一种带折叠舷墙的集群式无人潜器半潜母船的制作方法

1.本发明涉及一种带折叠舷墙的集群式无人潜器半潜母船，属于无人潜器及船舶领域。


背景技术：

2.半潜母船在集群式无人潜器的运输、布放和回收方面优点明显，主要体现在：
3.(1)露天甲板面积大，通过设置大量专用基座，可一次性搭载和运输大量的无人潜器至远海目标海域。
4.(2)压载水系统和动力定位系统强，可快速将母船船体下沉至无人潜器自航所需的水位，并保持母船相对位置，便于潜器自航布放和回收。
5.(3)船长大，便于在两舷部署多艘无人潜器，实施同时自航布放或回收作业。
6.(4)相比于传统吊架和尾滑道的收放方式，潜器始终未离开水面悬空，不易发生大幅度运动和碰撞，不易引起潜器内部的精密仪器损坏，对布放和回收作业海况的要求低。
7.(5)潜器自航布放和回收过程中，需人员直接参与的作业节点少，对人员的操作经验要求低，便于实施无人潜器自主布放和回收。
8.然而，半潜母船在运输、布放和回收无人潜器过程中，仍存在技术难题，主要如下：
9.(1)运输过程中，海浪易冲上半潜母船露天甲板，砰击力大，易造成潜器本体及内部精密仪器的损坏。
10.在运输无人潜器至远海目标海域过程中，海浪易冲上半潜母船的露天甲板，对无人潜器造成较大的砰击力，易造成潜器本体及内部精密仪器的损坏。然而，为便于实施无人潜器自航布放和回收，难以在半潜母船的露天甲板左右舷侧和尾部设置固定舷墙用于挡浪。
11.(2)布放、回收过程中半潜母船航速低，垂荡、横摇和纵摇运动幅值大，易引起潜器与母船、基座碰撞，易造成潜器本体及内部精密仪器的损坏。
12.半潜母船在远海大风浪作用下，往往产生大幅度六自由度运动。且在零、低航速下，运动更加剧烈。通常，可通过设置动力定位系统降低半潜母船的横荡、纵荡和首摇运动，保持半潜母船的相对位置。然而目前仍缺乏有效手段降低零、低速状态下半潜母船的垂荡、横摇和纵摇运动。当无人潜器自航进入或离开半潜母船露天甲板或专用基座过程中，易引起潜器与母船、基座碰撞，造成无人潜器本体及内部精密仪器的损坏。
13.这些难题成为制约国内集群式无人潜器半潜母船推广应用的关键技术掣肘。


技术实现要素：

14.本发明要解决的技术问题是:
15.(1)在不影响无人潜器自航布放和回收功能的前提下，如何阻挡海浪直接冲上露天甲板，降低海浪对运输过程中无人潜器的损坏作用。
16.(2)如何降低零、低速半潜母船在远海风浪作用下的垂荡、横摇和纵摇运动，降低
无人潜器自航进入或离开半潜母船露天甲板或专用基座过程中的相对运动及碰撞风险。
17.为此，本发明提出一种带折叠舷墙的集群式无人潜器半潜母船。
18.为解决上述技术问题，本发明的技术方案是：一种带折叠舷墙的集群式无人潜器半潜母船，包括：
19.半潜母船本体，具有可作业面积与集群式无人潜器数量、大小适配的露天甲板，使半潜母船具有一次性搭载集群式无人潜器的能力；
20.可折叠舷墙系统，在运输过程中，通过传动装置关闭可折叠舷墙结构本体至垂直状态，并通过关闭位置锁紧装置锁紧，保持垂直固定，使半潜母船具有挡浪能力，阻挡海浪直接冲入半潜母船露天甲板损坏无人潜器，实现对运输过程中集群式无人潜器的保护功能；
21.半潜母船本体，采用压载水系统及动力定位系统，使半潜母船具有沉浮和动力定位能力，能将船体下沉到无人潜器自航布放所需的水位，并保持母船姿态和相对位置，满足潜器自航收放条件；
22.潜器专用基座，与集群式无人潜器自身的推进、定位控制系统相配合，待无人潜器自航至潜器专用基座内部后，依靠集群式无人潜器的自航向前惯性运动，在小口处卡住并捕获集群式无人潜器，实现对集群式无人潜器的无人回收功能。
23.进一步，所述可折叠舷墙系统包括可折叠舷墙结构本体、传动装置、锁紧装置、支承装置、液压系统、电气控制系统；所述半潜母船本体左右舷侧和尾部的露天甲板上焊接固定舷侧立柱；所述支承装置焊接固定在半潜母船本体左右舷侧和尾部的船壳面上；所述传动装置、锁紧装置铰接安装于舷侧立柱上；
24.进一步，所述可折叠舷墙系统结构本体铰接安装于支承装置和传动装置上；所述液压系统安装于半潜母船本体舱室内；所述电气控制系统安装在半潜母船控制室内。
25.进一步，所述潜器专用基座安装于半潜母船本体的露天甲板上；所述潜器专用基座上系固集群式无人潜器。
26.进一步，所述压载水系统和动力定位系统安装于半潜母船本体上；所述半潜母船本体的上层建筑内设置控制室。
27.进一步，所述半潜母船本体的主推进装系统与舵配合，使半潜母船具有机动能力，能将集群式无人潜器一次性安全快速地运输至目标海域，实现对集群式无人潜器的搭载和运输功能。
28.进一步，所述可折叠舷墙系统，在半潜母船沉浮到指定水位后，松开关闭位置锁紧装置，通过传动装置开启可折叠舷墙结构本体至水平状态，通过开启位置锁紧装置保持水平固定，与半潜母船本体一起随海浪运动，大幅增加阻尼，使半潜母船具有减摇能力，降低部署过程中无人潜器与半潜母船露天甲板的碰撞风险。
29.进一步，所述露天甲板舷侧敞开，所述集群式无人潜器及潜器专用基座在左右两舷横向布置，潜器专用基座舷侧开口，依靠集群式无人潜器自身动力自航出潜器专用基座，实施集中同时布放。
30.进一步，所述潜器专用基座内部按集群式无人潜器的外形设置为喇叭状，由不同尺寸的u形横截面组成，大口靠舷侧，便于集群式无人潜器进入，小口靠舷内，净宽度与集群式无人潜器宽度一致，依靠潜器的自航向前惯性运动，在小口处卡住并捕获潜器，并在半潜
母船本体上浮后人工系固集群式无人潜器。
31.进一步，所述控制室内通过电气控制系统和液压系统调整可折叠舷墙结构本体至垂直或水平状态，对半潜母船本体上的所有潜器专用基座的空置情况、压力、液位进行监测，对动力定位系统、母船本体位置的参数进行监测，对集群式无人潜器的位置参数进行监测，并根据监测得到的参数，完成与集群式无人潜器间的数据传收工作，实时引导集群式无人潜器收放，并依靠集群式无人潜器自身动力、定位控制系统、专用基座实现对集群式无人潜器的安全快速回收功能。
32.与现有技术相比，本发明具有以下突出的有益效果:
33.本发明提供了一种带折叠舷墙的集群式无人潜器半潜母船，其通过半潜母船较大面积的露天甲板和大量专用基座，可一次性搭载集群式无人潜器；其通过半潜母船可折叠舷墙系统，垂直(关闭)状态时可阻挡海浪涌上露天甲板，降低海浪对运输过程中无人潜器的损坏作用，水平(开启)状态时可降低半潜母船的垂荡、横摇和纵摇运动，大幅降低无人潜器自航部署过程中与母舰的碰撞风险；其通过半潜母船压载水系统和动力定位系统，可将船体下沉到无人潜器自航布放所需的水位，并保持母船相对位置，满足潜器自航收放条件；其通过潜器基座横向布置并开口朝向舷侧，依靠潜器自航，可同时、快速布放多艘潜器，有效解决集群式无人潜器数量大、远海运输难、部署难的问题。
34.相比传统母舰，甲板面积大，可一次性搭载集群式无人潜器；相比传统无人潜器起吊或尾滑道收放的方式，采用母船半潜后潜器自航收放方式，可同时收放多艘潜器，耗时短，效率高；收放过程中潜器不需离开水面悬空，运动小，对作业海况要求低，安全性高；基座内部形状按潜器外形设计，并利用潜器向前惯性运动，在小口处卡住并捕获潜器，可实施无人回收；基座标准化、模块化、可拆卸设计，便于实施大量搭载；具有较好的经济性和一定的战略储备价值。
35.相比传统半潜船，折叠舷墙结构本体关闭后可阻挡海浪冲上露天甲板，保护运输过程中的无人潜器不被损坏；折叠舷墙结构本体开启后不影响集群式无人潜器的自航布放和回收，且可降低半潜母船的垂荡、横摇和纵摇运动，降低无人潜器与半潜母船间的碰撞风险。
36.本发明的一种带折叠舷墙的集群式无人潜器半潜母船为集群式无人潜器在远海的运输、部署提出了新的解决方案。
附图说明
37.图1是本发明的带折叠舷墙的集群式无人潜器半潜母船的俯视图；
38.图2是带折叠舷墙的集群式无人潜器半潜母船的侧视图；
39.图3是可折叠舷墙系统的关闭状态示意图；
40.图4是可折叠舷墙系统的开启状态示意图；
41.图5是专用基座的俯视图；
42.图6是专用基座的中纵截面剖视图；
43.图中：1-半潜母船本体，2-露天甲板，3-控制室，4-主推进装系统，5-压载水系统，6-动力定位系统，7-舵，8-专用基座，9-无人潜器，10-舷侧立柱，11-可折叠舷墙系统，111-可折叠舷墙结构本体，112-传动装置，113-锁紧装置，114-支承装置，115-液压系统，116-电
气控制系统，1131-关闭位置锁紧装置，1132-开启位置锁紧装置,12-横向液压夹持模块。
具体实施方式
44.下面结合具体实施例，进一步阐述本发明。应理解，这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。此外应理解，在阅读了本发明讲授的内容之后，本领域技术人员可以对本发明作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本技术所附权利要求书所限定的范围。
45.如图1至图2所示，本实施例中的一种带折叠舷墙的集群式无人潜器半潜母船，包括半潜母船本体1、露天甲板2、控制室3、主推进装系统4、压载水系统5、动力定位系统6、舵7、专用基座8、舷侧立柱10、可折叠舷墙系统11。可折叠舷墙系统11包括可折叠舷墙结构本体111、传动装置112、锁紧装置113(包括关闭位置锁紧装置1131和开启位置锁紧装置1132)、支承装置114、液压系统115、电气控制系统116等。舷侧立柱10焊接固定在半潜母船本体1左右舷侧和尾部的露天甲板上；支承装置114焊接固定在半潜母船本体1左右舷侧和尾部的船壳面上；传动装置112、锁紧装置113铰接安装于舷侧立柱上；可折叠舷墙系统结构本体111铰接安装于支承装置114和传动装置112上；液压系统115安装于半潜母船本体1舱室内；电气控制系统116安装在控制室3内；专用基座8安装于半潜母船本体1的露天甲板2上；集群式无人潜器9系固在专用基座8上；压载水系统5和动力定位系统6安装于半潜母船本体1上；控制室3设置在半潜母船本体1的上层建筑内。半潜母船本体1的外观、布局及设计方案与半潜船相似，可以借用半潜船设计的成熟经验。
46.半潜母船的露天甲板2的左右舷以横向为主分两排布置大量专用基座8，专用基座8横向布置并开口朝向舷侧，并将专用基座8与半潜母船露天甲板2之间通过螺栓固定，使半潜母船具有集群式无人潜器的远海搭载能力，实现对集群式无人潜器9的远海搭载功能，解决了集群式无人潜器数量大、一次性搭载难的问题。
47.半潜母船的主推进装系统4与舵7的配合，使半潜母船具有机动能力，实现对集群式无人潜器9的远海运输功能，解决了集群式无人潜器数量大、海上运输难的问题。
48.如图3所示，可折叠舷墙系统11，在运输过程中，通过传动装置112关闭可折叠舷墙结构本体111至垂直状态，并通过关闭位置锁紧装置1131锁紧，保持垂直固定，使半潜母船具有挡浪能力，阻挡海浪直接冲入半潜母船的露天甲板2损坏无人潜器9，实现对运输过程中集群式无人潜器的保护功能。
49.半潜母船的压载水系统5与动力定位系统6的配合控制，使半潜母船具有沉浮和动力定位能力，可将船体下沉到无人潜器自航布放所需的水位，并保持母船姿态和相对位置。
50.如图3，4所示，可折叠舷墙系统11，在半潜母船沉浮到指定水位后，松开关闭位置锁紧装置1131，通过传动装置112开启可折叠舷墙结构本体111至水平状态，通过开启位置锁紧装置1132保持水平固定，与半潜母船本体1一起随海浪运动，大幅增加了阻尼，使半潜母船具有减摇能力，降低了部署过程中无人潜器9与半潜母船露天甲板2的碰撞风险。
51.无人潜器9及专用基座8在左右两舷横向布置，基座开口朝向舷侧，在可折叠舷墙结构本体111开启至水平状态后，依靠无人潜器自身动力自航出潜器专用基座，实施集中同时布放。相比于吊和尾滑道逐艘布放潜器的方式，布放速度快、耗时短；因半潜母船排水量大，且可折叠舷墙结构本体111开启后增大了阻尼，半潜母船运动小，有利于潜器安全布放
作业；因潜器采用自航方式布放，未离开水面悬空，相比于吊和尾滑道的布放方式，不会发生过大运动，对作业海况的要求较低，实现对集群式无人潜器9的安全快速集中自航布放功能，潜器无需离开水面悬空，安全性高，解决了集群式无人潜器海上安全快速布放的问题。
52.半潜母船上设有控制室3，可通过电气控制系统116，控制液压系统115，实时调整可折叠舷墙结构本体111至垂直或水平状态，实现对运输过程中集群式无人潜器9的保护功能和降低部署过程中半潜母船本体1的运动及与无人潜器9的碰撞风险。
53.半潜母船上设有控制室3，可实时接收gps/北斗的位置信息，监测所有无人潜器9的位置信息，监测所有专用基座8的空置情况、压力、液位信息，实时换算出所有专用基座8的实时位置信息，实时发送给无人潜器9，回收时指挥无人潜器9自航至指定的专用基座8内。
54.如图5，6所示，专用基座8的内部按无人潜器9的外形设置为喇叭状，由不同尺寸的u形横截面组成，大口靠舷侧，便于集群式无人潜器进入，小口靠舷内，净宽度与集群式无人潜器宽度一致。专用基座8与无人潜器9自身的推进、定位控制系统相配合，待无人潜器9自航至专用基座8内部后，依靠无人潜器9的自航向前惯性运动，在小口处卡住并采用横向液压夹持模块12捕获潜器，实现对无人潜器9的无人回收功能，解决了集群式无人潜器海上安全快速回收的问题。

技术特征：
1.一种带折叠舷墙的集群式无人潜器半潜母船，其特征在于：包括：半潜母船本体，具有可作业面积与集群式无人潜器数量、大小适配的露天甲板，使半潜母船具有一次性搭载集群式无人潜器的能力；可折叠舷墙系统，在运输过程中，通过传动装置关闭可折叠舷墙结构本体至垂直状态，并通过关闭位置锁紧装置锁紧，保持垂直固定，使半潜母船具有挡浪能力，阻挡海浪直接冲入半潜母船露天甲板损坏无人潜器，实现对运输过程中集群式无人潜器的保护功能；半潜母船本体，采用压载水系统及动力定位系统，使半潜母船具有沉浮和动力定位能力，能将船体下沉到无人潜器自航布放所需的水位，并保持母船姿态和相对位置，满足潜器自航收放条件；潜器专用基座，与集群式无人潜器自身的推进、定位控制系统相配合，待无人潜器自航至潜器专用基座内部后，依靠集群式无人潜器的自航向前惯性运动，在小口处卡住并捕获集群式无人潜器，实现对集群式无人潜器的无人回收功能。2.根据权利要求1所述的带折叠舷墙的集群式无人潜器半潜母船，其特征在于：所述可折叠舷墙系统包括可折叠舷墙结构本体、传动装置、锁紧装置、支承装置、液压系统、电气控制系统；所述半潜母船本体左右舷侧和尾部的露天甲板上焊接固定舷侧立柱；所述支承装置焊接固定在半潜母船本体左右舷侧和尾部的船壳面上；所述传动装置、锁紧装置铰接安装于舷侧立柱上。3.根据权利要求2所述的带折叠舷墙的集群式无人潜器半潜母船，其特征在于：所述可折叠舷墙系统结构本体铰接安装于支承装置和传动装置上；所述液压系统安装于半潜母船本体舱室内；所述电气控制系统安装在半潜母船控制室内。4.根据权利要求1所述的带折叠舷墙的集群式无人潜器半潜母船，其特征在于：所述潜器专用基座安装于半潜母船本体的露天甲板上；所述潜器专用基座上系固集群式无人潜器。5.根据权利要求1所述的带折叠舷墙的集群式无人潜器半潜母船，其特征在于：所述压载水系统和动力定位系统安装于半潜母船本体上；所述半潜母船本体的上层建筑内设置控制室。6.根据权利要求1所述的带折叠舷墙的集群式无人潜器半潜母船，其特征在于：所述半潜母船本体的主推进装系统与舵配合，使半潜母船具有机动能力，能将集群式无人潜器一次性安全快速地运输至目标海域，实现对集群式无人潜器的搭载和运输功能。7.根据权利要求1所述的带折叠舷墙的集群式无人潜器半潜母船，其特征在于：所述可折叠舷墙系统，在半潜母船沉浮到指定水位后，松开关闭位置锁紧装置，通过传动装置开启可折叠舷墙结构本体至水平状态，通过开启位置锁紧装置保持水平固定，与半潜母船本体一起随海浪运动，大幅增加阻尼，使半潜母船具有减摇能力，降低部署过程中无人潜器与半潜母船露天甲板的碰撞风险。8.根据权利要求1所述的带折叠舷墙的集群式无人潜器半潜母船，其特征在于：所述露天甲板舷侧敞开，所述集群式无人潜器及潜器专用基座在左右两舷横向布置，潜器专用基座舷侧开口，依靠集群式无人潜器自身动力自航出潜器专用基座，实施集中同时布放。9.根据权利要求1所述的带折叠舷墙的集群式无人潜器半潜母船，其特征在于：所述潜器专用基座内部按集群式无人潜器的外形设置为喇叭状，由不同尺寸的u形横截面组成，大
口靠舷侧，便于集群式无人潜器进入，小口靠舷内，净宽度与集群式无人潜器宽度一致，依靠潜器的自航向前惯性运动，在小口处卡住并捕获潜器，并在半潜母船本体上浮后人工系固集群式无人潜器。10.根据权利要求5所述的带折叠舷墙的集群式无人潜器半潜母船，其特征在于：所述控制室内通过电气控制系统和液压系统调整可折叠舷墙结构本体至垂直或水平状态，对半潜母船本体上的所有潜器专用基座的空置情况、压力、液位进行监测，对动力定位系统、母船本体位置的参数进行监测，对集群式无人潜器的位置参数进行监测，并根据监测得到的参数，完成与集群式无人潜器间的数据传收工作，实时引导集群式无人潜器收放，并依靠集群式无人潜器自身动力、定位控制系统、专用基座实现对集群式无人潜器的安全快速回收功能。

技术总结
本发明涉及一种带折叠舷墙的集群式无人潜器半潜母船，包括：半潜母船本体具有可作业面积与集群式无人潜器数量、大小适配的露天甲板，使半潜母船具有一次性搭载集群式无人潜器的能力；可折叠舷墙系统通过传动装置关闭可折叠舷墙结构本体至垂直状态，并通过关闭位置锁紧装置锁紧，保持垂直固定，使半潜母船具有挡浪能力；半潜母船本体采用压载水系统及动力定位系统，使半潜母船具有沉浮和动力定位能力，能将船体下沉到无人潜器自航布放所需的水位；潜器专用基座与集群式无人潜器自身的推进、定位控制系统相配合，待无人潜器自航至潜器专用基座内部后，依靠集群式无人潜器的自航向前惯性运动，实现对集群式无人潜器的无人回收功能。能。能。


技术研发人员：周华伟 黄蔚 崔腾 葛俊波 肖海松 朱鑫
受保护的技术使用者：中国船舶集团有限公司第七〇八研究所
技术研发日：2022.10.31
技术公布日：2023/3/24