САМОХОДНЫЙ ПОДВОДНЫЙ АППАРАТ
SELF-PROPELLED UNDERWATER VEHICLE

Изобретение относится к области морской техники и может быть использовано для выполнения различных подводных работ.
Для ведения подводных работ на флотах морских государств применяются различные самоходные подводные аппараты, предназначенные для выполнения океанографических исследований, поиска морских объектов и физического воздействия на них. Известные самоходные подводные аппараты (СПА), являющиеся прототипом изобретения, имеют корпус обтекаемой цилиндрической или иной формы, оснащаются средствами движения и энергообеспечения, навигации, подводного ориентирования, связи, приборами управления, а также другими устройствами, необходимыми для решения свойственных им задач. СПА конструктивно состоят из трех составных частей: головной, средней и хвостовой. В головной части обычно размещаются система управления СПА и отсек с полезной нагрузкой - устройствами, определяющими функциональное предназначение СПА. В состав системы управления могут входить системы дистанционного управления, самонаведения и неконтактного обнаружения морских объектов, а также навигационные приборы и средства подводного ориентирования. В средней части устанавливаются источник энергии и двигатель, а в хвостовой - движитель, приводы рулевых машинок, наружное оперение и рули [1 - Автономные подводные аппараты. Материалы сайта Института проблем морских технологий Дальневосточного отделения РАН, 2002], [2 - Сиденко К.С., Илларионов Г.Ю. Подводная лодка и автономный необитаемый подводный аппарат // МРЭ, №2, 2008], [3 - Военно-морской словарь / Гл. ред. В.Н. Чернавин. - М.: Воениздат, 1989. - 511 с. С. 431].
Конструкция корпуса СПА должна выдерживать расчетное гидростатическое давление в соответствии с глубиной его использования. Чем больше глубина погружения, тем прочнее должен быть его корпус, а, следовательно, больше масса, энерговооруженность и стоимость. В случае перезаглубления корпус СПА может не выдержать наружного давления и разрушиться, что и является его недостатком.
Целью изобретения является разработка такого самоходного подводного аппарата, который в случае необходимости мог бы погружаться на глубину более расчетной, сохраняя свою работоспособность.
Для достижения цели изобретения предлагается самоходный подводный аппарат, имеющий корпус обтекаемой цилиндрической или иной формы, отсек с полезной нагрузкой, систему управления аппаратом, источник энергии, двигатель, движитель, приводы рулевых машинок, наружное оперение и рули, в состав системы управления могут входить системы дистанционного управления, самонаведения и неконтактного обнаружения морских объектов, навигационные приборы и средства для подводного ориентирования, отличающийся тем, что дополнительно подводный аппарат оснащается системой подкрепления корпуса, включающей управляющее устройство, баллон со сжатым газом, редуктором, клапаном и приводом клапана, датчик наружного гидростатического давления, датчик внутреннего атмосферного давления, клапан для стравливания газа из корпуса подводного аппарата, конструкция приборов и устройств подводного аппарата позволяет им функционировать в газовой среде с повышенным давлением.
Система подкрепления корпуса предназначена для обеспечения безопасного погружения СПА на глубину, превышающую расчетную, за счет повышения внутреннего атмосферного противодавления на стенки корпуса.
Управляющее устройство служит для управления клапаном подачи сжатого газа из баллона внутрь корпуса СПА, а редуктор - для понижения давления газа до необходимого значения. Моменты открытия или закрытия клапана определяются исходя из сигналов, поступающих в управляющее устройство от датчиков наружного гидростатического и внутреннего атмосферного давления. В качестве газа может быть использован воздух, азот или другой газ, нейтральный к элементам конструкции СПА.
Клапан для стравливания газа из корпуса подводного аппарата необходим для безопасного обслуживания СПА в случае его подъема из воды и необходимости вскрытия его корпуса.
Сущность изобретения заключается в следующем.
атм
расч
При погружении подводного аппарата на управляющее устройство системы подкрепления корпуса поступают сигналы с датчика наружного гидростатического давления P(t) и с датчика внутреннего атмосферного давления P(t), которые вместе с расчетным гидростатическим давлением Р определяют управляющую величину ΔР по формуле:
При ее отрицательном значении ΔР < 0 управляющее устройство подает команду на привод для открытия клапана и стравливание газа из баллона через понижающий редуктор внутрь корпуса СПА.
Стравливание газа производится до выполнения условия:
после чего клапан по команде от управляющего устройства закрывается.
Пример.
расч
расч
Корпус СПА рассчитан на глубину погружения у = 200 м, что соответствует расчетному гидростатическому давлению Р = 2,1 МПа.
атм
Требуется рассчитать величину внутреннего атмосферного давления Р(t) необходимого для подкрепления корпуса СПА при его погружении на глубину y(t) = 300 м, что соответствует P(t) = 3,1 МПа, чтобы предотвратить его разрушение.
aтм
По формуле (1) при условии, что ΔР = 0, определяется как избыточное наружное давление, действующее на корпус СПА, так и требуемое значение P(t):
атм
расч
P(t) = Р(t)-Р = 3,1-2,1 = 1 МПа.
Техническим результатом изобретения является возможность увеличивать предельную глубину погружения СПА без укрепления конструкции его корпуса.
Источники информации, использованные при выявлении изобретения и составлении его описания:
1. Автономные подводные аппараты. Материалы сайта Института проблем морских технологий Дальневосточного отделения РАН, 2002.
2. Сиденко К.С., Илларионов Г.Ю. Подводная лодка и автономный необитаемый подводный аппарат // МРЭ, №2, 2008.
3. Военно-морской словарь / Гл. ред. В.Н. Чернавин. - М.: Воениздат, 1989. - 511 с. С. 431.