除常规舰船兴波阻力而形成潜艇舰船(尤其是潜艇)超速航行并节能大半牵引动力的潜艇舰船节能与超速的螺旋桨技术。

发明背景

目前，公知的潜艇舰船的螺旋桨，都是后置式，所设计的螺旋桨吸水截面有限，因其受到螺旋桨吸水产生的低压低过海水的饱和压力，都会产生空泡效应而无力再度提速。这种空泡效应不仅会使水流发生畸变，使桨叶产生空转、振动和冲击，降低桨叶的推进效能，还有强烈地冲击波以及桨叶表层的腐蚀等问题；综观现行舰艇技术现状，在航行时前部往往承受巨大的兴波阻力(大家都知道，物体在水中的阻力是空气中的800倍)，致使匹配功率的三次方与速度成正比例关系，是阻力严重地限制了速度，尤其是随航行加速度的提高加倍地奢耗单位航程所需的能量……正是由于这些个原因使得航母、核潜艇、军舰、轮船、游轮等无法再度提速，或提速以大幅度提高能耗才能满足些许的“超”速需求，即便如此，除少数能够行驶在水面减小阻力的快艇之外，最快的船舶的航速也不过是30～40节而已。据说我国利用喷水磁流体动力的常规潜艇的潜艇最高理论航速仅为150节，实际航速只有100节；俄罗斯曾经的“风暴”级空泡鱼雷的水下航速也不过300节。对于常规潜艇而言，更为严重的是它在航行中的螺旋浆空泡现象，当桨叶入口处的局部压力降到水温对应的饱和压力时，水就开始汽化产生许多汽泡，汽泡被带入桨轮的高压区时，汽泡中的蒸汽受压而急剧凝结，于是周围海水以极高速度冲向汽泡原来占有的空间，产生强烈的每秒钟成千上万次的每次上千兆帕级的水冲击，任何材质的桨叶都无法承受得了致使桨叶损伤——如果不能彻底消除桨叶间汽泡产生的问题就决不会有进一步的舰艇大幅提速可能……当然所产生的尾迹和噪声更会暴露潜艇的位置。另一方面，就是效率低，即螺旋桨以桨叶前后压力差产生推力过程中，必然在艇艉与螺旋桨前部之间的超低压水区作用艉舱体的负压而部分地抵消舰艇前进的动力(假若艉舱壁平面度足够的话)，这种动力抵消率会随螺旋桨与艉舱壁平面的距离值和桨叶旋转半径值大小成反比；动力合成之后，又要“二次性”地克服舰艇前部巨大的切向阻力和随速度增高而大幅度倍增的艇体后方的粘滞阻力……正是这个三重原因才使得“近30万匹马力螺旋桨推动的‘尼米兹’级航母最大航速还不到40节”、“特拉法尔加’级是英国第三代攻击核潜艇，总功率1.5万马力喷射式推进，水下最高航速才32节”、“俄国的‘阿尔法’级核动力攻击型潜艇的诞生的世界潜艇最大的水下航速才45节”，低速的原因很大程度上都与螺旋浆后置和随设计航速提高后的“三重阻力”会呈几何级倍增的趋势限速所致，可以说全世界航海船舶所耗能源的50％以上浪费率和在极限速度航行所耗能源的80～90％成为无效之功以及无法进一步突破极限速度的原因，都是“螺旋桨后置”和“三重阻力”问题再也找不到优化设计空间所造成的！

技术实现要素：

本发明的目的是：在潜艇舰船舱体正前部的球鼻艏外套装全对称的一双贯流式钻头旋桨，桨每以其若干桨叶超侧弧斜的叶高、叶宽、叶距的延叶造型参量，随30°～1080°(而对称的另一桨则随-30°～-1080°而每每全对应)后延周角渐增渐变，形成三维一体化应力的多桨叶互为加强使之具有整个转子的周向载荷均匀、无振动的结构优势，被动或主动地吸收正方向上的海水而旋转，旋转将海水逐以提高水体即时速度到极致，而最终将巨大阻力转换为经定子贯流筒获得的相应地反向喷水推力，实现潜艇舰船节约单位能耗和倍增航速到60～80节的目的。具体在潜艇舰船前部加装全对称贯流式钻头双螺旋桨，实现多桨叶互为加强实现周向整转子载荷均匀、无振动、辐射噪声低的同时，又要在超速之下杜绝螺旋桨空转、汽泡等产生，在此前提之下尽量提高或倍增各桨叶的贯流式轮周功率，全面杜绝“螺旋浆后置”和“三重阻力”所带来的缺陷而以前置螺旋桨吸水方向的“钻头效应”强大的牵引力，既同此消除前述缺陷，又使水面舰艇提高50％左右的航速，使水下潜艇的水下速度达200节以上超速达超空泡水准的潜艇正常航速，制导鱼雷的水下速度争取水下超音速，尤其同时实现航、潜舰艇航行的50～90％节能，从而创立前置全对称螺旋桨贯流筒啧射流获得艇舰牵引动力过程中形成的椭圆层流“超超空泡”内消除舰艇兴波阻力的轴输入动力和利用阻力势能正功化助力的十倍超速并十倍超效节能航行的新机制。

本发明的目的是这样实现的：

在潜艇舰船舱体前设计两个(左右全对称或者上下全对称的)全对称球鼻艏(按照几渡椭球曲面过度流线艇艏两维线建立模型)，鼻艏前部每外套套设艏球套(套为椭球冠内与球鼻艏整艏配合，是在套设挑流坎环喇叭简，筒过小口外设滚子系模合转子体，而大口环内塞有楔子环的小口，楔子环的周表延至大口外接续挑流，流至空泡盘臂共与旋桨定子及挑流系刚揉模合合并密封为一体)，球鼻艏前设有环台凸筒，筒与转子内的主轴或筒轴(筒轴外或设转轴变速齿轮组，轮组输出或输入动力而联接到艏球套前部上发电机发电系统和电动机电动系统)轴系游隙配合，合宜装有推力轴承和径向轴承，而转子桨轮母壳按一至若干倍于在公共短轴上对应短轴的等长轴线定型的半椭球(或圆、抛物曲面的半球)曲面截取成半椭球冠体的桨轮母壳造型，造型曲面上外周侧一体布有一至若干条全等螺旋桨叶，自叶零值起始线起沿半椭球面旋布，每个单叶一维视侧斜15°～60°(而对称的另一桨则随-15°～-60°而每每对应全对称)弧弧平行，二维每每等距旋布的转子桨叶外廓旋转半椭球曲面内，面内三维立体性超侧弧斜的叶高、叶宽、叶距延叶造型的参量随30°～1800°后延周角(而对称的另一桨则随-30°～-1800°而每每全对应)以及“离心率为0.05～1的二次曲线”旋转外廓的半椭球，与“离心率为0.045～0.9的二次曲线”的各系及系列性造型的浆轮母壳半椭球的两支半椭球的二次曲线叠合的随y轴坐标绝对值增大而增大统一构成转子体；转子体的半椭球体临近公共短轴辅助线处造型并经轴心的主轴或筒轴游隙动静配合于定子体变速电力系之冠内动力传动，转子体的半椭球体桨叶外廓又置于贯流筒(筒两侧或设有贯流筒两侧的翼舵)內，筒内向后又扩延于公共短轴辅助线后接续筒以环布一至若干个轴向喷流口壁并与球鼻艏套体经挑流坎、楔子体、空泡盘臂三环体模合匹配焊接或栓铆联接密封并在双齿传动系与变速电力系所在的定子机架系外的贯流筒两侧设翼延板，板上滑移翼板配置的翼舵为一体，构成挑流空泡盘臂环体侧设翼舵的“伞”状喷流总成。这样，当潜艇舰船航行正常，安装在球鼻艏体两个(左、右或上、下全对称)艏球套上的转子体椭球冠旋桨，呈各旋转桨叶结合桨轮母壳互为加强为整体应力，实现周向载荷均匀、无振动整体应力的结构特征，其应力体因桨叶的三维超侧弧斜，随贯流筒过流逐渐渐对被、主动吸收水体加压，不仅具备了“渐增渐大”的通流水道，而且叶高、叶宽、叶距延叶造型的参量还要随15°～1080°(而对称的另一桨则随-15°～-1080°而每每全对应……由于本发明的转子半径一般设计在1～10m左右，最大半径可在30～60m左右，平时大多数水下巡航是200节以下的中低速需求，所以旋桨只能以低转速为主，这就使得轮周扭矩非常之大，这样，潜艇所受周围海水的反扭矩值也会相应增大。为了彻底消除单桨扭炬对潜艇水下稳定性的影响，本发明采用了双旋桨全对称正、负角速度“绝对值”相等的设计，发明了在任何工况之下前置双椭球冠全对称的两旋桨互为抵消的“双桨叶全对称快慢等速反力矩合力为零”的前置双椭球冠双桨工作原理)后延周角增大而增大；转子轮体内轴向设主轴或设穿大空心转轴轴筒，轴筒经艇艏的中轴线上的盘根密封口穿入舱内，内有一至若干台电动机或者主柴油发动机或者核动力驱动系统构成潜艇舰船的贯流式钻头双螺旋浆系统。如此，既将潜艇舰船航行方向上的海水整体贯流主、被压两性流吸水而来，更因旋浆中循序贯流之水在原本是巨大兴波阻力强压势能之下的海水，却因转子体独有的被动性旋转优势将其阻力势能正功化，所有贯流来水都在转子水力半径值愈来愈大下逐渐获得愈来愈大的速度升级，最后从射流的喷流口处使艇舰获得与兴波阻力能量级别基本相当的额外推力；其间，桨叶因被动地吸收正方向上的海水而旋转，旋转即将海水阻力转换成旋水向后的动力(假如这种额外推力目暂时没必要用去提高航速，则可用来发电，发电用去节省舰艇常规螺旋桨准进下的耗能，或予以蓄电储存，而当急需时启动电动机以骤然提高航速之用……)提供了转子的轴输入动力“再加速”的“与阻力大小成正比的基础转速”，即使从100节航速提高到500节的单位能耗也只会在一个算术倍以内的增加，决不会有指数倍的增加的可能。一艘潜艇的两个喷流口，如果每喷流口直径设计为20m，所配置的椭球冠旋桨转子中，若桨轮母壳“离心率为0.611的二次曲线”旋转的半椭球体与桨叶“离心率为0.735的二次曲线”旋转外廓半椭球体叠合造型的话，在设计合理速度之下，其双球鼻艏上的贯流筒贯流水总量一般约为15000m³/s，其喷射速度约为70m/s，所获得的航速在200节以上。这里，当转子运转正常，桨叶从椭球冠转子顶部的螺旋浆前部的海水借助水中静压和相对航行的兴波反向被动流，形成贯流筒前缘将海水不断局就到沿桨叶流线随叶螺旋展延角度的浆叶水道逐以加速扩压喷水预备流，比及接近定子喷射口断面时海水被动流的加速度已几近喷水工作流速度，进入贯流筒后因桨叶水力半径沿椭球曲面不断增大，也就使得水体的平均轮周速度相应地循序增大在贯流筒喷射口冲向空泡盘臂大聚合四射力的作用下形成可供调控的伞状喷射流将艇体全部以喷射流将椭球体和潜艇前半体用负压性边界层的超空泡保护了起来，由于伞状射流与航行阻力势能正功流的合流使整艇获得了巨大的推力，而推力所实际克服的摩擦阻力仅仅是不到整艇前半体表面积1/100的定子贯流筒后空泡盘臂上外流线体冲刷面积上的阻力(这种阻力在初始航行的阻力系数是非常大，但瞬间会因空泡盘臂上超高速流动产生了空泡蒸汽而使阻力系数骤降接近0，所生阻力可以忽略不计)，其余相较于常规同类潜艇的大部分阻力都被转换成了喷射势能(只要转子转速足够高，桨叶迎、背水面均会产生空泡使摩擦系数接近0，根本不存在现行空泡技术武器的启动疑难问题)的正功推动力，这样以来整艇就额外获得了巨大的几乎抵消掉海水因超空泡性提速所施加给潜艇阻力全额的牵引力，而主轴输出的动力则主要用去向前向前再向前……潜艇只能从100节到200节，再到300～3000节地加速度标准地顺次逐级造型实践，直到桨叶间超高流速海水的冷却速度低过桨叶水道轮面摩擦三维流海水生热速度的临界点为止。如此，本发明就从根本上解决了现行螺旋浆的周向载荷不够均匀引起振动、空转率过高、桨叶腐蚀严重、尾部伴流分布不均匀、潜艇空泡尾迹大的各种问题。可以说，本发明设计潜艇前置的贯流式螺旋浆转子，即使把吸水口轮周速度标准提高到1000～2000m/s的亚、超音速速度水平，桨叶也不会震动或空转，是由于本发明是从接近0值开始就平均分配各桨叶的吸水量，而常规螺旋浆高速运转时只能从某一空转的亏水值开始，转速愈高则优劣对比愈明显。以潜艇应用为例，在超高速(100～350节)时，本发明依然是保持正常的贯流方式：由于转速的不断提高，其定子贯流筒内的转子桨叶(如有必要，本发明既可以选择1/12、1/6、1/4、1/2、1.0、2、3、4、5、6椭球两轴比值选择浆叶的低中高速转子模型，更可以根据潜艇舰船进一步超速的设计需要，甚至是7、8、9、10等倍椭球两轴比值选择桨叶体超超高速的转子模型)随转速加大喷射势能正功效率有几近无穷大的趋势，也使得喷水口后的伞状喷射流反推效率也会不断地增大，航速也愈高，但桨叶表面的空泡化现象则随水速加大而前延使整桨的摩擦阻力趋近0。当潜艇下潜深度越大的趋势之下，转子前方的被吸压力也就随之增大，却被转子吸收并转换成喷射口的推力用来抵消因所下潜的海水压力对喷射口处阻力变升的部分，就在潜艇的航速相应提高到一定值之后，伞状喷射流的超高再超高的加速度会使喷水口挑流坎延后体构成相对稳定的超空泡区，区簿附于前半个艇体为最佳航速……。据媒体说，美国在1997年完成了一项惊人的试验。他们将超空泡化弹在水中发射，瞬间达到超过水中音速的1549米/秒的极高速度(现行“超空泡化现象”与本发明“超超空泡化现象”的最根本的区别，在于前者所研究成果应用到潜艇技术上，其喷射泵受叶片转速、振动、空转、腐蚀和合金钢性能的多重制约，而使用在鱼雷等武器之上只是在几近自毁点的工况现象或者只能是鱼雷单程工况现象下的实验，所谓“水蒸气沟”则是没有处理妥当物体身后三维流海水相对速度下大量蒸发汽体的尾迹罢了，并不说明那就是极限速度，证明极限速度的事实应该是物体剪切海水达到了海水摩擦物临界积热点，估计“1549米/秒”的速度最多也只是接近了这个临界点)，而本发明只能从亚音速级设计200节逐步向到3000节研发，超音速一定会实现。根据本发明设计原理，一个680m²左右双空泡盘臂的盘臂面积，所产生的有效喷射流空泡引航截面约为40×20m²，可允许艇围造型直径不小于60m，可“伞”护“半艇”长度约不低于250m，允许艇长不小于460m，其水上、水下的排水量均不低于20万吨——该潜艇的导弹武器平台布置容积约为180×40×40m³，完全可以布置象东风41洲际导弹以及包括俄罗斯的r-36m世界最大的32.6m长的撒旦导弹等最大核武器等各种导弹都能大量集成布置……由于其特大排水的吞吐海水贯流量，使潜艇极高速度的超空泡巡航并且接近或超音速成为可能，然而允许其从200节起的任何再提速的每一步，都要以消除空泡尾迹和流线浑然性及适当无功配重为三大前提。如果不能消除空泡尾迹便会暴露自己；流线的浑然性是确保护体空泡的完整性和空泡盘臂飞速所消耗来的总能量均转换成“伞”后超空泡，空泡与周遭奔流向后的海水形成的负压边界层整整贴近前半个艇体，艇体外既没有明显增加摩擦力又能让海水顺次冷却空泡内“薄薄一层蒸汽”而前仆后继地于后半艇消泡；至于无功配重，是在一定的空泡盘臂规模之下，与“飞行”空泡相适型的艇体和重量必须匹配或足额配备以确保安全。事实上，如此巨量的喷流水，环射向后于整个潜艇舱体四周的超高速喷射水(速度高达150～1500m/s)，喷水在艇体上下左右四周形成“伞”形引航流，流将潜艇体表“护”起来——当双旋桨总成高速航行在由正向高压静态海水及侧压海水之中，双旋桨总成以潜艇不同高速值的设计要求，贯流量大小由转子浆叶的叶高、叶宽、叶距值大小造型获得不同的水流量，也是经吸水口所吞吐的桨叶吸水流，其不断聚给了空泡盘臂的巨“伞”形超高压极速喷射流(只要转子转速足够高，叶高、叶宽、叶距值够大，空泡盘臂后均会产生稳定的空泡，使摩擦系数接近0，根本不会有现行空泡技术武器的启动疑难问题)喷射流，流的“伞”形必因侧压海水及相对速度随艇附着负压性空泡(负压区域当然充满蒸汽了，也自然包裹后艇体有利于消除阻力，只是不象现行空泡鱼雷拉那么长的尾迹，甚至就不会发生，因为艇体设计得足够长，海水完全有机会把蒸汽紧箍起来均匀分摊在艇艉表面薄薄一层而快速地予以大面积海水冷却)边界层，恰巧在层掖下的潜艇两侧每形成一个在艇腹母线外准椭球形的可携带若干子艇的空泡区，边界层的负压区渐次缩小至侧压起始线的海水压力“接近零”)，即侧压起始线的前半艇体航行中的摩擦阻力均为0，而侧压起始线的后半艇体则不会有阻力，有的或许是不当加速度达到一定极限值下产生的粘滞阻力(一般可以忽略不计)，这就是本发明的超超空泡性负压边界层微阻力化机制。这里，尤其形象一点的是；贯流式螺旋浆是巧制了螺旋“尖刃”式，顺势以“钻头”将海水变成微阻力“墙”，并且转子内又赋有被动增速扩压加强“钻效”的本能，而决不会象常规螺旋浆那样把那么钝头钝脑的大“艇头”蛮横地“挤”进海水强大阻力的“墙”里，更何况传统桨叶“空转”的有汽无力呢！此为本发明的“钻头效应”工作原理。因此，超空泡潜艇有条件设计得足够大足够长，以获得了非常惊人的排水量，这就给艇内空间带来非常大的宽裕度，不仅为适用一般高强度钢提供加强肋筋板或大小格网化附壁箱柜加强或若干楼层再度加强措施的空间便利，还给艇员生活条件提供了空前的舒适化(诸如宽大到如同水面航空母舰或舰船水平或全空调和合理卫生生活条件的休息室、工作间、蓝球场、放映厅、集会娱乐、“加盖”游泳池等优越标准)……不妨再整合我们的其他成果结合现水平的国防装备能力设计出一个1360m²左右空泡盘臂的双盘臂面积，所产生的有效喷射流空泡截面约为1600m²，可“伞”护“半艇”长度约不低于350m，可允许艇围造型直径不小于90m，艇长不小于800m，其水上、水下的排水量均不低于35万吨，也可适当调整流线形状设计成战略性核常兼用为装载若干艘万吨大驱逐舰、护卫舰、战略潜艇等编队以及“辽宁号”航母在内的特种作战平台以水下超空泡200节以上极致化隐蔽、极速突防、超强攻击、战略战术投收放的母艇……完全能够结合我们的其他可以配套的成果一并打造成一款“绝对不耗用空气或人工空气、人工制氧的超级aip并超浓缩型超大功率体积比的‘10000℃以上高温等离子体锅炉’与‘微冷凝循环汽轮机’发电系统”“200节以上超空泡无尾迹和极低噪音巡航”“实现30～60万吨左右巨艇的超静音、超隐蔽、超机动性作战及兵力投放”“把我国凡能生产乃至世界上凡能军购或联盟共享到的所有核常各种武器(如俄罗斯的“撒旦”等)都能平台化和体系化集成”“节约90％以上的燃料”的特级潜艇……当然更可以向中、小、微型化超空泡系列潜艇(如设计三至五万吨级运载舰船潜行母艇、三至十万吨级战略拒止潜行航空母艇、三至十万吨级载货潜行艇、万吨级战术拒止潜行艇、五千吨级战术驱逐潜行艇、一至两千吨级群围蜂堵潜行艇、几十吨级快反功用潜水登陆潜行艇、几十吨级班排兵力潜行飞艇、几十吨级无人驾驶潜行飞艇、几十吨级武器分布遥控潜行飞艇等)及各种功能潜艇造型设计(当然考虑到潜艇机动翻转等还要进行各种容器特别加盖密封，尤其象高温等离子体锅炉、汽轮机等动力设备的无水位作出在油箱、水箱等储液容器安装液位位移“活塞”等都要安全标准化……)而加速发展。其中，本发明所设计的“引航”变形翼舵(舵推至整前弧段为前弧俯冲满舵，拉回中平段则为中平直行满舵，拉至后弧段则为后弧仰冲满舵，继而便有前弧-5～-85°平调俯冲舵和后弧5～85°平调仰冲舵，顺次还有左平右前弧下翻满急舵、右平左前弧下翻满急舵、左平右前弧-1～-360°下翻微调舵、右平左前弧1～360°下翻舵、左平右后弧上翻满急舵、右平左后弧上翻满急舵、左平右后弧-1～-360°上翻微调舵、右平左后弧1～360°上翻微调舵)，提高了机动性，在遭受敌方武器攻击时，除骤然加速甩脱外，还可以推或拉伸伸展左(右)一侧翼舵便会使艇身以对应一侧翼舵为轴心螺旋转进左右摆±1～360°接转或正负角接转机动，继而双翼舵同推或拉向前跃、降上下纵摆±1～360°(或抛物、正弦曲线等，视回避需要微调翼舵前弧面大小而定)接转或正负角接转机动，尤其“引航”艇体纵横连摆超超机动到鱼雷或猝然出现敌艇的后方并开火击毁之，实现巨大而灵便、沉重却机敏、快速且安稳、隐形静无迹、“坚不可摧”做国之重器、“无坚不摧”保世界和平的目的。至此可以结论的是：本发明在双椭球冠螺旋桨对应于空泡盘臂环体上为“伞”状喷流总成匹配强大到40万kw发电功率(仅相当于两艘美国福特级航母的核驱动力)的诸机动力舱段，再递接各种功能舱段和武器平台模块舱段以及常规艉舵、螺旋桨成形完整地潜艇，便可保证“水上、水下的排水量均不低于20万吨”型潜艇200节巡航(核动力或者未来的高温等离子体火焰锅炉发电系统即可而无须什么“金属燃料发动机”……那么60万kw功率的“水上、水下的排水量均不低于35万吨”)需要，本发明便可成为携带整个“辽宁号”航母编队的母艇并以200节以上速度巡航(果真成型的话，一台“辽宁号”或一艘“中国式‘福特级’”核动力航母编队再加上“母艇本身巨大的武器平台以及成百上千艘群围蜂堵潜行艇、班排兵力潜飞艇、无人驾驶潜飞艇、武器分布遥控潜飞艇等等子艇”的战略威慑能抵得上美国11艘现役核动力航母。可以想象一下威慑能力是全球任何争端海域，也不论有多少个战事暴发点，统统都有“‘中国式福特级’可以‘随时投放’到来”的可能，是何等地战略威慑力，其以一当十、以一当百实现其“不战而驱人之兵”的战略目的是不言而喻的)——本发明只有按需要造型，无论潜艇或者母艇乃至大到惊人，还是从几人、十几人乘员的超音速快反战艇到无人驾驶战术艇，还是武器级单程艇而小到惊人等都可以，唯一不会有是“不行！”之说或者是超空泡效率多少有些折扣之虞！！！

由于采用了上述方案：本发明实现了潜艇舰船的前置贯流式钻头螺旋桨技术上的新突破，突破传统技术的极限，十倍以上地初步提高了潜艇舰船航速达超空泡60～300节的水准，还比照常规潜艇舰船单位航程节能率提高90％左右，完全能够设计出超高音速突防或机动巡航的大型战略潜艇、特大型母艇等，相较于常规空运和水面运输具有极大的隐蔽性、快速性、大批性、高效性、经济性和战略战术的优越性。其次，本发明还实现了水面舰船的贯流式螺旋浆技术的更新和现役各类军、民船舶的改造等，可以在自成体系后向全球宣告现行螺旋桨和螺旋桨后置的高耗能航海时代(渔民生活渔船除外)的结束，同时为全人类推介60～95％相对节能和省时，推动低碳航海技术革命，开创一个中兴无限的双椭球冠螺旋旋桨前置的轴输入动力和利用阻力势能正功化助力的十倍超速并十倍超节能的潜艇舰船“钻头效应”航行新时代。

附图说明

下面结合说明书附图对本发明作进一步说明。

图1，是本发明的第一个实施例的潜艇双椭球冠螺旋桨对称前置的主视图；图2，是图1的i-i侧剖示意图；图3，是图2的ii-ii侧视剖面示意图；图4，是图3的a-a俯视横位剖面示意图。

图5，是本发明的第二个实施例的潜艇双椭球冠螺旋桨对称前置的局剖侧视图。

图6，是本发明的第三个实施例的舰船双椭球冠螺旋桨对称前置的主视图；图7，是图6的iii-iii侧剖示意图。

图8，是本发明的潜艇舰船双椭球冠体对称螺旋桨前置的结构(示意)局剖俯视图及潜艇航行中“超空泡化现象”的深海水压水流阻力变化分解示意图。

图9，是本发明的第一、二个实施例的潜艇图1、图3、图4、图5的各实施例翼板轨制艇附体板及冀舵剖视结构图；图10，是图9翼舵滑移之轨制所在定子连体翼板、翼延板上的前弧沟槽、中平沟槽、后弧沟槽通连侧置的倒u形沟槽示意图。

图中1、球鼻艏外正前部的输入动力和利用阻力势能正功化助力的双椭球冠体对称螺旋桨，左(右与左全对称)椭球冠体在零点五至若干倍于短轴的长轴定型的椭球(或圆、抛物)曲线的旋桨半椭球体造型，造型为转子一至若干桨叶以“离心率为0.05～1的二次曲线”旋转外廓半椭球体，体与桨轮母壳相对应以“离心率为0.045～0.9的二次曲线”外廓旋转的半椭球体造型的两叠合体，其在桨叶旋转外廓与桨轮母壳之间，桨叶自叶零起始线起，叶高、叶宽、叶距的延叶造型参量，随30°～1080°(右与全对称为-30°～-1080°)后延周角渐增渐变和“旋转二次曲线”参考的y轴坐标绝对值增大而增大的浆叶一体化应力的铸钢或铸钢件拼组而成的的桨叶(简称桨叶)；2、桨叶环布旋转外廓为半椭球体次高纬度的零高、零宽、匀距起始线，或者艇艏外露鱼雷发射口及声纳武器等合理布置，布置定子性椭球冠起始部件或通机舱段中空定轴空腔封头的定子凸冠(简称转子凸冠或称定子空腔凸冠)；3、旋桨贯流式的转子体后游隙动静配合的水流聚压置定喷水口，于微挑流挑流坎环体外续流流线结构的贯流筒束流喷射系，以及包括椭球冠冠内置定的电动、发电机和机座架在内的球鼻艏前套定的定子总成(简称定子)；4、浆叶渐斜渐宽水道(简称浆叶水道)；5、类如常规(各种核、柴、锅炉动力)潜艇舰船的主体部分(简称常规潜艇舰船)；6、桨轮母壳；7、转子桨轮母壳内径、轴向的双轴承主轴一体化支撑、配重块等轴承架系(简称轴承架系)；8、推力轴承(被动)系；9、径向轴承系；10、艏球外定子环台(闭腔备装发电机室)“凸”起轴承外架系内承轴心筒腔、腔室(简称环台凸筒)；11、转子的变速电力系、主轴或筒轴、中空定轴、双齿传动系传动轴系(简称传动轴系)；12、前顶设有椭球凸面的定子环台凸筒，椭球后内腔与球鼻艏外表整体相似模形配合的艏球艇体定子套(简称艏球套)；13、六至若干台兼有作战主动电力动力加速前进和平时被动发电的电动机或发电两用机及其对应齿轮组合变速单元的动力系(简称变速电力系)；14、挑流环布“伞”状喷流喷射口(简称喷流口)；15、环坎外盘根密封承轴式滚子轴动系(简称滚子系)；16、外面微挑流型环喇叭筒定子，內喇叭小口外配滚子系，大口内箝楔子环共刚揉承轴转子环周冠缘支撑动静模合体的挑流坎(简称挑流坎)；17、自挑流坎定子喇叭大口内整体楔入小口而大口外接续挑流成喷流口延体，体待延接成空泡盘臂的合挑流坎环与艏球套配置间隙模楔紧固的长喇叭哨口环体的楔子环(简称楔子)；18、类如常规舰船的球鼻艏体(简称球鼻艏)；19、桨叶被动入水流；20、铸钢或铸钢拼组的螺旋浆转子桨叶、桨轮母壳、转子轮体、坎外径向滚子以及结合轴心转轴、内推力轴承系、径向轴承系三维混一一体化应力的桨叶旋转轮廓为椭球冠体，体或以公共短轴对称线为转子造型单元扣合分界线，设贯流式旋桨定子喷流口环楔塞楔子于艏球套上或后联置倒椭球台转子段，以游隙置入贯流筒内的转子(简称转子)；21、类同常规舰船舱壁或舰艇体球鼻艏(简称球鼻艏或称舱体)；22、被、主双动吸水道之前的被动(或主动)吸水区(简称道前吸水区)；23、贯流筒定子系、椭球冠(台)体转子系的椭球公共短轴对称线(简称短轴对称线)；24、被、主双动吸水整口的定、转子游隙动静模合旋转通流水道旋进的贯流腔筒(简称贯流筒或称贯流腔)；25、以其转子实际吸水口面积设计需要的随定子贯流筒前后移动或确认定子始吸口位置的被动或主动吸水口总成(简称吸水口或称吸水口总成)；26、电动主动力推动桨叶，而桨叶转换兴波阻力的被动之能或者直动转子自身或者发电蓄能的旋桨(简称旋桨)；27、公共短轴线；28、螺旋浆转子桨叶、桨轮母壳、转子轮体造型的相等长轴线(简称长轴线)；29、可调节喷流角度的喷射口刀刃刀背型板壁(简称喷流口壁)；30、转子内闭腔备装发电机、电动机的冠球室(简称电机室)；31、桨轮母壳后向滚子环口缘(简称环口缘)；32、楔铆钉；33、胶结填缝层；34、延臂加强箍卡单面滚珠顺轨倒u形卡槽沟水润滑轴承性推力压紧随移夹定翼舵板条单元组排平推平拉滑移的单珠夹板推力性单珠轴承性二维移动压紧总成(简称单珠压紧槽沟轴承)；35、输电线；36、翼舵的翼条单元扣连组合板(简称翼板)；37、两侧翼板轨制艇附体板延直展翼连体板(简称翼延板)；38、翼舵相机加强板位；39、水平舵；40、倒u型槽沟内顺槽滚珠滑移推力轴承(简称滑移轴承)；41、双面侧卡滚珠顺轨倒u形卡槽水润滑轴承性推力压紧随移夹定翼舵板条组排平推平拉滑移的四珠夹板轴承(简称四珠夹板轴承)；42、凸三叉型组合翼舵滑移变形的对扣单元板条(简称翼条)；43、艇艏椭球体第一椭球过渡节点两维线(简称第一过渡线)；44、以q1点为中心的缩影十倍一体视图潜艇舰桥(简称舰桥)；45、第二、三过渡线；46、五渡椭球曲面流线艇(舰)艏两维线(简称艇舰艏两维线)；47、一体视图潜艇舰桥缩影十倍的q1恢复组图中心点；48、一体视图潜艇艇体缩影十倍的q2恢复组图中心点；49、开有内板、外板通透两个倒u形透壁沟槽平行的滚珠滚动槽沟的双层加厚高强度钢轨制翼板艇附体板结构体(简称翼板轨制艇附体板)；50、通长加厚圆柱高压充气(备万一触底撞裂爆气反推驱离同时保证整艇密闭安全之用)的密闭艇腹的底外两半球龙骨(简称底龙骨)；51、艇外独立密闭转子腔(简称转子腔)；52、一体视图舰船船首缩影十倍的q3恢复组图中心点；53、以q5点为中心的缩影十倍一体视图舰船舰首(简称舰首)；54、艇(舰)艏孪式双椭球曲面合体两维流线(简称合体流线)；55、一体视图舰船船体缩影十倍的q5恢复组图中心点；56、转子中轴线上主、被动动力传输的主轴或轴线(简称主轴)；57、类同常规艉舵、螺旋桨的船舰主体舱(船舰舱主体)；58、预注了超高压惰气的高强度密闭充气仓(简称密闭充气仓)；59、翼条受夹固制板；60、“凸”字型条棒单元对搭扣拼组合成翼板的推拉变形且刚揉性极强到在超音速巡航下突然满舵机动达“无穷大”参量的翼舵，前半舵上面由弹性板联接，后半舵下面由弹性板联接，接连为一体，体整控由中平位推至前弧止点呈“前弧位”则上弹性板迎面划水使艇下潜行进(视潜微调弧之圆心角小大)，而翼板“中平位”使艇沿直前进，及至后弧止点呈“后弧位”则下弹性板迎面划水使艇上行(视上微调弧之圆心角小大)滑移板条的机动“引航”性的单舵绕轴左、右横摆±180度范围调节闪躲战术翻转、双舵绕艉上下纵摆±360度范围调节仰俯角巡航闪躲战术翻转、双舵“引航”艇体纵横连摆超超机动、双舵调抛物、椭圆、正弦曲线各种设计或随机模量范围调节巡航闪躲战术翻转的变形平弧翼舵(简称翼舵)；61、后半舵上面结连弹性板，前半舵下面结连弹性板为一体的翼板条栓铆弹性板舵面(简称弹板舵面)；62、与倒u形透壁沟槽平行的滚珠滚动槽沟(简称滚动槽沟)；63、艇前进方向；64、前弧沟槽；65、后弧沟槽；66、中仓定轴径向轴承；67、电气化的电动机及双齿传动系(简称双齿传动系)；68、转子系主传动的正圆柱阔腔舱段定子外套转轴筒(简称筒轴)；69、过仓密封门；70、径向传动轴承；71、轴承架；72、设于舰艏底部的夹层内半圆柱超高压充气仓罐的缓滞冲击仓底(简称缓冲仓底)；73、开有防爆门的径间加强板(简称防爆加强板)；74、一体视图艇体缩影十倍的q4恢复组图中心点；75、以q2、q4点为中心的缩影十倍一体视图潜艇主体(简称艇体)；76、石棉盘根动静密封紧箍圈(简称密封圈)；77、桨叶吸水流；78、中心空腔；79、四倍于短轴的长轴定型的椭球曲线360°两平角超侧弧斜浆叶转子模型示意线(简称四倍平角浆叶线)；80、三倍于短轴的长轴定型的椭球曲线270°一点五平角超侧弧斜浆叶转子截取示意线(简称三倍平角浆叶线)；81、二倍于短轴的长轴定型的椭球曲线180°平角超侧弧斜浆叶转子截取示意线(简称二倍平角浆叶线)；82、为了适应进一步不同超超高速潜艇设计要求，在坐标系内同一短轴对称线上的一、二、三、四倍长轴四种分别于对应不同长半轴椭球体曲线上超侧弧斜浆叶转子的分级长轴螺旋桨圆锥曲线造型示意(简称椭球体四级长轴的转子造型曲线)；83、一倍于短轴的长轴定型的椭球曲线二分之一平角超侧弧斜浆叶转子截取示意线(简称一倍平角浆叶线)；84、全对称等功率反向旋转的孪双平角浆叶旋桨前置椭球冠总成(简称双旋桨总成)；85、球鼻艏仓室；86、正前方向上的高压静态海水(简称高压静态海水)；87、被喷水流推开并形成零压边界层后顺流合流侧压海水(简称零侧压海水)；88、“伞”状喷射流受海水侧压又在相对速度下的挤压扯拉，将其塑成经艇前半体类封闭的椭球体的超超空泡性负压收缩边界层(简称空泡性负压边界层)；89、可携带若干子艇子艇陪附仓的空泡性负压区(简称空泡区)；90、初速强力喷射流区泡性负压超限边界层(简称超限边界层)；91、顺压侧后海水；92、周侧及侧后静压海水(简称侧压海水)；93、潜艇舰桥；94、类同常规的水平舵(简称水平舵)；95、轻、中、重、超特重型艇载导弹舱段(简称艇载导弹)；96、艇长对称中位“雨滴”侧压起始分界线(简称侧压起始线)；97、艇体扩腹宽大母线(简称艇腹母线)；98、导弹备用装备或艇载飞机坪舱两用平台舱段(简称导弹装备平台)；99、艇稍艉体舱段；100、贯流筒延喇叭外流线环台体的空泡“盘”状“伞”形引流臂(简称空泡盘臂)；101、鼻艏流线过渡分水岭(简称分水岭)；102、定子连体翼板、翼延板上的前弧沟槽、中平沟槽、后弧沟槽通连侧置的倒u形透壁(双壁)沟槽(简称倒u形透壁沟槽)；103、定子轴向前出阔腔中空通仓旋桨定轴(简称中空定轴)；104、内栓法兰；105、球鼻艏紧固的挑流坎、楔子两体、定子体及各轴承座配固撑合件等的刚性定子机架系(简称定子机架系)；106、均与倒u形透壁沟槽平行的滚珠滚动双珠平行槽沟(简称双珠平行槽沟)；107、轨制翼板条的翼条受夹固制板的双槽沟倒u轨道滚珠盒(简称倒u轨道滚珠盒)；108、翼舵变形弹性的平后弧板面(简称翼面)；109、转子以零点五至若干倍于短轴的长轴定型的半椭球以“离心率为0.045～0.9的二次曲线”旋转半椭球体成型桨轮母壳，桨叶以零点五至若干倍于短轴的长轴定型的“离心率为0.05～1的二次曲线”旋转外廓成半椭球体自叶零起始线起，叶高、叶宽、叶距的延叶成型对应两半椭球体叠合而成；两旋桨转子一体化应力的游隙动静配合在定子的贯流筒内，构成双旋桨总成的两旋桨模合动静匹配的被、主动吸水口的椭球冠体(筒称椭球冠)；110、中平段；111、高温等离子体燃油直流式蒸汽锅炉或核反应堆与微冷凝汽轮机发电系统以及“活搴升降式”储水储油罐罐系统等所在的动力舱段(简称动力舱段)。

具体实施方案

在图1中，左(右与左全对称)椭球冠体109，由两正圆形的定子3体贯流腔24内，均匀地每绕旋延设左202.5°和右-202.5°的各十六条“三维超侧弧斜”的桨叶1，自桨叶1零起始线，每构成十六条浆叶水道4唯以同心圆圆心为对称中心的正圆形旋桨转子20而一体化应力的游隙动静配合在定子3的贯流筒24内，以及两侧筒24外设有翼条42组排的翼舵60的互为加强构成双旋桨总成84的两旋桨26模合动静匹配的正圆形被、主动吸水口25的双椭球冠体全对称前置螺旋桨。

在图2中，旋桨26的转子20的桨轮母壳6呈半椭球(“离心率为0.611的二次曲线”旋转半椭球体)状，其内腔左顶里设有传动轴系11，系11中设主动主轴56与艏球套12左顶上的定子环台凸筒10动静结合，结合在其间的轴向的推力轴承8和径向的径向轴承9上；桨轮母壳6上下全对称性的“三维超侧弧斜”桨叶1，构成自左侧顶上的叶零起始线旋起有叶高、叶宽、叶距和浆叶水道4的延叶渐大造型，随“离心率为0.735的二次曲线”旋转(动平衡旋转)半椭球体外廓渐增渐大的转子20；转子20的半椭球体与“离心率为0.611的二次曲线”旋转的半椭球体的桨轮母壳6半椭球等长轴线28，而共短轴线27成主体的右侧的定子3体向后全对称设喷流口14；喷流口14环设在微喇叭环形的挑流坎16之内为一体，其挑流坎16向左过公共短轴线27伸入桨轮母壳6环口缘31内，内设滚子系15，作为定子3部分的贯流筒24前位以转子20的十六条浆叶水道4，构成旋桨26的被、主动吸水口25。

在图3中，艏球套12内腔与球鼻艏21外表整体相似模合匹配成套，套外由楔子17整环塞填一周等间隙与正圆形内环面的挑流坎16装配性结合，挑流坎16圆环体外是匀设十六轴向喷流口壁29构成的十六个环布喷流口14，壁29与定子20外的贯流筒3为一体同心圆的旋桨26及与球鼻艏21安装配置的孪双全对称两旋桨26、两贯流筒24共计三十二个喷流口14以及两侧设翼板轨制艇附体板49、翼延板37并翼条42组排的翼舵60的前置双椭球冠体对称螺旋桨潜艇结构。

在图4中，是在图2全同结构的艏球套12顶上的定子环台凸筒10腔内的闭腔备装发电机室30内腔中设主轴56和内备置主动系推力轴承34的旋桨26贯流筒24内前位以转子20的十六条浆叶水道4，贯流筒24外两侧设翼板轨制艇附体板49、翼延板37并翼条42组排的翼舵60兼有发电或兼有辅助电动的主、被动旋桨26的被、主动吸水口25结构。

在图5中，是在图2全同结构之外设有闭腔备装发电机室30内腔中设中空定轴103、筒轴68、双齿传动系67、内栓法兰、密封圈76、机架105并前突空腔凸冠2的前置双椭球冠体对称螺旋桨潜艇结构。

在图6中，当双旋桨总成84高速航行在由正方向高压静态海水86及侧压海水92之中，双旋桨总成84以潜艇不同高速值的设计要求，贯流水量大小因转子椭球旋转母线造型短轴对称线上的若干倍于长轴的若干种对应长半轴比值小至大以及小至大浆叶转子的叶高、叶宽、叶距值小至大造型获得不同的流量流速，双旋桨总成84经吸水口25所吞吐的桨叶吸水流77、继不断聚给空泡盘臂100的“伞”形超高压极速喷射流(只要转子转速足够高，桨叶迎、背水面均会产生空泡使摩擦系数接近0，根本杜绝了现行空泡技术武器的启动疑难问题)，流的“伞”形必因侧压海水92及相对速度的施压和扯拉挤压成经艇前半体类封闭的空泡性负压边界层88的空泡(负压区域当然充满蒸汽了，也自然包裹后艇体有利于消除阻力，只是不象现行空泡鱼雷拉那么长的尾迹，甚至就不会发生，因为艇体设计得足够长，海水完全有机会把蒸汽紧箍起来均匀分摊在艇艉表面薄薄一层而快速地予以大面积海水冷却)，这就是在层88掖下的潜艇两侧每形成在艇腹母线97外一个准椭球形的可携带若干子艇的空泡区89，边界层88的负压区渐次缩小至侧压起始线96的海水压力“接近零”，即侧压起始线96的前半艇体航行中的摩擦阻力均为0，而起始线96后半艇体则不会有阻力，有的或许只有加速度达到一定极限值下产生的粘滞阻力(可以忽略不计)，这就是本发明的超超空泡性负压边界层微阻力化机制。

在图7中，除两侧不设翼板轨制艇附体板49、翼条42组排的翼舵60的和备有密闭充气仓58的底龙骨50外与图1全同的前置双椭球冠体对称螺旋桨船舰结构。

在图8中，除以一体视图舰船船体缩影十倍的q5恢复组图中心点55的船舰舱(舵、桨)主体57结构与图2以一体视图潜艇艇体缩影十倍的q2恢复组图中心点48的艇体75结构不同之外，其余全同于图2的前置双椭球冠体对称螺旋桨船舰结构。

在图9中，翼板轨制艇附体板49为双层加厚板内通透开内外全等的倒u形透壁沟槽102，板49体外于沟槽102口上设倒u轨道滚珠盒107，盒内设夹定每单元翼条42翼条受夹固制板59的内、外共两副双珠平行槽沟106并将翼板36外伸，而根部受制在内板沟槽102口的内侧装单珠压紧槽沟轴承34；而翼条42则以若干凸形对扣成被弹板舵面61接连为总体翼舵60，其前半舵设下舵面61连翼板36为一体，半舵设上舵面61连翼板36为一体。

在图10中，翼板轨制艇附体板49通开倒u形透壁沟槽102，槽102分为前弧段64、中平段110、后弧段65三段，每段与翼舵60等宽，推至整前弧段64为前弧俯冲满舵，拉回中平段110则为中平直行满舵，拉至后弧段65则为后弧仰冲满舵，继而便有前弧-5～-85°平调俯冲舵和后弧5～85°平调仰冲舵，顺次还有左平右前弧下翻满急舵、右平左前弧下翻满急舵、左平右前弧-1～-360°下翻微调舵、右平左前弧1～360°下翻舵、左平右后弧上翻满急舵、右平左后弧上翻满急舵、左平右后弧-1～-360°上翻微调舵、右平左后弧1～360°上翻微调舵。