ПЕНАЛ ДЛЯ ПЕРЕДАЧИ ПРЕДМЕТОВ НА АВАРИЙНЫЙ ПОДВОДНЫЙ ОБЪЕКТ, ЛЕЖАЩИЙ НА ГРУНТЕ Российский патент 2017 года по МПК B63C7/00 B63G8/41 

Изобретение относится к области спасательной техники, в частности к устройствам спасательным для передачи предметов, необходимых для обеспечения жизнедеятельности экипажа аварийного подводной лодки.

Известен глубоководный пенал по ТУ С-287-76 для передачи предметов в подводную лодку на глубинах до 220 м, состоящий из жесткого цилиндрического корпуса с нижним сферическим днищем и герметично закрывающейся верхней крышки. Пенал загружается передаваемыми в подводную лодку предметами, балластируется, герметизируется в соответствии с инструкцией и передается в шлюзовое устройство с помощью водолаза или манипулятора спасательного аппарата.

Пенал разработан и производился 28 СРЗ ТУ С 287-76, техническая документация находится в НИИ спасания и подводных технологий.

Недостатками известной конструкции глубоководного пенала являются:

- большая масса пенала, затрудняющая его транспортировку, подготовку к использованию по назначению, а также прием пенала через шлюзовое устройство личным составом аварийной подводной лодки;

- ограниченная глубина применения;

- необходимость балластировки пенала перед использованием для придания ему плавучести близкой к нулевой, что является затруднительным в связи с его высокими массовыми характеристиками.

Задачами изобретения являются:

- снижение массы пенала, что существенно облегчит его транспортировку, подготовку и использование по назначению, а также увеличит полезную нагрузку пенала;

- увеличение глубины возможного применения пенала без существенного увеличения массовых характеристик.

Поставленные задачи решаются путем выполнения цилиндрической формы корпуса пенала в виде набора замкнутых, сообщающихся между собой, тороидальных оболочек (тороидов), нанизанных на тонкостенный цилиндр кругового сечения. Внутренняя полость тороидов заполнена рабочей жидкостью под давлением, величина которого меняется в зависимости от глубины погружения пенала для поддержания формы тороида при погружении на глубину.

Тороидальные оболочки корпуса могут изготавливаться как из жесткого материала (композитные материалы, сталь), так и из эластичных изотропных или ортотропных материалов, при этом целесообразно применять слоистый материал. Внутренний слой, должен обеспечивать герметичность пенала, наружный слой, обеспечивающий форму и прочность, должен обладать свойством неистераемости при соприкосновении баллонов с корпусом объекта передачи.

При использовании жесткого материала тороидов, с целью обеспечения их прочности, величина давления рабочей жидкости изменяется с погружением пенала по следующей зависимости:

,

где р_в - внутреннее давление рабочей жидкости в полости тороида пенала в м вод.ст., Н - глубина в м вод.ст., k=r/R₀, r - радиус сечения тороида и R₀ - расстояние от оси симметрии цилиндрического корпуса пенала до центра сечения тороида.

При использовании эластичного материала тороидов, с целью обеспечения их устойчивости, величина давления рабочей жидкости изменяется с погружением пенала по следующей зависимости:

.

Полость тороидов корпуса оборудована травящим предохранительным клапаном, предотвращающим разрыв материала корпуса при величине избыточного давления рабочей жидкости в полости тороида, превышающей допускаемую.

Наличие существенных отличий в предлагаемом объекте подтверждается их отсутствием у известного аналога. Предложения поясняются Фиг 1.

Эффективность предлагаемого устройства заключается в его небольших, по сравнению с существующим аналогом, массовых характеристиках, что существенное облегчит его использование по назначению, увеличении полезной нагрузки пенала, а также в возможности увеличения глубины применения предлагаемого устройства без существенного повышения массы. Расчетный пример показал, что масса предлагаемого устройства в 2,5-3 раза меньше существующего аналога. Предлагаемое устройство позволит повысить эффективность оказания помощи личному составу аварийной подводной лодки, лежащей на грунте, при выполнении спасательных работ.

Использование устройства по назначению

1. Пенал хранится на борту спасательного судна.

2. Перед использованием пенала по прямому назначению (передача имущества на аварийную ПЛ) в полость тороидов (1) под давлением подается рабочая среда (жидкость) через специальный штуцер (2). Воздух из полости тороидов при заполнении рабочей средой выходит через травящий предохранительный клапан (3). После заполнения рабочей средой штуцер закрывается заглушкой (4).

3. Открывается клапан (5) баллона ВВД (6) и воздух через редукционный клапан открытого типа (7) подается на пневмогидроаккумулятор (8). В полости тороидов создается избыточное давление. Величина избыточного давления автоматически регулируется редукционным клапаном открытого типа из условия поддержания формы тороидов пенала без образования складок. Для этого редукционный клапан настраивается таким образом, чтобы наименьшее из напряжений стенок тороида составляло не менее 10% от предела прочности материала.

4. В пенал загружается имущество для передачи на аварийный объект.

5. Балластировка пенала для придания нулевой плавучести осуществляется мешками с пресной водой.

6. Доставка пенала на ПЛ может осуществляться водолазом, обитаемым или необитаемым подводным аппаратом.

7. При погружении для сохранения формы и объема пенала избыточное внутреннее давление р_в в полости тороидов автоматически поддерживается редукционным клапаном открытого типа.

8. Передача пенала на аварийную подводную лодку производится путем шлюзования через спасательный люк (СЛ) или прочную рубку (ПР), оборудованные приемным устройством, а также через торпедные аппараты (ТА).

9. При выравнивании давления в камере СЛ (ПР, ТА) с давлением в отсеке аварийной ПЛ срабатывает травящий предохранительный клапан (3), предотвращающий разрыв тороидов пенала.

10. Личный состав аварийной ПЛ принимает пенал через СЛ или ПР с помощью специального приемного устройства, через ТА - вручную.

Изобретение относится к средствам спасения экипажей аварийных объектов, лежащих на грунте. Пенал для передачи предметов на аварийный подводный объект содержит корпус, выполненный в виде набора замкнутых, сообщающихся между собой, тороидальных оболочек, нанизанных на тонкостенный цилиндр кругового сечения. Внутренняя полость тороидов заполнена рабочей средой под давлением, величина которого меняется в зависимости от глубины погружения пенала для поддержания формы тороида при погружении на глубину. В качестве рабочей среды может использоваться жидкость. Для изготовления тороидов корпуса пенала может использоваться как жесткий материал (композитные материалы, сталь), так и эластичный изотропный или ортотропный материал. Достигается возможность уменьшения массовых характеристик, увеличения полезной нагрузки и глубины применения пенала. 4 з.п. ф-лы, 1 ил.

1. Пенал для передачи предметов на аварийный подводный объект, состоящий из жесткого цилиндрического корпуса с нижним сферическим днищем, отличающийся тем, что его цилиндрическая часть выполнена в виде набора замкнутых тороидальных оболочек тороидов, имеющих круговое сечение.

2. Пенал по п.1, отличающийся тем, что обшивка тороидов выполнена либо из жесткого, либо из эластичного материалов.

3. Пенал по п.1, отличающийся тем, что внутренняя полость тороидов заполнена рабочей жидкостью под давлением, которое изменяется в зависимости от глубины погружения пенала.

4. Пенал по пп.1, 2 или 3, отличающийся тем, что при использовании жесткого материала тороидов, с целью обеспечения их прочности, величина давления рабочей жидкости изменяется с погружением пенала по следующей зависимости:

,

где р_в - внутреннее давление рабочей жидкости в полости тороида пенала в м вод.ст., Н - глубина в м вод.ст., k=r/R₀, r - радиус сечения тороида и R₀ - расстояние от оси симметрии цилиндрического корпуса пенала до центра сечения тороида.

5. Пенал по пп.1, 2 или 3, отличающийся тем, что при использовании эластичного материала тороидов, с целью обеспечения их устойчивости, величина давления рабочей жидкости изменяется с погружением пенала по следующей зависимости: .