КОРПУС ПОДВОДНОГО ГРУЗОВОГО СУДНА
SUBMARINE VESSEL HULL

Изобретение относится к области судостроения и может быть использовано для обеспечения плавучести, повышение неуязвимости, живучести подводного объекта в случае возникновения пробоины в его корпусе.
В настоящее время перевозка грузов морем осуществляется в контейнерах специальными надводными судами - контейнеровозами, железнодорожным, автомобильным и авиационным транспортом. Известны случаи, например, использования боевых подводных лодок в качестве грузовых немецкими подводниками в годы второй мировой войны. Загрузка грузов в них производилась через стандартный входной люк, поэтому габарит груза был ограничен.
Известна подводная грузовая лодка, включающая прочный и легкий корпус (Шенкнехтт Р. и др. Суда и судоходство будущего. Л., Судостроение, 1981, с.96, рис.70).
Известна подводная грузовая лодка, включающая прочный и легкий корпуса, при этом прочный корпус 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: В63В 3/13, B63G 8/00).
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 удифферентовкой подводной лодки. Подводная лодка снабжена всеми необходимыми системами, устройствами, энергетической установкой, движительными комплексами, системой погружения-всплытия, системами управления и связи, грузовыми устройствами.
К недостаткам известных корпусов подводных судов можно отнести снижение плавучести вплоть до потери живучести, 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.
Известно устройство для заделки пробоины в корпусе, содержащее резервуары с пенообразующим материалом, трубопроводную систему для подвода жидких компонентов из резервуаров во внутреннюю полостью надувного эластичного баллона, который вводится в пробоину. Жидкие компоненты раздельно подаются во внутреннюю полость баллона, смешиваются, образуя пену, баллон раздувается и перекрывает пробоину (Патент США №6467421, МПК: В63В 3/13, В63В 3/16, В63В 3/20, опубл. 22.10.2002 г.).
Недостатками указанного устройства и способа его применения способа являются значительная сложность его применения, необходимость применения резервуаров и трубопроводов для хранения и подвода жидких компонентов, участие в заделке пробоины обслуживающего персонала.
Известно устройство для временной герметизации пробоины в корпусе судна, включающее один или несколько надувных элементов, смонтированных на одном конце полой мачты. Мачта вводится в пробоину, по мачте подается газообразный продукт в надувные элементы, образующие при надувании как минимум один жесткий круговой тор. Наружный диаметр наибольшего наполненного тора превышает диаметр пробоины. При раздувании тор натягивает заплатку из эластичного материала, которая герметизирует пробоину (Патент Англии №2374047, МПК: В63В 3/13, В63В 3/16, В63В 3/20, опубл. 09.10.2002 г.).
Недостатками указанного устройства являются значительная сложность его применения, необходимость применения резервуаров, трубопроводов и мачты для хранения и подвода газообразного продукта, участие в заделке пробоины обслуживающего персонала.
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: В63В 3/13, В63В 3/16, В63В 3/20).
Защита обеспечивается следующим образом.
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.
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.
Основными недостатками данного технического решения являются 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.
Задачей предложенного изобретения является создание корпуса подводного грузового судна, конструкция которого обеспечит в подводном положении восстановление функциональности при его пробитии в кратчайшие сроки и без участия обслуживающего персонала.
Решение указанной задачи достигается тем, что в предложенном корпусе подводного грузового судна, содержащем силовую внутреннюю оболочку, внешнюю обшивку, образующие межкорпусное пространство, сообщающееся с внешней средой и разделенное элементами конструкции на отсеки, согласно изобретению, в его отсеках расположено устройство для восстановления функциональности корпуса подводного грузового судна, 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 листа/ов накладки по нормали к поверхности силовой оболочки корпуса и как минимум в одном направлении вдоль поверхности силовой оболочки корпуса.
В варианте исполнения, в накладке, выполненной из двух или более слоев, листы смежных слоев уложены внахлест, с перекрытием друг друга, и закреплены за противоположные края к противоположным элементам межкорпусных отсеков.
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.
Техническим результатом, достигаемым заявляемым изобретением, является создание корпуса подводного грузового судна, который обеспечивает в подводном положении восстановление функциональности при пробитии - герметизацию пробоины в кратчайшие сроки и без участия обслуживающего персонала.
Технический результат достигается за счет того, что корпус подводного грузового судна, 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.
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.
Корпус подводной грузовой лодки 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.
Предложенная конструкция корпуса подводного грузового судна в подводном положении работает следующим образом.
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.
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.
Использование предложенного технического решения позволит создать конструкцию корпуса подводного грузового судна, обеспечивающего герметизацию в подводном положении при его пробитии в кратчайшие сроки, в широком диапазоне глубин погружения, без участия обслуживающего персонала