СПОСОБ РАЗРУШЕНИЯ ЛЕДЯНОГО ПОКРОВА ДЛЯ ВСПЛЫТИЯ ПОДВОДНОЙ ЛОДКИ Российский патент 1999 года по МПК B63B35/12 

Изобретение относится к области создания и использования подводных лодок (ПЛ) в целях решения транспортных задач: доставка срочных грузов; торговых перевозок в районах Крайнего Севера без использования ледоколов; проведения подледных геологоразведочных работ; поиска нефтяных месторождений; изучения флоры и фауны Северного Ледовитого океана в интересах решения проблем рыболовства. Кроме того, изобретение может быть использовано и на ВМФ.

Необходимым условием использования ПЛ в акваториях, покрытых сплошным льдом, является обеспечение возможности их всплытия в надводное положение как в силу различных технологических потребностей, так и при возникновении непредвиденных ситуаций, в том числе необходимости спасения людей.

Известен способ разрушения ледяного покрова для всплытия подводной лодки, предусматривающий подачу к нижней поверхности льда струи нагретой жидкости (Авторское свидетельство СССР N 1174323, кл. B 63 B 35/12, публ. 1985).

Недостатком известного способа разрушения ледяного покрова для всплытия ПЛ являются значительные затраты запасов пресной воды и значительные энергетические затраты для обеспечения высокой температуры, необходимой для расплавления льда. Обеспечить эти затраты в условиях ПЛ практически невозможно.

Известен также способ разрушения ледяного покрова для всплытия ПЛ путем подачи к нижней поверхности льда нагретой воды, выбрасываемой из циркуляционной трассы (Патент N 2085432, кл. B 63 B 35/12, B 63 G 8/00, 1997 ), принятый в качестве прототипа.

Недостатком известного способа разрушения ледяного покрова для всплытия ПЛ является то, что он не может найти применение при экстремальных ситуациях, так как требует много энергетических затрат и времени для его осуществления.

Техническая сущность настоящего изобретения состоит в разработке такого способа разрушения ледяного покрова для всплытия ПЛ, который бы позволил существенно ускорить растопление щелей в толще льда по контуру предстоящего разлома, например рубки ПЛ.

Согласно изобретению, способ разрушения льда происходит путем нагрева подледного слоя воды пропусканием через нее электрического тока, т.е. использование морской воды в качестве нагревательного элемента в электрической цепи: электроэнергетическая система (ЭЭС) ПЛ, электроды, морская вода, электроды (другого знака или фазы), ЭЭС и кабели, соединяющие указанные элементы цепи.

Для решения этой задачи, в непосредственной близости к нижней поверхности льда, создают локальные зоны, соприкасающиеся со льдом, и, создавая незначительную плавучесть, всплывают до упора ограждения рубки в лед. Далее выдвигают из корпуса штанги с электродами до упора их в нижнюю поверхность льда и, подавая на электроды электропитание, растопляют в толще льда щели сразу по всему периметру рубки ПЛ на расчетную глубину и затем возвращают штанги с электродами в исходное положение и застопоривают их. Увеличивая положительную плавучесть до расчетной величины, взламывают ослабленный щелями ледяной покров корпусом ПЛ и выводят ее рубку в надледное положение.

Такое решение поставленной задачи существенно сокращает расход энергии, время всплытия и связь ПЛ с внешней средой.

Данный способ не требует маневрирования под зоной разлома льда и точного размещения над ней подводной лодки перед всплытием. Кроме того, предлагаемый способ предусматривает полезное использование побочного и нежелательного для промышленного электролиза эффекта - выделения тепла, требующего его отвода, которое и используется для растопления щелей в толще льда.

На фиг. 1 изображена часть корпуса ПЛ с рубкой в приледненном положении с выдвинутыми штоками с электродами на виде сбоку и сверху.

На фиг. 2 изображена электрическая схема подвода электропитания к электродам.

На фиг. 3 изображен шток с электродом в нерабочем положении внутри гильзы (слева) и в выдвинутом - рабочем положении (справа).

На фиг. 1 показаны: ледовое покрытие 1, глубина растопления льда 2, выдвижные штанги с электродами 3, рубка ПЛ, легкий корпус 5, гильзы выдвижных штоков 6.

На фиг. 2 показаны: электрическая схема с электродами 7, электрические кабели 8 и распределительный щит электроэнергетической системы 9.

На фиг. 3 показана конструктивная схема устройства одного элемента системы выдвижных электродов.

В нерабочем положении все элементы системы, обеспечивающей реализацию способа, в сдвинутом положении находятся в гильзах в ограждении 10 рубки, имеющем отверстия 11 для выдвижения штоков с электродами, прикрытые щитами 12 с дистанционным управлением. В верхней стержневой части штока закреплен электрод 13. Стержневая часть штока 14 вместе с электродом размещается внутри нижней трубчатой части 15 штока и подпирается снизу сжатой пружиной 16, опирающейся о дно трубчатой части штока, которая, в свою очередь, подпирается пружиной 17, опирающейся на дно гильзы 18. Обе части штока - верхняя стержневая 14 и нижняя трубчатая 15 удерживаются вместе пружинами 16 и 17 в сжатом нерабочем состоянии тросом 19, наматываемым через шкивы 21 на барабан 22, сидящем на одном валу 20 с электроприводом 23. Вал 20 удерживается стопором 24. Такая конструкция обеспечивает быстрое выдвижение электродов в рабочее положение до упора в лед после отключения стопора 24 и последующее углубление их в лед по мере его растопления под действием пружины 16 и 17.

На фиг. 3 справа система штока с электродом показана в рабочем положении.

Реализация способа осуществляется следующим образом. Подводную лодку останавливают, создают незначительную положительную плавучесть, всплывают до упора ограждения рубки в лед, проверяют неподвижность подводной лодки относительно поверхности льда с помощью подледного перископа, выдвигают электроды 13 в рабочее положение, для чего отключают стопора 24 барабанов 23, чем снимают натяжение тросов 19. Подают на электроды 13 напряжение и начинают растопление щелей в толще льда, что сопровождается углублением электродов в лед по мере его растопления под действием на разжатых до конца пружин 16 и 17. Достигают расчетной глубины расплавления щелей в толще льда, о чем судят по времени расплавления, осматривают положение электродов с помощью подледного перископа и подводного освещения, снимают напряжение с электродов 13, включают электроприводы 23, наматывают троса 19 на барабаны 22, сжимают пружины 16 и 17 до прихода штоков с электродами в свои гильзы 18, включают стопора 24 и закрывают отверстия 11 в ограждении 10 рубки щитами 12. Затем увеличивают положительную плавучесть до расчетной величины, взламывают ослабленный щелями лед и всплывают из-подо льда в положение, обеспечивающее связь подводной лодки с внешним миром для проведения вентиляции, приема и выгрузки людей, грузов и прочих необходимых действий.

Использование предлагаемого способа сокращает время достижения связи с внешним миром из подледного положения в 2...2,5 раза по сравнению со способами, описанными в прототипе, что повышает безопасность экипажа и увеличивает вероятность решения стоящих перед ним задач.

Возможности способа проверены на модельных опытах.

При необходимости способ может быть использован и для вывода в надледное положение всего корпуса подводной лодки.

Изобретение предназначено для обеспечения всплытия подводной лодки в ледовых условиях в силу различных технологических потребностей и при возникновении непредвиденных ситуаций. Осуществляется это за счет того, что растопление льда осуществляют по контуру предстоящего разлома, например рубки подводной лодки, путем нагрева подледного слоя воды пропусканием через воду электрического тока, т.е. использования морской воды в качестве нагревательного элемента в электрической цепи. Подводную лодку останавливают, создают положительную плавучесть и всплывают до упора ограждения рубки в лед, выдвигают штанги с электродами и подают электропитание. В толще льда растопляют щели на расчетную глубину вокруг ограждения рубки и, возвратив штанги с электродами в исходное положение, увеличив положительную плавучесть подводной лодки, взламывают ее корпусом ледяной покров, ослабленный щелями, и выводят рубку подводной лодки в надводное положение. Достигается ускорение растопления щелей в толще льда. 3 ил.

Способ разрушения ледяного покрова для всплытия подводной лодки, включающий растопление щелей в толще льда по линии предстоящего разлома, отличающийся тем, что подводную лодку останавливают, создают незначительную положительную плавучесть, всплывают до упора ограждения рубки в лед, выдвигают из корпуса штанги с электродами до упора их в лед, подают на электроды электропитание и растопляют в толще льда щели на расчетную глубину, после чего возвращают штанги с электродами в исходное положение, увеличивают положительную плавучесть до расчетной величины, взламывают корпусом подводной лодки ослабленный щелями ледяной покров и выводят рубку подводной лодки в надводное положение.