Крено-диферентна система підводного апарата

Крено-диферентна система відноситься до океанотехніки, зокрема до систем управління просторовим положенням підводних човнів і апаратів. Відомо про водяну крено-диферентну систему підводного апарата [див. рис. 9.20, а на стор. 250 в книзі Хаукс Г. Подводная техника. - Л.: Судостроение, 1979. - 288 с.], яка містить цистерни з водою, сполучені між собою трубопроводами з насосами. Проте, дана система розміщується усередині міцного корпусу, займаючи багато місця, і маса такої крено-диферентної системи віднімає у апарата певну частку корисної вантажопідйомності. Вона не застосовна для глибоководної техніки, оскільки стисле повітря для глибин нижче 5000 метрів не використовується у зв'язку з великим тиском на глибині. Відомо також про крено-диферентну систему підводного апарата типу "Мермейд" [див. рис. 9.21 на стор. 252 в книзі Хаукс Г. Подводная техника. - Л.: Судостроение, 1979. - 288 с]. Ця система розміщена зовні міцного корпусу і містить акумуляторні батареї разом з ящиками, які переміщаються на шарнірних кронштейнах. Проте, в конструктивному виконанні ця система складна і громіздка, а маса акумуляторних батарей разом з ящиками досягає 10-15% водотонажності апарата і при переміщенні вони надають корпусу вельми значні диферентуючі моменти. Тобто ця система не забезпечує плавного регулювання зміни крену і диферента. Найближчим за технічною сутністю, істотним ознакам і позитивному ефекту, який досягається, до системи, що заявляється, є крено-диферентна система [див. рис. 9.20, д на стор. 251 в книзі Хаукс Г. Подводная техника. Л.: Судостроение, 1979. - 288 с.], яка містить цистерни, заповнені ртуттю і сполучені між собою за допомогою трубопроводів з насосами, які витісняють ртуть з однієї цистерни в іншу маслом під тиском. Ртутна кренодиферентна система розташовується усередині міцного корпусу підводного апарата, займає порівняно небагато місця, проте дана система знижує корисну вантажопідйомність підводного апарата і, крім того, мати ртуть в замкнутому об'ємі небезпечно для людей і екології. В основу корисної моделі поставлено задачу удосконалення крено-диферентної системи, в якій застосування модернізованої крено-диферентної системи забезпечує вирівнювання підводного апарата, створення додаткової позитивної плавучості без зміни маси підводного апарата і його корисної вантажопідйомності, а також забезпечує екологічну безпеку. Поставлена задача вирішується тим, що крено-диферентна система підводного апарата, що містить цистерни, розташовані в кормі і носі, з лівого і правого борту, в легкому корпусі підводного апарата, сполучені між собою трубопроводами з насосами і запірними елементами, згідно з корисною моделлю цистерни розділені пружними мембранами на верхні і нижні порожнини, причому у верхній порожнині розміщені елементи позитивної плавучості у вигляді порожнистих керамічних або скляних куль, наповнених легким газом, при цьому цистерни у верхній частині оснащені воронкоподібними патрубками, сполучені трубопроводами між собою, а в нижній частині - трубопроводами із запірними елементами і насосами, причому нижні частини цистерн заповнені рідиною. Позитивний ефект досягається тим, що крено-дифферентна система підводного апарата має цистерни, розділені пружними мембранами на верхні і нижні порожнини, причому у верхній порожнині розміщені елементи позитивної плавучості у вигляді порожнистих керамічних або скляних куль, наповнених повітрям або іншим легким газом, наприклад, гелієм, при цьому цистерни у верхній частині мають воронкоподібні патрубки, сполучені між собою трубопроводами для міцних порожнистих куль, а в нижній частині - трубопровод із запірними елементами і насосами, причому нижні частини цистерн заповнені рідиною: маслом або забортною водою, що дозволяє підводному апарата займати необхідне просторове положення. Таким чином, вдосконалена кренодиферентна система підвищує ефективність і розширює технологічні можливості підводного апарата, а застосування елементів позитивної плавучості дозволяє знизити масу крено-диферентної системи в два рази. Сутність корисної моделі пояснюється рисунками: на фіг.1 показано схему розміщення крено-диферентної системи в корпусі підводного апарата; на фіг.2 показано схему розміщення крено-диферентної системи в корпусі підводного апарата, вид збоку; на фіг.3 показано схему розміщення крено-диферентної системи в корпусі підводного апарата, вид зверху; на фіг.4 показано схему цистерни з елементами позитивної плавучості. Крено-диферентна система підводного апарата 1 містить цистерни 2, 3, 4, 5, розташовані в кормі і носі з лівого і правого борту в легкому корпусі 6 підводного апарата 1. Вони сполучені між собою трубопроводами 7, 8 з насосами 9, 10, 11, 12 і запірними елементами 13. Цистерни 2, 3, 4, 5 розділені пружними мембранами 14 на верхні 15 і нижні порожнини 16 (фіг.4), причому у верхній порожнині 15 розміщені елементи позитивної плавучості у вигляді міцних порожнистих куль 17 (наприклад, керамічних або скляних), наповнених легким газом (повітрям або іншим легким газом, наприклад, гелієм), при цьому цистерни 2, 3, 4, 5 у верхній частині мають воронкоподібні патрубки 18, сполучені між собою трубопроводами 7 для міцних порожнистих куль 17. Нижні частини 16 сполучені трубопроводами 8 із запірними елементами 13 і насосами 9, 10, 11, 12, причому нижні частини 16 цистерн 2, 3, 4, 5 заповнені рідиною 19. Як елементи позитивної плавучості застосовані сферичні порожнисті заповнювачі з кераміки (див. Бугаенко Б.А., Галь А.Ф. Способи підйому затонулих об'єктів з використанням підйомних модулів з твердих порожнистих наповнювачів. Суднобудування. 1993. №10. - з. 11-14). Як рідина в нижній частині цистерн застосовується масло або забортна вода. Крено-диферентна система підводного апарата працює таким чином. При виникненні крену або диферента підводного апарата 1 в цистерни 2, 3, 4, 5, розташовані в кормі і носі з лівого і правого борту в легкому корпусі 6 підводного апарата 1, подається масло або забортна вода в нижню порожнину 16 через трубопроводи 8. Цистерни 2, 3, 4, 5 розділені пружними мембранами 14 на верхню 15 і нижню 16 порожнини. В нижній частині 16 цистерни 2, 3, 4, 5 сполучені між собою через трубопроводи 8, по яких перекачують рідину 19 за допомогою насосів 9, 10, 11, 12 через запірні елементи 13. Рідина 19 тисне на пружні мембрани 14 і витісняє елементи позитивної плавучості у вигляді міцних порожнистих куль 17. Елементи позитивної плавучості 17 через воронкоподібні патрубки 18 і трубопроводи 7 для міцних порожнистих куль 17 переміщаються з однієї цистерни 2 або 3 в іншу 4 або 5, з лівого на правий борт, з корми в ніс, створюючи надлишкову позитивну плавучість на відповідному борту або кормі. Таким чином, підводний апарат 1 змінює своє просторове положення. Позитивний ефект досягається тим, що крено-диферентна система підводного апарата має цистерни з розміщеними в них елементами позитивної плавучості, які створюють додаткову позитивну плавучість без зміни маси підводного апарата і його корисної вантажопідйомності, а також сприяє екологічній безпеці. Таким чином, вдосконалена крено-диферентна система підвищує ефективність і розширює технологічні можливості підводного апарата, а застосування елементів позитивної плавучості дозволяє понизити масу крено-диферентної системи в два рази у порівняні з прототипом.