[发明专利]安装在潜水船上的喷气发动机的矢量喷管

摘要

本发明涉及一种安装在潜水船上的喷气发动机的矢量喷管，其由喷管构件和操纵构件组成。安装在潜水船上的喷气发动机的矢量喷管不但能改变潜水船在水中的运动方向，而且其比船舵反应灵敏和快捷；其结构简单，制造成本低；其取代船舵，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；其上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。

主权项

一种安装在潜水船上的喷气发动机的矢量喷管，其特征在于：安装在潜水船上的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(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，所述喷管前锥段(15a)的轴线通过所述大球壳(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，所述矢量喷管后锥段(21a)的轴线通过所述小球壳(21b)的球心；小球壳(21b)的球心与大球壳(15b)的球心重合，所述小球壳(21b)的外径等于所述大球壳(15b)的内径，所述小球壳(21b)的外球面与相应位置的所述大球壳(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，所述矢量喷管后锥段(21a)因而可沿径向小角度偏转；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；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)分别位于所述矢量喷管后锥段(21a)轴线的正左边、正右边、正上方、正下方，所述滑轮(38)与滑轮架(39)固定连接，所述滑轮架(39)与相应位置的船体(1)的内表面固紧连接；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)，所述台板限位孔(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，其中一对所述齿条座(45)的轴线重合，另一对所述齿条座(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，所述空腔沿所述齿条座(45)轴线的长度大于其垂直该轴线的长度，所述空腔的左右两侧各有一个两端开放的齿条座方孔(47)与所述空腔相通，所述空腔或所述齿条座方孔(47)的轴线与所述齿条座(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，其横断面与所述齿条座方孔(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，所述齿条弹簧(46)的一端与所述齿条座(45)空腔的里端面或外端面固紧连接，其另一端与所述左右转向齿条(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)分别对所述左右转向齿条(41)的弹力大小相等方向相反，所述齿条弹簧(46)采用这种压缩安装方式比伸长安装方式可减小所述齿条座(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)，所述滑轮(38)与滑轮架(39)固定连接，所述滑轮架(39)与相应位置的船体(1)固紧连接；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)右侧的滑轮(38)，其前端与所述左右转向齿条(41)的左端固紧连接，其后端与相应位置的所述矢量喷管后锥段(21a)的右侧外表面固紧连接，所述拉绳处于张紧状态；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)左侧的滑轮(38)，其前端与所述左右转向齿条(41)的右端固紧连接，其后端与相应位置的所述矢量喷管后锥段(21a)的左侧外表面固紧连接，所述拉绳处于张紧状态；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，所述矢量喷管后锥段(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，所述矢量喷管后锥段(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)左侧的滑轮(38)，其前端与所述左右转向齿条(41)的左端固紧连接，其后端与相应位置的所述矢量喷管后锥段(21a)的左侧外表面固紧连接，所述拉绳处于张紧状态；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)右侧的滑轮(38)，其前端与所述左右转向齿条(41)的右端固紧连接，其后端与相应位置的所述矢量喷管后锥段(21a)的右侧外表面固紧连接，所述拉绳处于张紧状态；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，所述矢量喷管后锥段(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，所述矢量喷管后锥段(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；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，其横断面与所述齿条座方孔(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，所述齿条弹簧(46)的一端与所述齿条座(45)空腔的里端面或外端面固紧连接，其另一端与所述上下转向齿条(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)分别对所述上下转向齿条(42)的弹力大小相等方向相反，所述齿条弹簧(46)采用这种压缩安装方式比伸长安装方式可减小所述齿条座(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)，所述滑轮(38)与滑轮架(39)固定连接，所述滑轮架(39)与相应位置的船体(1)固紧连接；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)上方的滑轮(38)，其前端与所述上下转向齿条(42)的左端固紧连接，其后端与相应位置的所述矢量喷管后锥段(21a)的外上表面固紧连接，所述拉绳处于张紧状态；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)下方的滑轮(38)，其前端与所述上下转向齿条(42)的右端固紧连接，其后端与相应位置的所述矢量喷管后锥段(21a)的外下表面固紧连接，所述拉绳处于张紧状态；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，所述矢量喷管后锥段(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，所述矢量喷管后锥段(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)下方的滑轮(38)，其前端与所述上下转向齿条(42)的左端固紧连接，其后端与相应位置的所述矢量喷管后锥段(21a)的外下表面固紧连接，所述拉绳处于张紧状态；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)上方的滑轮(38)，其前端与所述上下转向齿条(42)的右端固紧连接，其后端与相应位置的所述矢量喷管后锥段(21a)的外上表面固紧连接，所述拉绳处于张紧状态；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，所述矢量喷管后锥段(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，所述矢量喷管后锥段(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；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)，所述套筒方孔(53)下部左右两侧中央各有一个轴孔(51)与所述套筒方孔(53)相通，这两个轴孔(51)的轴线重合且与所述套筒方孔(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)的轴线重合且与所述套筒(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，所述转轴(50)的外圆周表面与相应位置的所述轴孔(51)的内圆周表面活动接触，所述套筒方孔(53)的横向宽度等于所述套筒(49)的外径，所述套筒方孔(53)的纵向长度大于所述套筒(49)的外径；方向盘轴(43)的下部穿过台板(48)上的台板限位孔(54)后插在所述台板(48)下方的套筒(49)的内腔中，所述台板限位孔(54)的横向宽度等于所述方向盘轴(43)的外径，所述台板限位孔(54)的纵向长度大于所述方向盘轴(43)的外径，所述套筒(49)的内圆周表面与相应位置的所述方向盘轴(43)的外圆周表面活动接触，所述方向盘轴(43)可绕所述套筒(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)和台板限位孔(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；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，当所述方向盘轴(43)与所述台板限位孔(54)的前缘接触时，所述方向盘轴(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，所述方向盘齿轮(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；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，当所述方向盘轴(43)与所述台板限位孔(54)的后缘接触时，所述方向盘轴(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，所述方向盘齿轮(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。