ШВАРТОВОЕ ПРИЧАЛЬНОЕ УСТРОЙСТВО
MOORING DEVICE

Заявляемое изобретение относится к области судостроения, а именно, к причальному оборудованию для автоматизированной швартовки безэкипажных судов.
Известно швартовное устройство по патенту RU №2492100, МПК B63B 21/02, опубл. 10.09.2013, содержащее приемную часть судна, которая является колодцем, геостационарную часть - турелью, расположенную с возможностью поворота в указанной приемной части судна, и главный подшипниковый узел, соединяющий геостационарную часть с приемной частью судна. Главный подшипниковый узел содержит, по меньшей мере, два отдельных подшипника, выполненных с возможностью осуществления с ними действий таким образом, что один или другой или оба указанных подшипника находятся в рабочем положении с обеспечением возможности замены, осмотра и ремонта нерабочего подшипника на месте.
Известно также швартовное устройство для судов, связанных с добычей и транспортировкой углеводородов, по патенту RU №2547327, МПК B63B 21/50, опубл. 10.04.2015.  Устройство содержит расположенную в судне буровую шахту, турель, установленную в буровой шахте с возможностью вращения посредством верхнего основного подшипника и нижнего дополнительного подшипника, и швартовы, прикрепленные к нижней области турели. Турель в своей нижней области содержит несколько расположенных по окружности на расстоянии друг от друга коробчатых торсионных элементов, каждый из которых проходит по существу вертикально между верхним концом, прикрепленным к турели, и нижним свободным концом.
Недостатками данных устройств является сложность изготовления и дальнейшей эксплуатации, а так же отсутствие возможности электроснабжения судна при швартовке.
Из известных решений наиболее близким аналогом (прототипом) заявляемого изобретения по технической сущности и назначению является швартовое устройство, обеспечивающее автоматическое подключение судов к береговой сети при швартовке (патент RU № 40286 МПК B63B 21/02, опубл. 10.09.2004).
Сущность прототипа заключается в выполнении устройства швартовки в виде трансформатора, сердечник которого состоит из двух частей, заключенных в отдельные корпуса и несущих первичную и вторичную обмотки. Одна часть трансформатора с первичной обмоткой закреплена с помощью амортизаторов на колонке причала, а другая прикреплена к станине, установленной на носовой или кормовой оконечности судна. Первичная обмотка трансформатора подключена к береговой электросети, а вторичная – к судовой. На боковой поверхности концов стержней обеих частей сердечника и корпусов установлены элементы для наведения и стыковки сердечника. При подходе судна к причалу корпус швартового устройства судна, обладая свободой перемещения благодаря штанге, пружинам и шарнирам, с помощью направляющих и роликов сближается с корпусом швартового устройства причала, где размещена первичная обмотка. Насадки на стержнях сердечника обеспечивают точное сочленение двух его частей и соответственно точную швартовку судна.
Недостатком прототипа является невозможность самостоятельной швартовки безэкипажных судов. Кроме того для установки устройства на причале требуются существенные изменения самого причала. Недостатком конструкции также является угроза навала судна на причал при стоянке во время существенного изменения уровня воды.
Предлагаемое устройство решает проблему автоматизированной швартовки  безэкипажных судов.
Для решения проблемы используется следующая совокупность существенных признаков: швартовое причальное устройство, (содержащее так же, как и прототип, электромагнит, закрепленный через амортизатор на причальной стенке, и подключенный через управляемое реле к источнику электроснабжения), в отличие от прототипа, дополнительно снабжено установленным на причале блоком управления, вход которого подключен к источнику электроснабжения, а выход к управляемому реле, при этом блок управления выполнен с возможностью взаимодействия с навигационными спутниковыми системами GPS/ГЛОНАСС, в свою очередь электромагнит выполнен с возможностью стыковки с ответным элементом, установленным на корпусе безэкипажного судна. При этом амортизатор устройства выполнен в виде полого отбойника из упругого материала. При этом блок управления содержит связанные между собой АИС-транспондер (автоматическую идентификационную систему), RTK-базовую станцию (Real Time Kinematic) на основе приемника спутниковой навигации GPS/ГЛОНАСС, УКВ-радиомодем, предназначенный для беспроводной передачи данных от RTK-базовой станции, и ЭВМ, выход которой подсоединен к управляемому реле, а вход к источнику электроснабжения.
Сущность изобретения заключается в возможности автоматизированной швартовки безэкипажных судов без непосредственного участия человека. Задача решается в результате обеспечения возможности самостоятельного определения безэкипажным судном точных географических координат причального сооружения, сближения с ним и последующей стыковки судна с швартовым устройством. Указанный результат достигается за счет радиосвязи между водным (судном) и наземным (причалом) объектами, осуществляемой через спутниковую навигационную систему и приемно-передающие устройства объектов. Организация радионавигационного сообщения между судном и причалом позволяет в свою очередь создать магнитное поле между ними непосредственно перед швартовкой судна.
Сопоставление предлагаемого устройства и прототипа показало, что поставленная задача – автоматизированная швартовка безэкипажного судна – решается в результате новой совокупности признаков, что доказывает соответствие предлагаемого изобретения критерию патентоспособности «новизна».
В свою очередь проведенный информационный поиск в области судостроения не выявил решений, содержащих отдельные отличительные признаки заявляемого изобретения, что позволяет сделать вывод о соответствии устройства критерию «изобретательский уровень».
Сущность заявляемого изобретения поясняется графическими материалами, где:
на фиг.1 дано схематическое изображение швартового устройства, установленного на причале;
на фиг.2 - изображена схема блока управления швартового устройства.
Предлагаемое устройство содержит (фиг.1) электромагнит 1, закрепленный через амортизатор 2 на причальной стенке 3. Электромагнит 1 выполнен с возможностью стыковки с ответной частью 4, размещенной на корпусе безэкипажного судна 5. На причале 6 установлен блок управления 7, подключенный к источнику электроснабжения 8 и соединенный 9 с электромагнитом 1 через реле 10 (фиг.2), управляемое ЭВМ 11 блока управления 7. К входам ЭВМ 11подключены АИС-транспондер 12, RTK-базовая станция 13 и УКВ-радиомодем 14. Устройство предназначено для швартовки безэкипажных судов, у которых ориентация на местности осуществляется посредством систем глобального геопозиционирования и навигации (GPS/ГЛОНАСС). Для функционирования в радиокомандном или в автономном режимах, такие суда оснащаются средствами управления, навигации и приема-передачи радиосигналов (на рис. 1 не показаны), в том числе: бортовой ЭВМ, АИС - транспондером, предназначенным для приема и передачи данных о текущем местоположении окружающих судов и сооружений, и УКВ-радиомодемом, предназначенным для приема и передачи данных геопозиционирования и навигации при использования RTK-базовой станции 13, установленной на причале. Как указывалось выше, для соединения судна 5 с береговой электросетью на его носовой, боковой или кормовой оконечности установлена ответная часть 4 электромагнита 1. Для обеспечения эффективного примыкания электромагнита и ответной части, указанные элементы могут быть выполнены любой формы, позволяющей им контактировать друг с другом по максимальной площади соприкосновения.
Предлагаемое устройство работает следующим образом.
При возникновении необходимости в швартовке безэкипажного судна, его бортовые средства управления, навигации и приема-передачи радиосигналов определяют координаты причала, оснащенного средствами связи с навигационными спутниковыми системами, путём обработки информации от АИС-транспондера 12. По полученным данным судно следует в направлении расположения причала. При вхождении в заданный квадрат судно 5 запрашивает уточненные данные о расположении швартового устройства причального сооружения, при этом ЭВМ 11 включает RTK-базовую станцию13 и через УКВ-радиомодем 14 судно получает информацию, необходимую для следования в направлении расположения швартового устройства, позволяющую с сантиметровой точностью подойти к месту швартовки. В непосредственной близости судна от швартового устройства, определенной с помощью RTK-базовой станции 13, ЭВМ 11 включает электромагнит 1 через реле 10 и под действием магнитного поля осуществляется стыковка узлов 1 и 4.
Предлагаемое устройство решает проблему автоматизированной швартовки  безэкипажных судов без вмешательства в управление удаленного оператора. Кроме того, оно обладает простотой конструкции, что позволяет гораздо легче монтировать и демонтировать устройство на причале. Достоинством устройства также является отсутствие угрозы навала судна на причал при изменении уровня воды.
Изобретение было создано специалистами кафедры судоходства на внутренних водных путях ФГБОУ ВО «Государственный университет морского и речного флота имени адмирала С.О. Макарова» в составе научно-исследовательской работы и была успешно апробирована на модели. Изложенное позволяет сделать вывод о соответствии изобретения критерию «промышленная применимость».