海洋水下运输方法

本发明涉及海洋水下运输领域，特别是一种海洋水下运输方法。

背景技术：

1、海洋运输是支撑国际贸易快速发展的主要交通方式，世界贸易总运量中80%以上的货物都是海洋运输完成的，我国对外贸易货物总量的90%以上也通过海运完成；与此同时，海洋运输也为国内沿海大宗贸易提供了低成本的运输方案，我国资源地域分布决定了煤炭、粮食等重要能源资源海上长距离运输的长期存在，近年来我国更是在中国海域发现了巨大的海底矿藏，这意味着未来除了沿海水运，还会出现境内的远海--近海水运这一新形式。

2、现有的水面/水下运输技术按照运载器是否有额外固定可分为“约束运输”与“自由运输”两大类，类似天然气运输，由于天然气全程都被约束在管线中，故属于“约束运输”；而类似货轮、潜艇等水面/水下航行器，其航迹可根据需要进行实时更改，故属于“自由运输”。

3、由于天然气使用封闭管道的约束运输，可以实现安全、高效的连续运输。管道运输在运营上成本较低、效率较高且技术成熟，但海底管道的前期铺设、定期维护都具有施工难成本高的特点。由于海底管道的位置、走向是完全固定的，在遇到极端情况时，海底管道的破坏几乎无法规避。

4、燃料水下运输设备（fts）是压水堆核电厂装换料系统（fhs）中唯一跨越两大核岛厂房的机电设备，主体部分位于10 m水下，具有运动复杂、需远程操控等特点。其整体结构由运输小车与倾翻机两大部件组成。运输小车上设有燃料篮，在贯穿反应堆厂房和辅助厂房的平行轨道上往返运行，传送核燃料组件及相关内插件；倾翻机负责燃料篮的倾翻动作，在辅助厂房燃料操作区域（fha）和反应堆厂房内各设置一台，分别由两个厂房岸上的电控台进行控制。

5、该类设备是一种使用固定轨道的约束运输，是为核电厂而专门设计制造的特种运输装备。正是因为核电厂这种极其特殊的工作环境，该类运输设备具有可靠性高、安全性高、稳定性好等特点。但该设备是否能够应用于海洋长距离运输，是否能在复杂的深海环境下仍然安全高效还有待讨论。

6、货轮运输是最为常见、最主要的海上运输方式，世界贸易总量的80%、中国对外贸易货物总量的90%基本都是依靠远洋货轮完成的。货轮运输具有运量大、成本低的特点，同时，对于我国东北地区而言，其特殊的地理位置以及产粮大省、煤炭大省的特点，催生了我国最大的、长期的海上运粮运煤通道。但同时我们也注意到，货轮的机动性远不如一些小型舰艇，当货轮航行于海上时完全就是一个“活靶子”，对货轮的运输安全构成重大威胁。

7、潜艇的隐蔽性至关重要，降低噪声从而避免被声纳发现是潜艇研发中最主要的课题。最早的潜艇使用柴油机驱动螺旋桨，然而无论是柴油机还是螺旋桨，其噪音都是巨大的，同时柴油机工作也需要消耗水下宝贵的氧气资源。随着技术发展，核潜艇应运而生，其以核反应堆作为能源取代柴油机，大大降低了潜艇噪声，并为潜艇提供了长期续航潜伏的能力；在螺旋桨方面也提出了多种改进方案，其中一种方案是喷水推进器，喷水推进器是在螺旋桨的外部安装整流罩，或者将螺旋桨连同整流罩整体安装在航行器内部，水流从整流罩前端吸入、从后端排出，这一方案一定程度上降低了噪声，但在隐蔽性上仍有不足，且由于整流罩的存在加大了能量损失，导致喷水推进相比螺旋桨推进速度更慢、能耗更高。

技术实现思路

1、本发明的目的在于克服现有技术存在的上述缺陷，提出了一种海洋水下运输方法，其运输过程中产生的噪声很小，因此隐蔽性极好，能量损失小，功率转化效率高。

2、本发明的技术方案是：一种海洋水下运输方法，其中，包括以下步骤，

3、s1、将需要运输的物资装入水下运输装置的车厢内，相邻两车厢之间通过对接机构连接，车头、车尾分别与其相邻的车厢连接，实现水下运输装置的装配；

4、s2、根据车厢内装入物资的重量，通过浮力平衡机构对水下运输装置的浮力进行调节，使整个装置在水下处于平衡状态；

5、s3、对接机构动作，使相邻两车厢之间产生相对摆动，在相邻车厢不断摆动的过程中，使水下运输装置前进；

6、s4、水下运输装置运动至指定位置后，调节水下运输装置的姿态，通过对接机构使相邻车厢分离，将物资从车厢内取出。

7、本发明中，步骤s1中，水下运输装置包括车头、车尾、以及位于车头和车尾之间的数节车厢，相邻车厢之间通过对接机构连接，每个车厢上分别设有浮力平衡机构；

8、车厢内设有舱体，舱体上设有舱门，车厢的舱体与海水连通，车厢上设有温度控制机构。

9、所述对接机构包括对接杆和对接底座，对接杆与车厢的侧面连接，对接底座与该侧面相对的相邻车厢的侧面连接；

10、对接杆的一端与液压马达的输出轴连接，对接杆的另一端固定有十字插头；

11、对接底座包括对接插头和固定套，对接插头包括插头底座和与插头底座的对称两侧固定连接的连接板，插头底座内部设有十字插槽，十字插头滑动插入十字插槽内，并能够固定在十字插槽内；

12、当对接杆的十字插头插入插头底座的十字插槽内时，实现相邻两车厢之间的连接。

13、步骤s2中，所述浮力平衡机构包括罩体和位于罩体内的可伸缩的油囊，油囊的中心固定有折叠中空管，折叠中空管将油囊内的腔体分为：位于油囊和折叠中空管之间的液压腔体、以及折叠中空管内的中空腔体，液压腔体环绕设置在中空腔体的外侧，液压腔体内填充有液压油。

14、向液压腔体内注入液压油时，将液压腔体逐渐撑开，油囊的高度随之逐渐变大，中空腔体的体积逐渐变大，且中空腔体内自动变成真空状态，车厢的浮力增大；

15、当液压腔体内的液压油被抽出时，油囊内的液压油量逐渐减少，在海水的压力作用下，油囊被压缩，油囊的高度逐渐减小，中空腔体的体积逐渐变小，车厢的浮力减小。

16、步骤s3中，液压马达的机体固定在车厢的一侧侧面，液压马达的输出轴呈竖直方向设置，液压马达的输出轴转动过程中，带动与其连接的对接杆在水平方向内摆动，实现相邻两车厢之间的相对摆动，在各车厢不断摆动的过程中，完成装置的前进动作。

17、步骤s4中，通过对接机构，将水下运输装置由前进运动时的摆动姿态调整为“一”字形姿态，车厢的侧面上设有磁性导轨，通过磁性导轨和目的地的导轨处之间的磁力，将车厢引入导轨；

18、两车厢之间的对接机构动作，将对接杆端部的十字插头从插头底座的十字插槽内取出，使相邻车厢分离，对车厢内的物资进行卸载。

19、步骤s3中，液压马达机体的顶部和底部分别连接有飞轮，飞轮中心的轮轴与液压马达的机体转动连接，飞轮通过连杆与推环连接，推环套在对接杆的环形外侧；

20、连杆的一端通过滑块滑动设置在推环上的滑槽内，连杆的另一端固定有弧形的抱环，抱环与飞轮连接；

21、固定套设置在插头底座的环形外侧，固定套与插头底座之间设有环形间隙，推环滑动设置在该环形间隙内，且推环与固定套连接。

22、推环朝向对接底座的一端呈锥形状的台阶，对应的在固定套的内表面设有锥形阶梯孔，将推环推入固定套和插头底座之间的环形间隙内后，锥形阶梯孔处的孔肩对锥形台阶的轴肩起到阻挡作用，实现推环与固定套的连接。

23、所述车厢厢体内设有插孔，插头底座的一端设置在插孔内，插头底座的另一端设有十字插孔，且十字插孔朝向对接杆，插孔的两侧分别设有长条形凹槽，长条形凹槽与插孔连通；

24、所述插头底座两端的连接板分别设置在两长条形凹槽内，连接板的上表面和下表面与相邻的凹槽侧壁之间分别通过弹簧连接；

25、连接板在长条形凹槽内进行摆动，与连接板固定连接的插头底座具有转动余量。

26、本发明的有益效果是：

27、相比于螺旋桨驱动，本技术通过相邻两车厢之间的相对摆动，实现了车厢的前进，从而实现了车厢内物资的运输，运动过程中几乎不发出噪声，具有非常好的隐蔽性；

28、虽然该方法的仿形运动速度低于螺旋桨驱动，但该方法在运动过程中的能量损失最小、功率转化效率高。

29、综上所述，该方法不仅可以用于天然气水合物矿藏的水下运输，还可以应用于特殊物资的隐蔽运输。