УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПОДЪЕМА ЗАТОНУВШИХ ПОДВОДНЫХ ЛОДОК (СУДОВ)

Устройство для подъема затонувших подводных лодок (судов) относится к судоподъемной технике или к техническим средствам для подъема затонувших кораблей, особенно подводных лодок. Осуществление подъема любого объекта с глубины водоема происходит в любом положении, когда необходимо спасение экипажа.
Известно устройство для подъема затонувшей подводной лодки, содержащее судно с подъемными канатами, имеющими на своих концах захваты и установленные на подводной лодке устройства сцепки, выполненные в виде стаканов для взаимодействия с захватами, где стаканы закреплены на прочном корпусе подводной лодки и расположены вдоль нее в несколько рядов в пространстве между прочным и легким корпусами. Каждый стакан выполнен круглым и имеющим на верхней стороне внутренний прилив с кольцевой выемкой на его нижней стороне и резьбой для закрывающей стакан крышки, а каждый захват выполнен с двумя подпружиненными планками, скрепленными болтом, причем конец подъемного каната закреплен между этими планками, нижние концы которых имеют выступы.
(см. патент 2222467 В 63 С 7/00, 2002 г.)
Недостатком устройства является то, что трос имеет большой диаметр и не поддается изгибу, а их необходимо штук 30, кроме того, сложность и ненадежность конструкции.
Известно устройство для подъема затонувшего судна, содержащее раму с захватом, включающим в себя дугообразные элементы, шарнирно соединенные между собой и кинематически связанные с шарнирно смонтированными на общей с дугообразными элементами оси рычагами, имеющими понтоны на их концах, причем рама подвешена к надводному судну, при этом устройство снабжено контейнером с электролизером и компрессорами, эластичными емкостями, размещенными в указанных понтонах и сообщенными с выходами компрессоров, а также фиксаторами с пироприводами для взаимодействия с затонувшим судном, смонтированными на концах дугообразных элементов.
(см. патент №2025403 В 63 С 7/00, 1990 г.)
Недостаток устройства наблюдается в клещевом захвате. Лодка должна лежать на идеальном грунте. Применять его для подъема подлодок, лежащих на каменистом грунте, в расщелинах, на кораллах, на большой глубине - не реально. Не учтена разность давлений. При подъеме возможен обрыв за счет поднимаемого веса. Конструкция ненадежна.
Известно устройство для подъема затонувшего объекта, содержащее грузозахватный элемент, выполненный с осевым продольным отверстием для перемещения по тросу-проводнику с возможностью взаимодействия с закрепленным на затонувшем объекте узлом стыковки. Трос-проводник одним концом соединен с узлом стыковки, другим с маркером.
(см. патент №2006423 В 63 С 7/00, 1991 г прототип)
Недостатком устройства является сложность и ненадежность конструкции.
Целью является повышение надежности и упрощение конструкции.
Поставленная задача достигается тем, что в устройстве для подъема затонувших подводных лодок (судов), содержащем грузозахватный элемент с возможностью взаимодействия с закрепленным на затонувшей подводной лодке (судне) узлом стыковки, грузозахватный элемент выполнен в виде верхнего сцепного устройства, установленного на спасательном судне, а узел стыковки, выполнен в виде нижней части сцепного устройства, которое с помощью силового кольца, полосовых бандажей и хомутов устанавливается на затонувшей подводной лодке (судне). Верхняя часть сцепного устройства включает в себя монолитное основание, цапфы, гидроцилиндры, тросы, лебедки и дышло, которое состоит из внутренней трубы, вставленной во внешнюю и при этом фиксируется для удержания его в вертикальном положении. Нижняя часть сцепного устройства закреплена на затонувшей подводной лодке (судне) с помощью силового кольца, полосовых бандажей и хомутов и включает в себя гриб, лебедку с направляющим тросом и поплавки. При этом гриб имеет овальную форму с конусообразным вырезом, крюками, для одевания звеньев цепи и ободом, предотвращающим снятие звеньев цепи с крюка, и позволяет осуществлять стыковку (сцепку) затонувшей подводной лодки (судна) лежащей на боку, на каменистом грунте или в расщелинах. Внутренний срез на цапфе и скос нижней части шляпки гриба имеют одинаковый угол среза, чтобы при захвате они плотно прижимались друг к другу. Цапфа, при осуществлении сцепки, оконечностью крюка упирается в ножку гриба, что не дает ей возможности разгибаться при подъеме. Кроме этого монолитное основание
выполнено путем сварки шести отдельных частей с приливами, что облегчает изготовление.
Таким образом, заявленное устройство для подъема затонувших подводных лодок (судов) отвечает критерию «новизна».
Сущность полезной модели поясняется чертежом.
На фиг 1 - изображен вид гриба сбоку, сверху и снизу.
На фиг 2 представлена нижняя часть сцепного устройства (в сборе). Вариант А (с поплавком) и вариант Б (без поплавка).
На фиг 3 - изображено силовое кольцо (крепление).
На фиг 4 - представлено монолитное основание (разрез), вид сбоку и вид снизу.
На фиг 5 - изображена цапфа, вид сбоку.
На фиг 6 - представлено крепление цапфы и звеньев силового троса к монолитному основанию.
На фиг 7 - изображено сцепное устройство в сборе (вид сбоку).
На фиг 8 - изображено сцепное устройство в сборе (вид снизу шляпки гриба).
Устройство для подъема затонувших подводных лодок (судов) состоит из гриба 1 (фиг 1), направляющего троса 2, верхнего скоса шляпки гриба 3, нижнего скоса шляпки гриба 4, ножки гриба 5, обода 6, крюка гриба 7, звеньев цепи 8, основания гриба 9, центрального отверстия гриба 10, конусообразного выреза 11, направляющего троса 2, поплавка 12, (вариант А) крюка поплавка 13, проушины 14, которая находится на направляющей троса 2 (вариант Б), лебедки 15, (фиг 2) с направляющим тросом 2, силового кольца 16 (фиг.3), отверстия для болтов 17, полосовых хомутов 18, полосовых бандажей 19, приливов 20 (фиг.4), монолитного основания 20а, центрального отверстия 21, хвостовика 22, внешней
трубы 23, внутренней трубы 24, обтяжного кольца 25, отверстия для крепления цапф 26, гидроцилиндра 27, запорной планки 28, прорези 28а, цапфы 29 (фиг.5), приливов для крепления гидроцилиндра 30, крюка цапфы 31, оконечности крюка цапфы 32, нижнего среза цапфы 33, верхнего среза цапфы 34, звена силового троса 35 (фиг.6), отверстия для крепления силового троса 36, крепежного болта 37, заглушки 38, отверстия для крепежного болта 39.
Полезная модель состоит из двух основных частей: верхней части сцепного устройства и нижней части сцепного устройства. Верхняя часть сцепного устройства устанавливается на специальном спасательном судне, а нижняя часть сцепного устройства устанавливается на затонувшей подводной лодке (судне) с помощью силового кольца 16, полосовых бандажей 19 и хомутов 18. Верхняя часть сцепного устройства состоит из цапфы 29, монолитного основания 20а, гидроцилиндров 27 (шесть штук), направляющего троса 2, лебедки катамарана (на чертеже нет) и дышла 23, 24. Нижняя часть сцепного устройства включает в себя гриб 1, лебедку 15 с направляющим тросом 2 и поплавки 12.
Нижняя часть сцепного устройства, которая устанавливается на затонувшей подлодке (судне) состоит из частей, показанных на фигурах 1, 2, 3. На фиг 1 изображена деталь по форме напоминающая гриб 1. Размер этого гриба 1 должен быть таковым, чтобы выдерживать предполагаемые нагрузки. По центру гриба 1 от основания до вершины расположено центральное отверстие гриба 10, через которое пропускают направляющий трос 2. Длина гриба 1 должна быть примерно 4-5 метров, чтобы легче было устанавливать его в вертикальное положение при производстве стыковки со второй частью сцепного устройства. Закрепление гриба 1 на затонувшей подводной лодке (судне) необходимо произвести так, чтобы вокруг
него на расстоянии длины гриба 1 не было помех, то есть не должно быть надстроек, которые бы мешали установке гриба 1 в вертикальное положение. Один такой гриб 1 закрепляется в носовой части, другой в кормовой части судна, на расстоянии, примерно четверти длины подводной лодки (судна) от носовой и кормовой частей. Вид гриба 1 снизу и сверху показан на фиг 1. Гриб 1 в нижней части должен иметь округлую форму, что необходимо для того, чтобы гриб 1 можно было наклонять в любую сторону, придавая ему вертикальное положение, так как затонувшая подводная лодка (судно) может лежать на боку, носом вверх или вниз. Далее на подводной лодке должны быть две лебедки 15 (фиг.2) с направляющим тросом 2 большой длины и два поплавка (бочки) 12, которые располагаются в носовой и кормовой частях. Поплавки 12 необходимы для того, чтобы при катастрофе они автоматически откреплялись от тонущего судна и увлекали за собой направляющий трос 2, проведенный через центральное отверстие гриба 10. Поплавки 12 всплывают, увлекая за собой направляющий трос 2.
Гриб 1 крепится своей нижней частью к силовому кольцу 16 (фиг.3). На подводной лодке между прочным и легким корпусами в носовой и кормовой частях вокруг корпуса делаются прочные полосовые бандажи 19. На современных подводных лодках необходимо произвести доработку по установке нижних частей сцепного устройства. Для этого, в зависимости от диаметра подводной лодки, делаются соответствующего размера стальные полосовые бандажи 19 и хомуты 18 вместе с закрепленными на них силовым кольцом 16, грибом 1, лебедкой 15 и поплавком 12. Нижнюю часть сцепного устройства (фиг.1, 2, 3) одевают на носовую и кормовую части подводной лодки (судна). Вся сборка закрывается обтекателями (на чертеже не обозначены). Звенья цепи
закрепляют на основании гриба 9 (фиг.1) и для того, чтобы они не имели возможности съема, их сверху, с помощью обода 6, фиксируют. Эти звенья цепи 8 одевают на силовое кольцо 16, (фиг.3) К силовому кольцу 16 с помощью полосовых хомутов 18 подсоединяются стальные полосовые бандажи 19 (фиг 3).
Полосовые хомуты 18 необходимы для того, чтобы легче было соединять полосовые бандажи 19 с силовым кольцом 16. Полосовые хомуты 18 соединяются с полосовыми бандажами 19 с помощью болтов 17. Количество звеньев в цепи, к каждому крюку 7 основания гриба 9 (фиг 1), должно быть одинаково. Длина цепи должна быть таковой, чтобы гриб 1 мог свободно лежать в горизонтальном положении.
На фиг.2 показаны два варианта. Вариант А - с поплавком, вариант Б - без поплавка. Второй вариант более простой.
Для того, чтобы при постановке гриба 1 в вертикальное положение не происходило «закусывание» направляющего троса 2, в нижней части основания гриба 9 делается конусообразный вырез 11 (фиг.1).
Верхняя часть сцепного устройства представляет собой монолитное основание 20а (фиг.4), имеющее центральное отверстие 21 от основания до верха для направляющего троса 2. Через боковую часть монолитного основания 20а (фиг.4) между приливами 20 делается прорезь 28а для запорной планки 28 до центрального отверстия 21, в которое вводится направляющий трос 2. Прорезь 28а для запорной планки 28 должна быть по ширине несколько больше диаметра направляющего троса 2. После заведения направляющего троса 2 в центральное отверстие 21 монолитного основания 20а (фиг.4), прорезь 28а по всей длине должна быть закрыта запорной планкой 28 до центрального
отверстия 21 монолитного основания 20а. Монолитное основание 20а должно быть достаточно мощным. По окружности монолитного основания 20а должны быть приливы 20 с отверстиями для крепления цапф 26 и звеньев силового троса 35 (фиг.6). Цапфы 29 (фиг.5) представляют собой мощные захваты, каждая из которых должна быть подпружинена гидроцилиндрами 27. Простой способ - подпружинивания цапф 29 с помощью рессор (на чертеже не обозначен). Усиление гидроцилиндов 27 (рессор) должно быть таким, чтобы при наклоне верхней части сцепного устройства, цапфы 29 удерживались в сжатом состоянии. Устройство нижних срезов цапф 33 и верхней части скоса гриба 3 позволяют цапфам 29 под весом верхней части сцепного устройства скользить по скосу гриба 3 вниз.
Цапфы 29 будут расходиться до тех пор, пока не достигнут нижнего скоса 4 шляпки гриба 1 и под действием рессор или же срабатывания гидроцилиндров 27 крюки цапф 31 полностью зайдут под шляпку гриба 1. Верхний срез на цапфе 34 и нижней скос 4 шляпки гриба 1 должны иметь одинаковый угол среза (но наоборот), чтобы при захвате они плотно прижимались друг к другу. Оконечность крюка цапфы 32 должна достаточно плотно прижиматься к ножке гриба 5, чтобы крюк цапфы 31 не имел возможности разгибаться при осуществлении подъема. Он будет оконечностью крюка цапфы 32 упираться в ножку гриба 5.
Для того, чтобы всю верхнюю часть сцепного устройства было легче удерживать в вертикальном положении при опускании, сверху монолитного основания 20а (фиг 4) должен быть хвостовик 22 (фиг.4) на котором крепятся обтяжное кольцо 25 для крепления гидроцилиндров 27 и направляющая труба (дышло). Дышло это внешняя труба 23 и внутренняя труба 24 верхней части сцепного
устройства (фиг 4). Хвостовик 22, обтяжное кольцо 25 должны иметь прорези, совпадающие с прорезью для запорной планки 28. Дышло 23, 24 должно состоять из двух труб достаточно прочных. Каждая труба 23, 24 должна по всей длине иметь прорезь для ввода направляющего троса 2. Внешняя труба 23 крепится на хвостовике 22 основанием после одевания ее на хвостовик 22. Внутренняя труба 24 вставляется во внешнюю 23 и ее можно, после заведения направляющего троса 2, повернуть по часовой стрелке или против, с помощью поворотной ручки в верхней части трубы, до тех пор, пока прорезь, во внутренней трубе 24, не зайдет до края прорези внешней трубы 23. Поворотная ручка (на чертеже не показана) внутренней трубы 24 опускается вниз и фиксируется. Внутренняя труба 24 по диаметру должна быть равна диаметру хвостовика 22 и своим нижним концом должна опираться на хвостовик 22. Монолитное основание 20а (фиг.4) цапфы 29, крепежные болты звеньев силовых тросов 35, должны изготавливаться с учетом предполагаемых нагрузок. Основная нагрузка будет ложиться на силовые тросы с катамарана, звенья силовых тросов 35, цапфы 29 и крепежные болты. К каждому монолитному основанию 20а (фиг.4) можно подключать по 12 силовых тросов. Монолитное основание 20а можно изготовлять путем сварки шести отдельных частей с приливами 20.
Работа сцепного устройства.
При катастрофе подводной лодки (судна), когда она начинает тонуть, должна сработать система, удерживающая поплавок 12 на затонувшей подводной лодке (судне). Поплавок 12 вытягивает за собой направляющий трос 2. Лебедка 15 расстопорена. Поплавок 12 всплывает. При обнаружении поплавков 12, катамаран заходит над поплавками 12 так, чтобы
они оказались между корпусами катамарана. Кранами зацепляют поплавки 12 за крюки поплавка 13 и поднимают их на борт катамарана. Специальным захватом (на чертеже нет) захватывают направляющий трос 2 в нижней части поплавка 12 метров на 15-20, чтобы верхняя часть направляющего троса 2 освободилась от натяжения. Снимают освободившийся конец направляющего троса 2 от поплавка 12 и заводят его в прорезь 28а для запорной планки 28, центрального отверстия 21. Одевают на хвостовик 22 дышло 23, 24, совмещая прорезь на внешней 23 и внутренней 24 трубах с прорезью 28а на хвостовике 22 и закрепляют ее. Затем вводят направляющий трос 2 и разворачивают внутреннюю трубу 24 так, вдоль своей оси, чтобы прорезь внутренней трубы 24 зашла за прорезь внешней трубы 23. Закрепляют внутреннюю трубу 24 от ее вращения вдоль своей оси с помощью поворотной ручки (на чертеже нет). Конец направляющего троса 2 закрепляют на лебедке катамарана. И только потом снимают специальный захват.
При варианте Б, когда отсутствует поплавок 12:
А) если глубина позволяет опускать водолаза до затонувшей подводной лодки (судна). Водолаз, увлекая за собой трос (фал) разматываемый с катамарана, достигнув затонувшей подводной лодки (судна), с помощью карабина на конце троса (фала) зацепляет этот трос (фал) за проушину 14 (кольцо) направляющего троса 2.
Б) если же глубина затонувшей подводной лодки (судна) превышает возможности водолаза, то осуществление стыковки (зацепа) производят с помощью манипулятора миниподлодки или батискафа.
Направляющий трос 2 заводят в верхнюю часть сцепного устройства. Таким образом, верхняя часть сцепного устройства к работе готова. Спуск верхних частей можно производить одновременно или же поочередно. Вся сборка опускается по направляющему тросу 2, удерживаясь в вертикальном положении с помощью дышла 23, 24. Лебедками катамарана выбирают направляющий трос 2, сматывая его с лебедки 15 затонувшей подводной лодки (судна). К моменту достижения верхних частей сцепного устройства затонувшей подводной лодки (судна), не доходя метров 15-20, опускание прекратить. По команде с глубоководного аппарата или же по видионаблюдению производится натяжение направляющего троса 2 до того момента, пока гриб 1 не станет в вертикальное положение, независимо как наклонена подводная лодка (судно). Как только гриб 1 станет в вертикальное положение, натяжку прекратить и продолжить опускание верхней части, которая с помощью дышла 23, 24 займет вертикальное положение. Цапфы 29 зайдут под шляпку гриба 1 и стыковка (сцепка) состоится. Шланги высокого давления к гидроцилиндрам крепятся к одному из силовых тросов катамарана через определенное расстояние, чтобы избежать их обрыва от собственного веса. Производят отрыв подводной лодки (судна) от грунта. В первую очередь производится отрыв той части подводной лодки (судна), которая, по мнению специалистов, легче (носовая или кормовая). После отрыва производится синхронный подъем затонувшей подводной лодки (судна) к поверхности. При необходимости закрепляют подводную лодку (судно) между корпусами катамарана с помощью дополнительных тросов.
Расцепку сцепного устройства делают путем отжима цапф 29 от гриба 1. Для этого верхняя часть сцепного устройства (фиг.1)
освобождается от натяжения, ложится на гриб 1, гидроцилиндры 27 отключают. Цапфы 29 отжимают. Верхняя часть сцепного устройства (фиг 1) поднимается, вынимается запорная планка 28. Прорези на внутренней трубе 24 совмещают с прорезью на внешней трубе 23 и направляющий трос 2 выводится из дышла. Необходимо учитывать тот фактор, что при подъеме подводной лодки (судна) с глубин, необходимо через определенное расстояние делать остановки, чтобы давать возможность для уравнивания давления внутри затонувшей подводной лодки (судна) с забортным давлением. В этом случае усилие силовой части будет затрачиваться только на подъем веса самой конструкции. Если же это не учитывать, то по мере подъема затонувшей подводной лодки (судна) вес конструкции будет увеличиваться за счет разности давлений, что и привело к разлому клещевого захвата американцев, когда они поднимали затонувшую советскую подводную лодку в южной части Тихого океана.
Это сцепное устройство дает возможность осуществлять спасение экипажа, так как нет необходимости нарушать герметичность затонувшей подводной лодки (судна). Значительно сокращается время проведения спасательной операции, тем самым увеличивается вероятность спасения экипажа. Эту полезную модель можно установить на подводных лодках как действующих, так и вновь строящихся и поднимать подводные лодки лежащие на каменистом грунте, в расщелинах, лежащих на боку, носом вверх или вниз.
Для информации.
Спасательное судно представляет собой две мощные самоходные баржи с грузоподъемностью в десятки тысяч тон. Они должны соединяться между собой поперечными настилами, на
которых устанавливаются подъемные средства, как на барже «Гигант». Ширина между корпусами судов (барж) должна позволять выходу надстройки затонувших лодок (судов). Один поперечный настил устанавливается в носовой части, другой в кормовой. Настилы на таком катамаране располагают примерно на расстоянии четверти длины катамарана от носовой и кормовой частей, чтобы создавать равномерные нагрузки на катамаран и избежать разлома спасательного судна. Две самоходные баржи /верхняя часть/ необходимы для того, чтобы легче было поднимать затонувшее судно. На катамаране должны быть автономная электростанция для обеспечения электроэнергией подъемных средств, а также троса для закрепления поднимаемого судна между бортами катамарана и облегчения подвода понтонов (при необходимости). Должна быть глубоководная аппаратура (подводная лодка « Малютка» или же батискаф), которые будут необходимы для того, чтобы контролировать положение судна на грунте и сам процесс контроля срабатывания сцепного устройства. Должны быть два подъемных крана и две лебедки в носовой и кормовой частях катамарана для работы с направляющим тросом 2. Должны быть наборы шлангов высокого давления для работы гидросистем.