СПУСКОПОДЪЕМНОЕ УСТРОЙСТВО ДЛЯ БУКСИРУЕМЫХ ПОДВОДНЫХ АППАРАТОВ

Полезная модель относится к области морской техники, а именно к спускоподъемным устройствам (СПУ) для буксируемых подводных аппаратов и может быть использована для спуска, буксировки, подъема и хранения по-походному буксируемых подводных аппаратов (БПА) с различных носителей.
Известно спускоподъемное устройство «System for launching and recovering underwater vehicles, notably towed underwater vehicles (Система для запуска и восстановления подводных аппаратов, в частности буксируемых подводных аппаратов)», патент на изобретение US 8967067, опубл. 03.03.2015 г., для автоматического спуска и подъема морских плавучих средств и подводных аппаратов с надводного корабля. СПУ состоит из наклоняющейся составной шарнирной аппарели, включающей корпус, боковые части и приспособления для буксировки, а также для контроля перемещения плавсредства вдоль аппарели во время спуска и движения плавсредства вверх вдоль аппарели во время подъема. Аппарель содержит подвижную опору, которая отклоняется в период между погружением в воду и поднятием в горизонтальное положение. Система включает в себя плавучие средства, которые при спуске позволяют подвижной опоре находиться на поверхности или рядом с поверхностью воды. Нижняя часть составной шарнирной аппарели имеет также внешнюю поверхность, которая обеспечивает обтекаемость водой формы и торцевой части аппарели и уменьшение вертикальных динамических перемещений, вызванных волнами.
Недостатки данного устройства:
- отсутствует возможность использования данного СПУ в габаритах контейнера;
- подъем БПА происходит с воды, что значительно усложняет его прием СПУ.
Известно судовое спускоподъемное устройство «Судовое спускоподъемное устройство для буксируемых подводных аппаратов», патент на полезную модель №91968 RU, опубл. 10.03.2010 г., содержащее ложемент, лебедку, тележку, установленную на горизонтальном подволоке, с возможностью ее продольного перемещения и вывода за кормовой срез объекта-носителя, ловитель (механизм захвата) с возможностью его поворота в вертикальной плоскости, в котором проделаны сквозные отверстия для прохода кабель-буксира, направляющий и приемный ролики, жестко установленные на тележке без изменения их высоты относительно палубы объекта-носителя.
Известны недостатки данного устройства:
- СПУ имеет громоздкую и сложную конструкцию (особенно требовательно к высоте помещения) и значительную металлоемкость в целом;
- СПУ является стационарным, оно постоянно установлено на объекте; данная конструкция не может быть оперативно снята с объекта-носителя и мобильно доставлена в другую требуемую точку.
Общим недостатком указанных технических решений является отсутствие мобильности устройств.
Известно спускоподъемное устройство «Method and apparatus for deploying and recovering water borne vehicles (Способ и устройство для спуска и подъема плавсредства)», патент на изобретение US 5253605, опубл. 19.10.1993 г., при котором плавсредство, когда оно не используется, хранится в переносном стандартном контейнере. Нижняя поверхность контейнера содержит множество роликов, которые позволяют плавсредству из положения по-походному занять стартовое положение (для спуска), при этом нос плавсредства расположен на роликах, а задняя часть плавсредства расположена на роликовом блоке, который с помощью шарниров крепится к корме надводного объекта-носителя. Портальный кран со своим грузовым тросом, прикрепленным к носу плавсредства, поворачивает плавсредство вокруг шарнирного крепления для того, чтобы кормовая часть плавсредства погрузилась в воду для устойчивости, и направляет плавсредство по направлению назад вместе с носом, остающемся в воздухе, и кормовой частью, находящейся в воде, до того момента когда нос уже располагается над водой и находится на удалении от кормы надводного корабля, а затем, завершая спуск, опускает нос плавсредства в воду.
Недостатки данного устройства:
- отсутствует возможность для спуска и буксировки БПА;
- отсутствует возможность размещения в контейнере кабель-буксира необходимой длины.
Также известно спускоподъемное устройство «Спускоподъемное устройство», патент на изобретение №2585181 RU, опубл. 16.02.2015 г., выполненное мобильным и размещенное в жестком каркасе, которое принято за прототип. Опорное основание устройства установлено на горизонтальной опорной поверхности жесткого каркаса. Шатун, одним концом шарнирно установленный на опорном основании, снабжен тягой, соединяющей его свободный конец с поворотной опорой, шарнирно установленной на опорном основании. Привод шатуна размещен так, что один его конец соединен с опорным основанием, а другой его конец - с шатуном. Спускоподъемное устройство снабжено подъемной рамой, шарнирно установленной на поворотной опоре. Подъемная рама снабжена приводом, соединенным с одной стороны с поворотной опорой, а с другой стороны - с подъемной рамой. Подъемная рама имеет, по крайней мере, один блок и, по крайней мере, один ролик, взаимодействующий с ответной ему направляющей, размещенной на вертикальной стенке жесткого каркаса со стороны спускоподъемного устройства.
Недостатки данного устройства:
- отсутствует возможность для спуска, подъема и буксировки буксируемых подводных аппаратов, в т.ч. для захвата БПА и заведения его в контейнер;
- отсутствует возможность размещения в контейнере кабель-буксира необходимой длины;
- отсутствует возможность размещения БПА в контейнере для хранения по-походному и его обслуживания.
Указанные недостатки рассмотренных спускоподъемных устройств ограничивают возможность их использования.
Задачей предлагаемого технического решения является создание мобильного спускоподъемного устройства для БПА контейнерного исполнения, которое обеспечит возможность его размещения на объекте-носителе без переоборудования или с незначительным вмешательством в конструкцию объекта.
Техническим результатом предлагаемого решения является повышение эффективности использования спускоподъемного устройства для БПА за счет обеспечения его мобильности, возможности в короткие сроки осуществить его установку на различных объектах-носителях и транспортировки различными видами транспорта, а также для хранения и обслуживания БПА.
Указанный технический результат достигается тем, что спускоподъемное устройство для буксируемых подводных аппаратов содержит размещенные в жестком каркасе опорное основание, шарнирно установленную на опорном основании поворотную опору, шарнирно соединенную с поворотной опорой подъемную раму с механизмом складывания, лебедку для намотки кабель-буксира, приводы, систему управления. Жесткий каркас выполнен в виде контейнера, в котором на опорном основании установлен ложемент для размещения буксируемого подводного аппарата в положении по-походному. В верхней части контейнера расположены кабелеукладчик и направляющий ролик. Лебедка выполнена двухбарабанной, при этом барабаны содержат звездочки, охваченные цепью, на которой закреплен коренной конец кабель-буксира.
Ось подъемной рамы выполнена с возможностью вращения в противоположных направлениях и на середине оси жестко размещен механизм захвата, в котором удерживается буксируемый подводный аппарат. Механизм захвата снабжен свободно вращающимся шкивом. Кабель-буксир проходит через кабелеукладчик, огибает направляющий ролик и вращающийся шкив. Второй конец кабель-буксира закреплен на буксируемом подводном аппарате.
Основное преимущество мобильного спускоподъемного устройства перед стационарным - это возможность быстро доставить оборудование в любую точку Мирового океана за счет того, что во всех водных бассейнах находятся несколько потенциальных объектов-носителей.
Сущность полезной модели поясняется рисунками, где:
- на фиг. 1 изображено предлагаемое спускоподъемное устройство для буксируемых подводных аппаратов в положении по-походному;
- на фиг. 2 (а, 6, в) представлены этапы развертывания СПУ:
а - начало развертывания,
б - прохождение БПА и механизма захвата в створе ворот контейнера,
в - завершение развертывания СПУ;
- на фиг. 3 изображено предлагаемое спускоподъемное устройство в рабочем положении (устройство захвата удерживает БПА перед спуском или перед приведением СПУ в положение по-походному).
Спускоподъемное устройство содержит размещенные в контейнере 1 опорное основание 2, шарнирно установленную на опорном основании 2 поворотную опору 3, шарнирно соединенную с поворотной опорой 3 подъемную раму 4 с механизмом складывания (на фиг. не показан), двухбарабанную лебедку 5, приводы, систему управления (на фиг. не показаны). В верхней части контейнера 1 расположены кабелеукладчик 6 и направляющий ролик 7.
В контейнере 1 также установлен ложемент 8 для размещения буксируемого подводного аппарата 9 в положении по-походному. Лебедка 5 выполнена двухбарабанной, при этом барабаны содержат звездочки, охваченные цепью 10, на которой закреплен коренной конец кабель-буксира 11. Ось 12 подъемной рамы 4 выполнена с возможностью вращения в противоположных направлениях и на середине оси 12 жестко размещен механизм захвата 13, в котором удерживается буксируемый подводный аппарат 9. Механизм захвата 13 снабжен свободно вращающимся шкивом 14. Кабель-буксир 11 проходит через кабелеукладчик 6, огибает направляющий ролик 7 и вращающийся шкив 14. Второй конец кабель-буксира 11 закреплен на буксируемом подводном аппарате 9.
Спускоподъемное устройство размещено, например, в стандартном транспортном 40-футовом контейнере. В положении по-походному БПА 9 установлен на ложементе 8 и удерживается в механизме захвата 13. Кабель-буксир 11, идущий от БПА 9, охватывает вращающийся шкив 14 и направляющий ролик 7 и, проходя через кабелеукладчик 6, укладывается в один слой на барабаны лебедки 5. Применение двухбарабанной лебедки позволяет обеспечить размещение кабель-буксира необходимой длины в стандартном контейнере.
Спускоподъемное устройство работает следующим образом.
Предлагаемое СПУ, размещенное в контейнере 1, доставляют к месту использования. Доставка СПУ до места монтажа на объекте-носителе 15 может осуществляться водным путем, авиатранспортом и другими способами. Далее устройство устанавливают на требуемое для проведения работ место (открытая или закрытая палуба) на объекте-носителе 15 на определенном и достаточном расстоянии от кормового среза объекта-носителя 15 для обеспечения его безопасной работы, где и происходит его приведение в рабочее положение.
С пульта управления подают сигнал на вращение барабанов лебедки 5, на травление кабель-буксира 11, разворот поворотной опоры 3 и подъемной рамы 4 и на вращение оси 12 подъемной рамы 4. Поворотная опора 3 из вертикального положения приходит в горизонтальное, подъемная рама 4 разворачивается в сторону кормы объекта-носителя 15, ось 12 на подъемной раме 4 поворачивает (вращает в противоположных направлениях) механизм захвата 13 с БПА 9 в положение, благоприятное для спуска БПА 9 на воду. После приведения СПУ в рабочее положение по сигналу с пульта управления производят раскрытие механизма захвата 13 и осуществляют спуск на воду БПА 9 на кабель-буксире 11 при помощи вращающего шкива 14, направляющего ролика 7, кабелеукладчика 6 и двухбарабанной лебедки 5.
Движение (кинематика) элементов СПУ происходит синхронно, по заложенному в систему управления СПУ рабочему алгоритму программы, которая загружена в микроконтроллер модуля системы управления. Тем самым достигается нужная кинематика СПУ, при которой БПА 9 вместе с механизмом захвата 13, совершая вращательно-поступательные движения, выходит из контейнера 1, не задевая его.
Движение (запрограммировано в систему управления СПУ) поворотной опоры 3, подъемной рамы 4 и оси 12 на подъемной раме 4 осуществляется приводами (электрическими или гидравлическими). Отслеживание поворота оси 12 подъемной рамы 4 осуществляется с помощью датчиков поворота. Крайние положения подвижных механических частей отслеживаются концевыми выключателями.
Подъем БПА на объект-носитель и приведение СПУ в походное положение производится в обратной последовательности.
Предложенная конструкция СПУ позволяет проводить обслуживание БПА в контейнере, для чего необходимо БПА отстыковать от механизма захвата и СПУ привести в рабочее положение.
Таким образом, конструкция предложенного технического решения имеет следующие преимущества:
- позволяет разместить спускоподъемное устройство в стандартном 40-футовом контейнере, что обеспечивает его мобильность и возможность в короткие сроки осуществить его установку на различных носителях без переоборудования или при незначительном вмешательстве в конструкцию объекта, а также защиту систем СПУ;
- позволяет осуществить хранение по-походному буксируемых подводных аппаратов и их обслуживание.
Достижение заявленного технического результата подтверждается расчетами и компьютерным моделированием взаимодействия спускоподъемного устройства, контейнера, буксируемого подводного аппарата и объекта-носителя.