潜水船装喷气发动机的矢量喷管的制作方法

本发明涉及一种潜水船装喷气发动机的矢量喷管，尤其是安装有喷气发动机的潜水船在水面上或潜入水中航行时可快速改变运动方向、结构简单、造价低的潜水船装喷气发动机的矢量喷管。

背景技术：

喷气发动机的矢量喷管技术发明后，战斗机的敏捷性和可操作性显著提高；战斗机的垂直舵减小，相应地空气阻力减小、重量减轻、装载的燃料增加、航程增大。

人们想到，将矢量喷管移植到潜水船上，潜水船的机动性也能大大提高；潜水船的舵可以取消，水的阻力也会减小，重量也能减轻，装载的燃料也能增加，航程也能相应增大。

这个想法是有科学根据的，但需要根据工作环境的不同，针对性地进行创新，矢量喷管才能移植到潜水船上。

其一，战斗机在空中飞行，空气阻力较小，因而速度很大。矢量喷管须反应敏捷，才不会发生飞行事故，才能作出各种规避动作以自保，才能及时改变飞行方向抢占有利攻击位置。为了让矢量喷管反应敏捷，其一般为自动控制，结构也复杂。

潜水船在水面上或水中航行，水的阻力大，速度远小于战斗机。其无须翻滚，无须做眼镜蛇机动动作，其对矢量喷管的反应敏捷性的要求相对较低。因而，潜水船上的矢量喷管无须追求自动控制。如果潜水船上的矢量喷管人工控制，其结构便能大大简化，造价将大大降低。

其二，水的密度比空气大，水中的压强比空气压强大。因而，潜水船上的矢量喷管要有较大结构强度。

其三，战斗机的矢量喷管须有较大的偏转角，才能减小起飞滑行距离而起飞。潜水船无须考虑，其上的矢量喷管的偏转角度可较小。

要将矢量喷管技术移植到潜水船上，须从控制方式、机件结构进行创新，移植才能实现，成本才较低，其优越性才能在潜水艇上得到体现。

技术实现要素：

本发明要解决的技术问题是提供一种潜水船装喷气发动机的矢量喷管，取代船舵使其或向左、或向右、或向上、或向下快速转向。

为解决上述技术问题，本发明的技术方案为：

潜水船装喷气发动机的矢量喷管，由喷管构件和操纵构件组成。

喷管构件由安装在船体上的喷管和矢量喷管组成。

喷管的喷管前锥段的后端面与缺前、后部分球壳的大球壳的前端面固紧连接，该喷管前锥段的轴线通过该大球壳的球心；矢量喷管的矢量喷管后锥段的前端面与缺前、后部分球壳的小球壳的后端面固紧连接，该矢量喷管后锥段的轴线通过该小球壳的球心；小球壳的球心与大球壳的球心重合，该小球壳的外径等于该大球壳的内径，该小球壳的外球面与相应位置的该大球壳的内球面活动接触且强化密封；大球壳沿径向的后端面与矢量喷管后锥段的外表面不接触，而有一小的夹角，该矢量喷管后锥段因而可沿径向小角度偏转。

操纵构件由方向盘、方向盘轴、方向盘齿轮、左右转向齿条、上下转向齿条、齿条座、齿条弹簧、套筒、套筒座、台板、滑轮、滑轮架、拉绳组成。

接近矢量喷管上矢量喷管后锥段喷口的船体上安装有四个滑轮，这四个滑轮分别位于该矢量喷管后锥段轴线的正左边、正右边、正上方、正下方，该滑轮与滑轮架固定连接，该滑轮架与相应位置的船体的内表面固紧连接。

水平台板临近驾驶员座椅且位于该驾驶员座椅的前方，其与相应位置的船体固紧连接，其上的中部有圆角矩形台板限位孔，该台板限位孔竖直贯穿该台板；四个长方体形齿条座的下表面与相应位置的台板的上表面固紧连接，其中一对该齿条座的轴线重合，另一对该齿条座的轴线也重合，这两对共轴齿条座前后并列分居于台板限位孔的前后，且其轴线与船体的轴线垂直；齿条座内有长方体形空腔，该空腔沿该齿条座轴线的长度大于其垂直该轴线的长度，该空腔的左右两侧各有一个两端开放的齿条座方孔与该空腔相通，该空腔或该齿条座方孔的轴线与该齿条座的轴线重合或平行。

细长长方体形左右转向齿条位于一对共轴齿条座上的齿条座方孔中且其两端都向外伸出，其横断面与该齿条座方孔的横断面形状相同、面积相等，其轴线与这对共轴齿条座的轴线重合或平行；位于齿条座空腔中的齿条弹簧套在左右转向齿条上，该齿条弹簧的一端与该齿条座空腔的里端面或外端面固紧连接，其另一端与该左右转向齿条固紧连接，其始终处于压缩状态，这一对共轴齿条座上的两个齿条弹簧分别对该左右转向齿条的弹力大小相等方向相反，该齿条弹簧采用这种压缩安装方式比伸长安装方式可减小该齿条座的体积，因而为优选。

左右转向齿条两端之一的正外侧有一个滑轮，该滑轮与滑轮架固定连接，该滑轮架与相应位置的船体固紧连接。

左右转向齿条与矢量喷管上矢量喷管后锥段用两条拉绳连接，所述连接有两个方案可选择：

两条拉绳连接左右转向齿条与矢量喷管后锥段的第一个方案是这样的，一条拉绳分别跨过左右转向齿条左端正外侧的滑轮和矢量喷管后锥段正右侧的滑轮，其前端与该左右转向齿条的左端固紧连接，其后端与相应位置的该矢量喷管后锥段的右侧外表面固紧连接，该拉绳处于张紧状态；另一条拉绳分别跨过左右转向齿条右端正外侧的滑轮和矢量喷管后锥段正左侧的滑轮，其前端与该左右转向齿条的右端固紧连接，其后端与相应位置的该矢量喷管后锥段的左侧外表面固紧连接，该拉绳处于张紧状态；当左右转向齿条向右移动时，矢量喷管后锥段摆向右侧，该矢量喷管后锥段喷射的燃气产生的推力的力矩使船体向右转弯；当左右转向齿条向左移动时，矢量喷管后锥段摆向左侧，该矢量喷管后锥段喷射的燃气产生的推力的力矩使船体向左转弯；该方案，两拉绳中途交叉，这是其缺点，但如果该方案的操作产生的转向效果与人们的其他类似操作产生的转向效果相同，习惯成自然，该方案仍值得采用。

两条拉绳连接左右转向齿条与矢量喷管后锥段的第二个方案是这样的，一条拉绳分别跨过左右转向齿条左端正外侧的滑轮和矢量喷管后锥段正左侧的滑轮，其前端与该左右转向齿条的左端固紧连接，其后端与相应位置的该矢量喷管后锥段的左侧外表面固紧连接，该拉绳处于张紧状态；另一条拉绳分别跨过左右转向齿条右端正外侧的滑轮和矢量喷管后锥段正右侧的滑轮，其前端与该左右转向齿条的右端固紧连接，其后端与相应位置的该矢量喷管后锥段的右侧外表面固紧连接，该拉绳处于张紧状态；当左右转向齿条向右移动时，矢量喷管后锥段摆向左侧，该矢量喷管后锥段喷射的燃气产生的推力的力矩使船体向左转弯；当左右转向齿条向左移动时，矢量喷管后锥段摆向右侧，该矢量喷管后锥段喷射的燃气产生的推力的力矩使船体向右转弯；该方案，两拉绳中途不交叉，这是其优点，但如果该方案的操作产生的转向效果与人们的其他类似操作产生的转向效果不相同，习惯容易导致错误，该方案不宜采用。

细长长方体形上下转向齿条位于另一对共轴齿条座的齿条座方孔中且其两端都向外伸出，其横断面与该齿条座方孔的横断面形状相同、面积相等，其轴线与这对共轴齿条座的轴线重合或平行；位于齿条座空腔中的齿条弹簧套在上下转向齿条上，该齿条弹簧的一端与该齿条座空腔的里端面或外端面固紧连接，其另一端与该上下转向齿条固紧连接，其始终处于压缩状态，这一对共轴齿条座上的两个齿条弹簧分别对该上下转向齿条的弹力大小相等方向相反，该齿条弹簧采用这种压缩安装方式比伸长安装方式可减小该齿条座的体积，因而为优选。

上下转向齿条两端之一的正外侧有一个滑轮，该滑轮与滑轮架固定连接，该滑轮架与相应位置的船体固紧连接。

上下转向齿条与矢量喷管上矢量喷管后锥段用两条拉绳连接，所述连接有两个方案可选择：

两条拉绳连接上下转向齿条与矢量喷管后锥段的第一个方案是这样的，一条拉绳分别跨过上下转向齿条左端正外侧的滑轮和矢量喷管后锥段正上方的滑轮，其前端与该上下转向齿条的左端固紧连接，其后端与相应位置的该矢量喷管后锥段的外上表面固紧连接，该拉绳处于张紧状态；另一条拉绳分别跨过上下转向齿条右端正外侧的滑轮和矢量喷管后锥段正下方的滑轮，其前端与该上下转向齿条的右端固紧连接，其后端与相应位置的该矢量喷管后锥段的外下表面固紧连接，该拉绳处于张紧状态；当上下转向齿条向右移动时，矢量喷管后锥段摆向上方，该矢量喷管后锥段喷射的燃气产生的推力的力矩使船体上升；当上下转向齿条向左移动时，矢量喷管后锥段摆向下方，该矢量喷管后锥段喷射的燃气产生的推力的力矩使船体下潜；该方案的操作产生的转向效果如果与人们的其他类似操作产生的转向效果相同，习惯成自然，该方案优先采用；该方案的操作产生的转向效果如果与人们其他类似操作产生的转向效果不相同，习惯容易导致错误，该方案不宜采用。

两条拉绳连接上下转向齿条与矢量喷管后锥段的第二个方案是这样的，一条拉绳分别跨过上下转向齿条左端正外侧的滑轮和矢量喷管后锥段正下方的滑轮，其前端与该上下转向齿条的左端固紧连接，其后端与相应位置的该矢量喷管后锥段的外下表面固紧连接，该拉绳处于张紧状态；另一条拉绳分别跨过上下转向齿条右端正外侧的滑轮和矢量喷管后锥段正上方的滑轮，其前端与该上下转向齿条的右端固紧连接，其后端与相应位置的该矢量喷管后锥段的外上表面固紧连接，该拉绳处于张紧状态；当上下转向齿条向右移动时，矢量喷管后锥段摆向下方，该矢量喷管后锥段喷射的燃气产生的推力的力矩使船体下潜；当上下转向齿条向左移动时，矢量喷管后锥段摆向上方，该矢量喷管后锥段喷射的燃气产生的推力的力矩使船体上升；该方案的操作产生的转向效果如果与人们的其他类似操作产生的转向效果相同，习惯成自然，该方案优先采用；该方案的操作产生的转向效果如果与人们其他类似操作产生的转向效果不相同，习惯容易导致错误，该方案不宜采用。

长方体形套筒座位于台板上台板限位孔的正下方，其下表面与相应位置的船体固紧连接，其上有向上敞开的套筒方孔，该套筒方孔下部左右两侧中央各有一个轴孔与该套筒方孔相通，这两个轴孔的轴线重合且与该套筒方孔的左右两个侧面垂直；套筒下端的左右两侧各固紧连接一个转轴，这两个转轴的轴线重合且与该套筒的轴线正交；套筒的下部位于套筒方孔中，其上的两个转轴分别位于两个轴孔中，该转轴的外圆周表面与相应位置的该轴孔的内圆周表面活动接触，该套筒方孔的横向宽度等于该套筒的外径，该套筒方孔的纵向长度大于该套筒的外径。

方向盘轴的下部穿过台板上的台板限位孔后插在该台板下方的套筒的内腔中，该台板限位孔的横向宽度等于该方向盘轴的外径，该台板限位孔的纵向长度大于该方向盘轴的外径，该套筒的内圆周表面与相应位置的该方向盘轴的外圆周表面活动接触，该方向盘轴可绕该套筒的轴线相对转动，但不能沿轴向相对移动；圆柱形方向盘齿轮位于台板的上方，其与方向盘轴固紧连接且二者的轴线重合；方向盘位于方向盘齿轮的上方，其与方向盘轴的上端固紧连接且二者的轴线重合；方向盘轴连同套筒受套筒方孔、台板限位孔的限制，不能左右移动，只能绕套筒上转轴的轴线前后小范围转动。

前推方向盘，方向盘轴沿台板上的台板限位孔向前移动，当该方向盘轴与该台板限位孔的前缘接触时，该方向盘轴上的方向盘齿轮刚好与左右转向齿条或上下转向齿条上的齿面接触且啮合；转动方向盘带动方向盘轴和方向盘齿轮同步转动，该方向盘齿轮又带动左右转向齿条或上下转向齿条向左移动或向右移动，从而改变船体的运动方向。

后拉方向盘，方向盘轴沿台板上的台板限位孔向后移动，当该方向盘轴与该台板限位孔的后缘接触时，该方向盘轴上的方向盘齿轮刚好与上下转向齿条或左右转向齿条上的齿面接触且啮合；转动方向盘带动方向盘轴和方向盘齿轮同步转动，该方向盘齿轮又带动上下转向齿条或左右转向齿条向左移动或向右移动，从而改变船体的运动方向。

上文所述小球壳的外球面与相应位置的大球壳的内球面活动接触且强化密封，所述强化密封的结构有两个优选方案。

强化密封的结构的第一个优选方案是这样的：前圆环的后环面与大球壳的后端齐平，该前圆环的内圆周面与相应位置的该大球壳的外球面形状对应且固紧连接，该前圆环的轴线通过该大球壳的球心；后圆环位于矢量喷管的矢量喷管后锥段的腰部，该后圆环的内圆周面与相应位置的该矢量喷管后锥段的外锥面形状对应且固紧连接，该后圆环的轴线通过该矢量喷管上小球壳的球心；喷管弹簧套在矢量喷管后锥段上且夹在前圆环与后圆环之间，其前端与相应位置的前圆环的后环面固紧连接，其后端与相应位置的后圆环的前环面固紧连接，其轴线与喷管的喷管前锥段的轴线重合，其处于压缩状态；在该喷管弹簧弹力的作用下，该小球壳的外球面与相应位置的大球壳的内球面紧密接触而强化密封。

强化密封的结构的第二个优选方案是这样的：大球壳由软磁材料制成，小球壳为永磁体，在磁力作用下，该小球壳的外球面与相应位置的大球壳的内球面紧密接触而强化密封。

采用这样的结构后，矢量喷管可使潜水船在水中向左、向右、向上、向下随心所欲改变运动方向，其比船舵反应灵敏和快捷，还能完成船舵无法实现的向上、向下快速转向。

采用这样的结构后，潜水船的下潜或上浮，不依赖船体内的进水或排水，而是通过矢量喷管的向下偏转或向上偏转，不但操作简单，而且时间短暂。

采用这样的结构后，矢量喷管实现人工控制，这不是技术的倒退，而是针对潜水船的速度远小于喷气式飞机的实际采取的简化措施，驾驶潜水船就像开汽车一样。

采用这样的结构后，喷管构件和操纵构件的结构比飞机上的简单得多，大大降低了制造成本。

采用这样的结构后，矢量喷管取代船舵，船的重量减轻，阻力减小，不但提高了机动性，还可多载燃料，增大航程。

采用这样的结构后，矢量喷管较厚实，适于水环境。

采用这样的结构后，由于喷管构件采取了强化密封措施，小球壳与大球壳之间的接触面磨损后或高温烧蚀后仍能有效防止燃气从该接触面喷出。

采用这样的结构后，矢量喷管的最大偏转角受到大球壳沿径向后端面的限制，潜水船不会因操纵不慎而发生事故。

采用这样的结构后，一个方向盘身兼两职，既能使潜水船向左或向右转向，又能使潜水船向上或向下转向，职能转换迅速、可靠。

采用这样的结构后，喷管构件和操纵构件结构简单，维修方便，造价较低。

采用这样的结构后，潜水船若用于军事，矢量喷管带来的机动性，不但使潜水船提高了生存率，而且还增加了突防能力。

采用这样的结构后，潜水船若用于军事，它是当前世界上还没有的装备，凭借这种非对称优势有可能提高海军战力，且这种优势至少保持十五年。

附图说明

下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步详细的说明。

图1是喷管构件的纵向剖面示意图，小球壳的外球面与相应位置的大球壳的内球面之间的密封通过磁力吸附实现。

图2是喷管构件的纵向剖面示意图，小球壳的外球面与相应位置的大球壳的内球面之间的密封通过喷管弹簧的弹力作用实现。

图3是操纵构件的俯视示意图，但其中的方向盘已从方向盘轴上脱离，其中的齿条座盖板已从齿条座上脱离。

图4是方向盘轴及其配合构件的纵向剖面示意图。

具体实施方式

一种潜水船装喷气发动机的矢量喷管，由喷管构件和操纵构件组成。

如图1、图2所示，喷管构件由安装在船体1上的喷管15和矢量喷管21组成。

喷管15的喷管前锥段15a的后端面与缺前、后部分球壳的大球壳15b的前端面固紧连接，该喷管前锥段15a的轴线通过该大球壳15b的球心。矢量喷管21的矢量喷管后锥段21a的前端面与缺前、后部分球壳的小球壳21b的后端面固紧连接，该矢量喷管后锥段21a的轴线通过该小球壳21b的球心。小球壳21b的球心与大球壳15b的球心重合，该小球壳21b的外径等于该大球壳15b的内径，该小球壳21b的外球面与相应位置的该大球壳15b的内球面活动接触且强化密封。大球壳15b沿径向的后端面与矢量喷管后锥段21a的外表面不接触，而有一小的夹角，该矢量喷管后锥段21a因而可沿径向小角度偏转。

如图1至图4的各图所示，操纵构件由方向盘55、方向盘轴43、方向盘齿轮44、左右转向齿条41、上下转向齿条42、齿条座45、齿条弹簧46、套筒49、套筒座52、台板48、滑轮38、滑轮架39、拉绳组成。

如图1、图2所示，接近矢量喷管21上矢量喷管后锥段21a喷口的船体1上安装有四个滑轮38，这四个滑轮38分别位于该矢量喷管后锥段21a轴线的正左边、正右边、正上方、正下方，该滑轮38与滑轮架39固定连接，该滑轮架39与相应位置的船体1的内表面固紧连接。

如图3所示，水平台板48临近驾驶员座椅且位于该驾驶员座椅的前方，其与相应位置的船体1固紧连接，其上的中部有圆角矩形台板限位孔54，该台板限位孔54竖直贯穿该台板48。四个长方体形齿条座45的下表面与相应位置的台板48的上表面固紧连接，其中一对该齿条座45的轴线重合，另一对该齿条座45的轴线也重合，这两对共轴齿条座45前后并列分居于台板限位孔54的前后，且其轴线与船体1的轴线垂直。齿条座45内有长方体形空腔，该空腔沿该齿条座45轴线的长度大于其垂直该轴线的长度，该空腔的左右两侧各有一个两端开放的齿条座方孔47与该空腔相通，该空腔或该齿条座方孔47的轴线与该齿条座45的轴线重合或平行。

细长长方体形左右转向齿条41位于一对共轴齿条座45上的齿条座方孔47中且其两端都向外伸出，其横断面与该齿条座方孔47的横断面形状相同、面积相等，其轴线与这对共轴齿条座45的轴线重合或平行。位于齿条座45空腔中的齿条弹簧46套在左右转向齿条41上，该齿条弹簧46的一端与该齿条座45空腔的里端面或外端面固紧连接，其另一端与该左右转向齿条41固紧连接，其始终处于压缩状态，这一对共轴齿条座45上的两个齿条弹簧46分别对该左右转向齿条41的弹力大小相等方向相反，该齿条弹簧46采用这种压缩安装方式比伸长安装方式可减小该齿条座45的体积，因而为优选。

左右转向齿条41两端之一的正外侧有一个滑轮38，该滑轮38与滑轮架39固定连接，该滑轮架39与相应位置的船体1固紧连接。

如图1、图2、图3各图所示，左右转向齿条41与矢量喷管21上矢量喷管后锥段21a用两条拉绳连接，所述连接有两个方案可选择：

两条拉绳连接左右转向齿条41与矢量喷管后锥段21a的第一个方案是这样的，一条拉绳分别跨过左右转向齿条41左端正外侧的滑轮38和矢量喷管后锥段21a正右侧的滑轮38，其前端与该左右转向齿条41的左端固紧连接，其后端与相应位置的该矢量喷管后锥段21a的右侧外表面固紧连接，该拉绳处于张紧状态。另一条拉绳分别跨过左右转向齿条41右端正外侧的滑轮38和矢量喷管后锥段21a正左侧的滑轮38，其前端与该左右转向齿条41的右端固紧连接，其后端与相应位置的该矢量喷管后锥段21a的左侧外表面固紧连接，该拉绳处于张紧状态。当左右转向齿条41向右移动时，矢量喷管后锥段21a摆向右侧，该矢量喷管后锥段21a喷射的燃气产生的推力的力矩使船体1向右转弯；当左右转向齿条41向左移动时，矢量喷管后锥段21a摆向左侧，该矢量喷管后锥段21a喷射的燃气产生的推力的力矩使船体1向左转弯。该方案，两拉绳中途交叉，这是其缺点，但如果该方案的操作产生的转向效果与人们的其他类似操作产生的转向效果相同，习惯成自然，该方案仍值得采用。

两条拉绳连接左右转向齿条41与矢量喷管后锥段21a的第二个方案是这样的，一条拉绳分别跨过左右转向齿条41左端正外侧的滑轮38和矢量喷管后锥段21a正左侧的滑轮38，其前端与该左右转向齿条41的左端固紧连接，其后端与相应位置的该矢量喷管后锥段21的左侧外表面固紧连接，该拉绳处于张紧状态。另一条拉绳分别跨过左右转向齿条41右端正外侧的滑轮38和矢量喷管后锥段21a正右侧的滑轮38，其前端与该左右转向齿条41的右端固紧连接，其后端与相应位置的该矢量喷管后锥段21a的右侧外表面固紧连接，该拉绳处于张紧状态。当左右转向齿条41向右移动时，矢量喷管后锥段21a摆向左侧，该矢量喷管后锥段21a喷射的燃气产生的推力的力矩使船体1向左转弯；当左右转向齿条41向左移动时，矢量喷管后锥段21a摆向右侧，该矢量喷管后锥段21a喷射的燃气产生的推力的力矩使船体1向右转弯。该方案，两拉绳中途不交叉，这是其优点，但如果该方案的操作产生的转向效果与人们的其他类似操作产生的转向效果不相同，习惯容易导致错误，该方案不宜采用。

如图3所示，细长长方体形上下转向齿条42位于另一对共轴齿条座45的齿条座方孔47中且其两端都向外伸出，其横断面与该齿条座方孔47的横断面形状相同、面积相等，其轴线与这对共轴齿条座45的轴线重合或平行。位于齿条座45空腔中的齿条弹簧46套在上下转向齿条42上，该齿条弹簧46的一端与该齿条座45空腔的里端面或外端面固紧连接，其另一端与该上下转向齿条42固紧连接，其始终处于压缩状态，这一对共轴齿条座45上的两个齿条弹簧46分别对该上下转向齿条42的弹力大小相等方向相反，该齿条弹簧46采用这种压缩安装方式比伸长安装方式可减小该齿条座45的体积，因而为优选。

上下转向齿条42两端之一的正外侧有一个滑轮38，该滑轮38与滑轮架39固定连接，该滑轮架39与相应位置的船体1固紧连接。

如图1、图2、图3各图所示，上下转向齿条42与矢量喷管21上矢量喷管后锥段21a用两条拉绳连接，所述连接有两个方案可选择：

两条拉绳连接上下转向齿条42与矢量喷管后锥段21a的第一个方案是这样的，一条拉绳分别跨过上下转向齿条42左端正外侧的滑轮38和矢量喷管后锥段21a正上方的滑轮38，其前端与该上下转向齿条42的左端固紧连接，其后端与相应位置的该矢量喷管后锥段21a的外上表面固紧连接，该拉绳处于张紧状态。另一条拉绳分别跨过上下转向齿条42右端正外侧的滑轮38和矢量喷管后锥段21a正下方的滑轮38，其前端与该上下转向齿条42的右端固紧连接，其后端与相应位置的该矢量喷管后锥段21a的外下表面固紧连接，该拉绳处于张紧状态。当上下转向齿条42向右移动时，矢量喷管后锥段21a摆向上方，该矢量喷管后锥段21a喷射的燃气产生的推力的力矩使船体1上升；当上下转向齿条42向左移动时，矢量喷管后锥段21a摆向下方，该矢量喷管后锥段21a喷射的燃气产生的推力的力矩使船体1下潜。该方案的操作产生的转向效果如果与人们的其他类似操作产生的转向效果相同，习惯成自然，该方案优先采用。该方案的操作产生的转向效果如果与人们其他类似操作产生的转向效果不相同，习惯容易导致错误，该方案不宜采用。

两条拉绳连接上下转向齿条42与矢量喷管后锥段21a的第二个方案是这样的，一条拉绳分别跨过上下转向齿条42左端正外侧的滑轮38和矢量喷管后锥段21a正下方的滑轮38，其前端与该上下转向齿条42的左端固紧连接，其后端与相应位置的该矢量喷管后锥段21a的外下表面固紧连接，该拉绳处于张紧状态。另一条拉绳分别跨过上下转向齿条42右端正外侧的滑轮38和矢量喷管后锥段21a正上方的滑轮38，其前端与该上下转向齿条42的右端固紧连接，其后端与相应位置的该矢量喷管后锥段21a的外上表面固紧连接，该拉绳处于张紧状态。当上下转向齿条42向右移动时，矢量喷管后锥段21a摆向下方，该矢量喷管后锥段21a喷射的燃气产生的推力的力矩使船体1下潜；当上下转向齿条42向左移动时，矢量喷管后锥段21a摆向上方，该矢量喷管后锥段21a喷射的燃气产生的推力的力矩使船体1上升。该方案的操作产生的转向效果如果与人们的其他类似操作产生的转向效果相同，习惯成自然，该方案优先采用。该方案的操作产生的转向效果如果与人们其他类似操作产生的转向效果不相同，习惯容易导致错误，该方案不宜采用。

如图3、图4所示，长方体形套筒座52位于台板48上台板限位孔54的正下方，其下表面与相应位置的船体1固紧连接，其上有向上敞开的套筒方孔53，该套筒方孔53下部左右两侧中央各有一个轴孔51与该套筒方孔53相通，这两个轴孔51的轴线重合且与该套筒方孔53的左右两个侧面垂直。套筒49下端的左右两侧各固紧连接一个转轴50，这两个转轴50的轴线重合且与该套筒49的轴线正交。套筒49的下部位于套筒方孔53中，其上的两个转轴50分别位于两个轴孔51中，该转轴50的外圆周表面与相应位置的该轴孔51的内圆周表面活动接触，该套筒方孔53的横向宽度等于该套筒49的外径，该套筒方孔53的纵向长度大于该套筒49的外径。

如图4所示，方向盘轴43的下部穿过台板48上的台板限位孔54后插在该台板48下方的套筒49的内腔中，该台板限位孔54的横向宽度等于该方向盘轴43的外径，该台板限位孔54的纵向长度大于该方向盘轴43的外径，该套筒49的内圆周表面与相应位置的该方向盘轴43的外圆周表面活动接触，该方向盘轴43可绕该套筒49的轴线相对转动，但不能沿轴向相对移动。圆柱形方向盘齿轮44位于台板48的上方，其与方向盘轴43固紧连接且二者的轴线重合。方向盘55位于方向盘齿轮44的上方，其与方向盘轴43的上端固紧连接且二者的轴线重合。方向盘轴43连同套筒49受套筒方孔53、台板限位孔54的限制，不能左右移动，只能绕套筒49上转轴50的轴线前后小范围转动。

如图3所示，前推方向盘55，方向盘轴43沿台板48上的台板限位孔54向前移动，当该方向盘轴43与该台板限位孔54的前缘接触时，该方向盘轴43上的方向盘齿轮44刚好与左右转向齿条41或上下转向齿条42上的齿面接触且啮合。转动方向盘55带动方向盘轴43和方向盘齿轮44同步转动，该方向盘齿轮44又带动左右转向齿条41或上下转向齿条42向左移动或向右移动，从而改变船体1的运动方向。

如图3所示，后拉方向盘55，方向盘轴43沿台板48上的台板限位孔54向后移动，当该方向盘轴43与该台板限位孔54的后缘接触时，该方向盘轴43上的方向盘齿轮44刚好与上下转向齿条42或左右转向齿条41上的齿面接触且啮合。转动方向盘55带动方向盘轴43和方向盘齿轮44同步转动，该方向盘齿轮44又带动上下转向齿条42或左右转向齿条41向左移动或向右移动，从而改变船体1的运动方向。

上文所述小球壳21b的外球面与相应位置的大球壳15b的内球面活动接触且强化密封，所述强化密封的结构有两个优选方案。

如图2所示，强化密封的结构的第一个优选方案是这样的：前圆环35的后环面与大球壳15b的后端齐平，该前圆环35的内圆周面与相应位置的该大球壳15b的外球面形状对应且固紧连接，该前圆环35的轴线通过该大球壳15b的球心。后圆环36位于矢量喷管21的矢量喷管后锥段21a的腰部，该后圆环36的内圆周面与相应位置的该矢量喷管后锥段21a的外锥面形状对应且固紧连接，该后圆环36的轴线通过该矢量喷管21上小球壳21b的球心。喷管弹簧37套在矢量喷管后锥段21a上且夹在前圆环35与后圆环36之间，其前端与相应位置的前圆环35的后环面固紧连接，其后端与相应位置的后圆环36的前环面固紧连接，其轴线与喷管15的喷管前锥段15a的轴线重合，其处于压缩状态。在该喷管弹簧37弹力的作用下，该小球壳21b的外球面与相应位置的大球壳15b的内球面紧密接触而强化密封。

强化密封的结构的第一个优选方案，不但能达到有效密封的目的，而且在船体1没有转向的情况下，喷管弹簧37能使矢量喷管后锥段21a的喷口自动指向正后方；又由于喷管弹簧37套在矢量喷管后锥段21a上，该矢量喷管后锥段21a外部的冷却条件较好，喷管弹簧37的劲度系数将保持不变。这是两个重要的附带优点，因而强化密封的结构的第一个优选方案可优先采用。

如图1所示，强化密封的结构的第二个优选方案是这样的：大球壳15b由软磁材料制成，小球壳21b为永磁体，在磁力作用下，该小球壳21b的外球面与相应位置的大球壳15b的内球面紧密接触而强化密封。

强化密封的结构的第二个优选方案也能达到有效密封的目的，但在船体1没有转向的情况下，磁力不能使矢量喷管后锥段21a的喷口自动指向正后方；在高温条件下小球壳21b的磁性会逐渐消退，需要经常维修。在船体1没有转向的情况下，矢量喷管后锥段21a在四条拉绳的约束下，其喷口会指向正后方，因而在要求不高的情况下强化密封的结构的第二个优选方案仍可参考采用。

说明：小球壳21b的外球面与相应位置的大球壳15b的内球面既然活动接触，为什么还要强化密封呢？

强化密封是使接触面磨损后以及在高温条件下烧蚀后仍有密封效果，这是为延长小球壳21b和大球壳15b的工作寿命而采取的措施。

操纵构件的具体实施举例如下。

本发明强调操纵构件的具体实施，要使其操作产生的转向效果与人们其他类似操作产生的转向效果相同。这是因为习惯具有惯性，在其他类似操作养成习惯后，要改变习惯不但很难，而且容易发生错误。

汽车已普及，开汽车的人很多。人们在开汽车的过程中，顺时针转方向盘汽车向右转弯，逆时针转方向盘汽车向左转弯。久而久之熟能生巧成为习惯动作，要汽车转向，无须思考，转动方向盘准确无误。虽然还没有向上转弯、向下转弯的实践，但似乎已将上与右、下与左自然对应了。操纵构件的具体实施举例就按照人们的习惯或自然对应心理执行。

如图1、图2、图3所示，将左右转向齿条41安排在台板48上台板限位孔54的前方，将上下转向齿条42安排在该台板限位孔54的后方。

一条拉绳的前端与左右转向齿条41的左端固紧连接，后端与相应位置的矢量喷管后锥段21a的右侧外表面固紧连接。另一条拉绳的前端与左右转向齿条41的右端固紧连接，后端与相应位置的矢量喷管后锥段21a的左侧外表面固紧连接。

前推方向盘55，使方向盘齿轮44与左右转向齿条41的齿面接触且啮合，此时该左右转向齿条41位于该方向盘齿轮44的前面。沿顺时针方向转动方向盘55，该方向盘齿轮44带动左右转向齿条41向右移动，该左右转向齿条41牵引两条拉绳使矢量喷管后锥段21a向右偏转，该矢量喷管后锥段21a喷射的燃气产生的推力的力矩使船体1向右转向。沿逆时针方向转动方向盘55，该方向盘齿轮44带动左右转向齿条41向左移动，该左右转向齿条41牵引两条拉绳使矢量喷管后锥段21a向左偏转，该矢量喷管后锥段21a喷射的燃气产生的推力的力矩使船体1向左转向。

一条拉绳的前端与上下转向齿条42的左端固紧连接，其后端与相应位置的该矢量喷管后锥段21a的外下表面固紧连接。另一条拉绳的前端与该上下转向齿条42的右端固紧连接，其后端与相应位置的该矢量喷管后锥段21a的外上表面固紧连接。

后拉方向盘55，使方向盘齿轮44与上下转向齿条42的齿面接触且啮合，此时该上下转向齿条42位于该方向盘齿轮44的后面。沿顺时针方向转动方向盘55，该方向盘齿轮44带动上下转向齿条42向左移动，该上下转向齿条42牵引两条拉绳使矢量喷管后锥段21a向上偏转，该矢量喷管后锥段21a喷射的燃气产生的推力的力矩使船体1向上转向而上升。沿逆时针方向转动方向盘55，该方向盘齿轮44带动上下转向齿条42向右移动，该上下转向齿条42牵引两条拉绳使矢量喷管后锥段21a向下偏转，该矢量喷管后锥段21a喷射的燃气产生的推力的力矩使船体1向下转向而下潜。

实施本发明，将本来是飞机上喷气发动机的矢量喷管技术应用于潜水船成为可能。如果舍去本发明的矢量喷管向上、向下转向的操纵构件，本发明还可应用于只航行于水面的船只或舰艇。

诚然，本发明并不限于上述实施方式，在所属技术领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本发明宗旨的前提下作出各种变化。在不脱离本发明宗旨的前提下作出的各种变化，仍属于本发明的范围。