本發(fā)明屬于潛艇，具體的說是一種軍事作戰(zhàn)用單人駕駛的微型潛艇。

背景技術：

潛艇或稱潛水船、潛艦，是能夠在水下運行的艦艇。潛艇的種類繁多，形制各異，小到全自動或一兩人操作、作業(yè)時間數(shù)小時的小型民用潛水探測器，大至可裝載數(shù)百人、連續(xù)潛航3-6個月的俄羅斯臺風級核潛艇。潛艇按照潛艇大小分類為：大型排水量在2000噸以上、中型排水量在600－2000噸、小型排水量在100－600噸、袖珍排水量在100噸以下潛艇和水下自動機械裝置等；袖珍潛艇就是潛艇中的微型潛艇，排水量在100噸以下，小的只有幾噸。一般大型潛艇的構造主要包括艇體、操縱系統(tǒng)、動力裝置、武器系統(tǒng)、導航系統(tǒng)、探測系統(tǒng)、通信設備、水聲對抗設備、救生設備和居住生活設施等。

現(xiàn)有技術中，潛艇自衛(wèi)能力差，缺少有效的對空觀測手段和對空防御武器；水下通信聯(lián)絡較困難，不易實現(xiàn)雙向、及時、遠距離的通信；探測設備作用距離較近，觀察范圍受限，容易受環(huán)境影響,掌握敵方情況比較困難；常規(guī)動力潛艇水下航速較低，水下高速航行時續(xù)航力極為有限，充電時須處于通氣管航行狀態(tài)，易于暴露。而微型潛艇相比大型潛艇來說，具有機動性強、操縱靈活、航速快、燃料消耗少、活動范圍廣、體積小、重量輕、噪音低、隱蔽性好等一系列優(yōu)點。微型潛艇在海洋科學研究、搶救財物、勘探開采、科學偵測、維護設備、搜索援救、海底電纜維修、水下旅游觀光、學術調(diào)查等方面具有重要作用。

美國霍克斯海洋技術公司開發(fā)研制出一種新型潛水機器，具有非常新穎的潛水性能，名叫“深水飛行超級獵鷹”?！俺壂C鷹”可以下潛到1500英尺的深度，在海底行駛的速度最快可達6節(jié)，比常規(guī)的潛水器快多了。這艘潛艇擁有一個碳纖維抗壓艇體，里面有兩個駕駛艙和飛行員都熟悉的儀表盤，可以進行雙飛行控制。它可以以每分鐘200英尺的速度下潛，上浮的幅度可以達到下潛的兩倍，為每分鐘400英尺?！俺壂C鷹”可以連續(xù)工作24個小時。潛艇的艙內(nèi)壓力一直保持在一個恒定的數(shù)值。如果發(fā)生事故，潛艇就會自動上浮到水面?！皾摵匠壂C鷹2號”是在超級獵鷹潛水艇的基礎上研發(fā)的一種微型潛艇，也是由美國霍克斯海洋技術公司開發(fā)研制。上述兩種潛艇主要依靠推進器推動使其運動產(chǎn)生向下的力，其消耗大、隱蔽性不好、負載能力差、機動性差、轉(zhuǎn)向不靈活、結構不緊湊。

在專利CN103895844A《一種微型潛艇結構》中，所發(fā)明的微型潛艇采用鯊魚體形設計，單人操作，潛艇的后部裝有推進器。此發(fā)明在結構上過于窄小，操作起來困難；此發(fā)明只有后部推進器，在潛艇潛行時遇到較強水流會使?jié)撏旭偛黄椒€(wěn)；此發(fā)明潛艇轉(zhuǎn)向不靈活、機動性差、安全系數(shù)低。

在專利CN200939936Y《一種多功能微型潛艇》中，所發(fā)明的多功能微型潛艇，只有左右兩個圓錐形高速推進漿，因此該發(fā)明機動性、轉(zhuǎn)向靈活性等方面稍有不足；該發(fā)明并沒有對潛艇外體造型做出具體闡述，也即沒有考慮該發(fā)明在流體中的阻力系數(shù)大小；該發(fā)明沒有緊急逃脫裝置，安全系數(shù)不高。

技術實現(xiàn)要素：

本發(fā)明提供了一種結構簡單、機動性強、轉(zhuǎn)向靈活、結構緊湊、水阻系數(shù)低、行駛平穩(wěn)、具有安保措施的微型潛艇，解決了現(xiàn)有微型潛艇機動性差、轉(zhuǎn)向不靈活、結構不緊湊、操作困難、行駛不平穩(wěn)、安全系數(shù)差的問題。

本發(fā)明技術方案結合附圖說明如下：

一種微型潛艇，該潛艇包括由艦體外部系統(tǒng)和由艦體內(nèi)部系統(tǒng)組成的艦體系統(tǒng)、轉(zhuǎn)向系統(tǒng)和尾翼系統(tǒng)，所述的轉(zhuǎn)向系統(tǒng)設置在艦體系統(tǒng)下部的前端與艦體系統(tǒng)轉(zhuǎn)動連接，轉(zhuǎn)向系統(tǒng)在所處平面內(nèi)順時針、逆時針各能轉(zhuǎn)動30°；所述的尾翼系統(tǒng)通過左螺栓28和右螺栓29固定在艦體系統(tǒng)的后端，所述的尾翼系統(tǒng)中的尾翼底板16在所處平面內(nèi)繞艦體系統(tǒng)順時針、逆時針各能轉(zhuǎn)動30°。

所述的艦體外部系統(tǒng)包括右二攝像機1、右艦體推進器2、頂殼3、探照燈4、右一攝像機6、底部探照燈7、左一攝像機8、底殼10、左艦體推進器11、左二攝像機12、左三攝像機13、安全氣囊裝置19、駕駛室舷窗20、右三攝像機21、軸孔25、右底部攝像機26、左底部攝像機27和尾翼腔30；所述的右艦體推進器2和左艦體推進器11對稱固定在底殼10上方的左、右兩側，所述的頂殼3與底殼10、右艦體推進器2和左艦體推進器11密封；所述的頂殼3呈空間橢圓狀，分為前、后兩部分，其中頂殼前部比頂殼后部橢圓半徑寬度小，頂殼前部和頂殼后部分之間由斜面過渡連接；所述的頂殼前部為頂殼3中曲面半徑最大、凸起高度最小的部分，所述的頂殼后部的后端為頂殼3中曲面半徑最小的部分；所述的頂殼3的中間靠前位置設置有駕駛室舷窗20；所述的頂殼3的后部的前端安裝有安全氣囊裝置19；所述的底殼10分為前、后兩部分，其中底殼前部邊緣呈弧度曲面，前端底部為半橢圓狀平面，中間開有軸孔25；所述的底殼10的底部從軸孔25位置往后呈空間曲面狀；所述的頂殼3和底殼10的連接處后端部開有尾翼腔30；所述的底殼10的尾部關于艦體中心軸線對稱分別固定有右底部攝像機26和左底部攝像機27；所述的探照燈4由18個小燈孔組成，設置在艦體系統(tǒng)的前部，頂殼3和底殼10的中間；所述的底殼10的前端的內(nèi)部設置有底部探照燈7；所述的底部探照燈7的兩側對稱設置有右一攝像機6和左一攝像機8；所述的右二攝像機1、右三攝像機21分別與左二攝像機12、左三攝像機13對稱設置在艦體系統(tǒng)中、后部的左、右兩側。

所述的轉(zhuǎn)向系統(tǒng)包括右轉(zhuǎn)向推進器5、左轉(zhuǎn)向推進器9和轉(zhuǎn)動軸22；所述的右轉(zhuǎn)向推進器5和左轉(zhuǎn)向推進器9均為前細后粗的圓臺形狀；所述的轉(zhuǎn)動軸22由上、下兩部分圓柱一體成型，其中下端圓柱直徑比上端圓柱直徑大，成倒“T”型，其上端圓柱直徑與軸孔25內(nèi)徑大小相等，長度與軸孔25深度相等；所述的右轉(zhuǎn)向推進器5、左轉(zhuǎn)向推進器9和轉(zhuǎn)動軸22通過對稱的兩個長翼片加工成一體。

所述的右轉(zhuǎn)向推進器5、左轉(zhuǎn)向推進器9的前束角為5°。

所述的尾翼系統(tǒng)包括尾翼底板16、右螺孔23、左螺孔24、左尾部推進器15、右尾部推進器18、左尾翼片14、右尾翼片17；所述的尾翼底板16的左、右兩端有斜度，左、右兩端與水平面的夾角為5°，中間為長方體；所述的尾翼底板16的前端對稱延伸出兩塊連接板，連接板上開有右螺孔23和左螺孔24；所述的尾翼底板16上對稱固定有左尾翼片14和右尾翼片17；所述的左尾翼片14和右尾翼片17結構相同，均為前端厚度比后端厚度薄；所述的左尾翼片14和右尾翼片17的前后端面與尾翼底板16的前后端面在同一平面上；所述的左尾翼片14和右尾翼片17上分別固定有左尾部推進器15和右尾部推進器18；所述的左尾部推進器15和右尾部推進器18結構相同，均為前粗后細的圓柱狀；所述的左尾部推進器15和右尾部推進器18的中心軸線與水平面相平行。

所述的尾翼腔30的寬度比右螺孔23和左螺孔24的深度大5mm。

所述的右二攝像機1、右三攝像機21的攝像頭分別對著前、后方向，作為整體固定在右艦體推進器2的上表面，其軸線與艦體系統(tǒng)的軸線夾角為10°。

所述的右一攝像機6和左一攝像機8固定在底殼10的前端，并且突出底殼10的前端30mm的長度。

本發(fā)明的有益效果為：

1、本發(fā)明所述的轉(zhuǎn)向系統(tǒng)可以在所處平面內(nèi)順時針、逆時針各能轉(zhuǎn)動30°，由控制中心控制轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的轉(zhuǎn)向角度以及左右兩個轉(zhuǎn)向推進器的動力大小分配，從而使得微型潛艇轉(zhuǎn)向靈活、反應迅速；左右兩個轉(zhuǎn)向推進器前束角的設計使被排出的水流向兩邊排出，從而使艦體在前行時減少水流干擾。

2、本發(fā)明所述的尾翼系統(tǒng)上的左右尾部推進器起到增強推進力的作用，同時尾翼底板可以在所處平面內(nèi)繞艦體順時針、逆時針各能轉(zhuǎn)動30°，其設計依據(jù)來源于魚類的鰭，魚兒在游動時通過魚鰭平穩(wěn)身體、快速游動；由控制中心控制尾翼底板的轉(zhuǎn)向角度以及左右兩個尾部推進器的動力大小分配，從而使得微型潛艇轉(zhuǎn)向靈活、反應迅速；尾翼系統(tǒng)配合轉(zhuǎn)向系統(tǒng)會使微型潛艇轉(zhuǎn)向時響應更快、行駛更平穩(wěn)；在轉(zhuǎn)向時，左右尾翼片以及尾翼底板也可以起到引導水流的作用。

3、本發(fā)明所述的艦體系統(tǒng)結構緊湊、行駛平穩(wěn)，外形造型設計流體阻力系數(shù)更小，其主要是依據(jù)世界一級方程式賽車俯視造型以及跑車側面流線造型混合設計而成；艦體系統(tǒng)中的安全氣囊裝置的設計大大增加了微型潛艇的安全系數(shù)；左右艦體推進器的設計將配合轉(zhuǎn)向系統(tǒng)以及尾翼系統(tǒng)共同作用，使得微型潛艇在行駛、轉(zhuǎn)向等工況下機動性強、響應更快、運行更平穩(wěn)。

4、本發(fā)明所述的轉(zhuǎn)向系統(tǒng)、艦體系統(tǒng)、尾翼系統(tǒng)上各有左右兩個推進器；各個系統(tǒng)之間的兩個推進器在垂直方向上可分為上、中、下三個位置，通過檢測裝置檢測微型潛艇的運行狀態(tài)，對六個推進器的動力大小實現(xiàn)精準控制，以使艦體獲得想要的潛行角度。

附圖說明

圖1為本發(fā)明的整體結構裝配示意圖；

圖2為本發(fā)明中轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的結構示意圖；

圖3為本發(fā)明中尾翼系統(tǒng)的結構示意圖；

圖4為本發(fā)明中艦體系統(tǒng)的仰視示意圖；

圖5為本發(fā)明中艦體系統(tǒng)的后視示意圖；

圖6為本發(fā)明中艦體系統(tǒng)的內(nèi)部示意圖。

圖中：1、右二攝像機；2、右艦體推進器；3、頂殼；4、探照燈；5、右轉(zhuǎn)向推進器；6、右一攝像機；7、底部探照燈；8、左一攝像機；9、左轉(zhuǎn)向推進器；10、底殼；11、左艦體推進器；12、左二攝像機；13、左三攝像機；14、左尾翼片；15、左尾部推進器；16、尾翼底板；17、右尾翼片；18、右尾部推進器；19、安全氣囊裝置；20、駕駛室舷窗；21、右三攝像機；22、轉(zhuǎn)動軸；23、右螺孔；24、左螺孔；25、軸孔；26、右底部攝像機；27、左底部攝像機；28、左螺栓；29、右螺栓；30、尾翼腔；31、照明裝置腔；32、轉(zhuǎn)向裝置腔；33、電力存儲裝置腔；34、水艙；35、尾翼轉(zhuǎn)動裝置腔；36、氧氣供給裝置腔；37、安全氣囊裝置腔；38、駕駛室；39、控制裝置腔。

具體實施方式

參閱圖1，一種微型潛艇，該潛艇包括艦體外部系統(tǒng)和由艦體內(nèi)部系統(tǒng)組成的艦體系統(tǒng)、轉(zhuǎn)向系統(tǒng)和尾翼系統(tǒng)；所述的轉(zhuǎn)向系統(tǒng)設置在艦體系統(tǒng)下部的前端與艦體系統(tǒng)轉(zhuǎn)動連接，裝配后，轉(zhuǎn)向系統(tǒng)和艦體系統(tǒng)之間留有一定的最小間隙(5～10mm)，相互不干涉運動，轉(zhuǎn)向系統(tǒng)可以在所處平面內(nèi)順時針、逆時針各能轉(zhuǎn)動30°。所述的尾翼系統(tǒng)通過左螺栓28和右螺栓29固定在艦體系統(tǒng)的后端，裝配后，尾翼系統(tǒng)中的尾翼底板16與底殼10尾部之間留有一定的間隙，應保證尾翼系統(tǒng)可以在所處平面內(nèi)順時針、逆時針方向各能轉(zhuǎn)動30°；該微型潛艇采用電力驅(qū)動，其長度6米，高1.8米，寬度4.8米，重量不超過500kg。該微型潛艇用于軍事作戰(zhàn)，其主要用途是：收集情報、進行水面搜索和偵探，偵查水雷、收集海洋戰(zhàn)術數(shù)據(jù)等。

參閱圖1、圖4、圖5、圖6，所述的艦體外部系統(tǒng)包括右二攝像機1、右艦體推進器2、頂殼3、探照燈4、右一攝像機6、底部探照燈7、左一攝像機8、底殼10、左艦體推進器11、左二攝像機12、左三攝像機13、安全氣囊裝置19、駕駛室舷窗20、右三攝像機21、軸孔25、右底部攝像機26、左底部攝像機27和尾翼腔30；

所述的右艦體推進器2和左艦體推進器11對稱固定在底殼10上方的左、右兩側，所述的頂殼3與底殼10、右艦體推進器2和左艦體推進器11密封；所述的右艦體推進器2和左艦體推進器11成對加工，外邊緣加工有弧度，其弧度比艦體尾部弧度大1～2°；所述的頂殼3呈空間橢圓狀，分為前、后兩部分，其中頂殼前部比頂殼后部橢圓半徑寬度小，頂殼前部和頂殼后部分之間由斜面過渡連接；所述的頂殼前部為頂殼3中曲面半徑最大、凸起高度最小的部分，從側面看，類似于轎跑類汽車的側面車身造型。所述的頂殼后部的后端為頂殼3中曲面半徑最小的部分；所述的頂殼3的中間靠前位置開有半圓形凹槽，被設計為駕駛室舷窗20的位置；所述的頂殼3的后部的前端開有半圓形凹槽，被設計為安全氣囊裝置19的位置；所述的底殼10分為前、后兩部分，其中底殼前部邊緣呈弧度曲面，前端底部為半橢圓狀平面，中間開有軸孔25，軸孔25的內(nèi)徑與轉(zhuǎn)動軸22的外徑相等；所述的底殼10的底部從軸孔25位置往后呈空間曲面狀；底殼10和頂殼3連接處向上垂直拉伸呈曲變形柱狀，拉伸柱面尾部開有尾翼腔30，尾翼腔30空間大小比尾翼系統(tǒng)裝配在艦體所占空間稍大，并保證唯一系統(tǒng)在平面轉(zhuǎn)動時尾翼底板16不會碰到艦體系統(tǒng)；尾翼腔30的寬度比尾翼底板16上的右螺孔23和左螺孔24的深度大5mm。所述的左螺栓28和右螺栓29加工相同，螺紋徑與左螺孔24和右螺孔23相同。所述的底殼10的尾部關于艦體中心軸線對稱分別固定有右底部攝像機26和左底部攝像機27；所述的探照燈4由18個一排的小燈孔組成，每個小燈規(guī)格相同，設置在艦體系統(tǒng)的前部，頂殼3和底殼10的中間；所述的底殼10的前端的內(nèi)部設置有底部探照燈7，從仰視圖看去是長方形；所述的底部探照燈7的兩側對稱設置有右一攝像機6和左一攝像機8，探照燈7探照方向為所在處曲面的法線方向。所述的右一攝像機6和左一攝像機8水平加工固定在底殼10的前端部，并突出30mm的長度。所述的右二攝像機1、右三攝像機21分別與左二攝像機12、左三攝像機13對稱設置在艦體系統(tǒng)中、后部的左、右兩側。所述的右二攝像機1、右三攝像機21加工在一起，攝像機頭分別對著前、后方向，整個固定在右艦體推進器2的上表面，在水平面內(nèi)前端向軸向方向傾斜10°。所述的左二攝像機12、左三攝像機13加工情況與之相同，對稱分布在左側。

上述文中提到的攝像機都采用相同的規(guī)格。

參閱圖2，所述的轉(zhuǎn)向系統(tǒng)包括右轉(zhuǎn)向推進器5、左轉(zhuǎn)向推進器9和轉(zhuǎn)動軸22。

所述的右轉(zhuǎn)向推進器5和左轉(zhuǎn)向推進器9均為前細后粗的圓臺形狀；所述的轉(zhuǎn)動軸22由上、下兩部分圓柱一體成型，其中下端圓柱直徑比上端圓柱直徑大，成倒“T”型，其上端圓柱直徑與軸孔25內(nèi)徑大小相等，長度與軸孔25深度相等；所述的右轉(zhuǎn)向推進器5、左轉(zhuǎn)向推進器9和轉(zhuǎn)動軸22通過對稱的兩個長翼片加工成一體。加工時，右轉(zhuǎn)向推進器5、和左轉(zhuǎn)向推進器9的前端向內(nèi)靠攏，即前束角5°；長翼片長度不宜過長，應保證裝配后從俯視圖看整個轉(zhuǎn)向系統(tǒng)最長長度與其所在垂直平面和殼體相交點之間的長度相等。

參閱圖3，所述的尾翼系統(tǒng)包括尾翼底板16、右螺孔23、左螺孔24、左尾部推進器15、右尾部推進器18、左尾翼片14、右尾翼片17。

所述的尾翼底板16的左、右兩端有弧度，兩側具有內(nèi)傾斜角5°，中間為長方體；所述的尾翼底板16的前端對稱延伸出兩塊連接板，連接板上開有右螺孔23和左螺孔24；所述的尾翼底板16上對稱固定有左尾翼片14和右尾翼片17；所述的左尾翼片14和右尾翼片17結構相同，均為前端厚度比后端厚度?。凰龅淖笪惨砥?4和右尾翼片17的前后端面與尾翼底板16的前后端面在同一平面上；所述的左尾翼片14和右尾翼片17上分別固定有左尾部推進器15和右尾部推進器18；所述的左尾部推進器15和右尾部推進器18結構相同，均為前粗后細的圓柱狀；所述的左尾部推進器15和右尾部推進器18的中心軸線與水平面相平行。

本發(fā)明的工作原理為：

參閱圖6，所述的艦體內(nèi)部系統(tǒng)包括照明裝置腔31、轉(zhuǎn)向裝置腔32、水艙34、氧氣供給裝置腔36、尾翼轉(zhuǎn)動裝置腔35、電力存儲裝置腔33、安全氣囊裝置腔37、駕駛室38、控制裝置腔39。所述的照明裝置腔31用來安放底部探照燈7和探照燈4；所述的轉(zhuǎn)向裝置腔32用來安裝轉(zhuǎn)動驅(qū)動電機所需的零部件；所述的電力存儲裝置腔33用來放置蓄電器及電力控制設備，為微型潛艇提供電力；所述的水艙34用來蓄水、排水以實現(xiàn)微型潛艇的上升、下潛的運作；所述的尾翼轉(zhuǎn)動裝置腔35內(nèi)安裝有轉(zhuǎn)動驅(qū)動電機裝置所需的零部件；所述的氧氣供給裝置腔36用來制造氧氣為駕駛室供氧；所述的安全氣囊裝置腔37內(nèi)安裝有折疊安全氣囊，在微型潛艇遇到緊急情況時，通過駕駛員控制打開安全氣囊，微型潛艇在氣囊作用下浮出水面；所述的駕駛室38內(nèi)安裝有控制面板、駕駛座椅、電子陀螺儀等操縱裝置，駕駛員在駕駛室38內(nèi)對微型潛艇進行操控；所述的控制裝置腔39內(nèi)放置有微型潛艇的控制設備，并將其很好的保護隔離起來；這些控制設備控制著照明裝置腔31內(nèi)照明裝置的開關、亮度大小，控制著轉(zhuǎn)向裝置腔32內(nèi)電機的運作，控制著電力存儲裝置腔33內(nèi)蓄電池供放電量的通斷和大小，控制著水艙34內(nèi)吸水、排水的動作，控制著氧氣供給裝置腔36內(nèi)氧氣生成設備的運作，控制著安全氣囊裝置腔37的開關；駕駛員在駕駛室38內(nèi)，對微型潛艇進行操作，各個系統(tǒng)以及零部件的工作狀態(tài)可通過控制裝置將運作信息呈現(xiàn)在控制面板上，以供駕駛員參考，駕駛員通過這些信息對控制裝置發(fā)出指令以實現(xiàn)對被控裝置的操作。

微型潛艇通過水艙34的運作實現(xiàn)上浮和下潛的運動，在前行巡航工況下，右艦體推進器2和左艦體推進器11一起工作；在加速工況下，根據(jù)動力需要，優(yōu)先打開右艦體推進器2和左艦體推進器11，其次是右轉(zhuǎn)向推進器5和左轉(zhuǎn)向推進器9(動力要求不高時不用打開)；在轉(zhuǎn)向工況下，打開右轉(zhuǎn)向推進器5和左轉(zhuǎn)向推進器9并通過轉(zhuǎn)動轉(zhuǎn)向系統(tǒng)進行轉(zhuǎn)向，同時根據(jù)動力需要，打開右艦體推進器2和左艦體推進器11增加動力，打開左尾部推進器15和右尾部推進器18并轉(zhuǎn)動尾翼系統(tǒng)加快轉(zhuǎn)向。當遇到一些不規(guī)律并很強勁的水流時，右艦體推進器2、左艦體推進器11、右轉(zhuǎn)向推進器5、左轉(zhuǎn)向推進器9、左尾部推進器15、右尾部推進器18可以同時配合工作，并通過不斷地調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)動系統(tǒng)和尾翼系統(tǒng)的轉(zhuǎn)動角度以適應復雜的水流沖擊，始終保持艦體系統(tǒng)的平穩(wěn)。

以上實施方式僅用于說明本發(fā)明，有關技術領域的技術人員，可以在不脫離本發(fā)明的精神范圍前提下進行各種變型，所等同的技術方案也屬于本發(fā)明的范疇，本發(fā)明的專利保護范圍應由權利要求限定。