RU2487816C1 - Bathyscaphe - Google Patents

Abstract

FIELD: transport.

SUBSTANCE: invention relates to ship building, particularly, to method of damage control in case of hull breach. Bathyplane comprise hull accommodating technical hardware to ensure operation and survivability. Device to recovery of submarine null functionality is arranged in interhull compartments and composed of one, preferably, two-three layers of elastic strap with one edge locked at interhull space structural element to allow displacement of strap free edge in normal to hull surface and, at least, along said surface in one direction, preferably two directions along hull structural shell.

EFFECT: simplified process, faster recovery.

3 cl, 6 dwg

Description

Изобретение относится к области судостроения и может быть использовано для обеспечения плавучести, повышения неуязвимости, живучести подводного объекта, в случае возникновения пробоины в корпусе подводного судна.The invention relates to the field of shipbuilding and can be used to ensure buoyancy, increase invulnerability, survivability of an underwater object, in the event of a hole in the hull of an underwater vessel.

К недостаткам известных корпусов подводных судов можно отнести снижение плавучести, вплоть до потери живучести судна, в случае возникновения пробоины, из-за сложности ее устранения: значительное наружное давление при больших глубинах погружения; ограниченный доступ к месту пробоины, в том числе и аварийно-спасательными средствами; наличие необходимого времени подготовки; необходимость непосредственного участия обслуживающего персонала.The disadvantages of the known hulls of submarines include a decrease in buoyancy, up to the loss of survivability of the vessel, in the event of a hole due to the complexity of its elimination: significant external pressure at large depths of immersion; limited access to the place of the hole, including emergency and rescue equipment; availability of the necessary preparation time; the need for direct participation of staff.

Известна подводная грузовая лодка, включающая прочный и легкий корпуса, при этом прочный корпус лодки состоит из отдельных прочных отсеков - грузовых трюмов, выполненных в виде цилиндрической оболочки либо оболочки, имеющей в поперечном сечении форму эллипса или прямоугольника, с концевыми переборками и закрепленных в легком корпусе, причем концевые переборки двух смежных отсеков отстоят друг от друга на расстоянии, равном длине стандартного грузового контейнера, и образуют грузовую шахту для вертикального перемещения этого контейнера, при этом над грузовой шахтой в легком корпусе имеется верхний погрузочный люк, а в переборках отсеков имеются люки для горизонтального перемещения контейнера, причем грузовая шахта выполнена с возможностью заполнения ее водой и использования ее в качестве балластной цистерны подводной лодки (патент РФ №2115583, МПК: B63B 3/13, B63G 8/00 - прототип).A submarine cargo boat is known including a sturdy and light hull, while a sturdy hull consists of separate sturdy compartments — cargo holds made in the form of a cylindrical shell or shell having an ellipse or rectangle in cross section with end bulkheads and fixed in a light hull moreover, the end bulkheads of two adjacent compartments are spaced from each other at a distance equal to the length of a standard cargo container, and form a cargo shaft for vertical movement of this container at the same time, there is an upper loading hatch above the cargo shaft in a light hull, and there are hatches for horizontal movement of the container in the bulkhead compartments, and the cargo shaft is configured to fill it with water and use it as a ballast tank of a submarine (RF patent No. 21115583, IPC : B63B 3/13, B63G 8/00 - prototype).

Указанная подводная грузовая лодка имеет легкий корпус и размещенный внутри него прочный корпус, разбитый по длине на ряд прочных отсеков: кормовой отсек, в котором размещены системы управления, жилье, энергетический отсек и грузовые отсеки. Прочные отсеки могут быть выполнены в виде цилиндрической оболочки либо оболочки, имеющей в поперечном сечении форму эллипса или прямоугольника. В носовой части размещена станция гидроакустики. Грузовые отсеки отдалены друг от друга вертикальными грузовыми шахтами, ширина которых равна длине стандартного контейнера. Над грузовыми шахтами в легком корпусе имеются верхние погрузочные лодки, а в переборках отсеков имеются люки для горизонтального перемещения контейнеров. Вертикальные шахты служат также для размещения балластных цистерн. Балластные цистерны размещены и в междубортном пространстве, и в вертикальных шахтах между грузовыми трюмами. Такое размещение грузовых трюмов и балластных цистерн позволяет управлять погружением и всплытием и дифферентовкой подводной лодки. Подводная лодка снабжена всеми необходимыми системами, устройствами, энергетической установкой, движительными комплексами, системой погружения-всплытия, системами управления и связи, грузовыми устройствами.The specified submarine cargo boat has a light hull and a strong hull placed inside it, divided in length into a number of strong compartments: aft compartment, which houses control systems, housing, an energy compartment and cargo compartments. Strong compartments can be made in the form of a cylindrical shell or a shell having a cross-section in the form of an ellipse or rectangle. In the bow there is a sonar station. Cargo compartments are separated from each other by vertical cargo shafts, the width of which is equal to the length of a standard container. In the light hull above the cargo shafts there are upper loading boats, and in the bulkheads of the compartments there are hatches for horizontal movement of containers. Vertical shafts also serve to accommodate ballast tanks. Ballast tanks are located both in the double-hull space and in the vertical shafts between the cargo holds. This placement of cargo holds and ballast tanks allows you to control the immersion and ascent and trim of the submarine. The submarine is equipped with all necessary systems, devices, a power plant, propulsion systems, a diving-surfacing system, control and communication systems, and cargo devices.

Основными недостатками данного технического решения является снижение плавучести, вплоть до потери живучести судна, в случае возникновения пробоины, из-за сложности ее устранения, ограниченный доступ к месту пробоины, в том числе и аварийно-спасательными средствами; наличие необходимого времени подготовки; необходимость непосредственного участия обслуживающего персонала.The main disadvantages of this technical solution is the reduction of buoyancy, up to the loss of survivability of the vessel, in the event of a hole due to the complexity of its elimination, limited access to the place of the hole, including emergency and rescue equipment; availability of the necessary preparation time; the need for direct participation of staff.

Известен подводный аппарат и способ повышения сопротивления подводного аппарата к ударным волновым нагрузкам, преимущественно подводной лодки, корпус которой выполняют не менее чем из двух оболочек со связями между ними, при этом внешнюю оболочку выполняют сообщающейся с внешней водной средой, а пространство между оболочками заполняют гибкими оболочками, внутренняя полость которых находится под воздействием газа под давлением (Патент РФ №2132285, МПК: B63B 3/13, B63B 3/16, B63B 3/20 - прототип).A known underwater vehicle and a method of increasing the resistance of the underwater vehicle to shock wave loads, mainly a submarine, the hull of which is made of at least two shells with connections between them, while the outer shell is made in communication with the external aqueous medium, and the space between the shells is filled with flexible shells whose internal cavity is under the influence of gas under pressure (RF Patent No. 2132285, IPC: B63B 3/13, B63B 3/16, B63B 3/20 - prototype).

Защита обеспечивается следующим образом.Protection is provided as follows.

При воздействии ударной волны на поверхность подводной лодки волна частично воспринимается внешней оболочкой и вместе с жидкостью воздействует на гибкие оболочки между оболочками корпуса. Гибкие оболочки деформируются и гасят большую часть энергии ударной волны.When a shock wave acts on the surface of a submarine, the wave is partially perceived by the outer shell and, together with the liquid, acts on the flexible shells between the shell shells. Flexible shells are deformed and absorb most of the energy of the shock wave.

Внешняя и внутренняя оболочки корпуса образуют объемную силовую конструкцию вместе с силовыми связями, и внешняя оболочка помогает сохранять форму внутренней силовой оболочке, причем приложение нагрузки сдвигается во времени, при этом будет воздействовать фактор обратной волны, которая будет создавать внутреннее давление на внешнюю оболочку корпуса, что приведет к снижению суммарной нагрузки, а связи будут испытывать растяжение.The outer and inner shells of the body form a three-dimensional power structure together with force bonds, and the outer shell helps maintain the shape of the inner shell, and the load is shifted in time, and the backward wave factor will act, which will create internal pressure on the outer shell of the shell, which will reduce the total load, and the bonds will experience tension.

Основными недостатками данного технического решения является необходимость создания и изменения давления между оболочками в соответствии с глубиной, иметь значительное расстояние между оболочками корпуса, чтобы компенсировать изменение давления и достаточную толщину воздушного слоя для компенсирования ударной нагрузки.The main disadvantages of this technical solution is the need to create and change the pressure between the shells in accordance with the depth, to have a significant distance between the shell shells to compensate for the pressure change and the sufficient thickness of the air layer to compensate for the shock load.

Задачей предложенного изобретения является устранение указанных недостатков и создание корпуса батискафа, конструкция которого обеспечивает в подводном положении восстановление функциональности при пробитии в кратчайшие сроки и без участия обслуживающего персонала.The objective of the proposed invention is to remedy these shortcomings and create a bathyscaphe housing, the design of which provides underwater restoration of functionality when breaking through as soon as possible and without the participation of maintenance personnel.

Решение указанной задачи достигается тем, что предложенный батискаф согласно изобретению содержит корпус, в котором расположены технические средства, обеспечивающие его функционирование и живучесть, при этом указанный корпус содержит силовую внутреннюю оболочку, внешнюю обшивку, образующие межкорпусное пространство, сообщающееся с внешней средой, и разделенное элементами конструкции на отсеки, причем в отсеках корпуса расположено устройство для восстановления функциональности корпуса батискафа, выполненное в виде одного, предпочтительно двух-трех, слоев листовой накладки из эластичного материала, зафиксированных одним краем на конструктивных элементах межкорпусного пространства с возможностью перемещения незакрепленной части слоя/ев накладки по нормали к поверхности несущего корпуса и, как минимум, в одном, предпочтительно в двух, направлениях вдоль поверхности силовой оболочки несущего корпуса.The solution to this problem is achieved by the fact that the proposed bathyscaphe according to the invention contains a housing in which technical means are located that ensure its functioning and survivability, while the specified housing contains a power inner shell, an outer skin forming an interbody space communicating with the external environment, and separated by elements structures into compartments, and in the compartments of the casing there is a device for restoring the functionality of the bathyscaphe casing, made in the form of one, preferably of two, three, layers of sheet lining made of elastic material fixed with one edge on the structural elements of the housing with the possibility of moving the loose part of the layer / s lining normal to the surface of the bearing body and at least in one, preferably in two, directions along the surface power shell of the bearing housing.

В варианте исполнения, в накладке, выполненной из двух или более слоев, смежные слои уложены внахлест, с перекрытием друг друга, и закреплены за противоположные края к противоположным элементам межкорпусных отсеков.In an embodiment, in a patch made of two or more layers, adjacent layers are overlapped, overlapping each other, and secured to opposite edges to opposite elements of the inter-compartment compartments.

В варианте исполнения ближний к силовой оболочке слой накладки выполнен из листа, размер которого в направлении, перпендикулярном закрепленному краю, больше, чем размер отсека в данном направлении, при этом противоположный край листа взаимодействует с элементом конструкции отсека межкорпусного пространства с образованием прогиба листа и поджатием листов других слоев накладки к внешней обшивке.In the embodiment, the closure layer closest to the power shell is made of a sheet whose size in the direction perpendicular to the fixed edge is larger than the size of the compartment in this direction, while the opposite edge of the sheet interacts with the structural element of the inter-compartment compartment to form a deflection of the sheet and preloading the sheets other layers of lining to the outer skin.

Техническим результатом, достигаемым заявляемым изобретением, является создание батискафа, корпус которого обеспечивает в подводном положении восстановление функциональности при пробитии герметизацию пробоины, в кратчайшие сроки и без участия обслуживающего персонала.The technical result achieved by the claimed invention is the creation of a bathyscaphe, the casing of which provides underwater restoration of functionality when breaking through sealing holes, as soon as possible and without the participation of maintenance personnel.

Технический результат достигается за счет того, что корпус батискафа, содержащий силовую оболочку, внешнюю обшивку, образующие межкорпусное пространство, сообщающееся с внешней средой и разделенное на отсеки, предпочтительно прямоугольной формы, конструктивными элементами, содержит накладку из эластичного материала, предпочтительно состоящую из двух или более слоев, уложенных внахлест друг на друга, установленную в отсеках межкорпусного пространства. При этом один край листов фиксируют на конструктивных элементах, причем у смежных слоев фиксируют противоположные края. Под воздействием перепада давления незакрепленная часть листа перемещается к поверхности силовой оболочки, одновременно смещаясь и вдоль ее поверхности. Таким образом, происходит смещение отверстия пробоины в накладке относительно пробоины в силовой оболочке. Накладка перекрывает пробоину в силовой оболочке и за счет эластичности материала накладки происходит герметизация пробоины.The technical result is achieved due to the fact that the body of the bathyscaphe containing a power shell, an outer casing, forming an inter-space communicating with the external environment and divided into compartments, preferably of rectangular shape, by structural elements, contains an overlay of elastic material, preferably consisting of two or more layers overlapped each other, installed in the compartments of the inter-space. In this case, one edge of the sheets is fixed on structural elements, and opposite edges are fixed on adjacent layers. Under the influence of the pressure drop, the non-fixed part of the sheet moves to the surface of the power shell, while simultaneously moving along its surface. Thus, the hole of the hole in the patch is displaced relative to the hole in the power shell. The overlay covers the hole in the power shell and due to the elasticity of the overlay material, the hole is sealed.

Изобретение иллюстрируется чертежами, где на фиг.1 изображена конструктивная схема установки листовой накладки из одного слоя эластичного материала в межкорпусном пространстве; на фиг.2 изображена конструктивная схема установки листовой накладки из двух слоев эластичного материала в межкорпусном пространстве; на фиг.3 показано положение конструктивных элементов в момент возникновения пробоины при установке листовой накладки из одного слоя эластичного материала в межкорпусном пространстве; на фиг.4 показано положение конструктивных элементов в момент возникновения пробоины при установке листовой накладки из двух слоев эластичного материала в межкорпусном пространстве; на фиг.5 показано положение конструктивных элементов после герметизации пробоины при установке листовой накладки из одного слоя эластичного материала в межкорпусном пространстве, на фиг.6 показано положение конструктивных элементов после герметизации пробоины при установке листовой накладки из двух слоев эластичного материала в межкорпусном пространстве.The invention is illustrated by drawings, where figure 1 shows a structural diagram of the installation of the sheet lining of a single layer of elastic material in the housing; figure 2 shows a structural diagram of the installation of the sheet lining of two layers of elastic material in the housing; figure 3 shows the position of the structural elements at the time of occurrence of the holes when installing the sheet lining of one layer of elastic material in the housing; figure 4 shows the position of the structural elements at the time of occurrence of the holes when installing the sheet lining of two layers of elastic material in the housing; figure 5 shows the position of the structural elements after sealing the holes when installing the sheet overlay of one layer of elastic material in the housing, figure 6 shows the position of the structural elements after sealing the holes when installing the sheet overlay of two layers of elastic material in the housing.

Корпус батискафа содержит силовую оболочку 1, внешнюю обшивку 2, образующие межкорпусное пространство 3, сообщающееся с внешней средой и разделенное на отсеки, предпочтительно прямоугольной формы, конструктивными элементами 4. Внутри межкорпусного пространства 3 установлена накладка 5 из эластичного материала, состоящая из одного, предпочтительно из двух или более слоев 6 указанного материала, уложенных внахлест друг на друга. Один край слоев 6 зафиксирован на конструктивных элементах 4, причем у смежных слоев зафиксированы противоположные края.The body of the bathyscaphe contains a power shell 1, an outer skin 2, forming an interbody space 3, communicating with the external environment and divided into compartments, preferably of rectangular shape, by structural elements 4. Inside the intercommunication space 3, an overlay 5 is made of an elastic material consisting of one, preferably of two or more layers 6 of the specified material, overlapping each other. One edge of the layers 6 is fixed on the structural elements 4, and opposite edges are fixed on adjacent layers.

Предложенная конструкция корпуса батискафа в подводном положении работает следующим образом.The proposed design of the bathyscaphe body in the underwater position works as follows.

При возникновении пробоины (условно не обозначена) в силовой оболочке 1 через образовавшееся отверстие происходит падение давления в объеме между листами 5 и силовой оболочкой 1. Под воздействием перепада давления незакрепленная часть слоя 6 накладки 5 перемещается к поверхности силовой оболочки 1, одновременно смещаясь и вдоль ее поверхности.When there is a hole (not arbitrarily marked) in the power shell 1 through the hole formed, a pressure drop occurs in the volume between the sheets 5 and the power shell 1. Under the influence of the pressure drop, the non-fixed part of the layer 6 of the lining 5 moves to the surface of the power shell 1, while moving along it surface.

Таким образом, происходит смещение отверстия пробоины в накладке 5 относительно пробоины в силовой оболочке 1. Накладка перекрывает пробоину в силовой оболочке 1 и за счет эластичности материала накладки 5 происходит герметизация пробоины.Thus, the hole of the hole in the patch 5 is displaced relative to the hole in the power shell 1. The patch overlaps the hole in the power shell 1 and due to the elasticity of the material of the patch 5, the seal is sealed.

Использование предложенного технического решения позволит создать батискаф с конструкцией корпуса, обеспечивающего герметизацию в подводном положении при его пробитии в кратчайшие сроки, в широком диапазоне глубин погружения, без участия обслуживающего персонала.Using the proposed technical solution will allow you to create a bathyscaphe with a housing design that provides sealing in the underwater position when it is broken through as soon as possible, in a wide range of immersion depths, without the participation of maintenance personnel.

Claims (3)

1. Батискаф, характеризующийся тем, что он содержит корпус, в котором расположено техническое оборудование, обеспечивающее его функционирование и живучесть, при этом указанный корпус содержит силовую внутреннюю оболочку, внешнюю обшивку, образующие межкорпусное пространство, сообщающееся с внешней средой и разделенное элементами конструкции на отсеки, причем в отсеках корпуса расположено устройство для восстановления функциональности корпуса батискафа, выполненное в виде одного, предпочтительно двух-трех слоев листовой накладки из эластичного материала, зафиксированных одним краем на конструктивных элементах межкорпусного пространства с возможностью перемещения незакрепленной части слоя/ев накладки по нормали к поверхности несущего корпуса и как минимум в одном, предпочтительно в двух направлениях вдоль поверхности силовой оболочки несущего корпуса.1. Bathyscaphe, characterized in that it contains a housing in which technical equipment is located, which ensures its functioning and survivability, while the said housing contains a power inner shell, an outer casing, forming an intercommunication space communicating with the external environment and divided by structural elements into compartments moreover, in the compartments of the casing there is a device for restoring the functionality of the bathyscaphe casing, made in the form of one, preferably two or three layers of a sheet lining of e elastic material, fixed at one edge on the structural elements of the interstitial space with the possibility of moving the loose part of the layer / s of the lining along the normal to the surface of the bearing body and at least in one, preferably in two directions along the surface of the power shell of the bearing case. 2. Батискаф по п.1, отличающийся тем, что в накладке, выполненной из двух или более слоев, смежные слои уложены внахлест с перекрытием друг друга и закреплены за противоположные края к противоположным элементам межкорпусных отсеков.2. Bathyscaphe according to claim 1, characterized in that in the patch made of two or more layers, adjacent layers are overlapped with overlapping each other and fixed to opposite edges to opposite elements of the inter-compartment. 3. Батискаф по п.1 или 2, отличающийся тем, что ближний к силовой оболочке слой накладки выполнен из листа, размер которого в направлении, перпендикулярном закрепленному краю, больше, чем размер отсека в данном направлении, при этом противоположный край листа взаимодействует с элементом конструкции отсека межкорпусного пространства с образованием прогиба листа и поджатием листов других слоев накладки к внешней обшивке. 3. The bathyscaphe according to claim 1 or 2, characterized in that the lining layer closest to the power shell is made of a sheet whose size in the direction perpendicular to the fixed edge is larger than the compartment size in this direction, while the opposite edge of the sheet interacts with the element the design of the inter-compartment compartment with the formation of a deflection of the sheet and the pressing of sheets of other layers of the lining to the outer skin.

Images