СПОСОБ ПОДЪЁМА ПОДВОДНЫХ ЛОДОК Российский патент 2004 года по МПК B63C7/10 

Изобретение относится к способам подъема подводных лодок.

Известные способы подъема подводных лодок представляют собой следующую совокупность последовательных операций:

- способ, основанный на использовании подъемно-захватывающего объемного модуля с вмонтированным в него захватывающим устройством с комплексом балластных цистерн, обеспечивающих получение подъемной силы. В процессе подъема корабля при этом способе происходят погружение, наведение и посадка модуля на корабль, захват корабля под днище храпцовыми или рычажными элементами, подача воздуха или газов в балластные цистерны для получения плавучести, необходимой для отрыва корабля, и его подъем на поверхность [2, 3, 4].

Недостатки: сложность погружения, наведения и посадки модуля на корабль и невозможность управления положением корабля по дифференту и крену при отрыве его от грунта и подъеме; сложность устранения избыточной подъемной силы в момент отрыва корабля от грунта и управления положением корабля и скоростью подъема; трудность универсализации размеров модулей при широком разбросе габаритов и водоизмещении подводных лодок; высокая стоимость возведения и содержания модулей в условиях их низкой востребованности во времени.

При другом аналогичном способе используют такой же модуль с захватными устройствами, но только вместо балластных цистерн применяют мягкие надувные емкости, обеспечивающие в совокупности подъемную силу, необходимую для отрыва корабля от грунта и его подъема. При этом в надувные емкости вместо сжатого воздуха подают газ, который получают из пороховых или химических газогенераторов, установленных на модуле [1, 2, 4].

Наиболее распространенным является способ, при котором для подъема и отрыва корабля от грунта используют систему мягких или жестких отдельных понтонов. В ходе подготовки корабля к подъему под его корпусом прокладывают тоннели, через которые протаскивают прочные полотнища, к оконечностям которых крепят подъемные понтоны. Количество понтонов и соответственно тоннелей определяется подъемной силой одного понтона, весом поднимаемого корабля и силой присоса корабля к грунту. Необходимый для продувки понтонов воздух подают с газокомпрессоров, размещаемых на вспомогательных судах ([1], принятый за ближайший аналог).

Этот способ подъема затонувших кораблей с помощью понтонов исключает возможность подъема кораблей с глубин, превышающих допустимые для водолазов, т.к. требует прокладки под днищем поднимаемого корабля тоннелей для проводки через них прочных несущих полотнищ, передающих усилия к каждой паре понтонов. При этом всегда возникает необходимость проведения водолазных работ по раскреплению полотнищ на корпусе корабля для предотвращения его соскальзывания при самом подъеме, при возникающих непредвиденных дифферентах поднимаемого корабля и обеспечения надежного крепления понтонов к самим полотнищам, что тоже не может быть выполнено без участия водолазов.

Задача, решаемая заявляемым способом, заключается в обеспечении подъема подводных лодок с любых включающих запредельные для водолазов глубин при постоянном контроле и управлении положением корабля в течение всего времени подъема по крепу и дифференту, а также в ликвидации избыточной подъемной силы, возникающей сразу же после отрыва корабля от грунта.

Для решения поставленной задачи

- поднимаемому кораблю на все время подъема обеспечивают постоянный контроль и управление положением корабля по крену и дифференту с помощью четырех одерживающих лебедок, управляемых с обитаемого спускаемого аппарата;

- прекращение действия избыточной подъемной силы при отрыве корабля от грунта производят сразу же после отрыва с помощью применения специальной системы отрыва - понтонов отрыва, размещаемых непосредственно под поверхностью воды;

- доставку с поверхности воды к борту поднимаемого корабля крепления оконечностей тросов одерживающих лебедок и подвески подъемных понтонов и понтонов отрыва осуществляют без водолазов с помощью спускаемого обитаемого аппарата и четырех наводящих лебедок, управляемых экипажем аппарата;

- крепление к борту поднимаемого корабля тросов одерживающих лебедок и тросов подъемных понтонов и понтонов отрыва производят с помощью замковых соединений типа сцепки.

Заявляемый способ и средства его осуществления схематично показаны на фиг.1 и 2,

где лебедки одерживающие 1-4, лебедки наводящие 5-8, основные якоря 9 одерживающих 1-4 и наводящих 5-8 лебедок, страхующие якоря 10 одерживающих лебедок 1-4, спускаемый аппарат 11, тросы 12 подъемных понтонов, подъемные понтоны 13, понтоны "отрыва" 14.

Система понтонов 13, 14 обеспечивает получение необходимой силы для подъема корабля на поверхность. Количество и объем каждого понтона определяются массой поднимаемого корабля. Каждый понтон оборудуется системой наполнения его воздухом, подвеской и устройствами для крепления его к корпусу корабля в виде замкового соединения того или иного типа.

Система из четырех одерживающих лебедок 1-4, размещаемых на вспомогательных судах, по две лебедки с каждого борта поднимаемого корабля, обеспечивает контроль и управление на все время подъема за положением корабля в пространстве по крену и дифференту и возможность прекращения подъема в случае необходимости.

Каждая из одерживающих лебедок 1-4 оснащена измерителями длины отпущенного троса и усилий в нем. К концевой части троса каждой лебедки крепится захватывающая часть замка крепления лебедки к поднимаемому кораблю. Трос лебедки на все время подъема корабля пропускается через шкив установленного на дне основного якоря 9. Шкив для троса крепится к якорю с помощью шарнира. До установки основного якоря 9 к нему с помощью бриделя крепится страхующий якорь 10, предназначенный для предотвращения непредсказуемого подъема корабля при отрыве от дна основного якоря. Концевая часть троса лебедки с замковыми элементами до подачи их на борт корабля остается на борту вспомогательного судна.

Вес и держащая сила каждого якоря одерживающей лебедки (основного и страхующего) должны быть не менее четвертой части суммарной величины избыточном плавучести всех понтонов или не менее расчетной величины натяжения в тросе одной лебедки, возникающей после начала подъема при отрыве корабля от грунта и выравнивания его по крену и дифференту.

Якоря одерживающих лебедок 9 устанавливаются на дно: по две со стороны каждого борта на расстоянии, равном двум-трем диаметрам одного понтона, с целью обеспечения безопасности судов, участвующих в подъеме корабля при всплытии его на поверхность.

Система из четырех наводящих лебедок 5-8, устанавливаемых на вспомогательных судах, размещается со стороны кормовой и носовой оконечностей затонувшего корабля на расстоянии не менее двух-трех диаметров подъемного понтона 13. Тросы этих лебедок пропущены через шкивы соответствующих якорей и имеют на концевой своей части замки, позволяющие присоединить совместно все четыре троса к спускаемому аппарату 11. В отличие от одерживающих лебедок в наличии страхующих якорей нет необходимости. Расстояние между якорями наводящих лебедок должно быть не меньше ширины поднимаемого корабля плюс четыре диаметра понтона.

Усилия в тросах наводящих лебедок 5-8 должны приниматься в зависимости от всплывающей силы спускаемого аппарата 11 с прикрепленным к нему понтоном и тросами наводящих лебедок.

Спускаемый аппарат 11 с переменной плавучестью обеспечивает управление подачей к местам крепления на корпусе корабля замковых оконечностей тросов, одерживающих 1-4 и направляющих 5-8 лебедок и подачу команд по управлению работой всех лебедок.

Спускаемый аппарат 11 является связующим элементом всей системы подъема корабля. По своему оснащению он должен обеспечивать управление системой наводящих лебедок 5-8 при доставке к борту корабля замковых частей тросов одерживающих лебедок 1-4 и понтонов к точкам их крепления на борту поднимаемого корабля. Он также должен непосредственно осуществлять с помощью своих манипуляторов крепление захватываемых оконечностей тросов лебедок и понтонов в захватывающих элементах замков на самом корабле.

В целом аппарат 11 представляет собой плавучее обитаемое средство с переменной плавучестью, двигателем для небольших перемещений, оборудованием для освещения, визуального и технического наблюдения окружающей среды во всей зоне действия своих манипуляторов. Кроме этого, он должен иметь устройство для фиксации положения аппарата на корпусе корабля в районе выполнения работ. При отсутствии у поднимаемой подводной лодки штатных замковых узлов спускаемый аппарат должен быть оборудован средствами для проделывания отверстий в корпусе корабля для крепления замковых частей понтонов и лебедок.

В целях снижения объемов и стоимости работ по подъему кораблей, корабельные элементы замковых соединений на корпусе корабля должны быть установлены еще при строительстве или при выполнении очередного заводского ремонта во всех расчетных точках корпуса корабля на наружной поверхности прочного корпуса, без нарушения его целостности.

По своему устройству и размерам они должны быть международно-унифицированными. Это позволит привлекать к спасению затонувших подводных лодок спасательных средств любых государств.

Корабельная часть каждого замка должна иметь полку, на которую укладывается замковая часть понтона (троса), направляющие устройства, обеспечивающие движение захватываемой части в полость захвата. Захват должен осуществляться разворотом захватываемой части вокруг горизонтальной оси, а сам захват - с использованием положительной плавучести закрепляемого понтона или чекой.

Существующие подводные лодки таких устройств, как правило, не имеют. Поэтому единственным способом крепления понтонов к их корпусу может быть решение замка каждого понтона в виде одностороннего, двух-четырех зубового гака, вводимого соответственно в два-четыре предварительно прорезаемых в прочном корпусе технологических отверстий по обе стороны шпангоута, без нарушения целостности последнего. Фиксация рабочего положения гаков на все время подъема в этих отверстиях будет обеспечиваться положительной плавучестью каждого понтона. Прочность каждого замка, в свою очередь, будет определять собой допустимую подъемную силу и соответственно расчетный объем одного понтона и тем самым общее их количество, необходимое для подъема затонувшего корабля.

Заявляемый способ представляет собой следующую последовательность операций.

1. Размещение и установка на собственных якорях или рейдовых бочках судов с одерживающими наводящими лебедками 5-8 над затонувшим кораблем.

2. Судовыми или специальными кранами опускают сцепки основного 9 и страхующего 10 якорей с пропущенными через шкивы основных якорей тросами соответствующих одерживающих лебедок 1-4. При этом оконечности каждого троса закрепляют на судне у соответствующей лебедки.

3. Устанавливают суда с наводящими лебедками 5-8 и опускают на дно якоря этих лебедок с пропущенными через их шкивы тросами. Оконечности тросов остаются закрепленными на палубе того же судна.

4. После установки якорей 9-10 всех лебедок 1-4 и 5-8 концевые оконечности тросов наводящих лебедок 5-8 подают надводными средствами к спускаемому аппарату 11 и крепят к нему, формируя тем самым систему наведения на затонувший корабль замковых частей тросов одерживающих лебедок 1-4 и подъемных понтонов 13.

5. Подача и закрепление на затонувшем корабле средств подъема начинается с одерживающих лебедок 1-4. Для этого к спускаемому аппарату 11 при его надводном положении с помощью плавсредств доставляют и крепят на нем замковую оконечность первой одерживающей лебедки 1. Крепление к аппарату 11 осуществляют выше замка троса одерживающей лебедки на расстоянии досягаемости манипуляторов аппарата с тем, чтобы обеспечить свободу перемещения каждой замковой части при ее наведении к месту установки на корабле и закреплении. Перемещение замка каждой лебедки по вертикали и горизонтали производят путем изменения длины отпущенных тросов каждой из наводящих лебедок 5-8 по командам экипажа спускаемого аппарата 11.

6. Производят подачу и крепление к кораблю подъемных понтонов 13 и понтонов отрыва 14. Для этого трос подвески каждого понтона, предварительно продутого до положительной минимальной плавучести, подают и закрепляют на спускаемом аппарате 11, к которому предварительно уже прикреплены все четыре троса наводящих лебедок 5-8. С помощью этих лебедок спасательный аппарат 11 подтягивают вместе с тросом понтона к месту его крепления на корабле н закрепляют.

Понтоны "отрыва" 14, как и основные понтоны, крепят к поднимаемому кораблю, а сами понтоны размещают непосредственно под поверхностью воды с тем, чтобы при отрыве корабля от грунта и всплытии этих понтонов на поверхность действие избыточной подъемной силы понтонов отрыва прекратилось.

7. По завершении крепления всех понтонов 13 и 14 тросы всех наводящих лебедок 5-8 отсоединяют от спускаемого аппарата 11 и переносят плавсредствами на вспомогательные суда к соответствующим лебедкам.

8. Тросы одерживающих лебедок 1-4 выбирают, оставляя слабину для предстоящего подъема затонувшего корабля и первичного отрыва его от дна.

9. Начинают подачу сжатого воздуха в подъемные понтоны 13.

Продувку подъемных понтонов 13 начинают с носовой или кормовой оконечности корабля, после чего производят подачу воздуха в понтоны "отрыва" 14.

Продувку понтонов "отрыва" 14 начинают с оконечности, наименее погруженной в грунт, и заканчивают в момент начала отрыва корабля от дна.

Отрыв корабля от дна фиксируют по возникновению натяжения в одерживающих лебедках 1-4.

10. После завершения отрыва корабль выдерживают одерживающими лебедками 1-4 у поверхности дна. Проверяют и выравнивают натяжение тросов одерживающих лебедок 1-4 и производят подачу воздуха в те или иные понтоны 13, 14 до выравнивания крена и дифферента.

11. Затем начинают окончательный подъем корабля с постоянным контролем его крена и дифферента путем периодической проверки длины отданных тросов в сравнении с длиной, зафиксированной в момент начала подаема.

Доказательством возможности выполнения поставленной задачи при приеме затонувших подводных лодок заявляемым способом и его преимуществами является следующее.

1. Использование двух раздельных систем надувных понтонов, закрепляемых на корпусе затонувшей подводной лодки (системы понтонов отрыва и системы понтонов подъема), обеспечивает в совокупности отрыв лодки от грунта и ликвидацию избыточной подъемной силы отрыва сразу же после всплытия на поверхность воды понтонов отрыва.

2. Использование системы из четырех одерживающих лебедок, установленных на вспомогательных судах, с тросами, пропущенными через шкивы основных якорей каждой лебедки и закрепляемыми на корпусе затонувшей подводной лодки, обеспечивает управляемый подъем подлодки и исключает возможность ее перекоса в течение всего периода подъема, а также управление по крену и дифференту в процессе всего подъема путем изменения длины тросов каждой одерживающей лебедки.

3. Использование системы из четырех наводящих лебедок, устанавливаемых на вспомогательных судах, с тросами, пропущенными через шкивы соответствующих якорей и закрепляемыми на спускаемом аппарате при его надводном положении, обеспечивает путем изменения длины тросов перемещение аппарата в плане и по вертикали и доставку к месту крепления на корпусе подводной лодки оконечности каждого троса одерживающих лебедок, а также тросов крепления всех понтонов отрыва и подъема.

4. Использование страхующих якорей, закрепляемых бриделем к каждому основному якорю четырех одерживающих лебедок, исключает непредвиденное всплытие поднимаемой лодки при отрыве от грунта основного якоря любой одерживающей лебедки.

Библиография

1. В. Фелинский. Проблема "Комсомольца" и новые технологии. Морской сборник №4. 1995 г.

2. Н. Колосков. Можно ли поднять "Комсомолец"? Морской сборник №7. 1990 г.

3. Н. Гроз Джозеф. "Подъем затонувших кораблей". Судостроение, Л., 1978 г.

4. Нарусбаев А.А. "Катастрофы в морских глубинах". Судостроение, Л., 1982 г.

Изобретение относится к средствам спасения, подъема и восстановления затонувших объектов, преимущественно подводных кораблей. В предлагаемом способе используются две системы надувных понтонов – для отрыва и для подъема затонувшего корабля. При этом на вспомогательных судах устанавливают систему из четырех одерживающих лебедок и систему из четырех наводящих лебедок. Тросы обеих систем лебедок пропущены через шкивы соответствующих якорей и закреплены для первой системы - на корпусе затонувшего корабля, а для второй системы - на обитаемом спускаемом аппарате при его надводном положении. В ходе спасательных операций поочередно закрепляют все тросы с помощью спускаемого аппарата. Наполняют воздухом понтоны системы для подъема корабля, а затем и понтоны системы для отрыва корабля. Момент отрыва корабля от грунта контролируют по появлению понтонов системы отрыва на поверхности воды и по изменению натяжения тросов одерживающих лебедок. При всплытии осуществляют контроль и управление положением корабля по крену и дифференту путем регулирования длин отпущенных тросов одерживающих лебедок. Технический результат изобретения состоит в возможности производить подъем подводного корабля с любых, включая запредельные для водолазов, глубин с непрерывным проведением указанного контроля и управления, а также в ликвидации избыточной подъемной силы, возникающей в момент отрыва корабля от грунта. 2 ил.

Способ подъема подводных лодок, основанный на использовании надувных понтонов, закрепляемых на затонувшем корабле, отличающийся тем, что при подъеме затонувшего подводного корабля используют две раздельные системы надувных понтонов, первая из которых служит для отрыва этого корабля от грунта, а вторая - для подъема корабля, причем понтоны первой системы размещают под поверхностью воды, а понтоны второй - непосредственно у затонувшего корабля, во время подъема контроль и управление положением корабля по крену и дифференту непрерывно осуществляют изменением длины тросов, отпущенных с четырех одерживающих лебедок, размещаемых на вспомогательных судах и оснащенных измерителями длины указанных тросов и их натяжения, при этом трос каждой данной лебедки заблаговременно пропускают через шкив основного массивного якоря, устанавливаемого на дне по обоим бортам поднимаемого корабля на расчетном расстоянии от него и между собой, и в дальнейшем крепят на борту этого корабля, причем к каждому основному якорю одерживающих лебедок с помощью короткого бриделя заблаговременно крепят массивный страхующий якорь, при доставке к точкам крепления на корабле тросов одерживающих лебедок и крепежных тросов всех понтонов указанных систем для отрыва и подъема корабля их крепление к кораблю производят средствами обитаемого спускаемого аппарата, прикрепляемого в надводном положении к тросам четырех наводящих лебедок, аналогичных по своей конструкции одерживающим лебедкам, причем якоря наводящих лебедок размещают на дне вблизи оконечностей корабля на расчетном удалении от них, управление наведением указанного спускаемого аппарата к каждой указанной точке крепления производят силами экипажа спускаемого аппарата путем подачи им команд на изменение длины отпущенного троса каждой наводящей лебедки, при этом подъем корабля производят в следующей последовательности: расставляют вспомогательные суда с лебедками над расчетными точками размещения на дне якорей всех лебедок, опускают на дно связки основных и страхующих якорей одерживающих лебедок и якоря наводящих лебедок, подают на спускаемый аппарат при его надводном положении оконечности тросов наводящих лебедок и закрепляют на нем все четыре троса этих лебедок, поочередно подают и крепят на спускаемом аппарате трос каждой из четырех одерживающих лебедок, подтягивая наводящими лебедками спускаемый аппарат к одной из точек крепления на корабле, где и закрепляют оконечность троса, по завершении крепления тросов подают воздух в первый понтон указанной системы для подъема или отрыва корабля и придают ему положительную плавучесть, крепят его трос на спускаемом аппарате, погружают спускаемый аппарат тросами наводящих лебедок к затонувшему кораблю и крепят трос понтона в нужной точке, после всплытия спускаемого аппарата на поверхность повторяют те же операции с тросами всех остальных понтонов обеих указанных систем для подъема и отрыва, а после крепления троса последнего понтона и всплытия спускаемого аппарата отсоединяют от него тросы всех наводящих лебедок и передают их на указанные суда с лебедками, наполняют воздухом понтоны системы для подъема корабля, а затем и понтоны системы для отрыва корабля, контролируя момент отрыва корабля от грунта по появлению понтонов системы для отрыва на поверхности воды и по изменению натяжения тросов одерживающих лебедок, отрыв корабля от грунта фиксируют по всплытию на поверхность всех понтонов системы для отрыва, стопорят одерживающие лебедки, выравнивают с их помощью подвсплывший после отрыва корабль по крену и дифференту, отпуская одновременно тросы необходимых для этого одерживающих лебедок, и при последующем всплытии осуществляют вышеуказанный контроль и управление положением корабля.