ПРОЗРАЧНЫЙ КОРПУС ОБИТАЕМОГО ПОДВОДНОГО АППАРАТА
TRANSPARENT HULL OF MANNED UNDERWATER VEHICLE

Изобретение относится к подводному судостроению, в частности к конструкции устойчивых к гидростатическому давлению прочных корпусов обитаемых подводных аппаратов.
Известна прозрачная кабина подводного пилотируемого аппарата (пат. Китая (CN) №107738737, опубл. 27.02.2018). Пилотируемая кабина представляет собой сферическую кабину, изготовленную из усиленного акрилового стекла, внутренняя стенка которой покрыта противотуманным покрытием. Верх пилотируемой кабины жестко соединен с соединительной рамой. Входной люк выполнен снизу сферы. Конструкция прозрачного прочного корпуса обеспечивает глубину погружения до 500 м.
Известна полностью прозрачная пассажирская кабина подводного пилотируемого обзорного аппарата (пат. Китая (CN), №110481738, опубл. 22.11.2019), которая состоит из верхней и нижней полностью прозрачных полусфер, соединенных фланцевым уплотнением. Обшивка пилотируемой кабины изготовлена из высокопрочного органического стекла и имеет высокий коэффициент светопропускания, что обеспечивает хороший обзор во время осмотра достопримечательностей. В верхней части пассажирской кабины выполнено отверстие, которое закрыто металлической герметичной крышкой с уплотнением, металлическая крышка снабжена аварийным выпускным клапаном.
Конструкция прозрачного прочного корпуса обеспечивает глубину погружения до 500 м.
Известен прозрачный прочный корпус панорамного типа обитаемого подводного аппарата U-Boat Worx C-Explorer 3 (сайт интернета http://acrylshik.ru/articles/show/167/Podvodnyie_apparatyi_s_akrilovyim_ostekleniem), принятый за прототип. Прозрачный прочный корпус обитаемого подводного аппарата включает прозрачную сферу с верхним входным люком и одно устройство ввода кабелей и трубопроводов, включающим стальную плиту ввода кабелей и трубопроводов и вкладыш из нейлона. Входной люк включает стальной комингс, средства его установки и шарнирно закрепленную на кронштейне комингса стальную крышку входного люка с механизмом задраивания с центральным валом и клапаном выравнивания давления, стальным телескопическим уравновешивающим устройством пружинного типа со стальной пружиной сжатия.
Прозрачная сфера полностью выполнена из акрила. Максимальная глубина погружения подводного аппарата составляет 1000 метров. Акриловый прочный корпус обеспечивает 360-ти градусный обзор. Обитаемый подводный аппарат предназначен для исследования, разведки и технического обслуживания подводных объектов, рассчитан на одного пилота и двух пассажиров.
Конструкция прозрачного прочного корпуса обеспечивает глубину погружения до 1000 м.
Технической проблемой является расширение арсенала прозрачных прочных корпусов обитаемых подводных аппаратов путем создания прозрачного устойчивого к гидростатическому давлению прочного корпуса для обитаемого подводного аппарата с глубиной погружения до 2250 м. При этом техническим результатом является реализация этого назначения при увеличении глубины погружения.
Технический результат достигается тем, что в прозрачном прочном корпусе обитаемого подводного аппарата, включающим прозрачную сферу с верхним входным люком, включающим комингс, средства его установки и шарнирно закрепленную на кронштейне комингса крышку входного люка с механизмом задраивания с центральным валом и клапаном выравнивания давления, с телескопическим уравновешивающим устройством пружинного типа со стальной пружиной сжатия, и с устройством ввода кабелей и трубопроводов, включающем плиту ввода кабелей и трубопроводов, прозрачная прочная сфера выполнена с наружным диаметром до 2200 мм и с равномерной толщиной стенки до 290 мм, и снабжена, как минимум, одним боковым устройством ввода кабелей и трубопроводов, каждая плита ввода кабелей и трубопроводов которого установлена под углом не более 40° ее центральной оси относительно вертикальной плоскости прочного корпуса и под углом не более 30° ее центральной оси вниз относительно центральной горизонтальной плоскости прочного корпуса, при этом корпус крышки входного люка и каждый корпус плиты ввода кабелей и трубопроводов выполнены в виде наружного усеченного конуса с высотой, равной толщине прочного корпуса, и центрального сферического сегмента толщиной не более 40 мм и 50 мм соответственно, а клапан выравнивания давления встроен в центральный вал механизма задраивания крышки входного люка и выполнен двухстороннего действия в виде полой продольной оси со сквозными концевыми отверстиями и средствами их открытия и закрытия, при этом комингс, корпус крышки входного люка, механизм задраивания крышки, клапан выравнивания давления, элементы уравновешивающего устройства, корпус плиты ввода кабелей и трубопроводов, элементы крепления выполнены из титанового сплава.
Прозрачная сфера может быть выполнена из акрила.
Комингс крышки входного люка может быть выполнен в виде усеченного конуса, установлен на вкладыш из полиамида, также выполненный в виде усеченного конуса, и закреплен изнутри прочной сферы прижимной планкой с демпфирующим элементом между ними, при этом вкладыш герметизирован снаружи по диаметру кремнийорганическим герм ети ком.
Корпус плиты устройства ввода кабелей и трубопроводов может быть установлен в прозрачной прочной сфере на вкладыш из полиамида в виде усеченного конуса, закреплен к прочной сфере прижимной планкой с демпфирующим элементом и снабжен средствами для монтажа трубопроводов жизнеобеспечения и отверстиями для монтажа гермовводов системы управления обитаемым подводным аппаратом, при этом вкладыш герметизирован снаружи по диаметру кремнийорганическим герметиком.
Эффективная радиальная жесткость комингса, вкладыша, корпуса крышки входного люка и вкладыша, корпуса плиты ввода кабелей и трубопроводов каждого устройства ввода кабелей и трубопроводов может быть равна радиальной жесткости прозрачной прочной сферы.
Механизм задраивания может быть выполнен двустороннего действия в виде верхнего маховика, расположенного с внешней стороны корпуса крышки, центрального вала с верхним концевым конусным отверстием, нижнего маховика, расположенного внутри прочного корпуса, трех рычагов, трех тяг и трех зацепов к прижимной планке, при этом маховики и рычаги жестко соединены с центральным валом, а зацепы шарнирно установлены на корпусе крышки с возможностью их упора в прижимную планку при задраивании маховиками.
Уравновешивающее устройство крышки входного люка может быть установлено на кронштейне комингса со смещением его оси поворота относительно оси поворота корпуса крышки входного люка и выполнено в виде телескопического соединения негерметичного корпуса, шарнирно соединенного с кронштейном комингса, и выдвижного герметичного корпуса, шарнирно соединенного с кронштейном, установленным на корпусе крышки, и снабженного пружиной сжатия, установленной с возможностью ее сжатия при перемещении корпусов.
Прозрачная сфера может быть установлена в обитаемом подводном аппарате на демпферном устройстве, выполненным в виде, как минимум, шести демпферов из титанового сплава, установленных равномерно по окружности на опорной поверхности, при этом каждый демпфер демпферного устройства выполнен из подвижного и неподвижного корпусов и пружины, создающей усилие на прозрачную сферу.
На конических поверхностях комингса, корпуса крышки и корпуса каждой плиты, на центральном вале механизма задраивания, в клапане выравнивания давления могут быть установлены уплотнения.
Изобретение поясняется чертежами. На фиг. 1 представлено схематичное изображение продольного сечения прозрачного прочного корпуса по центральной вертикальной плоскости. На фиг. 2 представлено схематичное изображение вертикального сечения входного люка а) с закрытой крышкой, включая механизм задраивания и устройство уравновешивания и б) с открытой крышкой, включая механизм задраивания и устройство уравновешивания. На фиг. 3 представлено схематичное изображение а) вертикального сечения устройства ввода кабелей и трубопроводов и б) вида спереди плиты ввода кабелей и трубопроводов. На фиг. 4 представлено схематичное изображение вертикального сечения механизма задраивания с центральным валом и клапаном выравнивания давления. На фиг. 5 представлено схематичное изображение вида на механизм задраивания изнутри прочной сферы при закрытой крышке входного люка. На фиг. 6 представлено схематичное изображение второго перпендикулярного вертикального сечения клапана выравнивания давления а) с отверстием в верхней части продольной оси в закрытом положении клапана, б) в открытом положении клапана, в) с отверстием в нижней частей. На фиг. 7 представлено схематичное изображение продольного вертикального сечения устройства уравновешивания при открытом положении крышки входного люка. На фиг. 8 представлено схематичное изображение продольного сечения прозрачного прочного корпуса по центральной вертикальной плоскости с демпферным устройством. На фиг. 9 представлено схематичное изображение а) горизонтального сечения прозрачной прочной сферы с расположением вырезов под боковые устройства ввода кабелей и трубопроводов, вид сверху и б) вертикального сечения А-А.
Прозрачный прочный корпус обитаемого подводного аппарата включает прозрачную прочную сферу 1, верхний входной люк 2 и, как минимум, одно устройство ввода кабелей и трубопроводов, включающее корпус плиты 3 ввода кабелей и трубопроводов (фиг. 1).
Прозрачная прочная сфера 1 обитаемого подводного аппарата выполнена наружным диаметром до 2200 мм и с равномерной толщиной стенки до 290 мм, например, из акрила.
Известно, что обтекаемые сферические конструкции выдерживают большое давление, легко маневрируют на глубине. Акриловые сферы способны работать под огромным давлением на глубине в несколько километров. Для обеспечения максимальной надежности проводятся специальные расчеты толщины остекления. Этот параметр подбирается с большим запасом прочности. Акриловое стекло обладает высочайшей прозрачностью, которая не снижается при постоянной эксплуатации в воде.
Выполнение прозрачной прочной сферы 1, например, из акрила обеспечивает угол визуального обзора до 270° без применения специализированных технических средств.
Выполнение прозрачной прочной сферы 1 с толщиной стенки более 290 мм приведет к увеличению массы подводного аппарата. Увеличение наружного диаметра прозрачной сферы 1 более 2200 мм также приведет к увеличению массы и габаритов прочного корпуса подводного аппарата.
Входной люк 2 установлен в верхней части прозрачной прочной сферы 1 и предназначен для входа и выхода экипажа. Входной люк 2 включает комингс 4, средства его установки и шарнирно закрепленную на кронштейне комингса корпус крышки 5 (фиг. 2). Комингс 4 предназначен для крепления корпуса крышки 5 и ее уравновешивающего устройства 6. Комингс 4 крышки входного люка 2 выполнен в виде усеченного конуса, установлен на вкладыш 7 из полиамида или нейлона, также выполненный в виде усеченного конуса, и закреплен изнутри прозрачной прочной сферы 1 прижимной планкой 8 с демпфирующим элементом 9 между ними. Демпфирующий элемент 9 предотвращает повреждение прозрачной прочной сферы 1, защищая от контакта с металлической прижимной планкой 8. На конической поверхности комингса 4, взаимодействующей с конической поверхностью вкладыша 7, установлено уплотнение 10.
Для дополнительной герметизации вкладыша 7 с наружной стороны по диаметру вкладыша 7 нанесен кремнийорганический герметик 11.
Корпус плиты 3 ввода кабелей и трубопроводов установлен в прозрачной прочной сфере 1 на вкладыш 12 из полиамида или нейлона, выполненный также в виде усеченного конуса, закреплен к прочному корпусу прижимной планкой 13 с демпфирующим элементом 14 и снабжен средствами 15 для монтажа трубопроводов жизнеобеспечения и отверстиями 16 для монтажа гермовводов системы управления обитаемым подводным аппаратом. Вкладыш 12 герметизирован снаружи по диаметру кремнийорганическим герметиком 17 (фиг. 3).
Вкладыш 7 и вкладыш 12 из неметаллических материалов обеспечивают отсутствие прямого контакта конусной поверхности прозрачной прочной сферы 1 с конусной металлической поверхностью комингса 4 и с конусной металлической поверхностью корпуса плиты 3. Демпфирующий элемент 9 и демпфирующий элемент 14 из неметаллических материалов обеспечивают отсутствие прямого контакта внутренней поверхности прозрачной прочной сферы 1 с металлической поверхностью прижимной планки 8 и металлической поверхностью прижимной планки 13.
Выполнение прозрачной сферы 1 из неметаллического прозрачного материала, например, из акрила, из-за разницы в модулях упругости прозрачной сферы 1 и металлических вставок в виде комингса 4 и корпуса крышки 5 или корпуса плиты 3 приводит к необходимости использования нестандартного неметаллического уплотнения.
Во-первых, неметаллические вкладыши 7 и 12, обжимаясь при погружении обитаемого подводного аппарата, обеспечивают герметичность конструкции входного люка 2 и каждой плиты 3 ввода кабелей и трубопроводов. Во вторых, вкладыши 7 и 12 предотвращают образование критических трещин на конусной поверхности вырезов прозрачной прочной сферы 1, что обеспечивает повышение усталостной долговечности прозрачного прочного корпуса при циклическом нагружении при погружении и всплытии подводного аппарата.
Корпус крышки 5 входного люка 2 выполнен в виде наружного усеченного конуса с высотой, равной толщине прозрачной прочной сферы 1, и центрального сферического сегмента, толщиной не более 40 мм. При этом выполненные расчеты прочности показали, что эффективная радиальная жесткость вкладыша, комингса 4 и корпуса крышки 5 входного люка 2 равна радиальной жесткости прозрачной прочной сферы 1.
Каждый корпус плиты 3 ввода кабелей и трубопроводов выполнен в виде наружного усеченного конуса с высотой, равной толщине прозрачной прочной сферы 1, и центрального сферического сегмента, толщиной не более 50 мм. При этом выполненные расчеты прочности показали, что эффективная радиальная жесткость вкладыша 12 и корпуса плиты 3 ввода кабелей и трубопроводов каждого устройства ввода кабелей и трубопроводов равна радиальной жесткости прозрачной прочной сферы 1. На конической поверхности корпуса крышки 5 и корпуса плиты 3 установлены уплотнения 18 и 19 соответственно.
Выполнение сферического сегмента, толщиной более 40 и 50 мм, соответственно, приводит к повышению массы и радиальной жесткости вставок входного люка 2 и каждого устройства для ввода кабелей и трубопроводов.
Одинаковая жесткость прозрачной прочной сферы 1 и всех вставок в каждом вырезе прозрачного прочного корпуса приводит к более равномерному распределению циклических напряжений, что снижает вероятность образования критических трещин на конусной поверхности вырезов прозрачной прочной сферы 1 и обеспечивает повышение усталостной долговечности прозрачного прочного корпуса при циклическом нагружении при погружении и всплытии.
Крышка входного люка 2 выполнена с механизмом задраивания с центральным валом 20 со встроенным в него клапаном выравнивания давления. Механизм задраивания предназначен для удержания корпуса крышки 5 в закрытом герметичном положении.
Конструктивно механизм задраивания выполнен с возможностью задраивания или отдраивания крышки входного люка 2 как изнутри, так и снаружи прозрачной прочной сферы 1, что обеспечивает быстроту и удобство его работы.
Механизм задраивания выполнен двустороннего действия в виде верхнего маховика 21, расположенного с внешней стороны корпуса крышки 5, центрального вала 20, нижнего маховика 22, расположенного внутри прочной сферы 1, трех рычагов 23, трех тяг 24 и трех зацепов 25 к прижимной планке 8 (фиг. 4 и 5). При этом маховики 21 и 22 и рычаги 23 жестко соединены с центральным валом 20, а зацепы 25 шарнирно установлены на корпусе крышки 5 с возможностью их упора в прижимную планку 8 при задраивании маховиком 21 или 22. На центральном валу установлены уплотнения 26, обеспечивающие герметичность центрального вала 20 и механизма задраивания при погружении обитаемого подводного аппарата.
Клапан выравнивания давления предназначен для максимально безопасного входа и выхода экипажа. Обеспечивает более удобный способ выравнивания давления внутри прочной сферы 1 с окружающей средой по сравнению с аналогом. Клапан выравнивания давления встроен в центральный вал 20 механизма задраивания и выполнен двухстороннего действия в виде полой продольной оси 27 со сквозными концевыми отверстиями 28 и 29 и средствами их открытия и закрытия (фиг. 6).
Верхняя часть полой продольной оси 27 над верхним сквозным отверстием 28 выполнена в виде усеченного конуса с уплотнением 30 и верхней кнопкой 31, установленной снаружи корпуса крышки 5. На верхней части центрального вала 20 механизма задраивания выполнено соответствующее ей верхнее отверстие 32 в виде усеченного конуса. Нижняя часть полой оси 27 жестко соединена с нижней кнопкой 33, расположенной внутри прочной сферы 1. Между нижней кнопкой 33 и центральным валом 20 установлена пружина 34, обеспечивающая поджатие верхней кнопки 31 к центральному валу 20 механизма задраивания (фиг. 6, в). При этом верхняя конусная часть продольной полой оси 27 с уплотнением 30 и отверстие 28 установлены/ поджаты в конусное отверстие 32 центрального вала 20 механизма задраивания, что обеспечивает герметичность отверстия 28 и клапана выравнивания давления при погружении подводного аппарата.
Выравнивание давления происходит за счет перемещения вверх верхнего отверстия 28 полой продольной оси 27 из концевого конусного отверстия 32 центрального вала 20 при перемещении верхней 31 или нижней 33 кнопок (фиг. 6, б).
Крышка входного люка 2 выполнена с телескопическим уравновешивающим устройством 6 пружинного типа со стальной пружиной сжатия 35. Крышка входного люка 2 со всеми ее устройствами имеет значительную массу и уравновешивающее устройство 6 обеспечивает необходимое усилие, компенсирующее вес крышки, за счет сжатия стальной пружины 35.
Уравновешивающее устройство 6 крышки входного люка 2 установлено на кронштейне 36 комингса 4 со смещением его оси поворота 37 относительно оси поворота 38 корпуса крышки 5 (фиг. 2). Уравновешивающее устройство 6 выполнено в виде телескопического соединения негерметичного корпуса 39, шарнирно соединенного с кронштейном 36 комингса 4, и выдвижного герметичного корпуса 40, шарнирно соединенного с кронштейном 41, установленным на корпусе крышки 5. Герметичный корпус 40 снабжен стальной пружиной сжатия 35, установленной с возможностью ее сжатия при перемещении корпусов 39 и 40. Для реализации указанной возможности, негерметичный корпус 39 снабжен центральным полым штоком 42 с концевым неподвижным поршнем 43 (фиг. 7). Внутренняя поперечная сторона герметичного корпуса 40 выполнена в виде подвижного фланца 44, установленного с возможностью его скольжения по полому штоку 42 внутри негерметичного корпуса 39. Пружина сжатия 35 установлена между фланцем 44 герметичного корпуса 40 и поршнем 43 негерметичного корпуса 39 с возможностью ее сжатия за счет уменьшения расстояния между фланцем 44 и поршнем 43.
При закрытии крышки входного люка 2 выдвижение герметичного корпуса 40 относительно негерметичного корпуса 39 происходит за счет того, что ось поворота 37 герметичного корпуса 40 уравновешивающего устройства 6 смещена относительно оси поворота 38 корпуса крышки 5. Внутренний объем герметичного корпуса 40 заполнен индустриальным маслом 45, необходимым для разгрузки герметичного корпуса 40 от воздействия внешнего гидростатического давления. Для обеспечения выравнивания давления внутри герметичного корпуса 40, в конструкции установлен поршень 46.
Конструкция устройства уравновешивания 6 обеспечивает работоспособность стальной пружины 35 в течение всего срока службы прозрачного прочного корпуса.
Прозрачная прочная сфера 1 снабжена, как минимум, одним боковым устройством ввода кабелей и трубопроводов, преимущественно двумя. Каждый корпус плиты 3 ввода кабелей и трубопроводов установлен под углом не более 40° его центральной оси относительно вертикальной плоскости прочной сферы 1 и под углом не более 30° его центральной оси вниз относительно центральной горизонтальной плоскости прочной сферы 1 (фиг. 9). Такая установка обеспечивает максимальное подключение кабелей и трубопроводов, максимальный обзор при уменьшении массы корпуса плиты 3.
Прозрачная прочная сфера 1 установлена в обитаемом подводном аппарате на демпферном устройстве, выполненным в виде, как минимум, шести демпферов 47, установленных равномерно по окружности на опорной поверхности 48 (фиг. 8).
Демпферное устройство обеспечивает удержание прозрачной прочной сферы 1 в раме обитаемого подводного аппарата вне зависимости от глубины погружения и обжатия прочной сферы 1, а также при транспортировке. Каждый демпфер 47 выполнен из подвижного и неподвижного корпусов и пружины, создающей расчетное усилие на прозрачную прочную сферу 1 (не показано). На контактной поверхности с прочной сферой 1 установлена прокладка.
Комингс 4, корпус крышки 5, механизм задраивания крышки входного люка 2, клапан выравнивания давления, элементы уравновешивающего устройства 6, корпус плиты 3 ввода кабелей и трубопроводов, демпферы 47, элементы крепления выполнены из титановых сплавов. Выполнение из титановых сплавов обеспечивает снижение массы и увеличения нагрузочной способности деталей.
Пример исполнения устройства. Прозрачная прочная сфера 1 обитаемого подводного аппарата выполнена из акрила - полиметилметакрилата марки Plexiglas 0Z10 с наружным диаметром 2200 мм и с равномерной толщиной стенки 286 мм. Толщина стенки 286 мм обеспечивает заданную глубину погружения 2250 м при минимально возможном при этом весе прозрачной прочной акриловой сферы 1.
Комингс 4 корпус крышки 5 входного люка 2, механизм задраивания крышки, клапан выравнивания давления, элементы уравновешивающего устройства 6, корпус плиты 3 ввода кабелей и трубопроводов, элементы крепления выполнены из титанового сплава ПТ-3В ГОСТ19807-91 и титанового сплава 3М ОСТ 1 92077-91. Вкладыши 7 и 12 выполнены из полиамида марки ПА-6, демпфирующие прокладки 9 и 14 выполнена из резиновой смеси. Уплотнение 10 комингса 4 выполнено в виде кольца круглого сечения из резины.
Корпус крышки 5 входного люка 2 выполнен в виде наружного усеченного конуса с высотой, равной толщине прочной сферы 1, и центрального сферического сегмента, толщиной 40 мм и установлен в вырез 49 под входной люк 2. Установлено два боковых устройства ввода кабелей и трубопроводов. Каждый корпус плиты 3 ввода кабелей и трубопроводов выполнен в виде наружного усеченного конуса с высотой, равной толщине прочной сферы 1, и центрального сферического сегмента, толщиной 48 мм. Уплотнения 18 и 19 на корпусе крышки 5 и корпусе плиты 3 выполнены в виде колец круглого сечения из резины. Каждый корпус плиты 3 ввода кабелей и трубопроводов установлен в вырезы 50 под углом 39° его центральной оси относительно вертикальной плоскости прочной сферы 1 и под углом 30° его центральной оси вниз относительно центральной горизонтальной плоскости прочной сферы 1 (фиг. 9). На корпусе плиты 3 размещены приварные штуцеры 15 для монтажа трубопроводов жизнеобеспечения и отверстия 16 для монтажа гермовводов системы управления обитаемого подводного аппарата. Конструктивно на двух плитах возможно разместить до 6 приварных штуцеров и до 10 отверстий под гермовводы.
Уплотнения 26 на центральном вале 20 механизма задраивания выполнены в виде колец круглого сечения из резины из резины ИРП 3012. Герметичность клапана выравнивания давления обеспечена уплотнительным кольцом 30 круглого сечения из резины ИРП 3012. Между демпфером 47 и прочной сферой 1 установлена резиновая прокладка.
Устройство работает следующим образом. Прозрачный прочный корпус предназначен для установки на обитаемый подводный аппарат для размещения в нем экипажа из двух человек. Прозрачный прочный корпус обеспечивает герметичность, необходимую прочность, видимость и круговую обзорность на 270°, позволяющие осуществлять работу обитаемого подводного аппарата на заданной глубине погружения до 2250 м в условиях действия сжимающего гидростатического давления. Посадку и высадку экипажа осуществляют через герметичный входной люк 2.
В положении крышки входного люка 2 "Закрыто" корпус крышки 5 своей конической рабочей поверхностью находится в контакте с конической поверхностью комингса 4. Уплотнительное кольцо 18 находится в контакте с конической поверхностью комингса 4 и уплотняет конические поверхности корпуса крышки 5 и комингса 4 от проникновения забортной воды через входной люк 2 во внутреннее пространство прочной сферы 1. Коническая поверхность комингса 4 находится в контакте с конической поверхностью вкладыша 7. Уплотнительное кольцо 10 находится в контакте с конической поверхностью вкладыша 7 и дополнительно уплотняет конические поверхности вкладыша 7 и комингса 4 от проникновения забортной воды через входной люк 2. При этом механизм задраивания находится в положении "Закрыто", с помощью нижнего или внутреннего маховика 22, центрального вала 20, рычагов 23, и тяг 24, его зацепы 25 устанавливают с упором в прижимную планку 8 (поджимают), а корпус крышки 5 поджимают к конической поверхности комингса 4. Уплотнения 26 центрального вала 20 и уплотнение 30 закрытого клапана выравнивания давления дополнительно уплотняют контактные поверхности.
Пружина сжатия 35 в устройстве уравновешивания установлена в максимальном сжатом положении при максимальном выдвижении его герметичного корпуса 40. Пружина 35 сжата на максимальное усилие для компенсации веса крышки входного люка 2 при ее открывании. При закрытом положении центр тяжести корпуса крышки 5 создает максимальный момент сопротивления открытию крышки, поэтому пружина 35 в этом положении находится в максимально сжатом положении.
Индустриальное масло 45 находится в герметичной полости устройства уравновешивания 6. Морская вода, воздействуя на поршень 46, сжимает индустриальное масло 45 внутри герметичного объема, которое воздействует на герметичный корпус 40 изнутри с той же силой, что и морская вода снаружи. Поэтому герметичный корпус 40 уравновешивающего устройства 6 разгружен и не требуется выполнять толстостенный корпус, который выдерживал бы полное забортное давление.
После всплытия обитаемого подводного аппарата при переходе крышки входного люка 2 из положения "Закрыто" в положение "Открыто" происходит следующее. Сначала путем нажатия нижней 33 или верхней 31 кнопок клапана выравнивания давления осуществляют перепускание воздуха из внутреннего объема прочной сферы 1 в окружающую среду или наоборот, в зависимости от перепада давления, что обеспечивает гарантированное выравнивание давления внутри прочной сферы 1 с давлением окружающей среды и безопасное открытие крышки входного люка 2.
Затем с помощью внутреннего 22 или наружного 21 маховика, центрального вала 20, систему рычагов 23 и тяг 24 переводят зацепы 25 в положение "открыто", освобождая корпус крышки 5 от зацепления с комингсом 4, после чего возможно ее откинуть вручную с помощью сжатой пружины 35 устройства уравновешивания 6 и обеспечить выход экипажа из корпуса обитаемого подводного аппарата.
Компенсацию веса крышки входного люка 2 обеспечивают усилием сжатой пружины 35 устройства уравновешивания 6. По мере открывания корпуса крышки 5 вверх, пружина 35 стремится выпрямиться и тем самым помогает поднимать крышку вверх. С помощью устройства уравновешивания 6 осуществляют подъем корпуса крышки 5 от горизонтальной оси до угла подъема, который при полном открытии входного люка 2 равен 95 градусов и ограничивают дальнейшее открывание корпуса крышки 5. При достижении корпуса крышки 5 своего верхнего положения, пружина 35 устройства уравновешивания 6 полностью расжата, герметичный корпус 40 полностью внутри негерметичного корпуса 39.
При закрывании входного люка 2 после прохода личного состава внутрь прочной сферы 1 корпус крышки 5 плавно опускают вниз вручную под воздействием силы тяжести крышки. Герметичный корпус 40 выдвигается и сжимает пружину сжатия 35, создавая полезный уравновешивающий момент за счет ее сжатия. Сила сжатия пружины 35 устройства уравновешивания 6 обеспечивает компенсацию веса крышки, чтобы усилие одного человека составляло не более 245 Н. При опускании крышки сила сжатия пружины 35 увеличивается до момента контакта корпуса крышки 5 с опорной конусной поверхностью комингса 4.
Затем вращением маховика 21 или 22 через систему рычагов 23 осуществляют прижим зацепов 25 крышки люка 2 с упором к прижимной планки 8 комингса 4 и прижим корпуса крышки 5 к комингсу 4, что обеспечивает герметизацию входного люка 2.
Через трубопроводы двух герметичных боковых устройств ввода кабелей и трубопроводов осуществляют подключение к системам подачи кислорода, кондиционирования и системы воздуха высокого давления. Через гермовводы 16 осуществляют подключение к системам управления обитаемым подводным аппаратом.
Каждый корпус плиты 3 своей конической рабочей поверхностью находится в контакте с конической поверхностью вкладыша 12. Уплотнительное кольцо 19 находится в контакте с конической поверхностью вкладыша 12 и уплотняет конические поверхности каждого корпуса плиты 3 ввода кабелей и трубопроводов от проникновения забортной воды через устройство ввода кабелей и трубопроводов во внутреннее пространство прочной сферы 1.
Таким образом, изобретение обеспечивает расширение арсенала прозрачных устойчивых к гидростатическому давлению прочных корпусов обитаемых подводных аппаратов.