Корпус глибоководного апарата

Реферат: Винахід належить до галузі суднобудування і може бути використаний при конструюванні та виготовленні корпусів глибоководних апаратів, наприклад підводних човнів. Корпус глибоководного апарата містить обшивку, жорсткі розпірні перегородки і горизонтальні платформи, в яких розміщені гідропідсилювачі протитиску. Новим у запропонованому винаході є те, що основний силовий корпус має попередньо напружену аркову конструкцію, в якій рівномірно розташовані в шаховому порядку розпірні камери, сполучені трубками з забортним водним середовищем, а звукопоглинаюче покриття обшивки складається з двох частин, першої частини з твердого звукопоглинаючого покриття і другої частини з м'якого матеріалу з виконаними на зовнішній повздовжній еластичній поверхні хвилеподібними виступами з вмонтованими на них ворсинками, виконаними з гнучкого матеріалу. Новий технічний результат полягає в збільшенні глибини занурення корпуса, швидкості переміщення та зменшенні шумів при русі глибоководного апарата, при використанні ефекту попереднього змінного напруження аркового основного корпуса та усунення кавітаційних явищ з одержанням стабільного ламінарного потоку при обтіканні водою корпуса та зменшенні опору його переміщенню, що виражається в спрощенні конструкції корпуса, підвищенні його експлуатаційних характеристик, в першу чергу стабільності та надійності роботи на значних глибинах. UA 110579 C2 (12) UA 110579 C2 UA 110579 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 Винахід належить до галузі суднобудування і може бути використаний при конструюванні та виготовленні корпусів глибоководних апаратів, наприклад підводних човнів. Відомі підводні човни 212 (Німеччина), корпус яких покритий спеціальним звукопоглинаючим покриттям (Інтернет globalsecurity.org//Specification of Project 885), а в російських проектах 955 типу "Борей" "Олександр Невський" та 885 для цієї мети використано також спеціальне протигідроакустичне покриття з м'якого матеріалу (Інтернет www.deepstorn.ru// 08850 "Ясень" - GRANAY / YASENK-329 "Северодвинск"). Недоліками цих аналогів є недостатня міцність корпусів, що не дозволяє досягнути великих глибин занурення, а також збільшений шум, який дозволяє швидко визначати місце розташування підводного човна. Найбільш близьким за технічною суттю та ефекту, що досягається, є корпус глибоководного апарата, який складається з обшивки, жорстких розпірних поперечних переборок і горизонтальних платформ. Кожна з згаданих переборок і платформ виконана з вбудованими в неї по периметру парами сполучених через канал посудин, які разом з цим каналом заповнені рідиною, причому одна з посудин кожної пари виконана у вигляді гнізда, котре перекрите обшивкою корпуса і контактуючим з нею силовим поршнем, яким обладнане це гніздо, а друга посудина кожної пари має вигляд стакана, котрий з'єднується одним кінцем з забортним водним простором, а другим - зі згаданим каналом, і обладнаний натискним поршнем зі штоком, який має можливість зворотно-поступального переміщення в згаданому каналі при дії гідростатичного тиску на натискний поршень, утворюючи разом гідропідсилювачі протитиску. Згаданий канал і гніздо зі сторони його сполучення з каналом заповнені гідропластом [АС 1309469, кл. А1 В63В 3/13 А1В63 3/13, 1978 р.]. Однак цей корпус глибоководного апарата має обмежену глибину занурення, визначену міцністю самого корпуса. В основу винаходу поставлена задача підвищення міцності корпуса і внаслідок цього збільшення граничної глибини занурювання глибоководного апарата за рахунок застосування аркового попередньо напруженого основного корпуса та зменшення шумності при переміщенні судна за рахунок спеціальної форми зовнішнього покриття корпуса. Вказана задача вирішується тим, що у відомому корпусі глибоководного апарата, що містить обшивку, жорсткі розпірні перегородки і горизонтальні платформи, в яких розміщені гідропідсилювачі протитиску, новим є те, що основний силовий корпус має попередньо напружену аркову конструкцію, в якій рівномірно розташовані в шаховому порядку розпірні камери, сполучені трубками з забортним водним середовищем, а звукопоглинаюче покриття обшивки складається з двох частин, першої частини з твердого звукопоглинаючого покриття, і другої частини з м'якого матеріалу з виконаними на зовнішній повздовжній еластичній поверхні хвилеподібними виступами з вмонтованими на них ворсинками, виконаними з гнучкого матеріалу. На кресленнях, що додаються, схематично представлений корпус глибоководного апарата. На фіг. 1 схематично показаний корпус глибоководного апарата, фіг. 2 - гідропідсилювач протитиску, фіг. 3 - розріз А-А корпуса глибоководного апарата, фіг. 4 - звукопоглинаюче покриття глибоководного апарата, фіг. 5 - переріз Б-Б звукопоглинаючого покриття корпуса глибоководного апарата. Корпус глибоководного апарата складається з обшивки 1, зовні якої нанесено тверде звукопоглинаюче покриття 2, що усуває акустичне відбиття сигналу, жорстких розпірних перегородок 3 і горизонтальних платформ 4 профільної форми, встановлених по лініях максимальних напружень, на яких змонтований основний силовий попередньо напружений корпус 5 аркової конструкції. Кожна з перегородок 3 і платформ 4 виконана з вбудованими по її периметру парами сполучених порожнин, наприклад, циліндричної форми, розташованих у гідропідсилювачах 6 протитиску, які встановлені на горизонтальних платформах 4. Одна з порожнин кожної пари містить силовий поршень 7, який має ущільнювач 8, а друга - виконана у вигляді гнізда 9, перекритого поршнем 10 і трубкою 11 сполученою з забортним середовищем. Шток 12 з'єднаний каналом 13 з циліндром 14, порожнини між якими заповнені рідиною, наприклад гідропластом. Розпірні камери 15 рівномірно розташовані в шаховому порядку та закриті кришками 16 і сполучені трубками 17 з забортним водним середовищем. Звукопоглинаюче покриття 2 складається з двох частин, першої частини 18, наприклад, з твердої технічної гуми, або полімерних композиційних матеріалів чи іншого твердого протигідроакустичного покриття, та другої частини 19 звукопоглинаючого покриття - з м'якого матеріалу з виконаними на зовнішній повздовжній еластичній поверхні хвилеподібними виступами 20 з вмонтованими на них ворсинками 21, виконаними з гнучкого матеріалу. 1 UA 110579 C2 5 10 15 20 25 При зануренні описуваного апарата забортний гідростатичний тиск діє на кожен поршень 10, шток 12 якого передає цей тиск рідині, що заповнює канал 13 і циліндр 14. Надмірний тиск у каналі 13 передається силовому поршню 7 у кожному з гідропідсилювачів протитиску 6. Силові поршні 7 цих вузлів протидіють зовнішньому гідростатичному тиску шляхом передачі свого тиску зсередини, утворюючи сили розтискування F основного силового корпуса 5. Сили попереднього напруження корпуса R виникають в розпірних камерах 15 при заповненні їх забортною водою. При цьому вказані сили F і R збільшуються з глибиною занурення. При зануренні та переміщенні корпуса глибоководного апарата за рахунок гідропідсилювачів протитиску 6 створюються сили розтискування F, що діють на основний силовий корпус 5, збільшуючи його протиглибинну стійкість. За рахунок хвилеподібних виступів 20 та ворсинок 21 демпфується збурювання води і тим самим ламінізується обтікаючий потік, знижуючи опір переміщенню корпуса. При цьому еластична хвиляста поверхня другої частини звукопоглинаючого покриття 19, чутлива до коливання тиску, краще поглинає частину кінетичної енергії турбулентного потоку, демпфує виникаючу турбулентну пульсацію і тим самим також ламінізує потік як за рахунок м'якого матеріалу і хвилеподібних виступів 20, так і за рахунок зменшення тертя між водою та корпусом. Таким чином усувається можлива кавітація води при русі глибоководного апарата (утворюється ламінарний безшумний потік), що забезпечує збільшення швидкості переміщення та зменшення шумових ефектів у рази (швидкість до 35 вузлів, шумність - в 5-6 разів. Збільшення глибини занурювання глибоководного апарата досягається за рахунок здійснення попереднього напруження основного аркового силового корпуса, яке збільшується з глибиною, зменшення шуму - використанням двошарового звукопоглинаючого покриття. Пропоноване рішення дає змогу одержати сучасний простий та надійний корпус глибоководного апарата, котрий може істотно збільшити граничну глибину занурення та швидкість його переміщення при значному зменшенні шумового та інших основних фізичних полів, що використовуються протичовновими засобами для виявлення підводних човнів. Таке просте технічне рішення може мати попит як всередині країни, так і за кордоном. ФОРМУЛА ВИНАХОДУ 30 35 Корпус глибоководного апарата, що містить обшивку, жорсткі розпірні перегородки і горизонтальні платформи, в яких розміщені гідропідсилювачі протитиску, який відрізняється тим, що містить основний силовий корпус, який має попередньо напружену аркову конструкцію, в якій рівномірно розташовані в шаховому порядку розпірні камери, які сполучені через трубки із забортним водним середовищем, звукопоглинаюче покриття, нанесене зовні обшивки, яке складається з двох частин, а саме: з першої частини, виготовленої із твердого звукопоглинаючого покриття, і з другої частини, виготовленої із м'якого матеріалу, причому на зовнішній повздовжній еластичній поверхні матеріалу виконані хвилеподібні виступи з вмонтованими на них ворсинками, виконаними з гнучкого матеріалу. 2 UA 110579 C2 3 UA 110579 C2 Комп’ютерна верстка Д. Шеверун Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Василя Липківського, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут інтелектуальної власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 4