Устройство для поддержания аварийного судна на плаву Советский патент 1992 года по МПК B63B43/14 

1

(21)4837124/11 (22) 14.05.90 (46)07.10.92. Бюл. №37

(71)Дальневосточное высшее инженерное морское училище им. адмирала Г.И.Невельского

(72)А.И.Потутаровский, Б.И.Друзь и В.И.Алексеев

(56) Патент ФРГ № 3209299,

кл. В 63 В 43/14, 1983.

(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПОДДЕРЖАНИЯ

АВАРИЙНОГО СУДНА НА ПЛАВУ

(57) Использование: аварийно-спасательные средства судна на плаву. Сущность изобретения: устройство содержит элементы для создания подъемной силы, выполненные в виде верхней 6 и нижней 7 пустотелых балок, обладающих положительной плавучестью и размещенными между ними модулями 1, каждый из которых выполнен в виде пустотелой четырехгранной усеченной пирамиды из эластичной ткани. Одна из граней 2 пирамиды перпендикулярна ее основанию. Модули 1 ориентированы гранью 2 в сторону нижней балки 7 и выполнены с возможностью жесткого крепления друг с другом и балками 6, 7. 5 ил.

сл

с

Фиг.1

Изобретение относится к оборудованию судов, а бопее конкретно к аварийно- спасательным средствам нетрадиционного вида, обеспечивающим создание подъемной силы при движения.

В практике аварийно-спасательных работ на море встречается все многообразие ситуаций, свойственное случайным системным процессам. Это многообразие обусловлено характером и объемом повреждения (объем и район повреждения, затопления, скорость поступления воды, повреждение энергетической устанб вки и т.д., условиями, сопутствующими повреждению (метеообстановка, время года, суток, расстояние до пунктов укрытия, глубина моря и т.п.) и, наконец, силами и средствами для борьбы за живучесть судна (готовность к борьбе за живучесть экипажа, аварийно-спасательных средств, наличие аварийно-спасательных сил в районе бедствия).

При всем многообразии конкретных ситуаций проблемы борьбы за живучесть на первом этапе сводятся к поддержанию судна на плаву, поддержанию и увеличению запаса-плавучести и остойчивости и перемещению (своим ходом, буксировкой) судна, терпящего бедствие, в пункт наиболее благоприятный для его спасения.

В аварийной ситуации часто решающим фактором для спасения судна является именно последнее (движение судна). Однако движение аварийного судна, столь необходимое (желательное) для благоприятного исхода (само по себе), значительно осложняет борьбу за живучесть, снижает вероятность удержания его на плаву, особенно при штормовых условиях и значительной потере плавучести. В частности, при затоплении отсека (или двух отсеков для пассажирского судна, например), судно теряет практически .весь запас плавучести. Герметизация отсека, предупреждающая распространение больших масс воды, борьба с поступлением воды, обеспечивают возможность этого удержания судна на плаву, но не всегда предупреждают развитие неблагоприятных событий и последствий. Гарантией спасения судна в этом случае является движение его в пункты с более благоприятными условиями. Однако, при этом возникает необходимость приложения к судну хотя бы небольших сил поддержания, компенсирующих негативное влияние движения.

Для повышения плавучести и остойчивости поврежденных судов служат, в частности, разнообразные по своему исполнению устройства, основным элементом которых являются газовые емкости (надувные понтоны) и механизмы,

обеспечивающие приведение этих емкостей в рабочее состояние. Основными недостатками таких устройств являются их сравнительная сложность и низкая надеж5 ность, обусловленная неблагоприятным влиянием морской среды в продолжительный период их бездействия, что делает эти устройства практически неработоспособными, и поэтому они не находят практиче0 ского применения. Следует еще иметь в виду, что движение судов предъявляет повышенные требования и надежности крепления элементов плавучести, которые к тому же создают большое сопротивление движе5 нию.

Известно устройство для повышения устойчивости и плавучести судна (см. патент США № 3822662, 1974 г. МКИ В 63 В 43/14). Оно содержит газовый мешок, который при0 креплен непосредственно к борту судна, источник газа, лебедку для складывания и раскладывания газового мешка.

Основным недостатком устройства является его низкая надежность, оболочка лег5 ко повреждаемая от механических контактов с твердыми телами и от разрушительного воздействия морской воды. Использование такого устройства по его прямому назначению после длительного

0 воздействия практически невозможно.

Известно устройство для удержания поврежденного корабля на плаву (см. патент Великобритании № 1455681, кл. В 63 В 43/10). В борту корабля выполнены полости

5 (ниши), в которые уложены связанные с источником сжатого газа мешки. Ниши закрываются заслонками заподлицо с бортом.

Недостатком устройства является его низкая надежность - заслонки, их детали

0 ржавеют, зарастают морскими организмами, что приводит к их заеданию; оболочки под постоянным воздействием морской воды быстро разрушаются, Уход и обслуживание оболочек в таких нишах осложнен. Все

5 это делает устройство практически неработоспособным.

Известно устройство, сообщающее дополнительную плавучесть судну (см. патент Франции №2348100,1977, кл. В 63 В 43/10).

0 Устройство содержит пневматическую шину (пневмоемкость), которая установлена в углубления, выполненные в борту судна, и закреплена в нем с помощью клея и ремня. Углубления закрыты крышками с запорны5 ми средствами. Пневмоемкость связана с источником сжатого газа. При заполнении емкости сжатым газом крышка падает, а емкость заполняется и разворачивается. Недостатком устройства является его низкая

надежность - запорные устройства легко

повреждаются. Морская вода, попадая в углубления, разрушает пневмоемкость и его клеевое крепление. Обслуживание устройства, размещенного в углублении борта судна затруднительно, такое устройство также как и предшествующий аналог практически неработоспособно.

Известно также судовое предохранительное устройство (Скользяще-подъемные пластины, предохраняющие от потопления) в виде пластин, выдвигаемых с левого и правого бортов судна, являющееся ближайшим по технической сущности к предложенному изобретению (см. заявку ФРГ № ДЕ 3209299, кл. В 63 В 43/14). Оно содержит механизм выдвижения, направляющую коробку и элементы для создания подъемной силы - пластины, создающие силу поддержания при движении судна. Пластины могут препятствовать опрокидыванию судна при его крене, соответственно выдвигаясь на правый или левый борт. Пластины могут приводиться в действие раздельно (с одного) или с двух бортов одновременно. Выдвижение под- держиващих пластин может осуществляться вручную, механически, напором воздуха или гидравлически.

Недостатком известного устройства является его низкая эффективность и ненадежность в работе. Оно усиливается по мере старения судна. При недостаточном уходе подвижные соединения окисляются, ржавеют, что ограничивает их рабочий ход, наружные бортовые части обрастают травой, морскими микроорганизмами. С целью поддержания устройства в рабочем состоянии требуется периодическая очистка его узлов, регулировка, смазывание и пр. Устройство используется сравнительно редко (на данном судне, вероятность попадания в форсмажорные ситуации невелика). Все это обуславливает низкую эффективность использования и ненадежность устройства. Кроме того, установка устройства требует проведения соответствующих корпусных работ судна, изменения его конструкции, установки специальных механизмов. Это приводит к возрастанию сложности и стоимости. Таким образом, экономическая целесообразность использования стационарного устройства, которое может применяться не более чем несколько раз за период жизни судна, невелика. Это также снижает эффективность использования такого вида устройства.

Целью изобретения является устранение указанных недостатков, т.е. повышение эффективности и надежности в работе, упрощение устройства. Это открывает возможность его широкого применения, оснащения им каждого спасательного судна. При этом, повышается плавучесть и остойчивость судна, как параметры его живучести, что расширяет возможность использования самих форм спасения судна, позволяет применять его на более ранних стадиях борьбы за сохранение живучести судна.

Указанная цель достигается тем, что в отличие от известного устройства для поддержания аварийного судна на плаву, содержащего элементы для создания подъемной силы, в предложенном элементы

для создания подъемной силы выполнены в виде верхней и нижней пустотелой четырехгранной усеченной пирамиды. Одна из граней этой пирамиды перпендикулярна ее основанию, а все модули ориентированы

упомянутой гранью в сторону нижней балки и выполнены с возможностью жесткого крепления друг с другом и указанными балками. Предложенное устройство обеспечивает создание подъемной силы при

буксировке его в водной среде. Устройствами оснащаются спасательные суда, которые используют их при буксировке аварийных судов, сохранивших незначительный запас плавучести, нуждающихся в переходе в

пункт, наиболее благоприятный для дальнейшей борьбы за живучесть, и в средствах для удержания судна при движении (для повышения плавучести судна). Сборку устройства осуществляют на спасателе при

переходе к судну, терпящему бедствие. Устройство с одной стороны крепят к буксирному тросу спасателя (например, посредством скоб на балках), а с другой - к подкокильным концам,заведенным на аварийном судне. При буксировке судна устройство вместе с ним движется в воде, набегающий поток которой проходит сквозь профилированные в виде четырехгранной усеченной пирамиды модули (каналы), воздействуя на сходящиеся грани каждого модуля (на две боковые и верхние грани). Силы воздействия на боковые грани уравновешиваются, а сила воздействия на верхнюю, неуравновешенная благодаря перпендикулярному положению к основанию нижней грани, образует подъемную силу устройства, величина которой зависит от угла наклона грани каждого модуля, от их суммарной площади и скорости буксировки устройства.

Эта подъемная сила устройства при закреплении его к подкокильным концам, заведенным, например, с носа судна становится гидродинамической силой поддержания аварийного судна,обеспечивающая ему дополнительный запас плавучести, обладающий динамической устойчивостью, Эта дополнительная сила поддержания, образованная при движении, компенсирует возникающие при этом (движении), особенно в штормовых условиях, неблагоприятные для поврежденного судна влияния (удерживает судно от закрывания носом, уменьшает качку), что делает возможным сам переход поврежденного судна при малом (близком к нулю) запасе плавучести, повышает гаран- тию его укрытия от шторма, перевода судна на мелкое место или выброса на берег. Силы, которые можно развить на модульном устройстве могут достигать нескольких тысяч кН (сотен тонн), что позволяет решать задачу буксировки -фупнотоннажных аварийных судов сохранивших положительную плавучесть.

Устройство довольно просто по исполнению, надежно в работе, удобно для хра- нения. Его модульность позволяет набирать необходимую силу поддержания, Наиболее эффективно влияние на подъемную силу скорости движения (зависимость квадратичная). По возможности она должна быть максимальной, При этом, неблагоприятное влияние движения на поврежденное судно компенсируется возрастающей при увеличении скорости подъемной силой. Таким образом, при использовании данного устройства, движение поврежденного судна, как условие для его спасения (иногда оставшееся единственным), и как фактор, осложняющий состояние судна и ухудшающий борьбу за живучесть, становится воз- можным.

Изобретение может найти применение и при решении задачи перемещения затонувшего объекта в подводном положении. В частности, такая задача однажды возникла в Минморфлоте СССР при затоплении в б/х Эгвекинот (р-н Чукотки) лихтеров . Вначале возникла необходимость их растаскивания (чтобы не мешали судоходству в бухте). Волочение 100 тонных лихтеров оказалось не под силу для 2-х мощных буксиров. Тяговое же усилие винтов в сочетании с подъемной силой предложенного устройства позволили бы решить эту и многие другие задачи.

На фиг, 1 изображено устройство в сбо- ре (вид спереди); на фиг, 2 - то же, вид сверху; на фиг. 3 - то же, вид сбоку; на фиг. 4 - модуль в аксонометрической проекции; на фиг. 5 - схема буксировки аварийного судна с использованием устройства.

Устройство для поддержания аварийного судна на плаву выполнено модульным. Каждый модуль 1 выполнен в виде закрытого профилированного канала по форме четырехгранной усеченной пирамиды из

эластичной ткани. Одна из граней 2 пирамиды (канала) перпендикулярна плоскости основания (и сечения). Противоположная грань 3 и боковые грани 4 размещены под некоторыми углами к основанию. На углах основания и сечения пирамиды (канала) установлены элементы для скрепления модулей между собой по граням, выполненные, в частности, в виде тросов 5 уложенных и закрепленных по сторонам основания и сечения пирамиды. Посредством тросов 5 модули скрепляют между собой с одинаковой пространственной ориентацией граней, конкретно все перпендикулярные к основанию грани 2 пирамид при сборе устройства ориентированы в одну сторону. Верхний и нижний ряд модулей сборной конструкции устройства посредством тросов 5 крепят к верхней и нижней балкам, соответственно 6 и 7, выполненным пустотелыми (балки обладают плавучестью). Балки 6, 7 таким образом, размещены по длине устройства в сборе вдоль наружных ребер, общих для оснований верхних 3 и нижних 2 граней модулей 1. Конкретно нижняя балка 7 размещена вдоль ребер граней 2, перпендикулярных основанию. Причем, плавучесть ее близка к нулю. На балках 6, 7 установлены скобы 8 для крепления модулей и скобы 9 для крепления буксировочных тросов 10.

Устройство используют следующим образом.

Множество модулей 1 и балки 6,7 содержат на спасательном судне 11. При переходе судна к месту аварии устройство собирают исходя из необходимости обеспечения определенной подъемной силы для конкретного типа аварийного судна 12 и тяговых возможностей буксировщика (спасателя 11) с учетом характера и объема повреждения, оставшегося запаса плавучести, погодных условий и скорости буксировки. Конкретно, для аварийного судна, имеющего, например, ширину 20 м, возможен набор модулей с общей длиной вдоль балки 30 м, например, 30 модулей с шириной 1 м и длиной более 2-х метров каждый. Количество рядов может набираться от 2 до 6, скорость буксировки - до 6 узлов.

Устройство в сборе посредством скоб 9 на балках 6, 7 и тросов 10 прикрепляют к спасательному судну 11 и подкильным концам 13 аварийного судна 12. При буксировке устройства вместе с судном 11 набегающий поток воды проходит через профилированные каналы модулей 1, воздействуя на их сходящиеся грани. Силы воздействия на боковые 4 грани канала уравновешиваются, сила воздействия потока на верхнюю 3 грань, неуравновешенная воздействием на

противоположную ей грань 2, перпендикулярную основанию, образует подъемную силу модуля (модулей устройства). Величина этой силы зависит от площади верхней грани S, угла ее наклона а и скорости буксировки (v) и может достигать 15 кН при S 2 м2; а 30° и v 6 узлов; суммарная величина подъемной силы устройства, состоящего из 120 модулей, может достигать 3000 КН (300 т) но она ограничена тягой винта (винтов). Эта подъемная сила устройства, прикрепленного к подкильным концам 13 аварийного судна, заведенным с конечности судна 12, например, с носа, обеспечивает его дифферент на корму, поддержание судна 12, предупреждает зарывание его носом, уменьшая качку, что в конечном итоге значительно повышает гарантию благополучной буксировки аварийного судна 11 в пункт, наиболее благоприятный для его спасения.

Формула изобретения Устройство для поддержания аварийного судна на плаву, содержащее элементы для создания подъемной силы, отличающееся тем, что, с целью повышения эффективности и надежности в работе, упомянутые элементы для создания подъемной

силы выполнены в виде верхней и нижней пустотелых балок, обладающих положительной плавучестью, и размещенных между ними модулей, каждый из которых выполнен в виде пустотелой четырехгранной усеченной пирамиды, одна из граней которой перпендикулярна ее основанию, при этом все модули ориентированы упомянутыми гранями в сторону нижней балки и выполнены с возможностью жесткого крепления друг с другом и указанными балками.

J J

ФигЗ

//

.

Л