矢量推进式潜艇的制作方法

本发明属于潜艇技术领域，尤其涉及矢量推进式潜艇。

背景技术：

传统的潜艇为了保证其水下航行性能，其基本结构均是采用螺旋桨尾桨作为前进动力，而转向则完全由舵，如平板式水平转向舵完成，而潜艇的升降主要依靠调节水柜的需水量，这样将导致潜艇的驱动系统结构较为复杂，且使潜艇只能在前行状态下方可实现水平转向，转向速度较慢，转向半径较大。若在潜艇遭遇与其它船舶及障碍物发生碰撞或被袭击等危险状况时，潜艇无法及时规避，容易造成事故，甚至引起人员伤亡。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供矢量推进式潜艇，旨在解决由于现有技术中的潜艇升降及转向不灵活，效率较低的技术问题。

本发明提供了一种矢量推进式潜艇，包括潜艇主体、潜艇驱动系统和姿态控制系统；所述潜艇驱动系统和姿态控制系统均设置与所述潜艇主体上，所述潜艇驱动系统在所述姿态控制系统的控制下，绕所述潜艇主体的外壳平面做360度转动，使所述潜艇主体进行升降或转向操作。

可选的，潜艇驱动系统包括至少两个驱动器。

可选的，所述潜艇驱动系统包括前驱动器和后驱动器。

可选的，所述前驱动器包括前驱动电机和螺旋桨。

可选的，所述前驱动电机设置为可双向旋转，所述螺旋桨的叶面是平的。

可选的，所述螺旋桨为大叶面、低转速的螺旋桨。

可选的，所述潜艇驱动系统的驱动器为外置式驱动器。

可选的，所述潜艇还包括数据采集系统，所述数据采集系统与所述姿态控制系统连接，所述数据采集系统用于采集所述潜艇的运动数据并传输给所述姿态控制系统，以便进行所述潜艇的姿态控制。

可选的，所述数据采集系统包括倾角传感器和压力传感器。

可选的，所述潜艇包括发射架，所述发射架包括前发射架、后发射架及垂直发射架，分别位于所述潜艇的前端、后端及中间部分。

本发明示出的矢量推进式潜艇包括潜艇主体、潜艇驱动系统和姿态控制系统；所述潜艇驱动系统和姿态控制系统均设置与所述潜艇主体上，所述潜艇驱动系统在所述姿态控制系统的控制下，绕所述潜艇主体的外壳平面做360度转动，使所述潜艇主体进行升降或转向操作，从而无需依靠调节水柜的蓄水量即可自动使潜艇在原地实现升降、转向等操作，大大提高了潜艇的灵活性，有效提高了潜艇的控制效率。

附图说明

图1示出了本发明实施例一提供的矢量推进式潜艇的结构框图；

图2示出了本发明实施例一提供的另一种矢量推进式潜艇的结构框图；

图3示出了实施例二提供的矢量推进式潜艇的结构示意图；

图4是根据一示例性实施例示出的后驱动器中螺旋桨的转向示意图；

图5示出了实施例二提供的矢量推进式潜艇中潜艇驱动系统的结构示意图；

图6示出了实施例二提供的包含发射架的矢量推进式潜艇的结构示意图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

以下结合具体实施例对本发明的具体实现进行详细描述：

实施例一：

图1示出了本发明实施例一提供的矢量推进式潜艇的结构框图，为了便于说明，仅示出了与本发明实施例相关的部分，详述如下：

本发明实施例示出的矢量推进式潜艇包括潜艇主体1、潜艇驱动系统2和姿态控制系统3。

所述潜艇驱动系统2和姿态控制系统3均设置与所述潜艇主体1上，所述潜艇驱动系统2在所述姿态控制系统3的控制下，绕所述潜艇主体的外壳平面做360度转动，使所述潜艇主体1进行升降或转向操作。

在潜艇航行过程中，“掉深”是潜艇在运行过程中的一种较大危害而又不可预测的自然现象。掉深是潜艇在运行过程中，由于海水浓度变化，潜艇发生的急速下沉。

由于传统潜艇是通过水箱和尾翼来调节潜艇的升和降，由于这个调节过程需要较长时间，通常都是调节过程还没有完成，事故已经发生，造成颠覆性损失。本示例性实施例中，矢量推进式潜艇不依靠水柜的蓄水量即可实现升降的调节，从而无需依靠调节水柜的蓄水量即可自动使潜艇在原地实现升降、转向等操作，在出现“掉深”时，驱动系统仅需要转动驱动方向，即可驱动潜艇向掉深的反方向移动。相较于水箱与尾翼的调节，具有更快的反应速度，提高了潜艇的灵活性，避免掉深事故的发生。

并且，传统潜艇航行时，当潜艇需要升和降时，都需要由水箱和尾翼将潜艇调整到所需要的俯、仰角度，由于潜艇很长，又有一定的行进速度，所以潜艇紧急上升时会出现艇首先出水面而艇身还没有摆平的跃出状态。本申请通过不依靠水柜的蓄水量即可实现潜艇整体升降的调节，使潜艇在浮出水面时避免了潜艇头部高高越出水面的弊端，有效确保潜艇内设备、装载物的安全和人员的舒适度。

可选的，如图2所示，潜艇还包括数据采集系统4，所述数据采集系统4与所述姿态控制系统3连接，所述数据采集系统4用于采集所述潜艇的运动数据并传输给所述姿态控制系统4，以便进行所述潜艇的姿态控制。

可选的，数据采集系统4包括倾角传感器和压力传感器。在倾角传感器采集到潜艇的倾角数据，以及压力传感器采集到潜艇的压力数据后，将这些数据传输给姿态控制系统3，姿态控制系统3根据这些数据控制潜艇驱动系统2，以进行潜艇的姿态控制。

需要说明的是，倾角传感器可为各种能够进行倾角数据采集的传感器，压力传感器可为各种能够进行压力数据采集的传感器。

在一示例性实施例中，倾角传感器为双轴高精度数字型倾角传感器，压力传感器为lc-qa1大气压力传感器。

通过采集潜艇的运动数据，进而根据运动数据进行潜艇的姿态控制，从而无需依靠调节水柜的蓄水量即可自动使潜艇在原地实现升降、转向等操作，大大提高了潜艇的灵活性，有效提高了潜艇的控制效率。

实施例二：

以下示出了本发明实施例二提供的矢量推进式潜艇，为了便于说明，仅示出了与本发明实施例相关的部分。

可选的，实施例一示出的潜艇驱动系统2包括至少两个驱动器，姿态控制系统3也包括至少两个姿态控制器。

例如，潜艇驱动系统包括前驱动器和后驱动器，驱动器包括驱动电机和螺旋桨；姿态控制系统包括前姿态控制器和后姿态控制器。在优选的实施例中，驱动器的类型还可以是水流喷射器等非螺旋桨驱动。

具体的，图3是根据施例二提供的矢量推进式潜艇的结构示意图。如图3所示，图3(a)为矢量推进式潜艇的右视图，图3(b)为矢量推进式潜艇的主视图，图3(c)为矢量推进式潜艇的左视图，潜艇驱动系统包括前驱动器和后驱动器。

例如，图4是根据一示例性实施例示出的后驱动器中螺旋桨的转向示意图，如图4所示，通过使后驱动器的两个螺旋桨转向相反，在工作时形成一个“对称力偶”，有效地避免了传统驱动时所产生的潜艇侧滚。

可选的，如图5所示，潜艇驱动系统中，前驱动电机设置为可双向旋转，所述螺旋桨的叶面是平的，使在进行潜艇控制时，能够随意进行转向等操作，从而进一步提高了对潜艇进行姿态控制的灵活性。

在一示例性实施例中，驱动器能够在上下±50°、左右±50°范围内随意进行控制，而且前驱动器能够在±80°范围内随意进行控制。

可选的，潜艇驱动系统中，所述螺旋桨为大叶面、低转速的螺旋桨，降低了对潜艇航行时产生的噪音和气泡。

可选的，实施例一中所述的潜艇还包括发射架，如图6所示，发射架包括前发射架、后发射架及垂直发射架，分别位于所述潜艇的前端、后端及中间部分。通过这三种发射架，能够更加灵活地进行多方位攻击。其中，垂直发射架的最大直径为2.4米，其中可以单排布置多个直径为2.3米的垂直发射单元或者双排布置多个直径为1.15米以下的垂直发射单元。

可以理解的是，垂直发射架也可以改装为带有一定倾角的发射架。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。