Транспортировщик водолазов
DIVER TRANSPORTER

Изобретение относится к области водолазной техники, а конкретно,  к подводным транспортным средствам проницаемого («мокрого») типа для доставки экипажа и полезного груза в район проведения водолазных работ,
связанных с обеспечением бесперебойной работы подводных, донных, в том числе  сооружений, предназначенных для добычи углеводородных полезных ископаемых.
Известны различные конструкции транспортировщиков водолазов (далее ТВ), которые обеспечивают передвижение водолазов и доставку грузов под водой. Известен  транспортировщик водолазов (патент  РФ на изобретение № 2667113, опубликован 14.09.2018г., бюл. № 26). В данном изобретении предложен транспортировщик водолазов, содержащий корпус торпедообразной формы, в котором последовательно расположены от носа до кормы гидроакустические средства, носовая дифферентно-уравнительная цистерна, носовой двигательно-движительный комплекс (ДДК), выполненный в виде двух винторулевых колонок (ВРК) левого и правого бортов, убирающихся в нишу корпуса. В средней части корпуса находится приборный отсек с аппаратурой системы управления и пультом управления, откидной обтекатель, баллон воздуха высокого давления, средняя дифферентно-уравнительная цистерна, отсек аккумуляторной батареи. В кормовой части корпуса размещен кормовой ДДК, выполненный в виде двух ВРК левого и правого бортов, убирающихся в кормовую нишу корпуса. В кормовой части корпуса также находится ангар мокрого типа для размещения в ней полезной нагрузки в виде автономного необитаемого подводного аппарата, грузовой отсек, кормовая дифферентно-уравнительная система, отсек с якорем гарпунного типа и баллоном воздуха высокого давления. Технический результат заключается в расширении функциональных возможностей транспортировщика водолазов.
Недостатком известного транспортировщика водолазов являются его малые размеры, не защищенность экипажа, водолазы лежат на транспортировщике сверху, ничем не защищены от окружающей агрессивной среды. Вес и объем полезной нагрузки очень мал.  Отсутствие продольной несущей конструкции снижает жесткость изделия необходимую для удержания и  доставки груза в район проведения работ, что существенно снижает эффективность использования данного транспортировщика водолазов.
Аналогом наиболее близким по технической сущности к заявляемому устройству является выбранный в качестве  прототипа «Транспортировщик водолазов» «STIDD DRD» ( «Погружные лодки». Проект компании «STIDD Systems Inc» 1. https://topwar.ru/71730-apparat-dostavki-morskogo-specnaza-ssha-»Proteus»-sdv.html) «Proteus». ТВ «Proteus» относится к классу так называемых подводных аппаратов с двумя режимами DMUV (Dual Mode Underwater Vehicle). То есть он может работать либо в качестве обычного SDV (SEAL Delivery Vehicle) с пилотом и штурманом, либо в качестве АНПА большого водоизмещения LDUUV (Large Displacement Unmanned Underwater Vehicle).
ТВ «Proteus» состоит из  углепластикого, композитного корпуса виде тела вращения малого гидродинамического сопротивления с Х-образными кормовыми рулями. Пять движителей (4 подруливающих и 1 маршевый) приводятся в действие при помощи электроприводов, получающих питание от  аккумуляторной батареи. Средства обнаружения включают гидроакустическую систему  (ГАС) кругового обзора и телевизионную камеру с подсветкой.  Ход аппарата обеспечивается гребным электродвигателем с планетарным редуктором, вращающим гребной винт. Маневренность аппарата обеспечивается четырьмя подруливающими устройствами тоннельного типа (два установлены вертикально и два горизонтально) в носовой и кормовой части. Плавучесть аппарата регулируется балластными цистернами, расположенными в средней части корпуса и двумя уравнительными (дифферентными) цистернами, находящимися в носовой и кормовой оконечностях корпуса. Два помещения для транспортировки экипажа (или грузовые отсеки) соединены между собой тамбуром, что  позволяет экипажу свободно перемещаться по всему пространству внутри аппарата. В палубе (в проходе) имеется люк для выполнения специальных задач (например, запуска АНПА и ТНПА). В носовой части отсека находятся органы управления аппаратом и приборные панели (панели отображения обстановки). В верхней части корпуса находятся сдвижные «фонари» (люки) предназначены для посадки и высадки экипажа. Там  же расположены воздушные баллоны и индивидуальные посты подключения системы дыхания экипажа. В носовой части аппарата установлен многолучевой гидролокатор обнаружения препятствий, приемник системы GPS и четыре телекамеры для наблюдения за внешней обстановкой. АНПА и ТНПА размещаются в двух универсальных контейнерах, которые крепятся на корпусе транспортировщика с внешней стороны.
Недостатками известного транспортировщика водолазов являются наличие  установленных на корпусе внешних универсальных контейнеров для АНПА и ТНПА, которые ухудшают ходовые показатели, а также гидродинамические и акустические показатели при движении транспортировщика. Отсутствие  носового и кормового якорных устройств, позволяющих удерживать аппарат на необходимой глубине, относительно грунта. Данные недостатки ограничивают функциональные возможности известного транспортировщика водолазов и снижают эффективность его использования.
В основу предполагаемого изобретения  поставлена задача устранить  указанные недостатки и обеспечить расширение функциональных возможностей ТВ.
Поставленная задача решается тем, что в транспортировщике водолазов, содержащем корпус, выполненный из отсеков, в том числе носового отсека,  отсека для экипажа, отсека выделенного под размещение в нем сменной полезной нагрузки, который, посредством отсека - тамбура соединен с отсеком для экипажа, а также кормового отсека, движительно-рулевой комплекс, включающий маршевый движитель, установленный в кормовом отсеке и четыре подруливающих устройства тоннельного типа,  которые установлены по одному вертикально и по одному горизонтально в носовом и кормовом отсеках, комплекс обеспечения жизнедеятельности экипажа с обслуживающими средствами, балластно-дифферентовочную систему, базовые системы обеспечения функционирования транспортировщика водолазов в составе системы программного управления и навигации, системы энергообеспечения на основе модуля аккумуляторной батареи, системы гидроакустической связи, системы технического зрения и радиосвязи, системы ручного управления и отображения информации, системы автономного управления движителем. Корпус транспортировщика водолазов в поперечном сечении выполнен прямоугольной формы со сглаженными углами.  В качестве полезной нагрузки на  транспортировщике водолазов используют АНПА, размещенные в транспортно- пусковых контейнерах.  Каждый транспортно-пусковой контейнер АНПА размещен непосредственно в отсеке сменной полезной нагрузки на бортах транспортировщика водолазов носовой частью контейнера вперед по ходу движения транспортировщика водолазов и соосно его диаметральной плоскости, а  кормовая часть каждого транспортно-пускового контейнера  АНПА посредством шарнира  закреплена на корпусе соответствующего борта транспортировщика водолазов с возможностью  выноса носовой части транспортно-пускового контейнера за борт транспортировщика водолазов и фиксации ее в таком положении для осуществления пуска (приема) АНПА.   Транспортировщик водолазов снабжен носовым и кормовым идентичными модульными якорными устройствами, установленными в носовом и кормовом  отсеках транспортировщика водолазов в его диаметральной  плоскости, модульное якорное  устройство выполнено из состыкованных,  с возможностью отстыковки корпуса и якоря. В корпусе якорного устройства размещены снабженная электроприводом лебедка, барабан которой снабжен тросом, а также  направляющие шкивы для проводки троса лебедки к якорю. Внутри корпуса на его днище вдоль продольной оси выполнен прилив, в котором выполнено отверстие под центровочный элемент якоря, при этом на днище по его окружности от прилива до вертикальных стенок корпуса модуля размещены электромагниты. Якорь выполнен из ферримагнитного металла в виде подводного колокола цилиндрической формы, вдоль продольной оси которого с внешней стороны его горизонтальной стенки, выполнен центрирующий элемент в виде цилиндрического штифта, наружный диаметр которого выполнен равным диаметру центрирующего отверстия корпуса, а на верхней части штифта   якоря жестко закреплен свободный конец троса лебедки якорного устройства. Кроме того, в диаметральной плоскости корпуса транспортировщика водолазов  в кормовом и носовом отсеках выполнены посадочные места, в которых размещены модули якорных устройств с возможностью выпуска и подъема якоря.
Поставленная задача решается также тем, что:
- модуль аккумуляторной батареи  размещен в отсеке сменной полезной нагрузки;
- на носовом отсеке с каждого борта транспортировщика водолазов установлены носовые горизонтальные рули;
- на кормовом отсеке установлен вертикальный стабилизатор, на котором установлены кормовые рули;
- в днище проходного отсека-тамбура выполнен люк;
- в корпусе транспортировщика водолазов над отсеком для экипажа и отсеком сменной полезной нагрузки выполнены сдвижные фонари.
Отличительные признаки предлагаемого решения выполняют следующие функциональные задачи для достижения требуемого технического результата.
Оснащение ТВ транспортно-пусковыми контейнерами АНПА, установленными внутри корпуса, причем с возможностью выноса носовых частей контейнеров за борт ТВ для осуществления спуска (подъема) АНПА позволило в первую очередь улучшить ходовые характеристики ТВ.
Оснащение ТВ носовым и кормовым модульными якорными устройствами позволяет экипажу более точно фиксировать ТВ без хода на заданной глубине от дна и в заданной точке, с учетом скорости и направления течения в море, удобной для выполнения работ экипажем.
Указанные существенные признаки, отличающие ТВ от прототипа, в совокупности с признаками общими для него и прототипа  обеспечивают достижение заявленного технического результата. Отличительные признаки предлагаемого ТВ улучшают его технические характеристики и расширяют функциональные возможности и, тем самым, повышают его эффективность при использовании.
На основании изложенного можно заключить, что совокупность существенных признаков заявленного изобретения имеет причинно-следственную связь с достигнутым техническим результатом, т.е. благодаря данной совокупности существенных признаков изобретения стало возможным решение поставленной задачи. Следовательно, заявленное изобретение является новым, обладает изобретательским уровнем и пригодно для использования.
Сущность изобретения поясняется чертежами, где:
- на фиг. 1 представлен продольный разрез транспортировщика водолазов;
- на фиг. 2  общий вид транспортировщика водолазов, вид сверху;
- на фиг. 3 размещение транспортных контейнеров АНПА в отсеке сменной полезной нагрузки на борту ТВ, вид сбоку;
- на фиг. 4  размещение транспортных контейнеров АНПА в отсеке сменной полезной нагрузки на борту ТВ, вид сверху;
- на фиг. 5 разрез общего вида модуля якорного устройства.
Транспортировщик водолазов выполнен проницаемого (мокрого) типа и содержит корпус, выполненный из отсеков, в том числе носового отсека 1,  отсека 2 для экипажа, отсека 3 выделенного под размещение в нем сменной полезной нагрузки, который, посредством отсека – тамбура 4 соединен с отсеком для экипажа, а также кормового отсека 5. Движительно-рулевой комплекс ТВ, включающий маршевый движитель 6, установленный в кормовом отсеке 5 и четыре подруливающих устройства 7, 8, 9, 10 тоннельного типа,  которые установлены по одному вертикально и по одному горизонтально в носовом и кормовом отсеках, комплекс обеспечения жизнедеятельности экипажа с обслуживающими средствами (на чертежах не показан), балластно-дифферентовочную систему (на чертежах не показана), базовые системы обеспечения функционирования транспортировщика водолазов в составе системы программного управления и навигации, системы энергообеспечения на основе модуля аккумуляторной батареи, системы гидроакустической связи, системы технического зрения и радиосвязи, системы ручного управления и отображения информации, системы автономного управления движителем. В качестве полезной нагрузки на  транспортировщике водолазов используют АНПА 11, размещенные в транспортно-пусковых контейнерах 12. Корпус транспортировщика водолазов в поперечном сечении выполнен прямоугольной формы со сглаженными углами.  Каждый транспортно-пусковой контейнер 12 для АНПА размещен непосредственно в отсеке 3 сменной полезной нагрузки на бортах транспортировщика водолазов носовой частью контейнера вперед по ходу движения транспортировщика водолазов и соосно его диаметральной плоскости.,   Кормовая часть каждого транспортно-пускового контейнера 12 для   АНПА посредством шарнира  13 закреплена на корпусе соответствующего борта транспортировщика водолазов с возможностью  выноса носовой части транспортно-пускового контейнера за борт транспортировщика водолазов и фиксации ее в таком положении для осуществления пуска (приема) АНПА. Вынос носовой части транспортно-пускового контейнера 12 для АНПА за борт ТВ, осуществляется посредством установленной на его поперечной переборке и снабженной электроприводом резьбовой передачи, кинематически связанной тягой с транспортно-пусковым контейнером.  Транспортировщик водолазов снабжен носовым и кормовым идентичными модульными якорными устройствами 14, 15, установленными в носовом и кормовом  отсеках транспортировщика водолазов в его диаметральной  плоскости. Каждое  модульное якорное  устройство выполнено из состыкованных,  с возможностью отстыковки, корпуса 16 и якоря 17. В корпусе 16 якорного устройства размещены снабженная электроприводом лебедка 18, барабан которой снабжен тросом 19, а также  направляющие шкивы 20 для проводки троса 19 лебедки 18 к якорю 17. Внутри корпуса на его днище вдоль продольной оси выполнен прилив 21, в котором выполнено отверстие 22 под центровочный элемент 23 якоря. На днище по его окружности от прилива 21 до вертикальных стенок корпуса 16 модуля размещены электромагниты 24. Якорь выполнен из ферримагнитного металла в виде подводного колокола цилиндрической формы, вдоль продольной оси которого с внешней стороны его горизонтальной стенки, выполнен центрирующий элемент 23 в виде цилиндрического штифта, наружный диаметр которого выполнен равным диаметру центрирующего отверстия 22 корпуса, а на верхней части штифта   якоря жестко закреплен свободный конец троса 19 лебедки 18 якорного устройства. В диаметральной плоскости корпуса транспортировщика водолазов  в кормовом и носовом отсеках 5, 1 выполнены посадочные места, в которых размещены модули якорных устройств с возможностью выпуска и подъема якоря 17.
На транспортировщике водолазов также:
- модуль аккумуляторной батареи 27 размещен в отсеке 3 сменной полезной нагрузки;
- на носовом отсеке 1 с каждого борта транспортировщика водолазов установлены носовые горизонтальные рули 28;
- на кормовом отсеке 5 установлен вертикальный стабилизатор 29, на котором установлены кормовые  горизонтальные рули 30;
- в днище проходного отсека-тамбура 4 выполнен люк (на чертежах не показан);
- в корпусе транспортировщика водолазов над отсеком 2 для экипажа и отсеком 3 сменной полезной нагрузки выполнены сдвижные фонари (на чертежах не показаны).
На чертежах дополнительно обозначены:
31 – корпус транспортировщика водолазов
32 – несущая корпусная конструкция ТВ
33 – кормовой вертикальный руль
34 – передняя поперечная, вертикальная переборка отсека сменной полезной нагрузки ТВ
35 – резьбовая передача, установленная на поперечной переборке ТВ
36 – электропривод резьбовой передачи, установленной на поперечной переборке ТВ
37 – жесткая тяга, связывающая резьбовую передачу с носовой частью транспортно-пускового контейнера АНПА.
В корпусе 31 транспортировщика водолазов размещена несущая корпусная конструкция 32, которая соединяет все отсеки ТВ.
Транспортировщик водолазов с экипажем осуществляет следование по заданному маршруту в заданном диапазоне глубин как под управлением экипажа в полуавтоматическом (ручном) режиме, так и автоматическом режиме.  Транспортировщик водолазов без экипажа работает в автономном режиме по заданной программе и осуществляет доставку груза  автоматически.
Транспортировщик водолазов работает следующим образом.
Транспортировщик водолазов спускается на воду с помощью крана с берега, либо с борта судна. Экипаж, в водолазном снаряжении, занимает свои места в отсеке 2 для транспортировки экипажа. Рулевой-оператор ТВ по сигналу с пульта управления экипажного отсека 2 производит вывеску транспортировщика водолазов без хода с помощью дифферентно-уравнительной системы. Затем выводит транспортировщик водолазов на заданную глубину и  курс, согласно маршрута. Управление транспортировщиком водолазов на ходу по курсу, скорости и глубине осуществляется автоматически в соответствии с заданной программой или оператором вручную. Сигналы управления поступают с пульта управления из экипажного отсека 2. В процессе движения транспортировщика водолазов гидроакустические средства  работают в режиме обеспечения навигационной безопасности и освещения подводной обстановки. После прихода транспортировщика водолазов в нужную точку заданного района рулевой-оператор через пульт управления экипажного отсека  2 вводит необходимые данные о миссии из библиотеки заданий в систему управления АНПА и, согласно плану работ и заданий, осуществляет пуск АНПА из транспортно-пусковых контейнеров 12. В зависимости от ситуации рулевой-оператор ТВ имеет возможность ввести программу заданий в систему управления АНПА на любом этапе следования транспортировщика водолазов по маршруту и осуществлять пуск АНПА в нужной точке  для его дальнейшего самостоятельного следования в заданный район для выполнения запланированных программой работ. Пуск АНПА из транспортно-пусковых контейнеров 12 осуществляются следующим образом. По команде рулевого-оператора  ТВ с пульта управления транспортировщика водолазов подается сигнал на электропривод 36 резьбовой передачи 35, который посредством жестких тяг 37 развертывает транспортно-пусковой контейнер 12 на поворотном шарнире 13 за борт ТВ так, что носовая часть контейнера 12 выносится за борт ТВ в положение для пуска АНПА и фиксируется. Пуск АНПА осуществляется по команде оператора или согласно миссии в автоматическом режиме. По окончании пуска АНПА контейнер 12 посредством резьбовой передачи 35 втягивается в исходное положение - в отсек 3 сменной полезной нагрузки, т.е. внутрь ТВ. Транспортно-пусковые контейнеры 12 АНПА левого и правого борта ТВ могут осуществлять пуск АНПА независимо друг от друга, причем из каждого транспортно-пускового контейнера отдельно.
Для выполнения определенных задач используются модульные якорные устройства.
Якорные устройства 14,15 работают следующим образом.
Рулевой-оператор ТВ через пульт управления системы управления ТВ включает якорные устройства на спуск. Питание поступает на  электропривод  лебедки 18. Одновременно с подачей питания на электропривод снимается питание с электромагнита 24, удерживающего якорь 17. Через направляющие шкивы 20, начинается размотка троса 19 лебедки 18 и якорь опускается на необходимую глубину и фиксирует ТВ на заданной глубине относительно грунта. Таким образом, используя якорные устройства,  ТВ   находится в состоянии  без хода на заданной глубине от дна и в заданной точке, что позволяет экипажу ТВ выполнить поставленные перед ним задачи.
Таким образом, предлагаемая конструкции транспортировщика водолазов  с размещенными внутри корпуса транспортно-пусковыми контейнерами  для АНПА и оснащенная якорными модулями позволяет расширить функциональные возможности ТВ, что повышает эффективность
выполнения поставленных задач перед водолазами.