Спосіб підйому затонулого судна

1. Спосіб підйому затонулого судна, що включає установку і випробування обладнання, кріплення зв'язків, заповнення трубопроводів рідиною, з використанням сили Архімеда, що виштовхує, який відрізняється тим, що спочатку корпус розрізають на окремі секції, вирізають отвори для установки і кріплення кінців канатів, потім, при одночасному прикладанні зусиль на лебідки, силозбудники, телескопічні опори, здійснюють підйом окремої секції. 2. Спосіб підйому судна за п. 1, який відрізняється тим, що спочатку зусилля прикладається на величину відрізку часу ходу поршня, фіксації телескопічної опори, після опускання поршня силозбудника додають наступний рівень навантаження, причому рівні навантажень повторюють багаторазово. Корисна модель відноситься до техніки підйому суден і випробування конструкцій, та елементів суден, що знаходяться в просторовому напруженому стані. Відомий спосіб підйому затонулого корабля (прототип способу) [1]. В способі підйому корабля, що включає кріплення зв'язків, заповнення трубопроводів рідиною (газом), установкою і випробуванням обладнання з використанням сили Архімеду, що виштовхує, спочатку заповненою водою систему резервуарів опускають і закріплюють до правого кінця з наступним відкачуванням рідини і заповненням газом, а потім заповнену водою систему опускають і закріплюють до лівого кінця, з наступним відкачуванням води та заповненням газом; силу, що виштовхує використовують з урахуванням регулювання центру маси всієї конструкції. Поворот лівого кінця навколо поплавку здійснюють при одночасному прикладанні всіх зусиль, при цьому відкачування води зсередини здійснюють після закріплення понтонів і досягнення плавучості корабля. Недоліком відомого способу є те, що підйом корабля здійснюють в цілісному вигляді, застосовують чотири громіздких резервуари (цистерни), при цьому вимушено створюють велику силу, що виштовхує. Корпус корабля не розрізають на окремі секції, при підйомі збільшують опір товщі води, трудомісткість виконання робіт. В основу корисної моделі способу підйому затонулого судна поставлена задача шляхом розрізки корпусу на частини (секції"), розвантажують зовнішній тиск, зменшують опір товщі води, що забезпечує надійне регулювання центру маси судна при підйомі, зменшення металомісткості пристосувань (Фіг.1). Поставлена задача вирішується тим, що в способі підйому затонулого судна, який включає установку та випробування обладнання, кріплення зв'язків, заповнення трубопроводів рідиною, з використанням сили Архімеду, що виштовхує, відповідно з корисною моделлю, що спочатку корпус розрізають на частини (окремі секції), вирізають отвори для встановлення і кріплення кінців канатів, потім при одночасному прикладанні зусиль на лебідки, силозбудники, телескопічні опори, здійснюють підйом окремої секції. Спочатку зусилля прикладають рівнем на величину відрізку часу ходу поршня, установки телескопічної опори, після опускання поршню сило збудника додають наступний рівень навантаження, причому рівні навантажень повторюють багаторазово. Розрізка на частини корпусу судна призводить до зменшення маси і підйомної сили, до зменшення працевтрат, до виходу з безвихідної ситуації, до досягнення оптимального стабілізування робіт, і отже, до досягнення поставленої мети. СО Ю 5176 Відомий пристрій для підйому затонулого плавзасобу [2]. Він містить дві стріли (щогли), балки, блоки, канати, лебідки. Щогли між собою зв'язані поперечною балкою і утворюють портал. До рухомих блоків вантажного поліспасту кріплять стропи, котрі підвішені під правий кінець затонулого об'єкту. Підйом правого кінця здійснюється з метою насуву лівого кінця до берега. Зусилля зсуву залежить від кута підйому правого кінця. Насув судна здійснюється рівнями по дну моря. Недоліком пристрою є неможливість створення сили, що виштовхує, з товщі води, відсутність підйомних ферм, насосних станцій, силозбудників, компресорів. Пристрій не містить системою для розрізки корпусу, системи грунтозахоплювачів гідросуміші з дна моря. Прототип придатний для підйому судна лише з малої глибини моря, при наявності поблизу берегуВ основу поставлена задача створення пристрою для реалізації способу підйому затонулого судна, шляхом використання звичайних простіших пристосувань, механізмів введення в систему пристрою нової системи розрізки корпусу, що складається із піщаної суміші, яка використовується на дні моря (в подальшому - гідросуміші), компресору високого тиску, пульту управління, насосної станції, наконечнику, соплу Лаваля; чим досягається розчленування корпусу на частини, зменшення підйомної сили, з меншою масою, що піднімається. Поставлена задача вирішується тим, що пристрій для здійснення способу підйому судна, що містить несуче середовище, канати, лебідки, блоки, понтони, виконано у вигляді плавбази, яка містить електрокабеля, лебідки, телескопічні підйомники, (запасні опори), силозбудники, підйомні ферми, котрі скріплені гнучкими зв'язками з реактивними опорами, канавками для розміщення в них рухомих канатів, блоками, захватами з розпірками, що розміщені в отворах корпусу судна. Воно містить на дні моря насосні станції з грунтозабірниками, компресор високого тиску, пульт управління, який містить наконечник, що переміщується по корпусу, містить сопло Лаваля на шарнірі, яке переставляється на протилежні сторони судна почергово, (Фіг.2). Почергове розташування з протилежних сторін обладнання з наконечником дозволяє здійснювати розрізку корпусу і конструкцій, що розташовані всередині, без подовжувача наконечника, зменшити металомісткість і масу підйомних механізмів, знизити витрати водолазних робіт, і, таким чином, вирішити поставлену задачу. Описуваний пристрій представлений: на Фіг.1А - загальний вигляд, 1Б -розріз у перетині 1-1 (наведений імовірний варіант качки перетину від впливу підводних течій); на Фіг.2 - план частини судна у перетині 2-2 Фіг.1А; Фіг.З - розріз плавбази у перетині Фіг.2; Фіг.4 - елемент наконечника із соплом Лаваля, що розрізує струминою корпус судна. Пристрій містить несуче середовище 1, плавбазу 2, лебідку 3 на опорі, гнучкий зв'язок 4, з реактивною опорою 5, ферму 6 з канатом 7 в канавці, силозбудник 8, телескопічний (запасний) підйомник 9, блок 10 на вісі, судно 11, з отворами в корпусі 12 для установки захватів (карабінів), поперечну розпірку 13, розріз корпусу 14, наконечник 15, з гідродинамічним струменем 16, пульт (дозатор) 17 управління, компресор високого тиску 18, котрий з'єднаний з маслопроводом 19, насосну станцію 20, з електродвигуном для забору гідросуміші під тиском, грунтозахват 21, силовий кабель 22, що підводить електроенергію до дозатору (Фіг.З). На Фіг. не наведені додаткові механізми, електродвигун, пристрої для анкерування, пости сигналізації, радіоуправління, дзвін для занурення з виконавцями. Окремі необхідні параметри з технології різки стінок під водою, параметри підйому можуть бути відпрацьовані у водному середовищі на моделі секції (м1:50). Модель може бути виконана у вигляді коробу з водою і прозорими стінками з оргскла з розміщення у масштабі секції судна. Результати опитів з моделлю приблизно в 2 рази зменшують основні працевтрати і коштовність основних робіт. Для створення моделі надзвукових струминних течій необхідно знати їхню фізичну природу. При витіканні струменя з сопел, а також при взаємодії їх із перешкодами утворюються зворотні течії рідини (газу). Для їх дослідження використовують спеціальні зони для вимірювання силових та векторних характеристик цих потоків. Наочну картину зворотних течій дає метод обмазування перешкод в'язко-фарбовими речовинами, що застосовується. При витіканні високонапірної рідини (газу) з сопел Лаваля утворюються стремені, що мають вибухово-хвильову структуру. Властивості рідинних (повітряних) струменів використовують в багатьох областях техніки, наприклад, для розрізки корпусів морських суден, для буріння свердловин тощо. При цьому використовують мікросопла, щоб працювати на тиску, що утворюють промислові компресори. Розрахунок трансзвукової течії рідини (газу) описується рівнянням Бернуллі. R (1) В системі перемінних £,, г| рівняння нерозривності і умова безвихрової течії мають вигляд pMy — cos 0 sin 9 = 0 (2) {Вц Зі) V ас, Ml — c o s e + — sine - ^ dr\ dr\ д = 0(3) В цих формулах М, R, р - гідродинамічні параметри, С=С„ (х, у), трг| (х, у) - координати в криволінійній системі, М, 0 - модуль та кут вектору швидкості. Направлення вектору 0 швидкості в кожній точці визначається за формулою ./Эх _ Эу . Л }дЫ ,„ ... М — c o s e + — s i n e = Г—d£ (4) Струмінь рідини під тиском до 1300кг/см2 (ІЗОМпа) витікає з сопла d=4cM (F=7id2/4) зі 5176 швидкістю и=32м/с І вдаряє під кутом 90° стінку судна. Кількість руху системи за окремий проміжок часу дорівнює сумі імпульсів, що діють на систему зовнішніх сил за той же проміжок часу. В проекціях на вісі xyz (Фіг.4) маємо (5) За час t об'єм abc переміщується в положення і. Значення Q x зменшується на величину т и , де т - маса об'єму аа-і. Рідина ж, що притікає до об'ємів bbi і ссі, рухається перпендикулярно вісі Ох і величину Q x не збільшує. Так як маємо тільки зменшення величини Qx, то Qix - QOx = - m u (6) Зовнішньою силою, що діє на об'єм і дає проекцію на вісь х, буде реакція R, то Тоді рівняння (5) приймає вигляд Mu-Rti (7*) Так як переміщення aai=ut, то 4m=p7td2ut (8) де для піщаної суміші р=1200кг/м3. Підставляючи у формулу (8), знаходимо R=prcd2u2/4=1450Ki7cM2 (8*) Сила тиску на струмінь на 1см2 також дорівнює 1450кг/см2 (145Мпа). В загальному вигляді гідродинамічний (газодинамічний) вплив характеризується параметрами степеня на зрізі сопла Лаваля і сумісно з термічним впливом забезпечує спрямоване руйнування матеріалу перешкоди приблизно при R=1300Kr/cM2 (ІЗОМпа). Пристрій працює наступним чином Здійснюють підготовчі роботи: виготовлення деталей, пристосувань, розміщення обладнання, розмітку отворів. З плавбази 2 спускають канати 7 через блоки 10. здійснюють вирізку отворів в корпусі для установки тимчасових зв'язків, які виконуються у вигляді поперечних розпірок 13, що вставляються в захвати канатів в отворах. За допомогою компресору 18 утворюють високий тиск в гідросистемі. За допомогою наконечнику 15 і гідродинамічного струменя 16 здійснюють розріз корпусу судна спочатку з однієї, а потій з іншої сторони. При цьому використовують гідросуміш, що складається з 3-х часток піску і 7 часток води (по об'єму). Забір гідросуміші (донного піску з водою) здійснюють за допомогою гідрозахватів 21. Перед початком підйому здійснюють апробацію, вибирають люфти в усіх канатів, лебідок. Підйом здійснюють одночасним на тяжінням канатів 7, навантаженням силозбудників 8, телескопічних підйомників 9, при цьому кінці ферм 6 піднімають вверх. Після вибирання поршнів 8, під навантаженням залишають запасний підйомник 9, опускають поршні підйому. Подальше навантаження силозбудників дозволяє виконувати новий рівень навантаження. При досягненні плавбази 2 під секцію підводять понтони, но котрих секцію переміщують до ремонтного заводу. Підйом решти секцій здійснюють аналогічним чином. Використання способу, що пропонується, і пристрою в порівнянні з базовими та іншими технічними рішеннями (приблизно в 5 разів) дозволяє підвищити ефективність робіт з рятування і підйому плаваючого засобу, тим самим в цілому зменшити витрати, вартість (коштовність), працевтрати. Крім того спосіб, що пропонується, дозволяє: - знизити загальну трудомісткість на 50% за рахунок відсутності робіт по заведенню строп під судно; за рахунок зменшення підйомної сили секції (а отже) зменшення металомісткості обладнання і пристосувань, за рахунок використання донної гідросуміші безпосередньо поруч розчленування судна; - обійтися без коштовних вітчизняних і закордонних механізмів і машин; - обійтися без залучання закордонних спеціалістів і обладнання; - знизити в цілому об'єм водолазних робіт. Спосіб, що пропонується, може бути використаний при будь-яких видах суднів, котрих велика чисельність на дні морів і океанів. Спосіб може бути запропонований і для інших країн. Джерела інформації: 1. Тимофеев М. І., Лівійський О. М., Бондаренко Є. В. Спосіб підйому затонулого корабля і пристрій для його реалізації. Патент України №39055А, кл. В63С7/00, G01M19/00, 2001. Бюл. №4. 2. Гурьев Б. Г., Кобзарь Б. И. Устройство для подъема затонувшего объекта. А.С. СССР №1299895А1, кл. 4 В63С7/00, 1987. Бюл. №12. ФІГ.1 5176 3 - 3 1 2 ЇІ 12 3 13 Фіг. 3 Фіг. 4 Комп'ютерна верстка Д. Шеверун Підписне Тираж 37 прим. Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, вул Урицького, 45, м. Киш, МСП, 03680, Україна ДП "Український інститут промислової власності", вул. Глазунова, 1, м. Київ-42, 01601