СТАБИЛИЗАТОР ГЛУБИНЫ ПОГРУЖЕНИЯ ПОДВОДНОЙ ЛОДКИ БЕЗ ХОДА Российский патент 2000 года по МПК B63G8/22 

Изобретение относится к области судостроения и может быть использовано на подводных лодках и подводных аппаратах как при проектировании новых, так и при модернизации (ремонте) плавающих.

Известен стабилизатор глубины с уравнительными цистернами, расположенными в прочном корпусе (А.Б.Широкорад, "Советские ПЛ послевоенной постройки", Москва, 1997, стр. 163, 199).

Недостатком аналога является необходимость периодического использования насосов для удаления воды из уравнительной цистерны, что в режиме повышенной скрытности ПЛ без хода неприемлемо. Наиболее близким по технической сущности предлагаемого изобретения является устройство стабилизатора, где уравнительные цистерны расположены в легком корпусе (А.Б.Широкорад, "Советские ПЛ послевоенной постройки, Москва, 1997, стр. 28, 29)- прототип.

Для его работы также необходимо использовать насос, что лишает ПЛ необходимой скрытности в режиме без хода.

Предлагаемым изобретением решается задача создания малошумного и малоинерционного устройства, обеспечивающего ограниченные изменения объема воды в уравнительной цистерне (УЦ) в любом диапазоне рабочих глубин погружения ПЛ, при обеспечении необходимых акустических характеристик. Для достижения этого технического результата уравнительная цистерна стабилизатора глубины погружения выполнена в виде двух секций, которые размещены побортно, вне прочного корпуса в цистернах главного балласта (ЦГБ) и снабжены приемно-отливными кингстонами, воздушно-паровыми предохранительными и водяными клапанами, воздушными и пробными краниками, при этом в нижней части каждой секции установлены малоинерционные нагревательные элементы в виде сеточных электродов, расположенных горизонтально, причем смежные секции имеют разную полярность. Центры величины секций УЦ, симметричные относительно диаметральной плоскости, расположены в поперечной плоскости ПЛ, проходящей через центр величины ПЛ.

В качестве мощного, малоинерционного нагревательного элемента установлена батарея сеточных электродов, представляющая собой ряд горизонтально расположенных на некотором расстоянии друг от друга сеток, при этом смежные сетки имеют разную полярность. Нагрев воды обеспечивается в процессе электролиза при прохождении электрического тока через соленую забортную воду, выполняющую роль нагревательного элемента с высоким сопротивлением. Такое устройство обеспечивает малую инерционность теплоотдачи, необходимый объем зоны тепловыделения, высокий съем мощности и не препятствует удалению пара из зоны парообразования. Для сокращения потерь тепла в окружающую среду ее стенки снабжены тепловой изоляцией.

Предлагаемый стабилизатор глубины погружения иллюстрируется чертежами, представленными на фиг. 1-3:
На фиг. 1 показана часть поперечного сечения ЦГБ в районе размещения секций УЦ и в крупном плане изображена схема установки сеточных электродов - узел А.

На фиг.2 показана схема удаления воды из УЦ.

На фиг.3 показана схема приема воды в УЦ.

Стабилизатор глубины погружения (фиг. 1) содержит уравнительную цистерну (УЦ) 1, размещенную в нижней части ЦГБ 2 и закрепленную на прочном корпусе 3. На крыше УЦ размещены паровоздушный клапан 4 и предохранительный клапан двустороннего действия 5. На крыше ЦГБ установлены штатные первые и вторые воздушные запоры клапанов вентиляции 6. На борту УЦ, примыкающем к ПК, расположены "воздушники"- клапана вентиляции УЦ 7, используемые при первоначальном заполнении УЦ в надводном положении и "пробные" краники 8 для контроля за уровнем воды в УЦ, рассчитанные на забортное давление с выводами в ПК 3. Расходомеры 9 состыкованы с премно-отливными кингстонами 10 УЦ. В нижней части УЦ установлены нагревательные устройства 11 с токоподводами 12 электропитания из ПК. Кроме того, УЦ оборудована уровнемерами, соединена с системой воздуха высокого давления (ВВД), а в ПК установлен пульт управления, обеспечивающий как дистанционное, так и автоматическое управление устройством. Эти элементы на фиг. не показаны.

Стабилизатор глубины погружения ПЛ без хода работает следующим образом. На каждом выходе при первом погружении в контрольной точке ПЛ удифферентовывают без хода с плавучестью, близкой к нулю. При постановке на стабилизатор ПЛ погружают на заданную глубину и компенсируют отрицательную плавучесть, образующуюся вследствие обжатия корпуса ПЛ, для чего подают питание на электродные сетки 11 через токоподводы 12, закрывают паровоздушный клапан 4, повышают давление в УЦ 1 за счет парообразования в ней, не допускают срабатывания предохранительных клапанов 5, при превышении давления в УЦ на расчетную величину открывают приемно-отливной кингстон 10, выдавливают необходимое количество воды из УЦ в ЦГБ, а оттуда - за борт, контролируют расход воды через расходомер 9, отключают электропитание нагревательных устройств 11 и при достижении нулевой плавучести закрывают кингстон 10 (фиг.2).

При возникновении положительной плавучести открывают воздушно-паровой клапан 4, стравливают паровоздушную смесь 14 в ЦГБ 2 и вентилируют УЦ, открывают приемно-отливной кингстон 10, принимают воду в УЦ 1, контролируют расход воды через расходомер 9, создают незначительную отрицательную плавучесть, сдерживают всплытие ПЛ, восстанавливают заданную глубину погружения и нулевую плавучесть, действуя, как указано выше (фиг.3). Манипулируя приемом и удалением воды, поддерживают нулевую плавучесть ПЛ на заданной глубине. При первоначальном заполнении УЦ водой пользуются "воздушником" 7 и "пробным" краником 8.

При погружении ПЛ из надводного положения одновременно с открытием первых и вторых воздушных запоров клапанов вентиляции 6 ЦГБ 2 открывают паровоздушный клапан 4 и "пробный" краник 8 на короткое время для контроля наличия в УЦ необходимого количества воды.

Управление работой стабилизатора глубины погружения ПЛ без хода производится с пульта управления в дистанционном (как описано выше) или автоматическом режимах, которые устанавливаются с помощью переключателя. Автоматическое управление стабилизатором глубины погружения ПЛ без хода обеспечивается системой автоматики, снабженной датчиками давления, перепадов давления, уровня и расхода воды и соответствующими контрольно-измерительными приборами. Так, если ПЛ "тяжела" и погружается, то сигнал от датчика глубины, преобразуемый в напряжение со знаком плюс, поступает на исполнительные механизмы подачи питания на электродные сетки 11, на приводы паровоздушного клапана 4 для его закрытия и приемно-отливного кингстона 10 для его открытия после получения сигнала от датчиков перепада давления о превышении давления в УЦ над давлением в ЦГБ на заданную величину. Интенсивность парообразования в УЦ регулируется датчиком скорости погружения путем изменения электронагрузки.

Если ПЛ "легка" и всплывает, датчики выдают сигнал со знаком минус, который поступает на исполнительные механизмы и вызывает открытие паровоздушного клапана 4, приемно-отливного кингстона 10, прием воды в УЦ до прекращения всплытия ПЛ. После ряда колебаний, регулируемых величиной обратной связи автоматической системы, положение ПЛ стабилизируется.

Использование безнасосного стабилизатора глубины погружения ПЛ без хода улучшает виброакустические характеристики (ВАХ) в режиме повышенной скрытности.

Изобретение относится к подводному судостроению и может найти применение на подводных лодках и подводных аппаратах как при проектировании новых, так и при модернизации плавающих. Стабилизатор глубины погружения подводной лодки без хода содержит уравнительную цистерну с устройством удаления и приема воды. Уравнительная цистерна выполнена в виде двух секций, размещена вне прочного корпуса в цистернах главного балласта побортно и снабжена приемно-отливными кингстонами, воздушно-паровыми и предохранительными клапанами, воздушными и пробными краниками. В нижней части каждой секции установлены нагревательные элементы в виде сеточных электродов, расположенных горизонтально, причем смежные сетки имеют разную полярность. Достигается улучшение виброакустических характеристик подводной лодки в режиме повышенной скрытности. 3 ил.

Стабилизатор глубины погружения подводной лодки без хода, содержащий уравнительную цистерну с устройством удаления и приема воды, отличающийся тем, что уравнительная цистерна выполнена в виде двух секций, размещена вне прочного корпуса в цистернах главного балласта побортно и снабжена приемно-отливными кингстонами, воздушно-паровыми и предохранительными клапанами, воздушными и пробными краниками, при этом в нижней части каждой секции установлены нагревательные элементы в виде сеточных электродов, расположенных горизонтально, причем смежные сетки имеют разную полярность.