САМОХОДНЫЙ НАДВОДНО-ПОДВОДНЫЙ ОСТРОВ-ГИДРОАЭРОДРОМ
SELF-PROPELLED SURFACE-UNDERWATER ISLAND-SEADROME

Изобретение относится к строительству гидросооружений и аэродромного оборудования.
Плавучее строительное сооружение - аэродром в виде острова является стационарным, если выполнен с надводной и подводной частью в совокупности вместе с берегом, например, аэродром города Гонконга. Прием самолетов может осуществляться причалом-терминалом, например, для гидросамолетов (патент RU №2323121, С1, 27.04.2008, В63В 35/53). Впервые плавучие аэродромы возникли на льдинах, например, в СССР с 5 марта по 13 апреля 1934 г. при спасении челюскинцев. В последние десятилетия отмечается строительство плавучих аэродромов на авианосцах. В качестве аналога рассматривается японский плавучий аэродром в виде судна длиной 1000 м, шириной 121 м. Основное использование судна - взлетно-посадочная полоса и как Центр предотвращения последствий различных катастроф на воде («Утро», ежедневная электронная газета, 22 августа 2000 г. Выпуск №162 (233), www.utro.ru/news). Такой аэродром слишком велик для использования малой гражданской авиации особенно в островных странах, оберегающих свои естественные острова, но вполне готовых участвовать в строительстве искусственных, которые по гидродинамике рассматриваются как плавучие упругие пластины (Институт гидродинамики СО РАН РФ). Острова могут быть самоходные с использованием подруливающих устройств, судового дизельного двигателя или подводного паруса, который позволяет многофункциональному плавучему острову воспользоваться подповерхностным противотечением и двигаться против поверхностного течения или удерживаться в точке с заданными координатами (патент RU №2107638, С1, 27.03.1998, В63В 35/44). Нет разработок погружения искусственного острова под воду, что основывается также на использовании взаимосвязи массы водоизмещения физическим телом - конструкцией острова и его массы в воздушной среде, что важно для его вертикальных перемещений. В качестве аналогов привлекаются подводные лодки с водоизмещением 49,8 тыс.тонн, длиной 172 м, например тяжелый атомный подводный крейсер-ракетоносец «Дмитрий Донской» («Российская газета», 28.08.2008, №182(4739), работа понтонов с управляемой посадкой в зависимости от массы поднимаемого груза и волнения моря (патент RU №2191132, С1, 20.10.2002, В63В 35/44). Новые подводные технологии, современные строительные материалы, например, пеностекло с использованием наноразмерной модификации поверхности дисперсного стекла с названием «пеноситал», представленного на экспозиции Государственной корпорации нанотехнологий на Международном Экономическом Форуме в Петербурге 4-6 июня 2009 г.составляют строительную инновацию для постройки искусственного острова и на нем взлетно-посадочной полосы. Автором данного технического описания разработана серия самоходных подводных бытовых объектов: ресторан-патент RU №69484, U1, 27.12.2007, B63G 8/22, кафе - патент RU №2348565, C1, 10.03.2009, B63G 8/00, гостиница - патент RU №72675, U1, 27.04.2008, B63G 8/22, дайверский тренажерный центр - патент RU №71624, U1, 20.03.2008, B63G 8/22, гостиница-ресторан - патент RU №72938, U1, 10.05.2008, B63G 8/32). Последний взят за прототип разработки.
Для однородных материалов или из их известных пропорций по их использованным массам и объемам, а также в совокупности из них отдельных отсеков, секций, этажей и всего корпуса строения плавучесть подсчитывается по формуле, исходя из закона Архимеда (Свидетельство ФГУП "ВНТИЦ" №73200700004 от 22 января 2007 г.на интеллектуальный продукт: "Универсальная формула расчета плавучести тела по закону Архимеда"), заявлена Монаховым В.П.: Мт: рт×рж - Мт=Пт, где
Мт - масса тела, в г или т;
3
3
рт - относительная плотность тела, в г/см или т/м;
3
3
рж - относительная плотность жидкости, в г/см или т/м;
Пт - плавучесть тела, в г или т.
Цель изобретения: разработать многофункциональное устройство самоходного плавучего острова в прибрежных или нейтральных водах как типового монолитного строительного сооружения с взлетно-посадочной полосой, площадками для малой авиации, с полной инфраструктурой для безопасного и комфортного разнообразного труда и оздоровительного отдыха на острове, в массиве воды и на дне водоема, с возможностью погружения острова до 30 м, подводного отдыха и развлечений, прохода под водой по замкнутому маршруту с осмотром флоры и фауны или смены дислокации, ухода от террористов, с причалом для судов, со складами, гостиницей, ресторанами и магазинами, производственными и спортивными объектами, а также с возможностью оказания помощи терпящим бедствия на море, в океане.
Предлагаемое гидротехническое сооружение для массового производства - самоходный многофункциональный круглый плавучий остров - аэродром монолитно построен с двумя герметичными зданиями: кольцевым зданием с внешней круглой стеной вровень с боковой подводной частью плавучего острова - балластным отсеком и диаметральным зданием, на крыше которого размещена взлетно-посадочная полоса - ВПП. Здания и балластный отсек в основном построены из пеноситала относительной плотностью меньше плотности морской воды таким образом, что здания целиком оказываются над ватерлинией острова - на поверхности балластного отсека с двумя бассейнами и четырьмя фонтанам на нем. Это обеспечивает положение центра подъемной силы выше центра тяжести всего круглого для обтекаемости, снижения парусности и удобств поворотов острова, например, с одноэтажными кольцевым и диаметральным зданиями. Конструктивно остров имеет в кольцевом здании отсек регуляции и набор устройств обеспечения функционирования на поверхности воды, в переходе под воду или подъема и естественного всплытия на поверхность на основе положительной плавучести воздушных зданий при открытии отверстий бассейнов и в подводном до 30 м положении, комфортного жизнеобеспечения до 300 и более островитян и возможности осуществлять ими труд, оздоровление и отдых.
В качестве основного строительного материала выбрано пеностекло - пеноситал (это 100% переработка боя вторсырья стекла, за рубежом такой материал называется «foamglas»), который обеспечивает долговечность дорожного покрытия взлетно-посадочной полосы, корпусов зданий и балластного отсека всего острова, имеет низкую относительную плотность, что вместе с повышенной прочностью на сжатие и стабильностью размеров позволяет строить самонесущие стены, понтонные и другие плавучие конструкции, в том числе с армированием. У пеноситала отсутствуют горючесть и выделение токсичных веществ, водо- и паропроницаемость (высокие гидроизоляционные свойства, капиллярность - нулевая), имеет хорошие свойства шумовой изоляции, низкой теплопроводности, отличную химическую стойкость, устойчивость против жары, промерзаний, коррозии металлов (совместимость с углеродистой и нержавеющей сталью), против грызунов, паразитов и биологического разложения. Сравнительно упрощенный максимально приближенный к месту технологический процесс строительства: возможность «разорвать» технологию -изготовить гранулянт-сырец на заводе стеклобоя и вспенивать его в месте применения (при этом объем гранулянта возрастает в 8-10 раз, т.е. нет необходимости перевозить «воздух», что понижает себестоимость строительства острова и аэродрома). Пеноситал хорошо сочетается с цементом и известково-цементным раствором, пилится, клеится полимерными и неорганическими материалами, имеет полную устойчивость к ультрафиолетовому излучению, поставляется зеленоватым цветом, либо любым по заказу, обладает гигиенической и экологической безопасностью (рекомендуется без ограничений - класс-3 по классификации), так при утилизации либо повторное использование, либо фауна приспосабливает куски пеноситала для постройки искусственного рифа.
При проектировании острова с его возможностью быть на воде и в массе воды исходной позицией является определение его нулевой плавучести, т.к. на воде он возвышается на размер его положительной плавучести, например, расчетной на уровне ватерлинии, при нейтральной плавучести под водой остров зависает на уровне погружения, на котором нулевая плавучесть произошла (с учетом инерции погружения или подъема), а при дальнейшем гашении положительной плавучести остров медленно опускается на дно, что не желательно, так оно не ровное и повредит острову, который сам повредит донную флору и фауну. Осуществление подводного погружения острова решается, если он содержит здания любой этажности в виде кольцевой или другой замкнутой конфигурации внешних стен с возможностью заполнять внутренние пространства острова водой массой, суммарно равной водоизмещению зданий, иначе при меньшей массе воды - трудности выхода на нулевую плавучесть и погружение, при большей - опасность затонуть. Пеноситал зданий уменьшает их отрицательную плавучесть, которая вместе с плавучестью стали двух бассейнов компенсируется положительной плавучестью пеноситала балластного отсека, при этом разность массы водоизмещения пеноситала балластного отсека и его массы равна требуемой положительной плавучести острова, равны массы водоизмещения зданий и воды его внутренних пространств, равны массы зданий, балластного отсека и воды внутренних пространств массе водоизмещения острова: зданий и балластного отсека. Подбором относительной плотности пеноситала находится размер и высота балластного отсека острова.
В кольцевом здании имеются отдельные гостиничные каюты для проживания профессионалов, связанных с морем, его надводными, подводными и донными исследованиями, дайверов, подводных фермеров, геологов, нефтяников с платформ, рыбаков - подмены экипажей промысловых судов, рыбообработчиков, отдыхающих в том числе с детьми и других. Имеют место офисы, жилищно-коммунальные объекты, в том числе рестораны, кафе и столовые, магазины и другое. В наружных стенах выполнены унифицированные смотровые иллюминаторы из бронированного или из закаленного стекла, панорамное окно для штурманской рубки, а также в балластном отсеке выполнены 4 смотровых колодца (2 в каютах-люксах, 1 в исследовательской лаборатории и 1 на площадке для отдыха). На крыше установлены для подачи воздуха 8 поплавков с воздуховодами, 15 помещений выделено для выхода в массив воды через шлюзовые камеры с дополнительными емкостями, 4 из которых находятся в номерах-люксах, 2 камеры с выходом во внутренние пространства острова, 1 камера в лаборатории. В стенах и крыше выполнены 62 люка, из которых 30 - в шлюзовых камерах, 12 - вовне и 8 - внутри острова, 4 на и с ВПП (по два люковых отверстия с лестницами сделаны в крыше кольцевого здания для прохода в начале и конце ВПП), 8 - секторных внутри здания. 9 электродвигателей установлены на середине высоты по кругу балластного отсека, а на его дне выполнена подвеска искусственных рифовых конструкций, если не предполагаются вертикальные и горизонтальные передвижения острова.
Диаметральное здание содержит аэропортовские оборудование и служебные помещения, островные склады, производственные цеха, например, по разведению и переработке рыбы, помещения и площадки закрытого стадиона, тепличное хозяйство для выращивания грибов, овощей и фруктов, помещения фитнеса, оздоровительных морских лечебниц, саун. Проходы на территорию двух внутренних пространств острова выполнены через 30 люковых отверстий: по 15 с каждой стороны здания и по 2 люка с каждого торца - проходы внутрь кольцевого здания. Во внутренних пространствах острова по обе стороны от диаметрального здания острова выполнены: два регулируемых по глубине просторных без волн плавательных бассейна, площадки и дорожки с резиновым рифленым или другим покрытием для спорта и пляжного отдыха, по 2 насоса подачи воды во внутренние пространства острова, они же подают воду для фонтанов, по два насоса слива воды из бассейнов, на дне которых выполнены по 2 перекрываемых запорными задвижками отверстия. При нулевой плавучести острова для использования перемены плавучести с положительной на отрицательную и наоборот для вертикальных перемещений под воду, под водой и обратно, балансировки работы по меняющимся массам островитян, хозяйственным и пищевым резервам, дарам моря роль регуляции плавучести острова выполняет отсек регуляции, для выхода на нулевую плавучесть осуществляется залив закрытых задвижками плавательных бассейнов, внутренних пространств конфигураций зданий при дополнительных шлюзовых емкостях, заполненных водой.
1
2
2
2
2
2
2
3
3
2
o
2
2
3
3
2
3
3
3
3
2
3
3
2
2
2
3
3
2
2
3
2
2
2
2
3
2
2
2
2
3
Например, исходные данные самоходного монолитного острова с двумя зданиями: внешний R=100 м, S острова =31400 м, h надводной части острова над ватерлинией = Высоте зданий =2,75 м, включая солнечные батареи, в основном вмонтированные в крышу зданий, которые по площади занимают половину острова - 15700 м. Длина кольцевого здания по внешней окружности =628 м, по внутренней =529,91594 м при R=84,38152 м, ширина здания по части радиуса =15,61848 м, h помещений =2,5 м, S здания =9042,444 м, V здания =24866,721 м, М водоизмещения здания = 25463,522 т при относительной плотности морской воды р=1,024 т/м. Для определения R - радиуса стены кольцевого здания внутри острова площадь ВПП была разделена на два радиальных сектора и четыре треугольника, т.е. половина острова 15700 м приравнена площадям кольцевого здания, радиальных секторов с предварительным определением суммарной дуги в n и четырех прямоугольных треугольников. Длина диаметрального здания - ВПП =168,76304 м, что со стенами кольцевого здания составляет диаметр острова =200 м. S ВПП=6657,5578 м, S двух зданий =15700 м, V здания ВПП=18308,283 м, V двух зданий =43175,004 м, М водоизмещения здания ВПП=18747,681 т, при этом h помещений =2,35 м, толщина крыши - взлетной и посадочной полос =40 см. М водоизмещения двух зданий =44211,203 т и эта масса равна М воды при наполнении оставшегося свободного пространства внутри острова вне зданий: 15700 м×2,75 м×1,024 т/м=44211,2 т. Строительным материалом зданий является пеноситал, например, с относительной плотностью р=0,6 т/м. Учитывая использование армированной вставки берется в расчетах р=0,65 т/м для наружных стен, крыши кольцевого здания и всего объема пеноситала здания с ВПП и р=0,63 т/м для внутренних стен и перегородок первого здания. S сечения внешней стены кольца здания =188,118 м при толщине стены 0,3 м, V стены до балластного отсека =517,3245 м, М сплошной внешней стены =336,26092 т. В стене выполнены проемы и вставлены в них 136 иллюминаторов, например, каждый в виде плоского или сегмента шара из бронированного стекла или закаленного двухслойного стекла (OOO «Фототех», г.Москва) с изменяемой прозрачностью стекол посредством кристаллической пленки между слоями, через которую пропускается электрический ток, или акрила, или другого материала. Пример по бронированному стеклу с относительной плотностью 2,25 т/м с r=0,45 м, с S основания сегмента =0,63585 м, h=6 см, с определением по формуле: V=1:6×3,14×h×(h+3r), V стекла =0,0191885 м и М стекла =0,0431741 т, вместе с крепежом 0,058 т. М пеноситала с арматурой, изъятого для иллюминаторов =16,862742 т, М вставленных 136 иллюминаторов =7,888 т. В штурманской рубке во внешней стене выполнено панорамное окно, например, из бронированного или закаленного стекла, или из стеклопласта с относительной плотностью р=2,25 т/м размером, например, 1,8×2,4 м, толщиной 0,1 м, М окна =0,972 т. М изъятого пеноситала =0,8424 т. Скорректированная М стены =327,41578 т, R люка =0,4 м и его S=0,5024 м, М пеноситала с арматурой, изъятой с места люка, =0,097968 т, т.е. практически равна М люкового устройства и не вносит изменений в массу стены, точнее определяется взвешиванием люкового устройства и учетом изъятого пеноситала при постройке зданий R внешней стены внутри кольца здания =84,38152 м, S сечения внешней стены внутри кольца здания =159,257 м, V сплошной стены до балластного отсека =437,95675 м, М=284,67188 т. Стена имеет 122 иллюминатора с их М=7,076 т, изъято М пеноситала с арматурой =15,126865 т, М стены с корректировкой =276,62102 т, h крыши =0,25 м, S крыши =9042,444 м, из которых 188,118 м+159,257 м составляют концы внешних стен колец здания. Собственно S крыши =8695,069 м, V=2173,7672 м, М=1412,9486 т (принять во внимание дополнительную тяжесть солнечных панелей, если она имеется). Толщина вертикальных окружных стен перекрытий внутри здания =0,2 м, радиальных стен =0,15 м. Здание по окружности имеет за внешней стеной круг кают - гостиничных номеров для проживания и служебных кают шириной 6 м, длиной внешней стены от 5 м, помещений шлюзовых камер с дополнительными емкостями, свободного пространства для других нужд. В каждой каюте выделено пространство, например, площадью 2,4 м для душа, умывальной раковины и туалета, с накопителями, трубами подачи и отвода дистиллированной и морской воды. Далее по радиусу к центру следуют круговой коридор шириной 2,61848 м и круг кают, в т.ч. служебных шириной 6 м, длиной от 4 м по внутренней кольцевой стене с бытовыми удобствами или без в зависимости от назначения. Здание разделено, например, на 8 герметично перекрываемых секторов с проходными люками в круговом коридоре. Отсчет секторов от ростры и помещения штурманской рубки, по сторонам которой расположены служебные помещения с люками входа и выхода с ростры на остров и обратно. Пример условной планировки здания приведен для возможности расчета его конструктивной тяжести. Так S сечения окружной внутренней стены между каютами внешней стены и коридором =117,561 м, V сплошной стены =293,9025 м, М =185,15857 т, с вычетом площади 196 дверей, с проемом одной двери 0,7×1,95 м площадью 1,365 м, М двери =0,038 т, М дверей =7,448 т, в то время как изымается пеноситал с арматурой V=0,273 м, М=0,17199 т, с V пеноситала всех проемов =53,508
3
3
2
3
2
3
м и его М всех проемов =33,71004 т, V окружной стены с дверными проемами =240,3945 м, М стены с дверьми =158,89653 т, S сплошного сечения второй окружной стены коридора и кают внутрь острова =114,021 м, условно использовано на 82,4%, V=234,88326 м, М=147,97645 т, S сечения секторных сплошных стен, каждая с одним люком перехода в коридоре, с учетом пересечений с окружными стенами =2,192772 м, V=5,48193 м, М=3,4536159 т, М восьми секторных стен =27,628927 т, S сечения радиальных 28 перегородок 30 кают внутри сектора =25,2 м, V=63 м, М=39,69 т, М каютных радиальных стен восьми секторов с учетом объединения некоторых кают (номера - люкс) и отсутствия кают при выделении других помещений суммарно составляет 222,264 т. Вес внутри кают предметов бытового обустройства, например спальные места, шкафы, полки, телевизор, компьютер с выходом в Интернет, картины, вешалки, одежда, диваны, столы, стулья, умывальная раковина, унитаз, душевая установка, водопроводные трубы, другое составляет 0,34 т, а, например, в 168 каютах - 57,12 т. Хозяйственное и бытовое оборудование, например, дистилляторы, минерализаторы, баки - накопители и их трубы, холодильники, электропечи, микроволновые печи и оборудование ресторанов, кафе, служб сервиса, например сауны, фонтаны составляют 20 т, водолазное и дайверское, в том числе систем безопасности оборудование, включая 15 шлюзовых камер с пустыми дополнительными емкостями, с внутренними люками, остальные люки находятся по тяжести в балансе с изымаемым пеноситалом стен, 2 декомпрессионные камеры, компрессоры, предметы снаряжения - акваланги, дыхательные трубки, компенсаторы, воздушные емкости - «воздушные воротники», «донки» - свинцовая обувь, обогреватели, фены и другое - 6 т.
3
3
2
3
3
2
3
2
3
2
3
3
ВПП шириной 40 м возможна с условным разделением на взлетную, например, в 15 м и посадочную, например, 25 м полосы, выполненных в единой плоскости утолщенной крыши диаметрального здания длиной 168,76304 м, построенного слитно с кольцевым зданием. Верхний слой полос из армированного бетона с полимерным покрытием, например аквауретаном (www.aquaurethane.ru), или другого совместного с наноматериалами. На посадочной полосе имеется дополнительное резино-техническое покрытие или другим амортизирующим материалом. Армированный бетон, например, относительной плотности 4,5 т/м составляет слой в 10 см, остальные 30 см содержат пеноситал со сварной поперечно-продольной стальной арматурой, например, относительной плотности 0,65 т/м. Под крышей выполнены, например, 9 продольных стен толщиной 0,5 м по хордам относительно кольцевого здания с шириной помещений между ними по 4,25 м от внешних стен и по 4,5 м внутри диаметрального здания. S крыши ВПП=6657,5578 м, V бетона =665,75578 м, М армированного бетона =2995,901 т, V армированного пеноситала крыши =1997,2673 м, М пеноситала =1298,2237 т, М всей крыши ВПП=4294,1247 т. Высота помещений 2,35 м. Суммарная дуга торцов здания с ВПП=80,46872 м, учитывая толщину стен 0,5 м S торцов =40,23436 м, V=94,550746 м, М торцов =61,457984 т. Длина внешней стены диаметрального здания (без торцов) =162,95415 м, учитывая толщину торцевых стен, длина их хорд, проходящих по середине толщины стен в 0,5 м =163,07532 м, т.к. торцы здания дугообразные. Ближе от внешних стен к продольной оси на 4,75 м две вторые хорды = по 165,07517 м, затем через 5 м две третьи = по 166,57375 м, две четвертые хорды = по 167,4665 м и хорда по диаметральной стене здания =167,76304 м. Длина всех продольных стен =1492,1444 м, S всех продольных стен здания ВПП =746,0722 мпри V=1753,2696 м и М=1139,6252 т, М стен здания =1201,0831 т, S здания ВПП =6657,5578 м, V всего здания =18308,283 м, М всего здания =5495,2078 т, М водоизмещения здания ВПП=18747,681 т. В ходе строительства принимаются во внимание все люковые отверстия, проходные двери и проемы между стенами с внесением расчетных поправок. Посадка производится с помощью современных пилотажно-навигационных средств, например, по оси курсо-глиссады в виде системы инфракрасных излучателей, установленных в начале посадочной полосы, или разнообразных светосигнальных систем со светящимися полосами, маркерами или огнями осевых линий взлета и посадки, ограничений, боковых и входных линий, зон приземления и приближения. М аэродромного оборудования, включая лестницы и люки =7,8 т. Продольная ось ВПП проходит по диаметру рядом с диаметром «нос» - «корма» острова, что обеспечивает место выхода пассажиров при посадке летательного аппарата и проход на взлет рядом со штурманской рубкой, откуда производится управление островом и аэродромом, например, свет складских кают в зоне посадочной полосы выключается при посадке летательного аппарата. Две вертолетные площадки обеспечиваются по центру ВПП и острова при отсутствии взлетов и посадок самолетов. Также ближе к центру выполняется посадка легких самолетов с подстраховкой песочной площадкой в конце полосы. Плавучесть надводной части острова равна водоизмещению зданий 44211,203 т. Она может быть увеличенной на 4182,9078 т при откачке воды бассейнов при их закрытых отверстиях, на 33,1776 т при откачке воды дополнительных шлюзовых емкостей, на 15 т воды отсека регуляции и 35 т хозяйственной воды, что составляет 48477,288 т положительной плавучести и резерва тяжести нагрузок на взлетно-посадочную полосу. Спецификой ВПП является ее нахождение на диаметре круглого острова, по краю которого выполнено круговое воздушное здание высотой 2,75 м, сама полоса также на такой высоте. При посадке или взлете самолет приближается к центральной части острова, где наибольшая устойчивость и прочность острова, который для улучшения гидродинамики выполнен с возможностью поворачивать остров с ВПП вдоль линии волны, а также дополнительно поднимать и опускать ВПП над поверхностью воды. Содержимое производственных, исследовательских, лабораторных помещений, спортивных залов, тепличного хозяйства содержат оборудование и материалы, например, в 29 т, включая 0,52 т стального прута диаметром 1 см, проходящего двумя нитками, припаянным к арматурным стержням бокового ограждения ВПП с трех сторон, и 0,56 т разности масс изъятого пеноситала и двух труб из полимерных атериалов относительной плотности 2,25 т/м, R=0,06 м, толщиной стенок 0,01 м, проложенных по полу здания с ВПП позади торцевых стен для водного соединения внутренних пространств острова, предметы торговли, спорта, отдыха, развлечений составляют 9 т. Предусмотрено использование технической - морской воды 20 т с танками массой 6,23 т с частичной дистилляцией воды для бытовых нужд. Часть установок, устройств, целиком помещений можно менять местами размещения между зданиями, важно учитывать их массу.
2
Вход на остров выполняется с подъема на его причал - металлическую треугольную площадку с кнехтами в виде ростры размером основания у стены острова 9 м, площадью 31,5 м, которая является «носом» передней части острова и выступает над ватерлинией на 20 см, а также высотой, зависимой от объема залитой морской воды в бассейн и в отсек регуляции плавучести, что может меняться для удобства пребывания на причале, захода или выхода через два унифицированных люковых отверстия стены острова и при волнении моря. Ростра имеет невысокую, например, 0,3 м дренажную для стока воды, например, из металлического прута вертикальную стенку, которая используется как ограждение. Люки находятся справа и слева от помещения штурманской рубки стандартного размера с каютами, с панорамным окном, прожекторной подсветкой, с пультом связи и управления всеми устройствами, например учета закрытия внешних люков острова, задвижек бассейнов, многоканальной мобильной, спутниковой, включая GPS/ГЛОНАСС, телевизионной, гидроакустической и ультразвуковой связью, средствами видеонаблюдения и предупреждения, например, подводные лодки предупреждаются гидроакустическим генератором сигналов. Масса ростры и содержимого штурманской рубки равна 6,5 т.
3
Подача воздуха обеспечивается через воздуховоды с насадками незаливаемости от дождя, боковой волны с эффектом миниколокола в виде удлиненного перевернутого стакана с воздухозаборными отверстиями в нижней конусообразной стенке внутри стакана. Еще одна конусообразная стенка насадки находится во внутренней верхней части стакана, также крепящаяся к каркасной втулке, например, с восемью воздуховодными отверстиями внизу, находящимися в разных вертикальных плоскостях с воздухозаборными отверстиями, по площади суммарно также превышающих более, чем в 2 раза площадь отверстия воздуховода. Втулка насадки вкручивается на верх цилиндра, монолитно проходящего через втулку полусферического воздушного пластмассового поплавка радиусом 1 м и больше. Поплавок весом, например, 105,27 кг из стеклопласта р=2,25 г/см при толщине стенки, например, 0,5 см вместе с втулкой, частью воздуховода, цилиндром, фланцем, насадкой, антеннами имеет вес 176 кг, водоизмещение 2,14357 т, положительную плавучесть +1,9675 7 т. Во время аварии восемь поплавков острова с плавучестью +15,74056 т являются ограничителями глубины его погружения, а также способными держать остров при ручном наматывании арматурных шлангов воздуховодов на барабаны лебедок и подъеме острова в случае отсутствия электричества и "севших" аккумуляторов. При горизонтальных подводных передвижениях полусферической частью поплавки скользят по воде и подтягиваются воздуховодами, длина которых определяет максимум погружения, например 30 м. Для усиления крепости воздуховоды и поплавки покрыты наноматериалами. В коридоре кольцевого здания в секторной стене рядом с переходным люком стоит рабочий стол, на котором установлены лебедка с барабаном и воздуховодом на нем, с электроприводом и системой зубчатых передач для аварийного ручного вращения барабана. В потолке выполнено отверстие, в которое герметично вставлен цилиндр с возвышением над крышей до 0,2 м, с внешней резьбой на двух концах и являющийся втулкой для прохода воздуховода. Проходя через сальниковые герметичные манжеты и поджимную с бортиками гайку на верхнем конце втулки, армированный воздуховод крепиться выше к другому цилиндру, который монолитно по втулке поплавка проходит до его плоской поверхности, где соединяется с фланцем также для монолитного крепления, что необходимо для преодоления нагрузок перемещения поплавка при горизонтальных передвижениях и аварийного зависания острова на шлангах. Выше поплавка на цилиндр вкручивается насадка. На самом верху насадки имеются: маячок, антенны передачи сигналов SOS, телевизионной, мобильной связи и систем GPS/ГЛОНАСС, провода которых жгутом проходят внутри воздуховода к пульту управления и связи.
3
Поплавок при поднятом острове находится на своей стойке в виде дренажной трубы высотой 0,4 м, вкрученной в резьбу трубочного кольца, одетого на цилиндр втулки крыши, и приваренного к арматуре крыши. Далее вверх дренажная труба имеет стеночный раструб с поперечными приваренными металлическими лентами по кривизне полусферического поплавка, образующими чашу, удобную, чтобы подтягивать и надежно сажать поплавок при подъеме здания на поверхность водоема. Намотанный на барабан на его краю намотки конец воздуховода вставлен внутрь отверстия в цилиндре, проходящем по центру барабана и образующем вместе с боковыми большими зубчатыми шестернями барабана и им самим единое монолитное целое. Лебедка состоит из двух стоек с двойными стенками. Изнутри сторон обеих внешних стенок имеются на осях с подшипниками по 3 малых шестеренки, находящихся относительно центральной оси барабана и цилиндра под углом 120°, с зубцами, вставленными в зубцы больших боковых шестерен барабана. Цилиндр крепится на подшипниках внешних стенок стоек лебедки. Конец воздуховода выводится наружу через сальниковую манжету, и подшипник вставлен в стенку кондиционера, стоящего на отдельной по высоте площадке рабочего стола, рядом со стойкой лебедки. Вторая внутренняя стенка стоек имеет отверстие больше диаметра барабана и закрывает большие боковые шестерни и малые шестеренки от шланга воздуховода на барабане. Зубчатая передача ручного вращения барабана может выполняться снаружи стойки лебедки, например удлиняется цилиндр, свободный от воздуховода, на конце которого устанавливается штурвальный руль. На одной из стоек крепится стопор вращения большой шестерни с автоматической и ручной регуляцией. Одна из малых шестеренок внизу имеет зубчатую передачу от электромотора с приводом на вращение барабана в автоматическом режиме с постоянным подтягиванием поплавка. Корпус лебедки жестко закреплен к арматуре стены и пола коридора. Воздушная емкость в корпусе кондиционера перед введенным воздуховодом имеет стенку, через верх которой проходит воздух, вниз обеспечивается сток случайной воды в накопитель при повреждении воздуховода. Провода выводятся через верх боковой стенки и через прикрепленный к отверстию плотный полимерный рукав для задержки приточного воздуха и обеспечения пространства скручиваться и раскручиваться пучку проводов при вращении цилиндра лебедки и далее сделана проводка на пульт управления. Вверху другой боковой или задней стенки сделан отвод воздушного потока на компрессор зарядки аквалангов при выключенном кондиционере либо компрессор воздуховодом присоединяется внутри кондиционера к выходному отводу на кратковременное использование созданного давления воздуха. На кондиционере установлена воздушная камера с короткой, например, с газовым шаровым краном соединительной трубкой в входную воздушную емкость кондиционера и до двух десятков дыхательных трубок по бокам камеры с загубниками, клапанами вдоха и выдоха для дыхания при отключенном кондиционере. От каждого из шести кондиционеров делается подводка подачи воздуха в помещения кольцевого здания и от двух кондиционеров в здание ВПП в соответствии с рекомендуемой сплит-системой. Перед штормовой погодой насадку воздуховода вкручивают по цилиндру до перекрытия дном стакана подачи воздуха и попадания воды в воздуховод или выкручивают и вместе с антеннами убирают внутрь здания, а на ее место на цилиндр закручивается металлическая крышка с резиновой прокладкой. Открывают верхних два и два нижних отверстия поплавка, обычно закрытых крышками, для заполнения поплавка водой и ухода вместе с островом под воду на время шторма, при этом в помещениях используется сжатый воздух баллонов и регенерация воздуха. При обрыве воздуховода вкручивается крышка потолочного цилиндра. М трубы с раструбом, поплавка, воздуховода с насадкой и цилиндром, лебедки с барабаном и электроприводом =0,59 т, под водой до 0,34 т, т.к. поплавок и часть воздуховода с подтяжкой остаются наверху, что для восьми воздуховодов составляет 4,72 т и 2,72 т. В отрицательную плавучесть острова вписывается масса 4,72 т, а при погружении в отсек регуляции в выделенное пространство 1,953 м дополнительно вливается 2 т воды для компенсации возникшей положительной плавучести в +2 т, исключение - при штормовой погоде, когда поплавки, заполненные водой, берутся под воду.
Унифицированные люки в отверстиях внешней стены и в стенках шлюзовых камер выполняются с внешним оребрением, с радиусом, например, 0,4 м, закрываемым слегка выпуклой крышкой с ребрами жесткости изнутри и ручками, боковые отводы которых штырями выходят наружу и удерживают крестовину от свободного вращения. Вертикальный удлиненный запорный винт с вентилями на концах свободно проходит через крестовину с упором ее держателей в кронштейнах в полки-зацепы и в их закрытую боковую стенку в каркасе отверстия. При его выкручивании из неподвижного цилиндра с резьбой в центре крышки подвижной и неподвижной плашками на винте крестовина отжимается наружу, а крышка с вакуумной износостойкой резиной в круглой канавке, приходящейся на оребрение отверстия, поджимается к корпусу люка. При открытии люка крышка снаружи поворачивается с вентилем в сторону через блок с держателем, который другим концом закреплен на подшипнике запорного винта. Изнутри вход закрывается вторым вентилем. В первом здании выполнено 62 люка, масса которых учитывается во внешних стенах и крыше - 39 люков, вместе со шлюзовыми камерами - 15 люков и в секторных стенах - 8 люков. В крышках внешних люков выполнены мембранные клапаны для выхода - вытяжки избытка приточного и выдыхаемого воздуха. В штурманской рубке контролируется закрытость внешних люков их датчиками, а стальные тросики, вставленные в дырки вентиля, на растяжке закрепленные с замками от вентиля к стене, затрудняют вращение вентиля и являются фиксаторами входных люков.
3
3
3
3
Для выхода в водный массив и на дно на острове имеются 15 шлюзовых камер, каждая шириной 1,2 м, глубиной 0,9 м и высотой 2,0 м, емкостью 2,16 м, позволяющие выход дайвера в костюме с ластами и с аквалангом. Каждая камера имеет дополнительную емкость такого же объема, залитую водой. В надводной ситуации острова шлюзовая камера используется для прохода к внешней стене и прохода через выходные люки внешней стены на две полки-ступени (с учетом ласт), используя поручни для спуска под воду. Выход выполняется с аквалангом или без с использованием рядом на внешней стороне стены двух двадцатиметровых воздуховодов от двух баллонов с сжатым воздухом, закрепленных и укрытых от солнца. Каждый воздуховод имеет оконечное дыхательное устройство с регулятором подачи воздуха и загубником. При выходе под водой из шлюзовой камеры в массив воды подводнику предложен «воздушный воротник» - воздушная емкость на 10-15 минут дыхания при открытии люка, а затем использовать воздуховоды. В каждый баллон сжатого воздуха вкручивается насадка с двумя выходными патрубками для двух воздуховодов. Второй воздуховод через внешнюю стену уходит внутрь здания для регулируемого использования подачи воздуха в здание при погружениях во время шторма. М 30 баллонов со шлангами =2,4 т. При этом объемам 15 шлюзовых камер 32,4 м требуется морской воды относительной плотности 1,024 т/м 33,1776 т, закачиваемой забором извне в дополнительные емкости камер. Эта вода учитывается в отрицательной плавучести здания и в целом острова. При заходе подводного пловца в камеру первым насосом шлюза заливается вода из его емкости, что помогает дайверу безопасно выдержать давление внешнего массива воды при открытии люка внешней стены, выходе в открытый водоем и закрытии люка. Далее вода остается до его возвращения или откачивается в емкость для выхода другого подводного пловца. Без емкости в плавучести здания имеются колебания при заливе забортной воды в камеру с дайвером и при откачивании воды за "борт" строения при его возвращении. При наличии емкости такие колебания отсутствуют при соблюдении последовательности действий: дайвер заходит в камеру из помещения, закрывает входной люк, заливает воду из емкости, в которой остается остаток воды, равный объему водоизмещения дайвером, который затем открывает люк в массив воды водоема, выходит и закрывает люк, при этом масса воды в камере равна массе воды, которая была в емкости, а остаток воды в емкости, равный водоизмещению дайвера, примерно или равен массе самого дайвера, который своей массой в это время на острове отсутствует, т.е. колебаний в плавучести острова при отсутствии пловца не происходит. По возвращении дайвера вода из шлюзовой камеры ее вторым насосом переливается обратно в емкость до ее полноты. Те же процедуры делаются при выходе в водоем и возвращении дайверов вдвоем. Заход второго можно делать отдельно со сливом воды из шлюзовой камеры в емкость после выхода первого дайвера в водоем, при этом в емкости появляется масса воды объемом шлюзовой камеры и остатком воды в камере, равным водоизмещению первого дайвера. Этот остаток по объему позволяет зайти в шлюзовую камеру второму дайверу. При дозаливе воды из емкости и выходе второго в водоем, при полной шлюзовой камере в емкости появится остаток воды объемом водоизмещения уже двух дайверов, также сохраняя отсутствие колебаний в плавучести острова. При возвращении дайверов по одному с переливом воды в емкость снова в емкости возникает ее полнота и остается в шлюзовой камере масса воды объемом другого дайвера, при заливе воды из емкости в камеру при возвращении другого дайвера его масса вытесненной воды остается в емкости и затем сливом обратно в емкость она становится полной, а шлюзовая камера с дайвером - пустой, т.е. устойчивость снова сохраняется. В помещении, в шлюзовой камере и снаружи имеются параллельные кнопки включения залива камеры из емкости и залива емкости из камеры (отключение автоматическое), включения аварийной откачки воды из камеры третьим насосом в водоем, в том числе случайной воды из помещения, для чего в камеру сделано перекрываемое отверстие. Предусмотрены залив и слив воды в и из шлюзовой камеры из и в водоем при обращении к автоматической системе управления плавучестью острова из штурманской рубки, дистанционное включение с пульта управления на заполнение дополнительной емкости морской водой при погружении и ее возможный слив при подъеме острова. Люк камеры находится в передней стенке шлюза, на верху которого имеются клапаны входа и выхода воздуха из и в помещение, то же над дополнительной емкостью. В двух помещениях на острове установлены по стационарной декомпрессионной барокамере, каждая для шести дайверов сидя или двух лежа при нарушениях режима длительности пребывания на глубине, так как в помещениях острова нормальное атмосферное давление. Для передачи оборудования, инструментов, предметов снаряжения, образцов породы грунта, флоры и фауны, емкостей с пробами морской воды в стене здания в лаборатории выполнена рядом со шлюзовой камерой переходная бронированная емкость в виде трубы, например, диаметром 20 см и длиной 60 см, с торцами, плотно закрываемыми крышками и прижимными замками, с малым наклоном внутрь для стока до 19 л воды, с внешним контейнером, полкой-ступенькой и ручкой. На острове имеются одинаковые с танками отсека регуляции два танка пресной воды по 10 м, М воды танков =20 т, М двух стальных танков с трубами-переходниками через закрываемые отверстия в стене для залива из танкера пресной воды =6,23 т. Предусмотрена подача насосом до 15 т морской воды в секционные дистилляторы, от которых в танки-накопители и от них в душевые установки и для умывальной раковины другая часть морской водой поступает в бачки унитазов. Централизованно на секторном уровне дистиллированная вода подается в бак-накопитель с минерализацией для питья и приготовления пищи (резервный вариант), имеется накопитель бытовых стоков, которые устраняются канализационным насосом по отводной трубе на очистную установку с использованием, например, реагента «Дезавид», который не содержит токсичных компонентов типа хлора, альдегидов, фенолов и других (www.npoekomir.ru).
Электроснабжение обеспечивается солнечными батареями, установленными на крыше зданий, с подключением инверторов МАП "Энергия", которые заряжают аккумуляторы, а затем преобразуют запасенную энергию в 220 вольт, максимально повышая кпд. Электроэнергия может также быть от волновой или ветровой отдельной на плаву или заякоренной электростанции либо от портативной атомной установки, разрабатываемой для системы жилищно-коммунального хозяйства России, например, модульная свинцово-висмутовая ядерная энергетическая установка с быстрым реактором четвертого поколения СВБР - 100 (ГНЦ РФ ФЭИ г. Обнинск Калужская область). Отключение сетевой электроэнергии дублируется включением аккумуляторов на работу насосов откачки воды за «борт» из отсека регуляции, дополнительных емкостей шлюзовых камер. Потребителями электроэнергии являются три задних мощных электродвигателя и 6 боковых реверсивных электродвигателей, в вертикальной плоскости поворачивающихся на 360°, монтаж которых стационарно выполнен на металлических осях-стержнях, каждый из которых поворачивается на двух опорных подшипниках. Один из подшипников находится в горизонтальной опорной балке, например, длиной 1,2 м, приваренной на уровне середины высоты арматуры балластного отсека. Второй подшипник герметично выполнен в сплетении четырех крепежных стоек, под углом опирающихся на концы горизонтальной балки и дополнительной вертикальной балки, пересекающей первую. Крепежные стойки используются для формирования обтекаемой конструкции вокруг стоек гидродинамического герметичного "плавника" с двояковыпуклым симметричным профилем, в котором имеется пространство для устройства электропривода с системой зубчатых передач с возможностью стержню и внешне электродвигателю с гребным винтом на нем выполнять круговые повороты в вертикальной плоскости и фиксироваться. Совместная работа шести боковых электродвигателей с использованием их реверсивности и разности углов поворотов позволяет, например, результирующим команды джойстиком регулируемо подниматься и опускаться острову под водой при его нулевой плавучести, поворачиваться и двигаться острову в любом направлении, увеличивая скорость тремя основными силовыми кормовыми двигателями в отсутствии гидродинамической кавитации при работе гребных винтов и вне зависимости от погодных условий. Имеют место четыре электронасоса для фонтанов и залива водой внутреннего пространства зданий, 4 насоса слива воды из бассейна и электромоторы с приводами задвижек перекрытия 4-х отверстий бассейна радиусом каждого 1 м общей массой 3,4 т. 75 насосов шлюзовых камер и их емкостей массой учтены по конструкциям. Электроэнергия при необходимости может использоваться для обогрева помещений сверхтонкой 0,4 мм карбоновой инфракрасной пленкой, преобразующей электрическую энергию в тепло предметов, находящихся в зоне действия (OOO «ПАСК», www.ynoci.m). Постоянно поддерживается работа аккумуляторов для аварийного случая и в запасе имеются портативные электростанции или электрогенераторы, которые в крайнем случае располагаются на поверхности воды на плоту либо в герметично закрытом помещении с отдельной вентиляцией внутри здания. Масса установок электроснабжения, аккумуляторов, электродвигателей, электроприводов, вспомогательных устройств, опорных балок, кронштейнов = 4,5 т.
3
3
3
3
3
3
3
3
3
2
3
Вертикальные перемещения осуществляются переменой плавучести с положительной на отрицательную и наоборот, а также с помощью реверсивных двигателей. На "заселенном" острове поправки по отрицательной плавучести делаются добором, например, разнообразных материалов, оборудования. При освоении пребывания на острове корректировка выполняется учетом взвешивания тяжести поселенцев, всего содержимого, которое вносится на остров, определяется дозалив требуемой массы воды, например, по счетчикам подачи и слива воды до параметров тяжести, учтенных по отрицательной плавучести, и выхода от положительной на нулевую плавучесть. Полученные данные подлежат анализу для выработки благоприятного типового и по частным требованиям баланса плавучестей. Например, в регламент включается, что минимум числа островитян составляет 150 человек, их масса в 15 т учитывается в отрицательной плавучести здания, по другим 150 человек в танки отсека регуляции, их массой заливается вода, которая для балансировки сливается до размера массы прибывших островитян. Если островитян больше, то за счет резерва по массам островитян, по другим меняющимся массам, по закрытию 3-5 шлюзовых камер и слитию воды их дополнительных емкостей и больше, если не планируются подводные погружения острова. Если островитян меньше 150 человек, то для необходимой тяжести появляются бочки с водой. Соблюдая балластировку, выполняются одновременно одинакового объема залив или слив воды в 4-х танках отсека регуляции плавучести острова. При морской воде, например, плотностью р=1,024 т/м суммарно гасится от уровня нулевой плавучести положительная плавучесть заливом до V=15 м, М=15,36 т на погружение острова либо сливом воды из отсека регуляции, залитой на подъем острова до 15 м, М=15,36 т. V воды для слива и впуска на остров дополнительных 150 человек =14,648437 м, М=15 т. V воды для слива при появлении на острове дополнительного оборудования до 10 м, М=10,24 т, складских запасов - до 10 м, М=10,24 т, компенсации тяжести поплавков с частью воздуховодов, которые остаются на поверхности воды до V=1,953125 м, М=2 т. Итак, V четырех танков =66,601562 м, с М воды =52,84 т, по V=16,65039 м, М=13,21 т воды в каждом танке, учитываемой в отрицательной плавучести здания и в целом острова. Танки установлены в помещениях кают внутреннего кольца, учитывая по балластировке два танка с пресной водой по кругу кают внешнего кольца. Они сделаны в виде стальной коробки с антикоррозийным покрытием, с открытым или закрытым верхом, с V по 22 м в каждом, с шириной по радиусу здания впритык к стене кольца 5,2 м, поперек радиуса вдоль стены длиной 2,7 м, при толщине стенок и дна в 1 см, высотой емкости танка 1,5847 м, высота воды в танке равна 1,2 м при полном заливе вместе с водой погружения и 0,929 м, когда отсутствует вода, предназначенная на погружение острова. S стен и дна танка =39,015 м, V стали =0,39015 м, М стали стен и дна одного танка =3,07 т, М четырех танков =12,28 т, вместе с насосами и трубами М =12,4 т. Каждый танк оснащен насосами подачи и слива воды с включением и выключением с пульта управления, с дублированием включения насоса слива воды от аккумулятора. Через насосы трубы опускаются в балластном отсеке до его дна. Под потолком помещений с танками в окружной стене коридора выполнены отверстия для прохода воздуха в и из танков отсека регуляции. При необходимости экстренного подъема острова используются реверсивные электродвигатели, постепенно открываются задвижки отверстий дна бассейнов, сливается вода резервов по меняющимся массам, при этом одновременно выполняется дозированный слив воды из дополнительных емкостей шлюзовых камер, в чрезвычайных обстоятельствах автоматически стопорится размотка воздуховодов на барабанах лебедок, добавляются сливы воды дополнительных емкостей шлюзов, морской, дистиллированной, пресной и сточной воды. Уровень залива водой отсека регуляции строения определяется электронно-акустическим прибором для измерения уровня жидкости в танках (Госреестр приборов России №29726-05, Самара, СГАУ), ведется учет показаний счетчиков воды, датчиков, расходомеров с аналитической обработкой данных, что может использоваться для автоматического регулирования работы отсека регуляции. Уровень ватерлинии, т.е. нахождения сбалансированности острова на поверхности балластного отсека, выявляется также по уровню воды плавательного бассейна при открытых задвижках. Эхолотом определяется глубина водоема, косяки рыбы и крупные подводные объекты.
3
2
3
2
2
2
2
2
2
2
2
3
3
3
3
3
3
3
3
3
3
3
По итоговым данным М корпуса кольцевого здания =2573,7513 т, М корпуса здания с ВПП =5495,2078 т. М корпусов двух зданий =8068,959 т. 190,3 т = массам присутствия на острове 150 человек, содержимого помещений, включая танки и наружное оборудование, в том числе фонтаны, задвижки и электродвигатели, 141,0176 т = массе воды отсека регуляции, дополнительных емкостей шлюзов, питьевой и хозяйственной воды. М зданий =8400,2766 т, V зданий =43175,004 м, М водоизмещения зданий =44211,2 03 т. Балластный отсек площадью 31400 м выполнен из пеноситала относительной плотности р=0,65 т/м. Через него насквозь проходят четыре смотровых колодца с S=0,63585 м каждый, S колодцев =2,5434 м, восемь труб из танков отсека регуляции с внешним R=0,07 м, S=0,015386 м, таких же четырех труб для подачи технической и хозяйственной воды в здания, четырех труб для подачи воды насосами во внутренние пространства острова, в том числе для фонтанов, четырех труб откачки воды из двух бассейнов и четырех труб для сброса сточных вод. S 24 труб =0,369264 м и два равных бассейна с R=17,677669 м, S бассейна =981,24993 м, S колодцев, труб и двух бассейнов =1965,4125 м. S балластного отсека =29434,588 м. Если данные по трубам и насосам учтены в хозяйстве зданий, то бассейны выполнены из стали толщиной 1,5 см с антикоррозийным покрытием, высота стен бассейнов =2,5 м, при открытых 4-х задвижках вода в бассейнах поднимается до ватерлинии на высоту 2,1 м. 4-мя насосами вода может откачиваться при закрытых задвижках до требуемой детской глубины. Задвижки ограждены сетью с красными бонами. Экстренная посадка острова на дно водоема производится на дно бассейнов. S сечения стенки бассейна =1,66454 м, V стали бассейнов =37,710259 м, М стали = 296,77973 т, М водоизмещения стали бассейнов =38,615305 т при отрицательной плавучести - 258,16443 т, что определено по формуле: П стали = V стали × (р морской воды - р стали), полученной из универсальной формулы, представленной в начале описания. Балластным отсеком, состоящим как и здания (кроме прослойки ВПП) из пеноситала расчетной относительной плотности 0,65 т/м, компенсируется отрицательная плавучесть зданий и стали бассейнов обеспечением равной положительной плавучестью. М пеноситала балластного отсека = П (требуемая положительная плавучесть) × р пеноситала: (р морской воды - р пеноситала)=(8400,2766 т + 258,16443 т)×0,65 т/м: (1,024 т/м - 0,65 т/м)=15048,092 т. Требуемая положительная плавучесть =8658,441 т. V пеноситала балластного отсека =23150,91 м, h пеноситала балластного отсека =0,7865206 м. М водоизмещения пеноситала балластного отсека =23706,531 т. Проверка: М водоизмещения пеноситала балластного отсека - М его пеноситала = П требуемой положительной плавучести: 23706,531 т - 15048,092 т =8658,439 т. V острова =24866,721 м+18308,283 м+37,710259 м+23150,91 м=66363,624 м, М водоизмещения балластного отсека =23706,531 т + 38,615305 т =23745,146 т. М водоизмещения острова =67956,349 т. М острова =8400,2766 т+296,77973 т+15048,092 т+44211,2 т (масса морской воды, заполняющей внутренние пространства острова, при его выходе на нулевую плавучесть) =67956,348 т. М острова (вместе с М воды, заполняющей внутренние пространства острова) = М его водоизмещения, что позволяет выполнять регулируемые погружения, подъемы, подводные передвижения, а без массы воды внутренних пространств иметь ватерлинию на уровне оснований зданий - поверхности балластного отсека и при открытых или закрытых задвижках бассейнов выполнять надводные передвижения. Подбором относительной плотности армированного пеноситала находить размер и высоту балластного отсека острова. На его дне выполнены проушины для крепления подвески дырчатых - с малыми и большими отверстиями пустотелых с тонкими стенками пеноситаловых емкостей в виде шаров и куриных яиц диаметром от 0,2 до 1 м, которые при соблюдении неподвижности и спокойствия будут рифовыми образованиями.
При погружениях возрастает гидростатическое давление воды на стену, крышу и дно здания, что учитывается в обеспечении герметичной прочности строения, например, при погружении на 15 м давление вместе с атмосферным возрастает в 2,5 раза, причем на дно бассейнов оно на 0,485 ат больше, чем на крышу здания и ВПП.
Технический результат изобретения заключается в разработке самоходного острова с взлетно-посадочной полосой и с набором устройств: функционирования в надводном, в переходах под воду или на поверхность и в подводном положениях жизнеобеспечения островитян и возможности осуществлять ими труд, оздоровление и отдых, выходы в массив воды, на дно, совершать подводные путешествия, созерцая и изучая местную флору и фауну.
Изобретение поясняется чертежом, на котором изображен остров с кольцевым зданием 1, с внешней стеной, монолитно выполненной и совпадающей с краем острова, и диаметральное здание 2 с взлетно-посадочной полосой на крыше. Вход на остров осуществляется через ростру 3 «носовой» части острова и люки 4 по бокам штурманской рубки 5. В центрах двух внутренних пространств острова имеются бассейны 6 с днищами 7, в которых выполнены отверстия с задвижками 8 и их электроприводами. Кольцевое здание разделено секторными стенами 9 на восемь секторов. Крыши зданий содержат солнечные панели 10. Для обеспечения воздухом с поверхности воды от кондиционера 11 и лебедки 12 с барабаном и электроприводом вверх через втулку в потолке, через трубу с раструбом 13 проходит воздуховод 14 и затем соединяется с цилиндром 15 полусферического поплавка 16, над которым в цилиндр вкручена насадка незаливаемости 17 от дождя, боковой волны с эффектом миниколокола. На верх насадки установлены маячок, антенны 18 SOS, телевизионной, мобильной связи, систем GPS и ГЛОНАСС. Для консервирования во время шторма поплавок заливается водой через нижние два и два верхних отверстия 19, края которых утолщены и в них обычно герметично с прокладкой вкручены крышки. На время шторма крышки снимаются. При этом насадка вкручивается по цилиндру до герметичного перекрытия ее дном воздуховода или выкручивается и вместе с антеннами убирается внутрь здания, а на цилиндр вкручивается крышка. В соответствии с потребностями и балластировкой выделены на равном расстоянии друг от друга два места для танков 20 с пресной водой и четыре для танков 21 отсека регуляции плавучести острова с насосами и трубами подачи и слива воды. Во внутренних частях острова наряду со спортивными площадками, беговыми и пешеходными дорожками, пляжами и бассейнами выполнены 4 фонтана 22, насосы которых используются для заполнения водой внутренних пространств при погружении острова. По обеим сторонам от «носа» до «кормы» по бокам острова установлены на равных расстояниях по три реверсивных электродвигателя 23, слаженно работающих на подъем и погружение, которые могут поворачиваться и двигаться в любом направлении, увеличивая скорость тремя основными силовыми кормовыми электродвигателями 24.
www.stksoyuz.ru
Осуществление надводной работы устройств острова заключается в обеспечении плавучести по ватерлинии, т.е. когда здания полностью возвышаются, находясь на плоскости балластного отсека. Для того чтобы такая плоскость была сухой, донные задвижки бассейнов закрываются, часть воды бассейнов откачивается и остров поднимается выше или сливается вода нескольких дополнительных емкостей шлюзовых камер. Так как вода бассейнов испаряется, то время от времени включаются фонтаны в сторону бассейна либо в его сторону обеспечивается сток воды или немного открываются задвижки. Выход на нулевую плавучесть выполняется закрытием четырех задвижек в бассейнах, осуществляется залив двух внутренних пространств зданий 4-мя насосами, которые работали на фонтаны, до уровня, когда крыши зданий окажутся на уровне поверхности воды. Погружение совершается гашением положительной плавучести - заливом внутри здания части танков отсека регуляции. Перед погружением проводятся завершающий инструктаж и тренировки подводных пловцов, т.е. тех, кто намерен под водой в шлюзовых камерах выходить в массив воды и на дно. В конце посадочной и там же в начале взлетной полосы могут находится разборные ангары с тентовыми оболочками, которые складируются на время погружений, когда ВПП освобождается от летательных аппаратов. Необходимо проверить все системы, работающие с герметичностью и подготовиться к полному погружению. Под водой работа реверсивных электродвигателей, управляемых джойстиком, позволяет совершать вертикальные перемещения и горизонтальные передвижения, а основные кормовые электродвигатели - дальние переходы в ручном режиме или в автоматическом. При этом используются такие технические предложения, как радиолокационная станция «Крокодил» Холдинга СТК «Союз», , навигационная система ГЛОНАСС и GPS и электронное программное управление работой двигателей и насосов с учетом пространственной ориентации, в том числе устройством ориентации по сторонам света, заданных команд, показаний уровня залива водой отсека регуляции относительно нулевой плавучести электронно-акустическими приборами, счетчиками воды, датчиками, расходомерами, что обеспечивает от закрытия последнего люка автоматическое выполнение погружений и подъемов, прохождение туристического маршрута по замкнутой кривой, остановок и вращений в требуемых по флоре и фауне местах, возвращение и всплытие на исходную позицию. Глубина погружения до 30 м контролируется приборами или по разметке воздуховодов при их размотке с барабанов лебедок у кондиционеров. Для фиксированного зависания на поплавках стопорится вращение барабанов лебедок на необходимой длине размотанных воздуховодов. Подъем осуществляется от нулевой плавучести сливом воды отсека регуляции, предназначенным на подъем, постепенным открытием задвижек работой электродвигателей и естественным всплытием на основе положительной плавучести воздушных зданий. В резерве - слив компенсационной воды отсека регуляции, при необходимости использовать дозированный слив воды дополнительных емкостей шлюзовых камер, при срочности - слив хозяйственной, бытовой и питьевой воды, подрулить с помощью реверсивных электродвигателей, подтянуться к поплавкам.
Предусматриваются строгие предписания по строительству, испытаниям, сертификации, допуску и эксплуатации зданий острова и взлетно-посадочной полосы. Составляются четкие подробные инструкции поведения, проживания, труда и отдыха на острове с возможно полным набором внештатных ситуаций, в том числе при взлетах и посадках самолетов и вертолетов, действий при этом поселенцев. С ними проводятся инструктажи, знакомство со снаряжением, оборудованием и мерами безопасности, например пользованием насосами шлюзовой камеры, ее дополнительной емкостью, открытием и закрытием крышек люков, работой насосов подачи воды во внутренние пространства и насосов бассейнов, отсека регуляции, пользованием баллонами сжатого воздуха для дыхания под водой и в помещении во время штормовой погоды, применением дыхательных трубок с загубником, клапанами вдоха и выдоха, вставленными в воздушную камеру, присоединенную к кондиционеру и обычно перекрытую, для дыхания при отключенном кондиционере, знать запреты, например не пользоваться шлюзовыми камерами при погружениях острова, когда во все дополнительные емкости залита вода, при подъемах острова, когда их вода может также автоматически сливается в водоем, и при завершении подъема снова заливается. В комплекте оборудования и снаряжения 2-3 системы безопасности и экстренного подъема на поверхность воды, предлагаются индивидуальные воздушные «воротники» с подвесными ремнями, накаченные на 15 минут дыхания, что достаточно для выхода через шлюзовую камеру и всплытия на поверхность водоема, а также аппараты регенерации воздуха.