ПЛАВАЮЩИЙ ОСТРОВ
FLOATING ISLAND

Представленное в данном описании изобретение относится к конструкциям плавающих островов, преимущественно к основаниям этих конструкций.
Изобретение предназначено для его использования при сооружении оснований плавающих островов, предназначенных для обитания на них людей и животных, для базирования воздушного и морского транспорта, включая подводный транспорт, а также для базирования ракет различного назначения, включая космические ракеты, при этом изобретение может быть также использовано в конструкциях небольших по размерам плавающих островов, предназначенных в основном для выращивания на них животных, растений и рыб в водных вольерах острова, преимущественно в прибрежной водной зоне. Исходя из указанных назначений плавающих островов, их габариты определяются конструкцией плавающих оснований, материалами, из которых создаются плавающие основания, и способами сооружения плавающих оснований. Представленное в данном описании изобретение является универсальным для плавающих островов различного назначения и оно не зависит от габаритов острова.
Из истории древних обитателей водных пространств известны плавающие острова искусственного происхождения, например плавающие острова озера Титикака индейцев племени Урос, при этом каждый из таких островов содержит плавающее основание, удельный вес которого меньше удельного веса воды, а также закрепленные на основании надстройки в виде жилищ и других строений для длительного обитания и странствий человека и животных на острове вблизи прибрежной зоны материка в условиях окружения воды (Internet, plavayshhie-ostrova. html, 22.02.2009).
Конструкции указанных плавающих островов основаны на применении слоев тростника, обладающего свойствами плавания в воде и несущей способности на плаву, при этом для остойчивости острова, создания на острове растительности, а также в качестве связующего материала применяют чернозем, перемешанный с корнями растений, причем указанная смесь расположена между слоями тростника.
Более современными техническими решениями являются известные плавающие острова для обитания человека на поверхности водной стихии, причем каждый известный плавающий остров содержит плавающее основание с закрепленными на нем надстройками (публикация «Ученые создали плавающие острова», Internet, plavayshhie-ostrova, html:http://exclusio.ru/459/, 12-01-2009, a также публикация «Плавающий остров обратит в топливо солнечные лучи», http://www.memrana.ru/articles/technik, 2007/09/24203400 html). При этом для сооружения плавающих островов используют, например, известный гидрофобный растущий в воде бетон компании «GASTWALL» («Быстрая стена», ООО «Аль-Зер», 2008, стр.1-6).
Из патентной документации известно множество технических решений различного назначения, в частности, известно основание плавающего сооружения, которое представляет соединенные между собой блоки, причем по периметру сооружения к нему жестко прикреплены наполненные плавучим материалом замкнутые металлические емкости (WO 01/72583, 04.10.2001).
Из другого источника известен плавающий остров, содержащий выполненную из соединенных частей платформу, опирающуюся на плавающее основание, при этом основание выполнено из подвижно соединенных между собой секций, каждая часть платформы и основания шарнирно соединена со смежной идентичной частью (WO 81/01539, 11.06.1981).
Известны также другие плавающие острова для выращивания на них растений, базирования летательных и плавающих транспортных средств и острова для обитания людей с целью удовлетворения потребностей отдыха на воде, для постоянного на них обитания людей и животных или с целью спасения во время всемирных наводнений.
Существенной проблемой создания плавающих островов является трудности сооружения оснований островов в связи с большими требованиями к этим основаниям, поскольку они являются несущими чрезмерно большую нагрузку основными частями островов, определяющими конструкцию, габариты и их назначение. Решение данной проблемы в известных плавающих островах связано с большими энергетическими, материальными и трудовыми затратами. При этом в известных конструкциях островов не решаются задачи их остойчивости, надежности и уменьшения массы.
Техническим результатом данного изобретения является снижение трудозатрат возведения основания плавающего острова, повышение его плавучести и устойчивости.
Указанный технический результат получен плавающим островом, характеризующимся тем, что он содержит платформу, опирающуюся на погруженное в водную среду плавающее основание, которое выполнено из подвижно соединенных между собой множества частей, заключенных в жесткий каркас острова, каждая часть основания имеет водонепроницаемую защиту, в соединении со смежными частями каждая часть основания образует собой центральный массив, с которым подвижно связаны периферийные массивы, также являющиеся частями основания, при этом каждая часть основания выполнена из армированного гидрофобного ячеистого тяжелого бетона и заполнена материалом с объемным весом более легким, чем тяжелый бетон, в каждой части основания, которая расположена внизу острова, выполнен, по меньшей мере, один заполненный воздухом или газом сферический свод, между сводом и водной средой образована воздушная полость, сообщенная с атмосферой воздушным каналом, проходящим через каркас острова и платформу, при этом остров оснащен расположенным под центральным массивом и связанным с каркасом нижним стабилизатором положения острова, а также боковыми стабилизаторами, связанными с каркасом острова.
Центральный массив острова соединен с каждым периферийным массивом острова боковыми стабилизаторами с возможностью смещения периферийных массивов относительно центрального массива в разных направлениях.
2
3
2
Армированный гидрофобный ячеистый бетон выбран из расчета его прочности 7-70 кгс/см с удельным весом в пределах 300-500 кг/м и коэффициентом теплопроводности 0,1-0,23 Вт/м град.
На чертеже показан плавающий остров, содержащий платформу 1, опирающуюся на погруженное в водную среду плавающее основание 2, которое выполнено из подвижно соединенных между собой множества частей 3, заключенных в жесткий каркас 4 острова. Каждая часть 3 основания 2 выполнена цельной и монолитной и оснащена водонепроницаемой защитой 5. Основание 2 образовано центральным массивом 6 острова, с которым связаны периферийные массивы 7, имеющие аналогичную с массивом 6 конструкцию, при этом периферийные массивы 7 по своим масштабам намного меньше массива 6. Массивы 7 связаны с массивом 6 и расположены по периметру последнего. Поскольку массивы 7 связаны конструктивно и функционально с массивом 6 острова, то они также являются частями основания острова. Любая из указанных частей 3 основания выполнена из армированного, гидрофобного, ячеистого тяжелого бетона и эта часть заполнена материалом 8 с более легким объемным весом, чем тяжелый бетон. В нижних частях 3 основания выполнены воздушные сферические своды 9, открытые в сторону водной среды 10, между каждым воздушным сводом 9 и водной средой 10 образована замкнутая воздушная полость 11, сообщенная с атмосферой воздушным каналом 12, в котором установлен клапан 13, при этом канал 12 проходит через платформу 1. Остров оснащен расположенным под центральным массивом 6 и связанным с ним нижним стабилизатором 14 положения центрального массива, стабилизирующим положение массива при его продольной и поперечной качке в водной среде, а также множеством боковых стабилизаторов 15, связывающих центральный массив 6 с периферийными массивами 7. Стабилизаторы 15 предназначены для стабилизации положения центрального массива 6 острова при его качке в вертикальных плоскостях от воздействия штормовых волн. Боковые стабилизаторы 15 связаны с каркасом 4 острова. Части 3 острова связаны между собой специальными связями, которые в данном описании не раскрываются. Каждая такая связь одной части острова с другой смежной с ней частью или несколькими смежными частями выполнена таким образом, что она обеспечивает подвижность частей острова относительно друг друга. Эти части острова связаны между собой с возможностью их взаимного смещения относительно друг друга в разных направлениях. В нижней части острова над нижним стабилизатором 14 установлен балласт 16, выполненный из бетона или воды.
2
3
2
Армированный гидрофобный ячеистый тяжелый бетон выбран из расчета его прочности 7-70 кгс/см с удельным весом в пределах 300-500 кг/м и коэффициентом теплопроводности 0,1-0,23 Вт/м град.
Работает остров следующим образом. В состоянии штиля водной среды 10 остров за счет его плавучести несет нагрузку собственной массы и нагрузки от массы возведенных на острове сооружений, а также все другие нагрузки, например динамические нагрузки, возникающие на платформе 1 от действия приземляющихся на нее летательных аппаратов или от взлетающих ракет.
Во время шторма нижний стабилизатор 14 и боковые стабилизаторы 15 обеспечивают расчетное рабочее положение острова. Боковые стабилизаторы 15 обеспечивают возможность перемещения массивов 7 острова вверх-вниз и в стороны, подниматься и опускаться относительно горизонта водной среды и ватерлинии острова и при этом гасить энергию ударов волн. Нижний стабилизатор 14 обеспечивает остойчивость острова и его заданное рабочее положение при поперечной и продольной качке острова, при этом нижний стабилизатор 14 вместе с балластом 16 работает в качестве противовеса, стремящегося вернуть в исходное горизонтальное положение остров и его платформу в случае крена острова в продольном и поперечном направлениях.
Источники информации
1. «Ученые создали плавающие острова», Internet, plavayshhie-ostrova, html: http://exclusio.ru/459/, 12-01-2009.
2. «Плавающий остров обратит в топливо солнечные лучи», http://www.memrana.ru/articles/technik, 2007/09/24203400 html.
3. Plavayshhie-ostrova. html, Internet.
4. Рекламно-информационный лист технологической системы «GASTWALL» («Быстрая стена»), ООО «Аль-Зер», 2008, стр.1-6.
5. Патентная информация. WO 96/23691, 1996-08-08; 81/01276, 1981-05-14; 81/01539, 1981-06-11; 84/01554, 1984-04-26; 85/03050, 1985-07-18; 99/46164, 1999-09-16; 01/72583, 2001-10-04; 02/28704, 2002-04-11; 90/08059, 1990-07-26; 99/12806, 1999-04-18; 00/75010, 2000-12-14; 02/092425, 2002-11-21; 03/002404, 2003; 00/40806, 2000. ЕР 0124338, 1060982, 1398268. RU 2107638, 2264324, 2170301, 2002110138, 2288994, 2006108985, 2005129764. SU 1113303. GB 1038320, 2292348, 1094627, 2001012, 2112326, 2118904. US 1365011, 1397025, 1511153, 1798468, 1908714, 1971046, 1854336, 1511153, 2021014, 2209525, 2228052, 2645114, 2658350, 2834198, 2889795, 2928250, 2972233, 2994201, 2399611, 2238974; 3771481, 3708991, 3987910, 3949693, 3294051, 3397545, 3490407, 3665882, 3951085, 3974789, 3951085, 3276209, 3344764, 3276209, 3344764, 3771481, 3797438, 3708991, 3987910, 3949693, 3895677, 3872814, 3327668, 3709307, 3665882, 3951085, 3974789, 3592008, 3465528, 3444693, 3777889, 36440075, 3592008, 3465528, 3974789, 3665882, 3951085, 3895677, 3872814, 3327668, 3709307, 3788254; 4044895, 4554883, 4995762, 4543903, 4487151, 4275679, 4155323, 4023370, 4067285, 4157695, 4714382, 4744697, 4044895, 4646672, 4067285, 4157695, 2004244667; 5421282, 5988088, 5609442, 5524549, 5911542, 5347948, 5213447, 5125355. FR 2272889, 2298476, 2621004. NO 141466, 142702, 145686. DE 3431510, 1756615, 2905759, 29819997.