Судно-трансформер
VESSEL TRANSFORMER

Изобретение относится к судам для очистки акваторий водохранилищ, в частности к выполнению различных технологических операций по сбору плавающих загрязнений и подъему затопленных объектов.
Известны многокорпусные суда, содержащие корпуса-поплавки, изменяющие свое положение в пространстве, например, для повышения остойчивости, или снижения габаритов на стоянке.
Например, тримаран (патент RU 156489 U1), содержащий центральный корпус и два боковых поплавка-аутригера соединенных с корпусом подвижными балками, отличающийся тем, что с целью обеспечения эффективного движения как в глиссирующем, так и в водоизмещающем режиме с высокой динамическую остойчивости в глиссирующем режиме, снижения качки при движении на волнении и удобства стоянки и транспортировки боковые поплавки-аутригеры выполнены с тремя плоскими гранями и одной криволинейной гранью в виде профиля крыла, на ребре, соединяющем две плоские грани, закреплены шарниры, внутрь которых параллельно ребру вставлена ось прямоугольного кронштейна располагающегося  в вертикальной плоскости, на вертикальных стойках кронштейна шарнирно закреплены  концы двух балок, другие концы которых шарнирно закреплены на корпусе судна, оси поворота балок расположены вертикально с небольшим наклоном к корме судна, а шарниры закреплены выше палубы, причем при положении балок в плоскости перпендикулярной диаметральной плоскости судна и расположении поплавка ниже балок, корпус поплавка обращен криволинейной гранью к центральному корпусу судна, а кронштейн с осью расположен над дальней от центрального корпуса плоской гранью, на верхней  в данном положении грани поплавка установлены фиксаторы, соединяющие поплавок со скобами, закрепленными на  балках,   центральный корпус судна имеет вдоль бортов  палубу, наклоненную к корме на тот же угол, на который наклонены оси поворота балок, вертикальные прямолинейные борта в корме и скобы для соединения с фиксаторами поплавков в местах расположения последних в случае поворота поплавков на 90 градусов наружу от центрального корпуса и поворота балок назад до касания поплавками бортов центрального корпуса, такие же скобы установлены на палубе в носовой части в местах нахождения фиксаторов поплавков при их повороте относительно оси кронштейна на 180 градусов от первоначального положения и повороте балок.
Известно также судно-трансформер (патент RU 2624123 C1) (прототип), содержащее два одинаковых корпуса с транцевой кормой, соединенных кормами с помощью управляемого крепления, состоящего из шарнирного механизма с вертикальной осью вращения, подвижно соединяющего корпусы судна по одному их борту, и разъемного замкового механизма, соединяющего корпусы судна по другому борту, причем, шарнирный механизм выполнен с поворотной осью, вынесенной за пределы корпусов судна и соединен с каждым из них параллельно расположенными кронштейнами.
Недостатком данного судна является ограниченное только одной осью поворота корпусов изменение плановой геометрии судна без изменения его осадки и высоты борта, что ограничивает функциональные возможности и условия эксплуатации судна. Это особенно важно при выполнении работ как на глубоких открытых волнению участках водохранилищ, так и на мелководных заливах и протоках.
Технический результат - расширение функциональных возможностей в условиях эксплуатации судна на водохранилищах, имеющих глубокие и мелкие участки.
Это достигается тем, что судно-трансформер  содержащее два корпуса, соединенных  катамаранным мостом в виде прямоугольной в плане рамы с технологическим оборудованием, согласно изобретения на раме в поперечном направлении закреплены две пары балок с продольными пазами, внутри которых с возможностью перемещения находятся выдвижные балки, также с продольными пазами, причем пазы основных и выдвижных балок совпадают, внутри выдвижных балок расположены роликовые опоры, связанные посредством кронштейнов шарнирно с двумя плавучими корпусами, причем каждый корпус имеет форму шпангоута в виде прямоугольной трапеции, а шарниры кронштейнов  закреплены на корпусах на ребрах, имеющих прямой угол между большими сторонами шпангоутов, на соседних ребрах установлены проушины для крепления захватов,  на обоих  концах выдвижных балок закреплены кронштейны с захватами, по центрам на передней и задней кромках катамаранного моста установлены вертикальные направляющие, внутри которых с возможностью перемещения расположены штанги, имеющие на нижних концах захваты, а корпуса оборудованы балластными цистернами.
Описание чертежей.
На фиг.1 представлен общий вид судна-трансформера, на фиг. 2 – поперечный разрез по центру поперечной балки в положении корпусов для движения по глубокой воде при волнении, на фиг.3 –  аналогичный разрез при выполнении операций по  подъему объектов с дна водоема, на фиг.4 – аналогичный разрез при трансформации корпусов в положение для движения по мелководью, на фиг.5  – аналогичный разрез  в положении корпусов судна для движения по мелководью, на фиг.6 – аналогичный разрез  в положении корпусов для выполнении технологических работ по сбору плавающих загрязнений на мелководной акватории.
Осуществление изобретения.
Устройство содержит катамаранный мост (1), с расположенным на нем технологическим оборудованием (2), два корпуса (3), с сечением шпангоута в форме прямоугольной трапеции. На мосту (1) закреплены две пары поперечных балок (4) с продольными пазами, внутри поперечных балок (4) располагаются выдвижные балки (5), с продольными пазами, ориентированными в одну сторону с пазами поперечных балок(4). На концах выдвижных балок (5) установлены захваты (6). Внутри выдвижных балок (5) располагаются роликовые опоры (7), с кронштейнами (8), связанные посредством шарниров (9) с корпусами (3) причем шарниры (9) установлены на корпусах (3) на ребрах, имеющих прямой угол между большими сторонами шпангоута, а на соседних ребрах закреплены проушины (10) для соединения с захватами (6). По центру передней и задней кромки катамаранного моста (1) установлены вертикальные направляющие (11), внутри которых расположены с возможностью вертикального перемещения штанги (12), имеющие на нижнем конце захваты (13). Также имеется система привода горизонтального перемещения выдвижных балок (5) и вертикального перемещения штанг (12) (условно не показана).
Устройство работает следующим образом.
В исходном положении, при движении по глубоководным участкам водохранилища корпуса (3) расположены длинной стороной поперечного сечения шпангоутов по диаметральной плоскости. Верхние наружные углы поперечного сечения корпуса посредством захватов (6) соединенных с проушинами (10) закреплены на концах выдвижных балок (5). Выдвижные балки (5) сдвинуты внутри поперечных балок (4) до упора корпусов (3) друг в друга.  При этом верхние внутренние углы корпусов (3) закреплены шарнирами (10) за кронштейны (9) с роликовыми опорами (8), а нижние внутренние углы поперечного сечения корпусов соединены между собой, а также закреплены к штанге (12) захватом (13) зацепленным одновременно за проушины (10) обоих корпусов.
Для выполнения работ по подъему со дна водоема крупногабаритных предметов внутренние нижние углы корпусов разъединяются между собой, а также отсоединяются от штанги (12) захватом (13). Затем перемещая выдвижные балки (5) в крайние положения, разводят корпуса (3) на максимальное расстояние друг от друга, не меняя ориентацию корпусов в пространстве. При этом образуется катамаран с высокой остойчивостью. Кроме того, для создания максимальной силы при отрыве заиленных предметов со дна используется сила плавучести корпусов, в которых сначала заполняются водой балластные полости (14), а после захвата поднимаемого предмета балластные полости осушаются. Благодаря расположению корпусов длинной стороной поперечного сечения по вертикали, при этом обеспечивается большой диапазон изменения осадки, а, следовательно, и большая высота начального подъема груза. За счет раздвигания корпусов (3) максимальным перемещением выдвижных штанг(5) обеспечивается и высокая начальная остойчивость судна.
Для движения по мелководным участкам водохранилищ из исходного положения верхние наружные углы поперечного сечения корпусов (3) отсоединяют от выдвижных штанг (5) захватом (6). Затем с помощью привода поднимают штанги (12) внутри вертикальных направляющих (11). При этом за счет соединенных захватами (13) за проушины(11) внутренних нижних углов корпусов (3) как между собой, так и за штанги (12), корпуса начинают разворачиваться на 90 градусов. Нижние внутренние углы корпусов (3) устанавливаются в положение верхних внутренних углов. Верхние внутренние углы корпусов (3), свободно перемещаясь внутри выдвижных балок (5) на роликовых опорах (7) перемещаются в положение наружных верхних углов.  В этом случае корпуса располагаются длинной стороной поперечного сечения горизонтально и осадка судна значительно уменьшается. Кроме того, изменяя положение вертикальной штанги (12) можно оперативно изменять форму дна от тоннельной до килеватой, что улучшает возможность снимать судно с мели.
Для выполнения работ по очистке мелководий от плавающих загрязнений требуется большая ширина захвата по пути движения судна. Для этого из предыдущего положения внутренние углы корпусов (3) сначала соединяют с внутренними концами выдвижных балок (5), соединяя захваты (6) с проушинами (11), затем отделяют корпуса (3) друг от друга и от вертикальной штанги (12) захватом (13). После этого, перемещая выдвижные балки (5) в крайние положения, разводят корпуса (3) на максимальное расстояние друг от друга, не меняя ориентацию корпусов в пространстве. При этом образуется катамаран с высокой остойчивостью, малой осадкой и широким фронтом захвата акватории по ходу движения. Это обеспечивает высокую производительность операций по сбору плавающих загрязнений.
Для возврата в исходное положение (фиг.2) сначала горизонтально расположенные корпуса (3) сводят друг с другом, перемещая выдвижные балки (5). Внутренние верхние углы корпусов (3) соединяют между собой и с вертикальными штангами (12) захватами (13), одновременно отсоединяя их захватами (6) от выдвижных балок (5). И перемещая вниз с помощью штанги (12) внутренние верхние углы, одновременно сводя к диаметральной плоскости ролики (7) с закрепленными на них углами корпусов (3), разворачивают корпуса на 90 градусов.  Одновременно продолжают сдвигать выдвижные балки (5) до упора верхних внутренних углов корпусов друг в друга.
Для уменьшения усилий в приводах вертикальных штанг (12) и выдвижных балок (5) в процессе трансформации судна одновременно может использоваться заполнение и опорожнение балластных цистерн (15) внутри корпусов.