КОРАБЛЬ ГИДРОГРАФИЧЕСКОЙ И ПАТРУЛЬНОЙ СЛУЖБЫ
SURVEY AND PATROL SERVICE SHIP

Изобретение относится к области судостроения, в частности к водоизмещающим однокорпусным кораблям, предназначенным для выполнения геофизических исследований, патрулирования в морской экономической зоне, обеспечения аварийно-спасательных работ на морских терминалах добычи и транспортировки углеводородов, включая шельф морей Арктического бассейна.
Известен корабль водоизмещением класса фрегат (патент на полезную модель RU №64588 [1]), предназначенный для уничтожения надводных кораблей, судов и десантных средств противника, а также для противовоздушной и противоракетной обороны кораблей и транспортов, огневой поддержки десанта, патрулирования и несения боевой службы, совместно с другими кораблями.
Корабль согласно первому варианту выполнения содержит корпус с носовой и кормовой частями, бортами с обшивкой и, по крайней мере, одной палубой и надстройкой и оборудован энергетической установкой, снабженной движительным комплексом, причем корпус корабля выполнен с удлиненным баком, в надводной части имеет, по крайней мере, один слом по каждому борту, который проходит предпочтительно по всей длине корпуса, при этом линия указанного слома по каждому из бортов выполнена с имеющим переменный градиент нарастания подъема по длине в направлении к носовой части корабля, причем, по крайней мере, большая часть расположенной выше линии слома бортовой обшивки корпуса и надстройки выполнена по высоте с углом завала к ДП не менее, чем на 5° в зоне, примыкающей к линии слома.
Согласно второму варианту выполнения корабль типа фрегата содержит корпус с носовой и кормовой частями, с бортами с обшивкой, днищем, вторым дном, успокоителем качки, форштевнем, носовым бульбовым обтекателем, заглубленным ниже основной плоскости, кормовой оконечностью с транцем, верхней и нижней палубами, надстройку, энергетическую установку, снабженную не менее чем двумя гребными движителями, навигационные, радионавигационные, боевые средства и вооружение, общесудовые и локальные системы и устройства, причем корпус корабля выполнен с удлиненным баком, в надводной части имеет, по крайней мере, один слом, причем слом проходит по всей длине корпуса, при этом линия слома каждого из бортов выполнена с имеющим переменный градиент нарастания по длине в направлении к носовой части корабля подъемом, причем в кормовой части линия слома расположена преимущественно ниже уровня верхней палубы, точка перехода через уровень верхней палубы расположена в районе мидельшпангоута ±7,5% длины корабля между перпендикулярами, а средний градиент нарастания высоты подъема линии слома на участке от точки перехода через уровень верхней палубы до носового перпендикуляра в 8-15 раз превышает аналогичную величину нарастания подъема линии слома в кормовой части, причем, по крайней мере, большая часть расположенной выше линии слома бортовой обшивки корпуса и надстройки выполнена по высоте с углом завала к ДП не менее чем на 5° в зоне, примыкающей к линии слома, и не менее 7° - у верхней границы обшивки, а кормовая оконечность корабля транцевая, выполнена с наклоном в корму, форштевень корабля имеет сильный наклон вперед, а нижний конец лопасти гребного движителя в ее крайнем нижнем положении заглублен ниже основной плоскости на величину, меньшую наибольшего заглубления носового бульбового обтекателя относительно той же плоскости.
Технический результат, обеспечиваемый совокупностью существенных признаков полезной модели, состоит в обеспечении повышенной безопасности плавания путем снижения общей радиозаметности корабля за счет выполнения в надводной части по каждому борту не менее одного слома и найденного оптимального завала к ДП обшивки корабля выше линии слома, при этом слом проходит предпочтительно по всей длине корпуса, а линия указанного слома по каждому из бортов выполнена с имеющим переменный градиент нарастания подъема по длине в направлении к носовой части корабля, причем, по крайней мере, большая часть расположенной выше линии слома бортовой обшивки корпуса и надстройки выполнена в зоне, примыкающей к линии слома, по высоте с углом завала к ДП не менее чем на 5°, что обеспечивает минимально необходимое рассеивание лучей радара, и обеспечения при этом высоких ходовых качеств корабля, путем длительного поддержания хода на сниженных скоростях и управляемости, достаточной для маневрирования относительно ветра и волн при любых погодных условиях, а также использования вооружения и техники без ограничений при волнении моря 4-5 баллов, а также длительного поддержания скорости хода, соответствующей полной мощности главных двигателей (по крутящему моменту) на всех курсовых углах к волне, и, кроме того, свободного маневрирования на этой скорости при волнении моря до 5 баллов, маневрирования на заднем ходу с помощью рулей и винтов при волнении моря до 4 баллов.
При этом основные корпусные конструкции, фундаменты и подкрепления выполнены предпочтительно из низколегированной хромоникелевой стали, с пределом текучести не менее 390 МПа и временным сопротивлением не менее 530 МПа, например, стали марки D 40S, A 40S для листов и сварных профилей и, например, марки D 40S для полособульбовых профилей, второстепенные переборки, выгородки, шахты вентиляции, стенки надстроек выполнены, например, из углеродистой стали с пределом текучести не менее 235 МПа и временным сопротивлением не менее 375 МПа, предпочтительно, из стали Ст3Сп2, а, по крайней мере, звукопрозрачная часть носового бульбового обтекателя выполнена предпочтительно, из титанового сплава ПТ-3В, причем корпус корабля разделен главными водонепроницаемыми переборками для обеспечения непотопляемости не менее чем на 14 отсеков, корпус корабля разделен не менее чем на четыре главные противопожарные зоны, а также имеет выделенные в местные противопожарные зоны погреба, взрывоопасные помещения, помещения энергетической установки, защищенные преимущественно огнестойкими конструкциями, например, типа А-60.
Профили набора надстроек, а также, по крайней мере, части второстепенных, в том числе легких переборок, шахт, полов и, по крайней мере, части фундаментов могут быть выполнены предпочтительно, из алюминиево-магниевых сплавов марки 1561М, настилы палуб выполнены предпочтительно из углеродистой стали марки Ст3сп2, кроме того, корабль содержит трубчатые пиллерсы, выполненные преимущественно стальными из стали марки В20, соединения алюминиевых конструкций надстроек, шахт и легких переборок со сталью выполнены биметаллическими, например, с использованием биметаллических вставок.
Энергетическая установка может включать главную и вспомогательную энергетические установки.
Движительный комплекс может состоять, предпочтительно, не менее чем из двух, соединенных каждый со своим редуктором валопроводов. Кроме того, корабль оснащен средствами общей стабилизации бортовой качки, включающими, по крайней мере, два боковых кормовых или скуловых киля и активный успокоитель качки, по крайней мере, с одной парой неубирающихся рулей, закрепленных на баллерах с возможностью колебательного изменения угла атаки, имеющий механизмы силовых приводов с трубопроводами и систему управления, причем силовые приводы выполнены, преимущественно, электрогидравлическими и включают каждый - привод перекладки руля, изменяющий его угол атаки в набегающем потоке воды при движении корабля, обеспечивающих на скорости хода 18 узлов и волнении до 5 баллов снижение средних амплитуд бортовой качки до 5°.
Корабль может содержать комплекс устройств для локального плавания и спасения на воде, в который входят шлюпочное, грузовое и спасательное устройства, включающие: две шлюпки, например Pacific 22 не менее чем с одним дизельным двигателем, одна шлюпка надувная с подвесным мотором, предпочтительно Yamaha, не менее четырнадцати надувных спасательных плотов, предпочтительно, типа ПСН-20МК вместимостью по двадцать человек каждый, а также спасательные круги, для спуска и подъема шлюпок корабль оборудовано не менее чем двумя поворотными кран-балками и, по крайней мере, одним шлюпочным выстрелом и грузовыми электрическими лебедками.
3
3
3
3
3
3
3
3
Корабль может быть оснащен системами бытовой забортной воды, бытовой пресной воды, хозяйственно-бытовых и сточных вод, водоотливной и перепускной, оснащен системой балластировки топливных цистерн, с заполнением их через кингстоны с помощью запорной арматуры, а именно поворотных затворов с дистанционным управлением и расчетным временем затопления одной цистерны 15 минут, при этом система бытовой забортной воды включает обвязку из труб, выполненных из материала или материалов, стойких к воздействию морской воды, например, с использованием медно-никелевого сплава, арматуры из бронзы и не менее двух насосов, производительностью, например, 10 м/ч при напоре до 0,4 МПа и предназначена для охлаждения оборудования камбуза, промывки ватерклозетов; система хозяйственно-бытовых и сточных вод предназначена для удаления с корабля вод, обработанных в установках очистки сточных вод общей производительностью не менее 14 м/час, и оснащена в качестве дополнительного средства не менее чем четырьмя насосами производительностью около 25 м/ч и дополнительно двумя насосами производительностью около 2 м/ч, а также содержит предпочтительно не менее четырех накопительных цистерн емкостью около 24 м; водоотливная и перепускная система выполнена автономной, оснащена установленными, по крайней мере, в части отсеков с возможностью обслуживания примыкающих к ним смежных отсеков стационарными погружными электронасосами производительностью предпочтительно более 300 м/ч, также содержит не менее одного водоотливного эжектора производительностью около 100 м/ч и, переносные электро- и мотонасосы и эжекторы производительностью, например, от 25 до 100 м/ч; по крайней мере, в одном из погребов смонтирована система затопления, а именно в погребе боезапаса реактивной бомбометной установки.
3
Корабль может быть оборудован противопожарными системами, в том числе водяной, которая состоит из линейной магистрали с отводами к потребителям и предпочтительно не менее пяти насосов производительностью каждый предпочтительно около 160 м/ч с дистанционным управлением главными разобщительными клапанами и автоматическим дистанционным управлением пожарными насосами; а также системами водораспыления и водяного орошения переборок машинных отделений, отделения вспомогательных механизмов и орошения сходов, а также конструкций и устройств в погребах боевого назначения, хранилища энергоносителя, например, керосинохранилища и помещения хранения боезапаса; кроме того, корабль оснащен не менее чем двумя защитными противопожарными системами - ингибиторной, оборудованной баллонами для хранения ингибитора, установленными преимущественно вблизи защищаемых помещений, имеющей автоматическое дистанционное включение и обеспечивающей прекращение доступа воздуха к очагам пожара, и системой объемного химического пожаротушения, включающей, по крайней мере, четыре станции объемного химического тушения, обеспечивающие тушение пожара в помещениях носового и кормового машинных отделений, отделении вспомогательных механизмов, румпельном отделении, в носовой и кормовой электростанции, керосинохранилище и ангаре вертолета, кроме того, на корабле смонтирована система автоматического включения средств противопожарной защиты, например, типа АП3-028, содержащая сигнализаторы температуры, давления и пламени, объединенные в сеть с приборами автоматического включения средств противопожарной защиты, и предназначенная для обнаружения пожара в погребах хранения боезапаса, в керосинохранилище и ангаре вертолета и автоматического включения средств противопожарной защиты и задействования средств противопожарной защиты, например водяного орошения или объемного химического пожаротушения, ингибиторной системы или их сочетание.
Корабль может быть оснащен навигационным оборудованием, а также комплексом гидрометеорологического обеспечения и включает систему инерциальной навигации и стабилизации, приборы которой вырабатывают и выдают вооружению и техническим средствам корабля текущие данные о географическом курсе корабля в плоскости горизонта, географических координатах - широте и долготе места нахождения корабля, углах бортовой качки, измеренной в плоскости шпангоута, и килевой качки, измеренной в диаметральной плоскости, угловой скорости качки и изменения курса; двух составляющих линейной скорости корабля относительно грунта в месте установки гироприбора в географической системе координат; трех составляющих мгновенной скорости корабля, вызванной качкой и орбитальным движением корабля в месте установки гироприбора в географической системе координат, трех составляющих линейного перемещения корабля, вызванного качкой и орбитальным движением корабля в месте установки гироприбора в географической системе координат и о суммарном угле наклона палубы, при этом на корабле также установлены путевой магнитный компас с компенсирующим устройством, например, типа КМ-145-4, обеспечивающим измерение магнитного и определение истинного курса корабля, магнитных пеленгов и курсовых углов; лаг индукционный, например, ЛИ2-1, предназначенный для измерения скорости корабля относительно воды, вычисления пройденного расстояния и выдачи данных на репитеры и информационные табло системы управления рулевой машиной с инструментальной погрешностью измерения скорости в диапазоне температур от 0 до 50° - ±0,1 узла и остаточной погрешностью в диапазоне скорости от десяти до двадцати узлов, не более ±0,25 узла, кроме того, инерциальная система навигации и стабилизации оснащена предназначенным для автоматического счисления текущих географических координат и автоматической прокладки пути корабля в переменном масштабе на картах меркаторской проекции или в постоянном масштабе, например, на бумаге, и выдачи счисленных географических координат автопрокладчиком, например, типа «Топаз-11356» с обеспечением работы указанного аппарата в пределах: по скорости до пятидесяти узлов с учетом течения, по курсу без ограничений, по широте в интервале ±75°, по долготе без ограничений.
Корабль может быть оснащен комплексами ударного ракетного оружия, противовоздушной и противоракетной обороны, имеющими ракеты средней и малой дальности, а также крылатые ракеты, предусмотрены артиллерийские комплексы, активные и пассивные средства радиоэлектронной борьбы. Его навигационное оборудование может включать два приемоиндикатора спутниковых навигационных систем, например типа Husun MX 420 со встроенными преемниками дифференциальных поправок для определения текущих значений навигационных параметров по сигналам спутниковых навигационных систем, например, GPS и ГЛОНАС.
Комплекс гидрометеорологического обеспечения, предназначенный для получения и обработки текущей гидрометеорологической информации от метеорологических искусственных спутников, измерения гидрометеорологических параметров окружающей среды, а также температуры и влажности, по крайней мере, в части помещений корабля, может включать блок приема и обработки гидрометеорологической информации и подключенных к нему не менее двух датчиков скорости и направления ветра, а также размещенные на открытой части корабля датчики температуры и влажности воздуха, кроме того, в комплекс гидрометеорологического обеспечения включены, по крайней мере, по одному датчику атмосферного давления, нижней границы облаков, метеорологической оптической дальности видимости, принтер для отображения температуры и влажности, по крайней мере, в погребах хранения боезапасов, выносные табло гидрометеорологической информации, установленные в командных постах.
На корабле могут быть оборудованы взлетно-посадочная площадка и ангар, необходимые для базирования и применения, в том числе в боевых условиях, по крайней мере, одного вертолета, а также средства авиционно-технического обеспечения и обслуживания полетов и содержания вертолета на корабле, в том числе гироскопическое устройство выставки курса, комплекс обработки полетной информации, система безопасной посадки, устройство хранения и подачи боезапаса, топливная система для заправки вертолета, системы электроснабжения, подачи сжатого воздуха в бортовые системы вертолета и гидроустановка для обмыва вертолета пресной водой, судовой стартово-командный пункт, обеспеченный радиосвязью с вертолетом, и средства пожаротушения.
Для защиты личного состава в экстремальных ситуациях от проникающей радиации, светового излучения, от радиоактивных и отравляющих веществ и биологического оружия корабль может быть оснащен защитными средствами и устройствами индикации поражающих факторов, в том числе на корабле оборудованы противохимическая вентиляция с фильтрами грубой очистки (ФГО), а также фильтрами, например, типа ФПУ-200, которыми оборудованы, по крайней мере, посты санобработки, главный, центральный и запасной командные посты, пост дистанционного управления; противоаэрозольные фильтры грубой очистки на воздухоприемных шахтах дизель-генераторов и электрокомпрессорной станции, боевой пост радиохимического контроля с шахтой подачи проб с открытой палубы; судовые дозиметрические установки, для проведения непрерывного дистанционного контроля радиационной обстановки, а также комплект индивидуальных дозиметров и по крайней мере, один газоанализатор автоматической судовой, например, типа ГСА-К, с устройством для подачи сигнала при наличии в воздухе фосфорорганических отравляющих веществ и Y-излучений, выполненный с возможностью работы в двух режимах: непрерывном или циклическом с периодичностью, предпочтительно, 15 мин, кроме того, корабль оснащен системой универсальной водяной защиты, при этом указанная система состоит не менее чем из восьми автономных участков и предназначена для орошения забортной водой или забортной водой с химическим раствором, по крайней мере, части наружной поверхности конструкций корабля для защиты от продуктов ядерного взрыва.
Корабль может быть выполнен с основными размерениями: наибольшей длиной не менее ста двадцати метров, предпочтительно сто двадцать пять метров, и длиной по конструктивной ватерлинии, предпочтительно сто пятнадцать метров, наибольшей шириной не менее пятнадцати метров, высотой борта на одиннадцатом теоретическом шпангоуте не менее 9, предпочтительно 9,74 м; заглубление носового бульбового обтекателя принято ниже основной плоскости, например, около 2 м, а заглубление конца лопасти гребного винта ниже основной плоскости составляет, например, около 1,36 м; водоизмещение: стандартное три-четыре тысячи т, предпочтительно около 3350 т, при этом нормальное и полное водоизмещение составляют около 3600 и 3860 т соответственно, причем средние осадки составляют при стандартном водоизмещении около 4,28 м, при нормальном - около 4,47 м, при полном - около 4,66 м; показатели остойчивости корабля: угол заката диаграммы статической остойчивости при стандартном водоизмещении - не менее 80° и начальная поперечная метацентрическая высота при том же водоизмещении составляет не менее 0,80 м, при этом остойчивость неповрежденного корабля выполнена обеспечивающей безопасное плавание на всех курсовых углах относительно ветра и волн в условиях бортовой качки около 25° и шквального ветра при стандартном водоизмещении - не менее 33 м/с, при нормальном - не менее 45,0 м/с, а при большей скорости ветра безопасность плавания корабля обеспечена выбором и прокладкой переменного курса относительно ветра и волн, а также сохранением остойчивости, например, за счет не расходуемого запаса топлива или балластировки корабля, при этом па корабле оборудовано два поста приема жидких грузов по траверзному способу, имеющих трубопроводы, в том числе для приема топлива и пресной воды условным диаметром, предпочтительно, 100 мм, и один для пресной воды условным диаметром, предпочтительно, 50 мм, предусмотрен также прием жидких грузов с носа по кильватерному способу в положении буксировки на расстоянии до 200 м по шлангу условным диаметром около 100 мм и сухих грузов массой одной упаковки или передаваемой единицы груза предпочтительно не более 1000 кг.
Недостатком данного технического решения является то, оно обеспечивает решение сравнительно ограниченного числа задач.
Известно также надводное однокорпусное водоизмещающее быстроходное судно. Судно имеет носовой бульб корпуса, успокоитель бортовой качки, боковые кормовые или скуловые кили и вертикальную килевую наделку в корме. Корпус выполнен с наибольшей шириной по конструктивной ватерлинии в корме. Наибольшая осадка корпуса корабля находится в районе носовой оконечности. Линия диаметральной плоскости в днищевой части, проведенная через точки примыкания продолжений линий шпангоутов к диаметральной плоскости, представляет собой плавную S-образную кривую от первой точки до предпоследней. Вертикальная килевая наделка корабля имеет подъем своей килевой линии в сторону кормовой оконечности. Судно имеет носовое крыло площадью не более 2% площади конструктивной ватерлинии (патент RU 2155693 [2]).
Недостатком указанного известного технического решения является то, что оно не обеспечивает достаточной аварийной остойчивости, из-за чего снижается живучесть, долговечность и экономичность корабля.
Известен также корабль водоизмещением класса эсминца (патент RU №65016 U) [3]. Эсминец содержит корпус с бортами, днищем, вторым дном, успокоителем качки, форштевнем, носовым бульбовым обтекателем, заглубленным ниже основной плоскости, и кормовой оконечностью с транцем, верхней и нижней палубами, надстройку, энергетическую установку, снабженную не менее чем одним гребным движителем, навигационные, радионавигационные, боевые средства и вооружение, общекорабельные и локальные системы и устройства, причем корпус корабля выполнен короткополубачным, имеет круглоскулую форму в подводной части корпуса, а в надводной части в бортах корпуса выполнено, по крайней мере, два слома, в том числе один, начинающийся от транца и завершенный в первой четверти длины корабля, а второй - выполнен под полубаком на уровне верхней палубы, причем угол наклона первого слома превышает угол наклона второго, транец выполнен с наклоном в корму, форштевень с наклоном вперед, на угол, превышающий скалярную величину угла наклона транца к горизонту.
Согласно второму варианту выполнения корабль имеет средний градиент нарастания ширины корпуса по длине корабля в плоскости КВЛ от крайней передней точки КВЛ до выхода на максимальную ширину корпуса в указанной плоскости составляет не более 0,4.
Согласно третьему варианту энергетическая установка корабля включает не менее чем один главный двигатель и не менее чем два генератора, закоммутированных технологическими трубопроводами, и снабженную не менее чем одним гребным движителем, при этом по крайней мере часть технологических трубопроводов снабжены гибкими вставками и/или дроссельными шайбами, установленными по крайней мере перед частью механизмов энергетической установки.
Согласно четвертому варианту эсминец или корабль типа эсминца выполнен с двумя 5-лопастными гребными винтами, причем нижний конец лопасти каждого гребного винта в ее крайнем нижнем положении заглублен ниже основной плоскости на величину, меньшую наибольшего заглубления носового бульбового обтекателя относительно той же плоскости.
Технический результат, достигаемый полезной моделью во всех вариантах выполнения, заключается в повышении экономичности, снижении материалоемкости при одновременном улучшении мореходных качеств, остойчивости, а также повышении живучести, непотопляемости и долговечности судна за счет конструктивных особенностей корпуса корабля и конфигурации его надводной, подводной частей, обводов, главных размерений и оборудованных этим улучшенных гидродинамических качеств формы, при этом короткий полубак обеспечивает хорошие мореходные качества при достаточно низком положении центра тяжести корпуса корабля. Предложенная оптимальная форма и развал носовых шпангоутов обеспечивают отсутствие слеминга на развитом волнении в морской и океанской зоне и безаварийную работу гидроакустической станции в носовом обтекателе, оптимальные обводы кормовой оконечности и форма транца обеспечивают возможность дополнительного размещения в корме средств активного управления кораблем на малых скоростях хода, отсутствие кавитации при работе гребных винтов на больших скоростях хода до 18 узлов, а также длительное поддержание заднего хода в условиях развитого волнения.
Корабль может быть оснащен навигационными и радионавигационными средствами, а также комплексом гидрометеорологического обеспечения и может включать инерциальную систему навигации и стабилизации, приборы которой могут быть закоммутированы с техническими средствами корабля, в том числе с системой управления рулевой машиной, и могут быть снабжены датчиками, обеспечивающими возможность получения текущих данных о географическом курсе корабля в плоскости горизонта, географических координатах - широте и долготе места нахождения корабля, углах бортовой качки, измеренной в плоскости шпангоута, и килевой качки, измеренной в вертикальной плоскости, угловой скорости качки и изменения курса; двух составляющих линейной скорости корабля в месте установки гироприбора в географической системе координат; трех составляющих мгновенной скорости корабля, вызванной качкой и орбитальным движением корабля в месте установки гироприбора в географической системе координат, и о суммарном угле наклона палубы. При этом инерциальная система навигации и стабилизации может содержать путевой магнитный компас с компенсирующим устройством, например, типа КМ-145-4, обеспечивающим измерение магнитного и определение истинного курса корабля, магнитных пеленгов и курсовых углов с погрешностью от ±0,5 на неподвижном основании до ±5° на прямом курсе, при бортовой качке с амплитудой 30° и килевой качке с амплитудой 10°; лаг индукционный, например, ЛИ2-1, предназначенный для измерения скорости судна относительно воды, вычисления пройденного расстояния и выдачи данных на репитеры навигационных приборов и информационные табло системы управления рулевой машиной с инструментальной погрешностью измерения скорости в диапазоне температур от 0 до 50° - ±0,1 узла и остаточной погрешностью в диапазоне скорости от десяти до двадцати узлов, не более ±0,25 узла, кроме того, инерциальная система навигации и стабилизации может быть оснащена предназначенным для автоматического счисления текущих географических координат и автоматической прокладки пути корабля в переменном масштабе на картах меркаторской проекции или в постоянном масштабе, например на бумаге, и выдачи счисленных географических координат автопрокладчиком, например, типа АП-4-956 с обеспечением работы указанного аппарата в пределах: по скорости до пятидесяти узлов с учетом течения, по курсу без ограничений, по широте в интервале ±75°, по долготе без ограничений.
Радионавигационные средства могут включать корабельный навигационный приемник, например типа СН-3101, для определения текущих значений навигационных параметров по сигналам спутниковых навигационных систем, например, GPS и ГЛОНАСС, а также не менее одного приемоиндикатора для определения координат корабля по сигналам береговых радионавигационных систем, а также не менее одного приемоиндикатора с автоматической выработкой текущих географических, а также ортодромических координат и вектора путевой скорости корабля по сигналам импульсно-фазовых радионавигационных систем.
Комплекс гидрометеорологической информации, предназначенный для получения и обработки текущей гидрометеорологической информации, а также температуры и влажности, по крайней мере, в части помещений корабля, может включать блок приема и обработки гидрометеорологической информации и подключенных к нему не менее двух, предпочтительно, акустических датчиков скорости и направления ветра, а также размещенными на открытой части корабля датчиками температуры и влажности наружного воздуха и размещенными, по крайней мере, в погребах хранения боезапаса датчиками температуры и влажности внутреннего воздуха соответствующих помещений корабля, кроме того, в комплекс гидрометеорологического обеспечения могут быть включены, по крайней мере, по одному датчику атмосферного давления, нижней границы облачности, видимости, по крайней мере, по одному компьютеру с принтером для отображения гидрометеорологической информации и с принтером для отображения температуры и влажности, по крайней мере, в погребах хранения боезапасов, выносные табло гидрометеорологической информации, установленные в командных постах, а также не менее чем один настроенный на прием гидрометеорологической информации радиоприемник с антенным устройством.
Оборудование жизнеобеспечения данного корабля, а также материалы конструкций аналогичны кораблю, описанному в источнике информации [1].
Также из уровня техники известен корабль типа эсминца, содержащий металлический корпус и надстройку (RU 2249535 [4]).
Недостатком известного технического решения является то, что он не обеспечивает достаточной аварийной остойчивости, из-за чего снижается живучесть, долговечность и экономичность корабля.
Известны также патрульно-гидрографические корабли (Храмушин В.Н. Поисковые исследования штормовой мореходности корабля. Владивосток: Дальнаука, 2003. 172 с.[5], Храмушин В.Н. Гидродинамическая стабилизация корабля на тяжелом волнении. / Мореходство и морские науки - 2008. Труды Первой сахалинской научно-технической конференции 12.02.2008 г. Южно-Сахалинск, изд-во СахГУ, 2008 г. [6], патент GB №1166976 А, 15.10.1969. [7], патент US №5711239 A, 27.01.1998 [8], патент RU №2384456 [9]).
Известный патрульно-гидрографический корабль повышенной штормовой мореходности для открытого океана предназначен для всепогодного несения службы в дальневосточных морях России; непрерывного и комплексного контроля состояния морских акваторий; наблюдения за надводной и подводной обстановкой в открытом море и вблизи побережья Сахалина и Курильских островов, в том числе способный обеспечивать непрерывное решение поисковых и научно-исследовательских задач, проводить морскую разведку, гидрографическую и гидрометеорологическую поддержку сил флота; а также во взаимодействии с береговыми морскими службами эффективно решать задачи спасения человеческой жизни на море и информационного обеспечения безопасности мореплавания в штормовых условиях дальневосточных морей России и северо-западной части Тихого океана (патент RU №2384456[9]).
Предметом изобретения [9] является корабль неограниченного района плавания, форма корпуса и общекорабельная архитектура которого обеспечивают наилучшие штормовые мореходные качества в любых погодных условиях дальних океанских походов, что выражается в возможности поддержания высокой скорости хода любым курсом относительно ураганного ветра и штормовых волн с минимальной бортовой и килевой качкой, и, как следствие, способного эффективно использовать все бортовые и забортные технические средства наблюдения и корабельные вооружения.
Корабль является надводным плавсредством с запасом плавучести, не превышающем водоизмещения, не имеющем скуловых и днищевых килей или других активных крыльевых стабилизаторов качки в средней части корпуса. Рассматриваются два варианта установки подкильной гидроакустической станции: в средней части корпуса в виде выдвижной хорошо обтекаемой гондолы, закрепленной на двух узких стойках, не оказывающих влияния на поперечные потоки воды при бортовой качке корабля, и в обтекателе носового бульба, у которого, тем не менее, имеется подрез форштевня для облегчения рыскания корабля в условиях интенсивного штормового волнения.
На борту корабля имеются противокорабельное и зенитное вооружение, радиолокационные комплексы контроля надводной обстановки и специальные системы гидрометеорологического наблюдения; кормовая аппарель для спуска на воду крупного автономного или буксируемого плавсредства, а также гидрофизическое и гидрографическое поисковое оборудование, в том числе представленное самоходными надводными и подводными аппаратами и буксируемыми параванами. При проведении подводных поисковых или гидрографических работ корабль способен образовать широкое поле самоходных и буксируемых гидрофизических станций, обеспечивая покрытие большой по площади морской акватории за один галс.
Для согласования всего комплекса стоящих перед кораблем задач в его проектировании реализованы технические решения в соответствии с принципами непротиворечивого проектирования сложных морских инженерных сооружений и хорошей морской практики.
В средней части корпуса имеется завал борта с максимальным углом наклона шпангоутов на уровне действующей ватерлинии. Продольное распределение высоты борта корабля выполнено с таким расчетом, чтобы в штормовых условиях на любом участке борта на верхнюю палубу корабля могло заливаться примерно одинаковое количество воды. На корабле не устанавливаются надстройки по ширине палубы от одного до другого борта, а все крупные надпалубные конструкции сделаны в виде рубок с единственным протяженным по длине корабля широким проходом в районе мидель-шпангоута. Это означает, что при захлестывании волнового гребня на палубу корабля относительно узкие палубные рубки и комингсы препятствуют перетеканию потоков воды на подветренный борт, вся масса останется на том же борту, что создает дополнительный спрямляющий момент после ударов волны о борт корабля.
Корабль имеет крейсерскую корму, при этом вся кормовая часть корпуса имеет завал надводного борта, что необходимо для исключения захвата корпуса попутной волной и недопущения брочинга. Кормовой подзор короткий и не образует висящего над водой избыточного надводного объема, что возможно при использовании двухвальной схемы винторулевого комплекса. Непосредственно за гребными винтами установлены подпружиненные горизонтальные крылья активных успокоителей качки, которые при остановке главных двигателей начинают работать в качестве штормовых машущих крыльевых движителей, воспринимающих энергию вертикальных перемещений кормовой части корабля относительно поверхности воды, возникающих при интенсивной килевой качке корабля без хода.
Подводная часть форштевня имеет косой подрез, а надводная ветвь форштевня завалена в корму, что необходимо для снятия ударных нагрузок на корпус при прорезании гребней волн на полном ходу корабля. Заваленный форштевень всегда под тупым углом подрезает гребни волн, а подводный подрез форштевня дает возможность самопроизвольного отклонения от курса (рыскания), что также исключает концентрированные удары волн о развал скулы надводного борта корабля. Ветви надводных шпангоутов в носовой части корпуса имеют небольшой развал, что необходимо для исключения глубокого заныривания верхней палубы под гребни крупных штормовых волн на полном ходу корабля. Подводные ветви носовых шпангоутов создают закрученную поверхность, начинающуюся от небольшого завала борта над бульбом, плавно направляющую потоки воды под днище корабля. Такая носовая скула затягивает вниз и гасит гребень первой носовой расходящейся корабельной волны и аналогично пропускает под днище встречные штормовые волны, не давая им концентрировать удары по корпусу корабля.
Диаграмма плеч статической остойчивости формы корпуса за счет вогнутого надводного борта в средней части корпуса имеет ярко выраженную S-образность. Угол заката диаграммы остойчивости для корабля без палубных рубок уходит на 180°, что формально означает абсолютную остойчивость, исключающую принципиальную возможность плавания корабля кверху килем. Добавление объема палубных рубок в расчеты восстанавливающих моментов на больших углах крена показывает практическую невозможность опрокидывания корабля.
Для оценки поведения корабля на волнении введем понятие полосы активных ватерлиний, которая для данного корабля будет составлять ±1,25 м. В этой полосе будет проявляться силовое воздействие морских волн с высотой порядка 3-4 м.
Общее архитектурное решение по кораблю представлено включением всех палубных рубок и устройств внутрь общегабаритного кругового цилиндра, кроме центральной рубки с ходовым мостиком. На высоком острове ходовой рубки расположены ниши для хранения и быстрого спуска за борт самоходных гидрофизических модулей и параванов, над рубкой установлены системы внешнего воздушного наблюдения. Все бытовые и служебные помещения размещены внутри герметичного корпуса, верхняя палуба которого является главной водонепроницаемой палубой корабля. Вдоль правого борта проходит сквозной коридор, разделенный автоматическими дверями на водонепроницаемых переборках, все жилые и служебные помещения расположены по левому борту. Судовые машины и механизмы, грузовые помещения и танки для жидких грузов находятся ниже верхнего жилого яруса в корпусе корабля.
Опытные мореходные испытания самоходной телеуправляемой модели корабля в опытном бассейне на регулярном волнении, также как и испытания на реальном ветровом волнении в открытом море, полностью подтвердили правильность выбранных технических решений по форме корпуса и общекорабельной архитектуре корабля:
- потери хода при движении корабля произвольным курсом относительно крутых волн, высота которых превышала высоту корпуса корабля вместе с надстройками, не превышают 25-30%;
- бортовая качка как на полном ходу корабля, так и при остановке машин остается минимальной, что ярко проявлялось в сравнении с наклонами поверхности штормовых волн;
- углы дифферента и вертикальные ускорения в оконечностях корабля составляют 20-30% от естественных вертикальных ускорений частиц жидкости на поверхности воды и соответственно - видимых наклонов между гребнями и впадинами штормовых волн;
- даже под воздействием крупных гребней штормовых волн, ударяющих в центральную рубку и полностью накрывающих другие более низкие палубные конструкции, корабль не подвергался большим накренениям.
Форма корпуса корабля и общекорабельная архитектура корабля в целом удовлетворяют принципам непротиворечивого проектирования корабля, согласующих все технические решения без взаимных противоречий.
Однако обеспечение возложенных задач на корабль гидрографической и патрульной службы диктует необходимость оснащения его соответствующим навигационным и гидрографическим вооружением, которое на известном корабле гидрографической и патрульной службы [9] представлено не в полной мере. Кроме того, при обеспечении задач патрулирования в мелководных районах экономической зоны, включая шельфовую зону, необходимо иметь корабль, способный оперативно и без ограничений выполнять возложенные на него задачи.
Задачей предлагаемого технического решения является расширение функциональных возможностей корабля гидрографической и патрульной службы.
Поставленная задача решается за счет того, что в известном устройстве, представляющим собой корабль гидрографической и патрульной службы для всепогодного океанского дежурства по охране морских рубежей и контроля морских акваторий, в котором его форма корпуса и общекорабельная архитектура оптимизированы для эффективного решения широкого круга морских экспедиционных научно-исследовательских, поисковых и боевых задач в условиях ураганных ветров и интенсивного штормового волнения, при этом обеспечивается следующими ключевыми проектно-техническими решениями: надводный объем герметичного корпуса меньше водоизмещения корабля; заваленный в средней части корпуса борт корабля имеет максимальный угол наклона на уровне действующей ватерлинии; диаграмма статической остойчивости имеет S-образную форму с углом заката на 180°; в штормовых условиях на любой участок палубы вдоль борта корабля заливается примерно одинаковое количество воды; наводная часть форштевня корабля завалена в корму, а в подводной части форштевня сделан наклонный подрез, крейсерская корма имеет завал надводного борта и минимальное нависание кормового подзора, допускаемого использованием двухвальной схемы винторулевого комплекса. Непосредственно за гребными винтами установлены горизонтальные крылья активных успокоителей качки на подпружиненных баллерах, которые в случае остановки главных машин начинают работать в качестве аварийных штормовых движителей.
Геометрия корпуса корабля с палубными рубками определяется охватывающим круговым цилиндром, при этом подводная часть корпуса гладкая и не содержит продольных скуловых или днищевых килей, а вдоль бортов на верхней палубе устраивается открытый проход, на котором потоки воды из гребней штормовых волн удерживаются с помощью палубных рубок и продольных комингсов.
Все бытовые и служебные помещения корабля располагаются под верхней палубой, которая одновременно является главной палубой прочного водонепроницаемого корпуса, при этом основные корпусные конструкции, фундаменты и подкрепления выполнены, предпочтительно, из низколегированной хромоникелевой стали, с пределом текучести не менее 390 МПа и временным сопротивлением не менее 530 МПа, например, стали марки D 40S, A 40S для листов и сварных профилей и, например, марки D 40S для полособульбовых профилей, второстепенные переборки, выгородки, шахты вентиляции, стенки надстроек выполнены, например, из углеродистой стали с пределом текучести не менее 235 МПа и временным сопротивлением не менее 375 МПа, предпочтительно, из стали Ст3сп2, а, по крайней мере, звукопрозрачная часть носового бульбового обтекателя выполнена, предпочтительно, из титанового сплава ПТ-3В, причем корпус корабля разделен главными водонепроницаемыми переборками для обеспечения непотопляемости на отсеки.
3
3
3
3
3
3
3
3
3
Корпус корабля разделен не менее чем на четыре главные противопожарные зоны, а также имеет выделенные в местные противопожарные зоны погреба, взрывоопасные помещения, помещения энергетической установки, защищенные преимущественно огнестойкими конструкциями, например, типа А-60, профили набора надстроек, а также, по крайней мере, части второстепенных, в том числе легких переборок, шахт, полов и, по крайней мере, части фундаментов могут быть выполнены, предпочтительно, из алюминиево-магниевых сплавов марки 1561М, настилы палуб выполнены, предпочтительно, из углеродистой стали марки Ст3сп2, кроме того, корабль содержит трубчатые пиллерсы, выполненные преимущественно стальными из стали марки В20, соединения алюминиевых конструкций надстроек, шахт и легких переборок со сталью выполнены биметаллическими, с использованием биметаллических вставок, энергетическая установка включает главную и вспомогательную энергетические установки. Движительный комплекс состоит, предпочтительно, не менее чем из двух, соединенных каждый со своим редуктором валопроводов. Корабль также оснащен средствами общей стабилизации бортовой качки, включающими, по крайней мере, два боковых кормовых или скуловых киля и активный успокоитель качки, по крайней мере, с одной парой неубирающихся рулей, закрепленных на баллерах с возможностью колебательного изменения угла атаки, имеющий механизмы силовых приводов с трубопроводами и систему управления, причем силовые приводы выполнены, преимущественно, электрогидравлическими и включают каждый - привод перекладки руля, изменяющий его угол атаки в набегающем потоке воды при движении корабля, обеспечивающих на скорости хода 18 узлов и волнении до 5 баллов снижение средних амплитуд бортовой качки до 5°, комплексом устройств для локального плавания и спасения на воде, в который входят шлюпочное, грузовое и спасательное устройства, включающие две шлюпки, например, Pacific 22 не менее чем с одним дизельным двигателем, одна шлюпка надувная с подвесным мотором, предпочтительно Yamaha, не менее четырнадцати надувных спасательных плотов, предпочтительно, типа ПСН-20МК вместимостью по двадцать человек каждый, а также спасательные круги. Для спуска и подъема шлюпок корабль оборудован не менее чем двумя поворотными кран-балками и по крайней мере одним шлюпочным выстрелом и грузовыми электрическими лебедками, системами бытовой забортной воды, бытовой пресной воды, хозяйственно-бытовых и сточных вод, водоотливной и перепускной системой балластировки топливных цистерн, с заполнением их через кингстоны с помощью запорной арматуры, а именно поворотных затворов с дистанционным управлением и расчетным временем затопления одной цистерны 15 минут, при этом система бытовой забортной воды включает обвязку из труб, выполненных из материала или материалов, стойких к воздействию морской воды, например, с использованием медно-никелевого сплава, арматуры из бронзы и не менее двух насосов, производительностью, например, 10 м/ч при напоре до 0,4 МПа и предназначена для охлаждения оборудования камбуза, промывки ватерклозетов. Система хозяйственно-бытовых и сточных вод предназначена для удаления с корабля вод, обработанных в установках очистки сточных вод общей производительностью не менее 14 м/ч и оснащена в качестве дополнительного средства не менее чем четырьмя насосами производительностью около 25 м/ч и дополнительно двумя насосами производительностью около 2 м/ч, а также содержит предпочтительно не менее четырех накопительных цистерн емкостью около 24 м; водоотливная и перепускная система выполнена автономной и оснащена установленными, по крайней мере, в части отсеков с возможностью обслуживания примыкающих к ним смежных отсеков стационарными погружными электронасосами производительностью предпочтительно более 300 м/ч, также содержит не менее одного водоотливного эжектора производительностью около 100 м/ч и, переносные электро- и мотонасосы и эжекторы производительностью, например, от 25 до 100 м/ч; по крайней мере, в одном из погребов смонтирована система затопления, а именно в погребе боезапаса реактивной бомбометной установки, противопожарными системами, в том числе водяной, которая состоит из линейной магистрали с отводами к потребителям и предпочтительно не менее пяти насосов производительностью каждый предпочтительно около 160 м/ч с дистанционным управлением главными разобщительными клапанами и автоматическим дистанционным управлением пожарными насосами; а также системами водораспыления и водяного орошения переборок машинных отделений, отделения вспомогательных механизмов и орошения сходов, а также конструкций и устройств в погребах боевого назначения, хранилища энергоносителя, например, керосинохранилища и помещения хранения боезапаса.
Кроме того, корабль оснащен не менее чем двумя защитными противопожарными системами - ингибиторной, оборудованной баллонами для хранения ингибитора, установленными преимущественно вблизи защищаемых помещений, имеющей автоматическое дистанционное включение и обеспечивающей прекращение доступа воздуха к очагам пожара, и системой объемного химического пожаротушения, включающей, по крайней мере, четыре станции объемного химического тушения, обеспечивающие тушение пожара в помещениях носового и кормового машинных отделений, отделений вспомогательных механизмов, румпельном отделении, в носовой и кормовой электростанции, керосинохранилище и ангаре вертолета.
На корабле смонтирована система автоматического включения средств противопожарной защиты, например, типа АП3-028, содержащая сигнализаторы температуры, давления и пламени, объединенные в сеть с приборами автоматического включения средств противопожарной защиты, и предназначенная для обнаружения пожара в погребах хранения боезапаса, в керосинохранилище и ангаре вертолета и автоматического включения средств противопожарной защиты и задействования средств противопожарной защиты, например, водяного орошения или объемного химического пожаротушения, ингибиторной системы, или их сочетание. При этом на корабле оборудовано два поста приема жидких грузов по траверзному способу, имеющих трубопроводы в том числе для приема топлива и пресной воды условным диаметром, предпочтительно, 100 мм, и один для пресной воды условным диаметром, предпочтительно, 50 мм, предусмотрен также прием жидких грузов с носа по кильватерному способу в положении буксировки на расстоянии до 200 м по шлангу условным диаметром около 100 мм и сухих грузов массой одной упаковки или передаваемой единицы груза предпочтительно не более 1000 кг.
На борту корабля имеются противокорабельное и зенитное вооружение, радиолокационные комплексы контроля надводной обстановки и специальные системы гидрометеорологического наблюдения, кормовая аппарель для спуска на воду крупного автономного или буксируемого плавсредства, а также гидрофизическое и гидрографическое поисковое оборудование, в том числе представленное самоходными надводными и подводными аппаратами и буксируемыми параванами, при проведении подводных поисковых или гидрографических работ корабль способен образовать широкое поле самоходных и буксируемых гидрофизических станций, обеспечивая покрытие большой по площади морской акватории за один галс. Корабль оснащен навигационными и радионавигационными средствами, а также комплексом гидрометеорологического обеспечения и включает инерциальную систему навигации и стабилизации, приборы которой закоммутированы с техническими средствами корабля, в том числе с системой управления рулевой машиной и снабжены датчиками, обеспечивающими возможность получения текущих данных о географическом курсе корабля в плоскости горизонта, географических координатах - широте и долготе места нахождения корабля, углах бортовой качки, измеренной в плоскости шпангоута, и килевой качки, измеренной в вертикальной плоскости, угловой скорости качки и изменения курса; двух составляющих линейной скорости корабля в месте установки гироскопического прибора в географической системе координат, трех составляющих мгновенной скорости корабля, вызванной качкой и орбитальным движением корабля в месте установки гироскопического прибора в географической системе координат, и о суммарном угле наклона палубы, при этом инерциальная система навигации и стабилизации может содержать путевой магнитный компас с компенсирующим устройством, обеспечивающим измерение магнитного и определение истинного курса корабля, магнитных пеленгов и курсовых углов с погрешностью от ±0,5 на неподвижном основании до ±5° на прямом курсе, при бортовой качке с амплитудой 30° и килевой качке с амплитудой 10°, лаг индукционный, предназначенный для измерения скорости судна относительно воды, вычисления пройденного расстояния и выдачи данных на репитеры навигационных приборов и информационные табло системы управления рулевой машиной.
Инерциальная система навигации и стабилизации также оснащена предназначенным для автоматического счисления текущих географических координат и автоматической прокладки пути корабля в переменном масштабе на картах меркаторской проекции или в постоянном масштабе, например, на бумаге и выдачи счисленных географических координат автопрокладчиком, радионавигационные средства включают корабельный навигационный приемник для определения текущих значений навигационных параметров по сигналам спутниковых навигационных систем GPS и ГЛОНАСС, а также приемоиндикаторы для определения координат корабля по сигналам береговых радионавигационных систем с автоматической выработкой текущих географических, а также ортодромических координат и вектора путевой скорости корабля по сигналам импульсно-фазовых радионавигационных систем, комплекс гидрометеорологической информации, предназначенный для получения и обработки текущей гидрометеорологической информации, а также температуры и влажности, по крайней мере, в части помещений корабля, который включает блок приема и обработки гидрометеорологической информации и подключенных к нему не менее двух, предпочтительно, акустических датчиков скорости и направления ветра, а также размещенными на открытой части корабля датчиками температуры и влажности наружного воздуха и размещенными, по крайней мере, в погребах хранения боезапаса датчиками температуры и влажности внутреннего воздуха соответствующих помещений корабля.
Кроме того, в комплекс гидрометеорологического обеспечения могут быть включены, по крайней мере, по одному датчику атмосферного давления, нижней границы облачности, видимости, по крайней мере, по одному компьютеру с принтером для отображения гидрометеорологической информации и с принтером для отображения температуры и влажности, по крайней мере, в погребах хранения боезапасов, выносные табло гидрометеорологической информации, установленные в командных постах, а также не менее чем один настроенный на прием гидрометеорологической информации радиоприемник с антенным устройством, в котором в отличие от аналогов и прототипа гребные винты корабля снабжены диффузорными насадками с откосом воды с внутренней поверхности насадки.
Корабль оборудован устройством аэрации потока воды под кораблем в зоне отрицательных давлений под днищем корабля, при этом вдоль шпангоутов корабля установлены аэрационные трубы, которые в нижней своей части, проходящей относительно днища корабля, выполнены перфорированными, а в верхней своей части, сочлененные с воздухозабортниками, на корабле дополнительно установлены многолучевой эхолот, гидроакустический параметрический профилограф, гидролокатор бокового обзора, еще одна малогабаритная ИНС, абсолютный гидроакустический лаг, электронная картографическая система, индикатор совмещенной радиолокационной и картографической информации, модуль радиовысотомеров малых высот, система внешнего пожаротушения, съемные жесткие контейнеры для принятия жидких углеводородов, каждый объемом 350 кубических метров, жесткий водолазный скафандр, судовой приемник радиомаяка дифференциальной системы, навигационная гидроакустическая система с короткой базой и/или длиной базой, морская станция спутниковой связи, глубоководный промерный эхолот, автоматизированный гидрографический комплекс площадной съемки, система планирования, автоматического сбора, регистрации и обработки данных, гидрофизический зонд, гидрохимический зонд, автономный самоходный подводный аппарат для обследования состояния трубопровода по всей протяженности трассы, оснащенный аппаратурой для определения положения трубопровода в пространстве, измерения толщины слоя грунта над трубой, физических и химических параметров в водной среде, параметров электрохимической защиты трубопровода, а также оснащенный телевизионной аппаратурой и бортовым вычислительным комплексом, двухзвенный привязной телеуправляемый подводный аппарат для детального контроля дефектных или потенциально опасных участков трубопровода, оснащенный гидролокатором бокового и/или секторного обзора, сканирующим профилографом, шумопеленгатором утечки газа, анализатором растворенных углеводородов, измерителем токов и потенциалов.
Новые отличительные признаки, заключающиеся в том, что гребные винты корабля снабжены диффузорными насадками с откосом воды с внутренней поверхности насадки, корабль оборудован устройством аэрации потока воды под кораблем в зоне отрицательных давлений под днищем корабля, при этом вдоль шпангоутов корабля установлены аэрационные трубы, которые в нижней своей части, проходящей относительно днища корабля, выполнены перфорированными, а в верхней своей части, сочлененные с воздухозабортниками, на корабле дополнительно установлены многолучевой эхолот, гидроакустический параметрический профилограф, гидролокатор бокового обзора, еще одна малогабаритная ИНС, абсолютный гидроакустический лаг, электронная картографическая система, индикатор совмещенной радиолокационной и картографической информации, модуль радиовысотомеров малых высот, система внешнего пожаротушения, съемные жесткие контейнеры для принятия жидких углеводородов, каждый объемом 350 кубических метров, жесткий водолазный скафандр, судовой приемник радиомаяка дифференциальной системы, навигационная гидроакустическая система с короткой базой и/или длиной базой, морская станция спутниковой связи, глубоководный промерный эхолот, автоматизированный гидрографический комплекс площадной съемки, система планирования, автоматического сбора, регистрации и обработки данных, гидрофизический зонд, гидрохимический зонд, автономный самоходный подводный аппарат для обследования состояния трубопровода по всей протяженности трассы, оснащенный аппаратурой для определения положения трубопровода в пространстве, измерения толщины слоя грунта над трубой, физических и химических параметров в водной среде, параметров электрохимической защиты трубопровода, а также оснащенный телевизионной аппаратурой и бортовым вычислительным комплексом, двухзвенный привязной телеуправляемый подводный аппарат для детального контроля дефектных или потенциально опасных участков трубопровода, оснащенный гидролокатором бокового и/или секторного обзора, сканирующим профилографом, шумопеленгатором утечки газа, анализатором растворенных углеводородов, измерителем токов и потенциалов, что существенно расширяет функциональные возможности известных кораблей, предназначенных для выполнения патрульных и гидрографических операций.
Сущность изобретения поясняется чертежами (фиг.1-5).
Фиг.1. Блок-схема устройства. Корабль 1 гидрографической и патрульной службы для всепогодного океанского дежурства по охране морских рубежей и контроля морских акваторий содержит корпус 2, бульбу 3, аппарель 4, гребные винты 5, ходовую рубку 6, ангар 7 с вертолетом 8, систему внешнего пожаротушения 9, трюм 10, в котором размещены съемные жесткие контейнеры 11 для принятия жидких углеводородов, каждый объемом 350 кубических метров, жесткий водолазный скафандр 12, гидрофизический зонд 13, гидрохимический зонд 14, автономный самоходный подводный аппарат 15 для обследования состояния трубопровода по всей протяженности трассы, оснащенный аппаратурой для определения положения трубопровода в пространстве, измерения толщины слоя грунта над трубой, физических и химических параметров в водной среде, параметров электрохимической защиты трубопровода, а также оснащенный телевизионной аппаратурой и бортовым вычислительным комплексом, двухзвенный привязной телеуправляемый подводный аппарат 16 для детального контроля дефектных или потенциально опасных участков трубопровода, оснащенный гидролокатором бокового и/или секторного обзора, сканирующим профилографом, шумопеленгатором утечки газа, анализатором растворенных углеводородов, измерителем токов и потенциалов.
Фиг.2. Блок-схема навигационного вооружения. Состав навигационного вооружения включает многолучевой эхолот 17, гидроакустический параметрический профилограф 18, гидролокатор бокового обзора 19, абсолютный гидроакустический лаг 20, относительный индукционный лаг 21, курсоуказатель22, электронную картографическую систему 23, индикатор совмещенной радиолокационной и картографической информации 24, модуль радиовысотомеров малых высот 25, судовой приемник 26 радиомаяка дифференциальной системы, навигационную гидроакустическую систему 27 с короткой базой и/или длиной базой, морскую станцию 28 спутниковой связи, глубоководный промерный эхолот 29, автоматизированный гидрографический комплекс 30 площадной съемки, систему 31 планирования, автоматического сбора, регистрации и обработки данных, однолучевой промерный эхолот 32, магнитный компас 33, автопрокладчик 34, инерциальную навигационную систему 35, комплекс гидрометеорологической информации 36.
Фиг.3. Схема аэрации потока воды под кораблем. Схема включает шпангоут 37, аэрационную трубу 38, воздухозабортники 39. Аэрационная труба 38, в своей части, проходящей относительно днища судна, выполнена перфорированной.
Фиг.4. Винтовая насадка: 40 - винт, 41 - диффузор, 42 - отклоняющая поверхность, 43 - отверстия.
Фиг.5. Съемный жесткий контейнер 11 для принятия жидких углеводородов состоит из резервуара 44, уравнительных цистерн 45, задвижки 46, приемного коллектора 47, откачивающего насоса 48, армированного рукава 49, соединенного кабель-тросом 50 с двухзвенным привязным телеуправляемым подводным аппаратом 16.
Подводная часть форштевня имеет подрез, способствующий свободному рысканию носовой части корпуса корабля на интенсивном штормовом волнении. Форштевень завален в корму для обеспечения косого подрезания гребней волн на ходу корабля и недопущения взлета носовой части корпуса над поверхностью воды. Корма крейсерская, с полным кормовым подзором для двухвинтовой схемы главных движителей. В потоке за гребными винтами установлены горизонтальные крылья активных успокоителей качки с подпружиненными балерами, которые при потере хода начинают работать в качестве штормовых аварийных движителей. Руль управления полубалансирный, расположен в диаметральной плоскости корабля. Корабль оснащен орудием главного калибра, четырьмя ракетными шахтами контейнерного типа и двумя скорострельными зенитными пушками. Научно-поисковое оборудование представлено четырьмя параванами или самоходными аппаратами с кабельным управлением. В кормовой части имеется ангар и аппарель для спуска на воду крупногабаритных самоходных или буксируемых аппаратов.
Для уменьшения отрицательного давления под кораблем при плавании на мелководье предусмотрена схема аэрации потока воды под кораблем, которая включает включает шпангоут 37, аэрационную трубу 38, воздухозабортники 39. Аэрационная труба 38 в своей части, проходящей относительно днища судна, выполнена перфорированной.
Проявление отрицательного давления под днищем корабля обуславливает возникновение дополнительно осадки ΔТ и дифферентного угла α. Проявление этих факторов приводит к уменьшению запаса глубины под кораблем и даже к посадке корабля на дно судового хода, а появление дифферентного угла приводит к существенному увеличению сопротивления движения корабля.
Для уменьшения (или полного исключения) этих неблагоприятных факторов необходимо нейтрализовать отрицательное давление под кораблем при плавании на мелководье. Это можно осуществить путем аэрации потока под кораблем в зоне больших отрицательных давлений или путем подачи под днище воды.
При движении корабля, когда возникают области пониженного (отрицательного) давления, через воздухозабортники 39 воздух засасывается в аэрационную трубу 38 и через перфорированную нижнюю часть выходит в поток под кораблем.
Повышение эффективности использования корабля 1 гидрографической и патрульной службы тесно связано с повышением КПД движителей. Как известно КПД идеального движителя можно определить по соотношению:
p
где L=mωaV - полезная мощность, развиваемая движителем;
- затраченная мощность,
m - масса жидкости, протекающая через движитель за единицу времени;
p
V - скорость невозмущенной жидкости;
а
ω - скорость, вызванная движителем на бесконечности.
а
а
Формула (1) показывает, что чем больше вызванные скорости ω, тем меньше η. Таким образом, задача увеличения η может быть решена путем уменьшения ω. Этого можно достичь путем оборудования винтов диффузорными насадками с откосом воды с внутренней поверхности насадки (фиг.4).
Применение диффузорного винтового насадка с откосом позволяет обеспечить следующие условия;
а
- расширение отбрасываемой струи с одновременным выравниванием эпюры скоростей и существенным уменьшением скорости ω;
- увеличение КПД движителя;
a
a
- уменьшение скорости (и количества) спутного потока (при ω=-V теоретический спутный поток может быть полностью нейтрализован);
- уменьшение энергии кормовой группы волн.
Для повышения эффекта отсасывания дополнительно можно применить вакуумные насосы.
Система внешнего пожаротушения 9 предназначена для тушения пожаров на объектах морской хозяйственной деятельности, например, морских нефтяных и газовых терминалов, находящихся в районе патрулирования.
Вертолет 8 предназначен как для выполнения патрульных операций, так и для выполнения аварийно-спасательных операций на морских объектах хозяйственной деятельности.
3
Съемные жесткие контейнеры 11, каждый объемом 350 м предназначены для принятия жидких углеводородов при их утечке из магистральных трубопроводов. При этом при обнаружении мест утечек из магистрального трубопровода, посредством двухзвенного привязного телеуправляемого подводного аппарата 16, соединенного кабель-тросом 50 со съемным жестким контейнером 11, съемный жесткий контейнер 11 устанавливается над местом утечки, и жидкий углеводород (нефть или мазут) самотеком поступает через приемный коллектор 47 в резервуар 44. По заполнению резервуара 44 срабатывает задвижка 42 и резервуар посредством двухзвенного привязного телеуправляемого подводного аппарата 16 транспортируется к сборщику нефтепродуктов, в который собранные нефтепродукты посредством откачивающего насоса через армированный рукав 49 поступают в танкеры сборщика нефтепродуктов.
Жесткий водолазный скафандр 12 предназначен для проведения ремонтно-восстановительных работ на морских технологических объектах.
Аналогом жесткого водолазного скафандра 12 является жесткий водолазный скафандр типа «HS-1200», который предназначен для выполнения следующих работ по техническому обслуживанию и ремонту морских технологических объектов:
- обследование подводных объектов;
- демонтажные работы (резка бетона, стального профиля, листового металла, трубопроводов);
- монтажные работы (сверление отверстий, монтаж сооружений, заворачивание гаек);
- обеспечение выполнения судоподъемных работ и подъема затонувших объектов на глубинах до 365 м;
присоединение кабель шланговых соединений;
работы с электрическими и гидравлическими соединениями;
обслуживание распределительных блоков и введение их в действие;
работы по техническому обслуживанию и ремонту подводного оборудования;
установка и обслуживание контрольного обтекателя;
перемещение анода;
установка и обслуживание буя CALM;
корректировка Span.
Посредством жесткого водолазного скафандра 12 можно выполнять большинство подводных работ с использованием обычного инструмента, внеся лишь небольшие изменения в оснащение и сам ход работ.
При этом основными задачами являются:
визуальное исследование с использованием видео- и фотосъемки, а также записывающих устройств;
использование поисковых и осмотровых акустических устройств вместе с гидролокаторам и;
измерение и структурная оценка - механическая, электронная, акустическая;
структурная чистка - струйная чистка гидропушкой, чистка водопескоструйкой, дренаж, бурение, дробление;
резка кислородная, взрывная, резка кабелей монтаж - крюки, скобы и стропы всех размеров;
размывка и отсос грунта.
Кроме того, возможно также проведение тестов неразрушающего контроля, таких как:
ультразвуковая диагностика толщины;
текущая проверка качества сварочных швов;
акустическое сканирование наличия коррозии.
Гидрофизический зонд 13 предназначен для получения данных о вертикальном распределении течений, скорости звука, температуры, электрической проводимости, определения в реальном масштабе времени плотности, солености, частоты Вяйсяля-Брента, вертикальных сдвигов скорости течения, чисел Ричардсона, осредненных по времени вертикальных распределений абсолютных векторов скорости течений в области пространственно-временных масштабов от 0.25 м и более - по глубине и от 0.2 с и более - по времени.
Гидрохимический зонд 14 предназначен для получения данных о вертикальном распределении гидрологических и гидрохимических характеристик океана до глубины 2000 м при проведении измерений с борта судна, лежащего в дрейфе. Зонд обеспечивает отбор проб морской воды на стандартных или заданных горизонтах в ручном или автоматическом режиме, а также измерение гидростатического давления, температуры, относительной электрической проводимости и параметров, позволяющих вычислять концентрацию растворенного в воде кислорода, показатель ионов водорода (рН) и индицировать наличие сульфидов.
Гидрофизический зонд 13 и гидрохимический зонд 14 предназначены для регистрации физических и химических характеристик гидросферы как при проведении гидрографических исследований, так и при проведении экологического мониторинга в районах нахождения морских объектов хозяйственной деятельности.
Аналоги гидрофизического зонда 13 и гидрохимического зонда 14 приведены в описаниях к патентам RU №2365940 и RU №2370787.
В конкретном исполнении применены гидрофизический зонд типа ГЗП-2000 и гидрохимический зонд типа ГХЗ-2000.
Автономный самоходный подводный аппарат 15 предназначен для обследования состояния трубопровода по всей протяженности трассы и оснащен аппаратурой для определения положения трубопровода в пространстве, измерения толщины слоя грунта над трубой, физических и химических параметров в водной среде, параметров электрохимической защиты трубопровода, а также оснащен телевизионной аппаратурой и бортовым вычислительным комплексом. Аналогом является автономный необитаемый подводный аппарат типа «Разум-АМ», предназначенный для проведения поисково-исследовательских работ на глубинах до 6000 м в автономном режиме, имеющий следующие тактико-технические характеристики: масса- 1000 кг; габариты 3,77×1,13×1,13 м; глубина погружения - до 6000 м ; автономность - 6 часов; скорость хода - 0,5-2,0 узла; дальность плавания - 9 миль.
Двигательно-движительная установка обеспечивает перемещение аппарата по всем направлениям.
В конкретном исполнении на автономном самоходном подводном аппарате 15 установлены многолучевой эхолот, промерный эхолот, гидролокатор бокового обзора с полосой 2×375 м, цветная телевизионная камера с галогенными светильниками, сканирующий параметрический профилограф в полосе обзора 10-15 м с глубиной проникновения в грунт до 10 м, гидролокатор бокового обзора высокого разрешения с полосой 2×120 м, магниточувствительный датчик, система управления движением по информационным параметрам (ТВ-камера, профилограф, магнитометрический датчик), система подводной навигации с короткой базой, взаимодействующая с маяками-ответчиками для определения места аппарата относительно корабля гидрографической и патрульной службы, программно-аппаратный комплекс на базе ПЭВМ для сбора, обработки, визуализации и документирования данных.
Двухзвенный привязной телеуправляемый подводный аппарат 16 предназначен для детального контроля дефектных или потенциально опасных участков трубопровода, оснащенный гидролокатором бокового и/или секторного обзора, сканирующим профилографом, шумопеленгатором утечки газа, анализатором растворенных углеводородов, измерителем токов и потенциалов, цветной телевизионной камерой.
Аналогом является двухзвенный привязной телеуправляемый подводный аппарат типа «Трепанг-2МТ», предназначенный для поиска и обследования подводных объектов на глубинах до 2500 м со скоростью буксировки 2-5 узла.
В конкретном исполнении двухзвенный привязной телеуправляемый подводный аппарат 16 состоит из двух модулей, один из которых буксируемый модуль, а другой самоходный. При этом буксируемый модуль оснащен гидролокатором бокового и секторного обзора; сканирующим профилографом; шумопеленгатором утечек газа; анализатором растворенных углеводородов. Самоходный модуль оснащен цветной телевизионной камерой, измерителем токов и потенциалов. Буксируемый модуль соединен с кораблем 1 гидрографической и патрульной службы кабелем длиной 5 км и диаметром 26 мм. Кабель связи между буксируемым модулем и самоходным модулем имеет длину 100 м и диаметр 10 мм.
При постановке с корабля 1 гидрографической и патрульной службы и при подъеме на борт оба модуля соединяются в единое целое. В режиме буксировки самоходный модуль соединяется либо с буксируемым, либо двигается позади буксируемого при отстоянии от грунта до 10 м.
На стопе корабля 1 гидрографической и патрульной службы в режиме динамического позиционирования буксируемый модуль зависает над грунтом, а самоходный двигается вокруг буксируемого модуля.
На обоих модулях размещаются узлы служебной аппаратуры: электропитания, линии связи, управления, подводной навигации, в том числе датчики глубины, курса, эхолоты, гидроакустические маяки-ответчики.
На самоходном модуле размещаются двигательно-движительные установки, обеспечивающие его перемещение по всем направлениям. На буксируемом модуле предусмотрены двигательно-движительные установки для лагового (бокового) перемещения, обеспечивающего удержание на заданном боковом отстоянии от трубопровода, а также «гараж» и лебедка для самоходного модуля.
Для получения гидролокационного изображения дна и его профилирования корабль 1 гидрографической и патрульной службы буксирует аппарат на заданном отстоянии от грунта. Одновременно работают гидролокаторы бокового обзора и/или секторного обзора и профилограф. Координаты корабля 1 гидрографической и патрульной службы определяются с помощью спутниковой навигационной аппаратуры, а положение буксируемого модуля относительно судна - с помощью судовой гидроакустической навигационной системы, взаимодействующей с маяком-ответчиком на аппарате. Боковые смещения буксируемого модуля компенсируются одновременно маневром корабля 1 гидрографической и патрульной службы и лаговыми двигательно-движительными установками аппарата. Вертикальные смещения буксируемого модуля отрабатываются изменением длины грузонесущего кабеля. Для телевизионного осмотра корабль 1 гидрографической и патрульной службы дает стоп и осуществляет динамическое позиционирование. Самоходный модуль отделяется от буксируемого и осуществляет маневрирование вокруг него.
При мониторинге трубопровода аппарат буксируется вдоль него. На открытых участках движение осуществляется на некотором боковом удалении с использованием гидролокатора бокового обзора. На участках, где трубопровод заглублен в грунт, аппарат движется над ним, используя профилограф в режиме сканирования. При этом определяется профиль дна на расстоянии до 10-15 м с каждой стороны трубопровода через определенные интервалы.
Телевизионный осмотр и контроль трубопровода производятся самоходным модулем при положении корабля 1 гидрографической и патрульной службы в состоянии динамического позиционирования. Положение самоходного модуля относительно буксируемого определяется с помощью маяка-ответчика, установленного на самоходном модуле.
Состав навигационного вооружения корабля 1 гидрографической и патрульной службы включает многолучевой эхолот 17, гидроакустический параметрический профилограф 18, гидролокатор бокового обзора 19, абсолютный гидроакустический лаг 20, относительный индукционный лаг 21, курсоуказатель 22, электронную картографическую систему 23, индикатор совмещенной радиолокационной и картографической информации 24, модуль радиовысотомеров малых высот 25, судовой приемник 26 радиомаяка дифференциальной системы, навигационную гидроакустическую систему 27 с короткой базой и/или длиной базой, морскую станцию 28 спутниковой связи, глубоководный промерный эхолот 29, автоматизированный гидрографический комплекс 30 площадной съемки, систему 31 планирования, автоматического сбора, регистрации и обработки данных, однолучевой промерный эхолот 32, магнитный компас 33, автопрокладчик 34, инерциальную навигационную систему 35.
Многолучевой эхолот 17 представляет собой эхолот типа НЭЛ-20К, или типа «Bentech Subsea», или типа «Sea Bat 7150». Глубоководный промерный эхолот 29 представляет собой однолучевой промерный эхолот типа ГЭЛ-3. Однолучевой промерный эхолот 32 представляет собой однолучевой промерный эхолот типа ПЭЛ-4М. Гидроакустический параметрический профилограф 18 представляет собой акустический профилограф типа ПЦ-8М. Гидролокатор бокового обзора 19 представляет собой гидролокатор бокового обзора типа ПГЛ - 6. Аналоги гидроакустических средств приведены в кн.: В.А.Воронин, С.П.Тарасов, В.И.Тимошенко. Гидроакустические параметрические системы. Ростов-на-Дону. Ростиздат. 2004. - 400 с.
В качестве средств коррекции координат места применена корабельная аппаратура потребителей спутниковых навигационных систем ГЛОНАСС/НАВСТАР - «Бриз-К», включающая судовой приемник радиомаяка дифференциальной GPS GR-80, судовой приемник NT 300 D и систему навигационного позиционирования СНП-20. Электронная картографическая система 23 представляет собой электронную навигационную и информационную систему типа «Сегмент», предназначенную для конвертации данных ENC с соответствии со стандартом IHO S-57, отображения SENC в соответствии со стандартом IHO S-52, набора функций в соответствии со стандартом IHO (резолюция А 817(19)) на технико-эксплуатационные характеристики ECDIS.
Автоматизированный гидрографический комплекс площадной съемки 30 представляет собой автоматизированный гидрографический комплекс площадной съемки типа АГКПС-5000.
Система планирования, автоматического сбора, регистрации и обработки гидрографической информации 31 представляет собой систему типа «d Kart HIDROCRAPHER».
Навигационная гидроакустическая система 27 с короткой базой и/или длиной базой представляет собой систему навигационного позиционирования типа СНП-20.
Инерциальная навигационная система 35 состоит из двух малогабаритных инерциальных навигационных систем (МИНС), представляющих собой морскую интегрированную малогабаритную систему типа «Кама», разработанную Пермской научно-производственной приборостроительной кампанией, или портативную USB с инерциальной навигационной системой INS и приемником GPS. При этом одна из МИНС предназначена для обеспечения решения задач по стабилизации корабля, а вторая для обеспечения боевого вооружения. Обработка информации, зарегистрированной посредством МИНС, также используется информация, зарегистрированная модулем радиовысотомеров малых высот 25.
Модуль радиовысотомеров малых высот 25 представляет собой комплект малогабаритных радиовысотомеров, установленных по обоим бортам корабля и предназначенных для определения угла встречи корабля с волной и потери скорости корабля на волнении по измеренным значениям скорости, направления, высоты и периода морских воли.
Аналогами данного устройства являются устройства, приведенные в описаниях к патентам RU №2137153 («Устройство измерения параметров волнения») и №2272739 («Способ контроля мореходности судна и устройство для его осуществления»).
Курсоуказатель 22 представляет собой гироскопический курсоуказатель ГКУ-5, который предназначен для выработки курса корабля относительно географического меридиана или/и выработки угла отклонения от заданного направления в режиме гироазимута.
Магнитный компас 33 предназначен для выработки магнитного курса и определения углов качек и представляет собой магнитный электронный горизонт компас типа ДС-83.
Относительный лаг 21 представляет собой электронный индукционный лаг типа ЛИ2-1 и предназначен для определения относительной скорости и пройденного расстояния корабля относительно водной поверхности.
Гидроакустический лаг 20 представляет собой гидроакустический доплеровский лаг, основанный на определении скорости корабля по доплеровским сдвигам частот акустических сигналов, излученных с борта корабля, рассеянных морским дном и принятых антенной системой лага. Гидроакустический лаг 20 обеспечивает определение составляющих скорости, путевую скорость, угол сноса корабля и пройденное расстояние относительно грунта. Аналогом является гидроакустический лаг типа «Thomson - 5710».
На индикатор совмещенной радиолокационной и картографической информации 24 выводится информация о положении корабля (координаты, скорость, курс и т.д.), гидрометеорологическая информация и совмещенная картографическая и радиолокационная информация о навигационной и тактической обстановки.
Цифровая картографическая информация хранится на лазерных дисках. В основу блока управления индикатора совмещенной радиолокационной и картографической информации заложена идеология построения геоинформационной системы (ГИС) типа ГИС "ПАНОРАМА", основой которой является специализированная система управления базами данных электронных карт, которая позволяет создавать на основе практически любых исходных материалов векторные электронные карты, растровые электронные карты, растровые фоновые карты (до 16 млн цветов), матричные электронные карты (матрицы высот рельефа, матрицы высот объемов местности, матрицы свойств участков местности). Одним из преимуществ системы является возможность разработки дополнительных прикладных задач в 32-х разрядных операционных системах. Цифровая векторная картографическая информация в состоянии хранения может быть представлена в формате SXF. Также предусмотрена возможность совмещения электронных топографических и морских карт для прибрежной полосы. В индикаторе совмещенной радиолокационной и картографической информации 24 обеспечивается автоматическая смена карт, программное изменение их масштабов, выведение любых картографических данных в виде формуляра на отдельный алфавитно-цифровой экран по запросу оператора в течение нескольких секунд, включая элементы движения целей. Имеется также возможность планирования маршрута плавания, включающая автоматическое вычисление пеленгов, дистанций и курсов.
Аналогом индикатора совмещенной радиолокационной и картографической информации 24 являются способы и устройства визуализации навигационной информации при судовождении, приведенные в описании к патенту RU №2281529 и в источнике информации: Современное состояние и тенденции развития зарубежных средств и систем навигации подвижных объектов военного и гражданского назначения/Александров А.С., Арно Г.Р., Васильева Т.В. и др. СПб. ГУНИО МО РФ. 1994, с.92-101.
Автопрокладчик 34 предназначен для автоматического счисления текущих географических координат и автоматической прокладки пути корабля в переменном масштабе на картах меркаторской проекции или в постоянном масштабе, например, на бумаге и выдачи счисленных географических координат автопрокладчиком, например, типа АП-4-956 с обеспечением работы указанного аппарата в пределах: по скорости до пятидесяти узлов с учетом течения, по курсу без ограничений, по широте в интервале ±75°, по долготе без ограничений.
Комплекс гидрометеорологической информации 36 предназначен для получения, обработки, регистрации и отображения текущей гидрометеорологической информации и включает средства регистрации характеристик гидросферы (гидрофизический зонд 13 и гидрохимический зонд 14), а также штатный корабельный комплекс определения метеорологических параметров типа «КОСМЕТЕО», аналогом которого является устройство, приведенное в описании к патенту RU №2344448.
Посредством комплекса гидрометеорологической информации получают, обрабатывают, регистрируют и отображают и следующую информацию:
- гидрометеорологические параметров окружающей среды;
- метеорологическую информацию от метеорологических искусственных спутников (МИСЗ) типа «Метеор», «NOAA» в виде снимков подстилающей поверхности и облачного покрова Земли;
- факсимильную и телеграфную информацию от радиометеорологических центров (РМЦ).
Аппаратные и программные средства комплекса гидрометеорологической информации 23 обеспечивают:
а) измерение, вычисление, отображение и регистрацию следующих гидрометеорологических параметров окружающей среды:
- скорости кажущегося ветра;
- направления кажущегося ветра;
- скорости истинного ветра;
- направления истинного ветра;
- атмосферного давления;
- температуры воздуха;
- относительной влажности воздуха;
- высоты нижней границы облаков;
- метеорологической (оптической) дальности видимости;
б) прием, обработку и отображение на кораблях гидрометеорологической информации, поступающей от МИСЗ типа «Метеор», «NOAA» в международном аналоговом формате APT, факсимильной и телеграфной информации от РМЦ, принимаемой в форматах FAX и RTTY.
Другие конструктивные элементы, вооружение, грузовое оборудование и такелаж соответствуют аналогичным средствам аналогичных кораблей, представляющим собой корабль гидрографической и патрульной службы для всепогодного океанского дежурства по охране морских рубежей и контроля морских акваторий, в котором его форма корпуса и общекорабельная архитектура оптимизированы для эффективного решения широкого круга морских экспедиционных научно-исследовательских, поисковых и боевых задач в условиях ураганных ветров и интенсивного штормового волнения, при этом обеспечивается следующими ключевыми проектно-техническими решениями: надводный объем герметичного корпуса меньше водоизмещения корабля; заваленный в средней части корпуса борт корабля имеет максимальный угол наклона на уровне действующей ватерлинии; диаграмма статической остойчивости имеет S-образную форму с углом заката на 180°; в штормовых условиях на любой участок палубы вдоль борта корабля заливается примерно одинаковое количество воды; наводная часть форштевня корабля завалена в корму, а в подводной части форштевня сделан наклонный подрез, крейсерская корма имеет завал надводного борта и минимальное нависание кормового подзора, допускаемого использованием двухвальной схемы винто-рулевого комплекса. Непосредственно за гребными винтами установлены горизонтальные крылья активных успокоителей качки на подпружиненных баллерах, которые в случае остановки главных машин начинают работать в качестве аварийных штормовых движителей, геометрия корпуса корабля с палубными рубками определяется охватывающим круговым цилиндром, при этом подводная часть корпуса гладкая и не содержит продольных скуловых или днищевых килей, а вдоль бортов на верхней палубе устраивается открытый проход, на котором потоки воды из гребней штормовых волн удерживаются с помощью палубных рубок и продольных комингсов.
Все бытовые и служебные помещения корабля располагаются под верхней палубой, которая одновременно является главной палубой прочного водонепроницаемого корпуса, при этом основные корпусные конструкции, фундаменты и подкрепления выполнены предпочтительно, из низколегированной хромоникелевой стали, с пределом текучести не менее 390 МПа и временным сопротивлением не менее 530 МПа, например, стали марки D 40S, A 40S для листов и сварных профилей и, например, марки D 40S для полособульбовых профилей, второстепенные переборки, выгородки, шахты вентиляции, стенки надстроек выполнены, например, из углеродистой стали с пределом текучести не менее 235 МПа и временным сопротивлением не менее 375 МПа, предпочтительно, из стали Ст3сп2, а, по крайней мере, звукопрозрачная часть носового бульбового обтекателя выполнена предпочтительно, из титанового сплава ПТ-3В, причем корпус корабля разделен главными водонепроницаемыми переборками для обеспечения непотопляемости на отсеки, корпус корабля разделен не менее чем на четыре главные противопожарные зоны, а также имеет выделенные в местные противопожарные зоны погреба, взрывоопасные помещения, помещения энергетической установки, защищенные преимущественно огнестойкими конструкциями, например, типа А-60, профили набора надстроек, а также, по крайней мере, части второстепенных, в том числе легких переборок, шахт, полов и, по крайней мере, части фундаментов могут быть выполнены, предпочтительно, из алюминиево-магниевых сплавов марки 1561М, настилы палуб выполнены предпочтительно, из углеродистой стали марки Ст3сп2.
Кроме того, корабль содержит трубчатые пиллерсы, выполненные преимущественно стальными из стали марки В20, соединения алюминиевых конструкций надстроек, шахт и легких переборок со сталью выполнены биметаллическими, с использованием биметаллических вставок, энергетическая установка включает главную и вспомогательную энергетические установки, движительный комплекс состоит, предпочтительно, не менее чем из двух, соединенных каждый со своим редуктором валопроводов, корабль также оснащен средствами общей стабилизации бортовой качки, включающими, по крайней мере, два боковых кормовых или скуловых киля и активный успокоитель качки, по крайней мере, с одной парой неубирающихся рулей, закрепленных на баллерах с возможностью колебательного изменения угла атаки, имеющий механизмы силовых приводов с трубопроводами и систему управления, причем силовые приводы выполнены, преимущественно, электрогидравлическими и включают каждый - привод перекладки руля, изменяющий его угол атаки в набегающем потоке воды при движении корабля, обеспечивающих на скорости хода 18 узлов и волнении до 5 баллов снижение средних амплитуд бортовой качки до 5°, комплексом устройств для локального плавания и спасения на воде, в который входят шлюпочное, грузовое и спасательное устройства, включающие две шлюпки, например, Pacific 22 не менее чем с одним дизельным двигателем, одна шлюпка надувная с подвесным мотором, предпочтительно Yamaha, не менее четырнадцати надувных спасательных плотов, предпочтительно, типа ПСН-20МК вместимостью по двадцать человек каждый, а также спасательные круги.
3
3
3
3
3
Для спуска и подъема шлюпок корабль оборудован не менее чем двумя поворотными кран-балками и, по крайней мере, одним шлюпочным выстрелом и грузовыми электрическими лебедками, системами бытовой забортной воды, бытовой пресной воды, хозяйственно-бытовых и сточных вод, водоотливной и перепускной, системой балластировки топливных цистерн, с заполнением их через кингстоны с помощью запорной арматуры, а именно поворотных затворов с дистанционным управлением и расчетным временем затопления одной цистерны 15 минут, при этом система бытовой забортной воды включает обвязку из труб, выполненных из материала или материалов, стойких к воздействию морской воды, например, с использованием медно-никелевого сплава, арматуры из бронзы и не менее двух насосов, производительностью, например, 10 м/ч при напоре до 0,4 МПа и предназначена для охлаждения оборудования камбуза, промывки ватерклозетов; система хозяйственно-бытовых и сточных вод предназначена для удаления с корабля вод, обработанных в установках очистки сточных вод общей производительностью не менее 14 м/час и оснащена в качестве дополнительного средства не менее чем четырьмя насосами производительностью около 25 м/ч и дополнительно двумя насосами производительностью около 2 м/ч, а также содержит предпочтительно не менее четырех накопительных цистерн емкостью около 24 м.
3
3
3
3
Водоотливная и перепускная система выполнена автономной и оснащена установленными, по крайней мере, в части отсеков с возможностью обслуживания примыкающих к ним смежных отсеков стационарными погружными электронасосами производительностью предпочтительно более 300 м/ч, также содержит не менее одного водоотливного эжектора производительностью около 100 м/ч и, переносные электро- и мотонасосы и эжекторы производительностью, например, от 25 до 100 м/ч; по крайней мере, в одном из погребов смонтирована система затопления, а именно в погребе боезапаса реактивной бомбометной установки, противопожарными системами, в том числе водяной, которая состоит из линейной магистрали с отводами к потребителям и предпочтительно не менее пяти насосов производительностью каждый предпочтительно около 160 м/ч с дистанционным управлением главными разобщительными клапанами и автоматическим дистанционным управлением пожарными насосами; а также системами водораспыления и водяного орошения переборок машинных отделений, отделения вспомогательных механизмов и орошения сходов, а также конструкций и устройств в погребах боевого назначения, хранилища энергоносителя, например, керосинохранилища и помещения хранения боезапаса.
Кроме того, корабль оснащен не менее чем двумя защитными противопожарными системами - ингибиторной, оборудованной баллонами для хранения ингибитора, установленными преимущественно вблизи защищаемых помещений, имеющей автоматическое дистанционное включение и обеспечивающей прекращение доступа воздуха к очагам пожара, и системой объемного химического пожаротушения, включающей, по крайней мере, четыре станции, объемного химического тушения, обеспечивающие тушение пожара в помещениях носового и кормового машинных отделений, отделений вспомогательных механизмов, румпельном отделении, в носовой и кормовой электростанции, керосинохранилище и ангаре вертолета, кроме того, на корабле смонтирована система автоматического включения средств противопожарной защиты, например, типа АП3-028, содержащая сигнализаторы температуры, давления и пламени, объединенные в сеть с приборами автоматического включения средств противопожарной защиты, и предназначенная для обнаружения пожара в погребах хранения боезапаса, в керосинохранилище и ангаре вертолета и автоматического включения средств противопожарной защиты и задействования средств противопожарной защиты, например, водяного орошения или объемного химического пожаротушения, ингибиторной системы, или их сочетание, при этом на корабле оборудовано два поста приема жидких грузов по траверзному способу, имеющих трубопроводы, в том числе для приема топлива и пресной воды, условным диаметром, предпочтительно 100 мм, и один для пресной воды условным диаметром, предпочтительно, 50 мм, предусмотрен также прием жидких грузов с носа по кильватерному способу в положении буксировки на расстоянии до 200 м по шлангу условным диаметром около 100 мм и сухих грузов массой одной упаковки или передаваемой единицы груза предпочтительно не более 1000 кг, на борту корабля имеются противокорабельное и зенитное вооружение,
Заявляемое техническое решение выгодно отличается от известных аналогов и прототипа за счет того, что гребные винты корабля снабжены диффузорными насадками с откосом воды с внутренней поверхности насадки, корабль оборудован устройством аэрации потока воды под кораблем в зоне отрицательных давлений под днищем корабля, при этом вдоль шпангоутов корабля установлены аэрационные трубы, которые в нижней своей части, проходящей относительно днища корабля, выполнены перфорированными, а в верхней своей части сочлененные с воздухозабортниками. На корабле дополнительно установлены многолучевой эхолот, гидроакустический параметрический профилограф, гидролокатор бокового обзора, еще одна малогабаритная ИНС, абсолютный гидроакустический лаг, электронная картографическая система, индикатор совмещенной радиолокационной и картографической информации, модуль радиовысотомеров малых высот, система внешнего пожаротушения, съемные жесткие контейнеры для принятия жидких углеводородов, каждый объемом 350 кубических метров, жесткий водолазный скафандр, судовой приемник радиомаяка дифференциальной системы, навигационная гидроакустическая система с короткой базой и/или длиной базой, морская станция спутниковой связи, глубоководный промерный эхолот, автоматизированный гидрографический комплекс площадной съемки, система планирования, автоматического сбора, регистрации и обработки данных, гидрофизический зонд, гидрохимический зонд, автономный самоходный подводный аппарат для обследования состояния трубопровода по всей протяженности трассы, оснащенный аппаратурой для определения положения трубопровода в пространстве, измерения толщины слоя грунта над трубой, физических и химических параметров в водной среде, параметров электрохимической защиты трубопровода, а также оснащенный телевизионной аппаратурой и бортовым вычислительным комплексом, двухзвенный привязной телеуправляемый подводный аппарат для детального контроля дефектных или потенциально опасных участков трубопровода, оснащенный гидролокатором бокового и/или секторного обзора, сканирующим профилографом, шумопеленгатором утечки газа, анализатором растворенных углеводородов, измерителем токов и потенциалов, что существенно расширяют функциональные возможности известных кораблей, предназначенных для выполнения патрульных и гидрографических операций, в части повышения мореходности корабля гидрографической и патрульной службы при различных обстоятельствах плавания.
Источники информации
1. Патент RU №64588 U1, 10.07.2007.
2. Патент RU №2155693.
3. Патент RU №65016 U1, 27.07.2007.
4. Патент RU №2249535.
5. Храмушин В.Н. Поисковые исследования штормовой мореходности корабля. Владивосток: Дальнаука, 2003. 172 с.
6. Храмушин В.Н. Гидродинамическая стабилизация корабля па тяжелом волнении. / Мореходство и морские науки - 2008. Труды Первой сахалинской научно-технической конференции 12.02.2008 г., Южно-Сахалинск, изд-во СахГУ, 2008 г.
7. Патент GB №1166976 А, 15.10.1969.
8. Патент US №5711239 A, 27.01.1998.
9. Патент RU №2384456.