ПОДВОДНЫЙ АППАРАТ Российский патент 2004 года по МПК B63B3/13 B63G8/00 

Изобретение относится к области кораблестроения, например подводного.

Анализ основных характеристик современных быстроходных подводных аппаратов показывает, что в значительном количестве случаев обоснованием создания новых типов аппаратов выступало изменение их отдельных элементов - например совершенствование энергоустановок, или новые виды грузов. По аналогичным причинам многие из аппаратов в ходе эксплуатации подвергались модификациям и модернизациям, что требовало затрат времени и средств на необходимые переработки проекта и производственные процессы.

Учитывая многолетнюю продолжительность жизненного цикла аппаратов, становится необходимым уже на стадии проектирования учитывать возможность изменения внешних условий, среди которых не только проектно-технические, но и производственные, эксплуатационные, а также социально-политические обстоятельства. При этом изменения могут по-разному отражаться на различных типовых блоках аппарата.

Деление корпусов кораблей и судов на отсеки общеизвестно [1], и в некоторых случаях описаны составные конструкции из блоков. Например, в материалах [2] описан корпус подводного судна для разработок углеводородного сырья на шельфе. Вертикальный и горизонтальные блоки судна разделены по функциональному принципу. Блоки связаны в единый подводный аппарат конструктивными переходными элементами.

Выполнить корпус из отдельных прочных отсеков-трюмов предлагается на грузовой подводной лодке [3]. Обеспечивается погрузка в отсеки стандартных контейнеров. Блоки грузовых отсеков унифицированы по габаритам загружаемых контейнеров.

Предложенными решениями не могут быть решены актуальные задачи быстрой замены, ремонта или модернизации отдельных блоков, а также оперативной передачи целых функционирующих блоков от одного подводного аппарата другому. Это невозможно прежде всего потому, что в перечисленных предложениях составного строения корпусов межблочные соединения являются чисто механическими, конструктивными и не содержат унифицированных коммуникаций для обеспечения всех видов взаимосвязи блоков между собой. Блоки корпуса не оснащаются по отдельности оборудованием, а значит - не становятся функционально завершенными модулями. Кроме того, типовые блоки для разных судов не унифицированы по местам сочленения с переходными отсеками.

В качестве прототипа рассмотрено подводное судно для разработок сырья [2] , где наиболее явно выражена модульная структура и функциональная специализация модулей. Использование этого изобретения обеспечивает выполнение одним судном всего цикла работ по эксплуатации залежей нефти и газа на шельфе. Вертикальный и горизонтальные блоки судна соединены между собой набором балок кольцевого и вертикального направлений, а также книц, установленных в районе примыкания блоков по всей площади поперечных переборок горизонтальных блоков, опертых на балки внутреннего набора блоков. Тем не менее и в этой конструкции не предусматривается унификация типовых модулей для разных судов, а межблочные соединения не предполагают многократной разборки с последующей сборкой для обеспечения замены отдельных блоков.

Задачами изобретения являются:
- унификация функциональных модулей отсеков для подводных аппаратов различного назначения, для чего модули выполняются в виде универсальных автономных конструктивно завершенных блоков с унифицированными коммуникациями и соединяются между собой разъемными переходными отсеками с коммуникациями;
- совершенствование ремонтопригодности и способности к модификациям за счет оперативной замены универсальных функциональных модулей отсеков и их рекомбинации.

Задача решается тем, что в подводном аппарате, содержащем функциональные модули отсеков и коммуникации между ними, каждый из функциональных модулей отсеков заключен в автономный корпус и обладает индивидуальной плавучестью, все функциональные модули отсеков соединены между собой разъемными переходными отсеками с коммуникациями, при этом все корпуса всех функциональных модулей отсеков и переходных отсеков с коммуникациями образуют единую внешнюю поверхность подводного аппарата.

На чертеже схематически показана конструкция подводного аппарата, где:
1 - функциональный модуль грузовых отсеков;
2 - переходный отсек с коммуникациями;
3 - функциональный модуль обитаемых отсеков (командных, бытовых);
4 - ограждение выдвижных устройств (рубка);
5 - функциональный модуль энергетических отсеков;
6 - функциональный модуль агрегатных отсеков;
7 - движительное устройство.

Предлагаемый подводный аппарат состоит из нескольких функциональных модулей отсеков, например грузовых (1), обитаемых (3), энергетических (5), агрегатных (6), каждый из которых заключен в индивидуальный автономный корпус.

Функциональные модули отсеков (1), (3), (5), (6) соединены между собой переходными отсеками с коммуникациями (2) таким образом, что совокупность внешних поверхностей функциональных модулей отсеков и переходных отсеков с коммуникациями (2) образует единую внешнюю поверхность аппарата. Переходные отсеки с коммуникациями (2) при этом заключают в себе все необходимые для совместной работы связи между функциональными модулями отсеков, в том числе механические, гидравлические, пневматические, информационные электрические и силовые электрические, оптические, внутреннего перехода.

Унификация связей переходных отсеков с коммуникациями (2) предлагаемого подводного аппарата позволяют производить автономное изготовление отдельных функциональных модулей отсеков (1), (3), (5), (6), а также оперативную смену их в ходе эксплуатации. Например, при стоянке в порту модуль грузовых отсеков (1) отделяется для разгрузки либо загрузки, а его место занимает другой. В другом случае при обслуживании в базе может быть произведена замена подлежащего ремонту, например, модуля агрегатных отсеков (6). Неисправный модуль ставится на ремонт, а его место занимает другой, выполняющий те же функции и имеющий унифицированные коммуникации. В третьем случае может быть заранее подготовлен модернизированный, например, модуль энергетических отсеков (5) на смену морально устаревшему предыдущему образцу.

Решение поставленных задач обеспечивается за счет комплексного подхода к созданию универсальных функциональных модулей отсеков и унифицированных по составу связей переходных отсеков с коммуникациями (2). Решение задач достигается за счет придания функциональным модулям отсеков всего комплекса свойств автономных плавучих средств: общекорабельных механических систем, средств связи, управления движением и навигации. Таким образом, применение унифицированных переходных отсеков с коммуникациями (2) и унификация типовых функциональных модулей отсеков для разных аппаратов создает условия решения задачи рекомбинации заранее подготовленных функциональных модулей отсеков и оперативной их замены при изменении различных обстоятельств.

Использование этого принципа в кораблестроении, особенно применительно к подводным аппаратам, открывает уникальные возможности использования специализированных производственных участков (цехов, заводов) не только при изготовлении функциональных модулей отсеков (1), (3), (5), (6), но и при их обслуживании в базе (плавбазе). Это может значительно ускорить процессы производства и обслуживания, а также повысить эффективность эксплуатации техники за счет оперативной рекомбинации подводных аппаратов, а также ускорения их модификации и модернизации.

Источники информации
1. Б. Ф. Дронов. Тенденции развития архитектуры подводных лодок, журнал "Тайфун", 2, 2002.

2. Патент RU 2086457, 6 В 63 В 3/13, 25/00.

3. Патент RU 02115583, 6 В 63 В 3/13, В 63 G 8/00.

Изобретение относится к подводному судостроению, в частности к конструкции подводных аппаратов. Подводный аппарат содержит функциональные модули отсеков и коммуникации между ними. Каждый из функциональных модулей отсеков заключен в автономный корпус и обладает индивидуальной плавучестью. Все функциональные модули отсеков соединены между собой переходными отсеками с коммуникациями. В совокупности все корпуса всех функциональных модулей отсеков и переходных отсеков с коммуникациями образуют единую внешнюю поверхность подводного аппарата. Достигается унификация функциональных модулей отсеков для подводных аппаратов различного назначения, а также совершенствование ремонтопригодности и способности к модификациям за счет оперативной замены универсальных функциональных модулей отсеков и их рекомбинации. 1 ил.

Подводный аппарат, содержащий функциональные модули отсеков и коммуникации между ними, отличающийся тем, что каждый из функциональных модулей отсеков заключен в автономный корпус и обладает индивидуальной плавучестью, все функциональные модули отсеков соединены между собой переходными отсеками с коммуникациями, при этом все корпуса всех функциональных модулей отсеков и переходных отсеков с коммуникациями образуют единую внешнюю поверхность подводного аппарата.