АВАРИЙНО-СПАСАТЕЛЬНЫЙ БУЙ

Предлагаемая полезная модель относится к области техники аварийной связи, в частности, к средствам выпускных устройств, используемых в аварийных ситуациях на подводных лодках (ПЛ).
На сегодняшний день все ПЛ оборудуются аварийно-сигнальными буями и автономными аварийными радиобуями. Аварийно-сигнальные буи размещаются в выгородках на кормовой и носовой надстройках легкого корпуса ПЛ - они снабжены сигнальной лампой, телефоном и радиостанцией. Связь с аварийной ПЛ осуществляется по кабель-тросу. Буй отдается из отсека ПЛ [Катанович А.А. Аварийные системы внутрикорабельной связи ВМФ. - С.-Петербург.: Судостроение, №6, 2000, с.40].
Известны различные буи. Так например, глубоководный буй А.С. СССР №99433, кл. В63В 21/52, 1987. Буй содержит приборный контейнер, заглубляющий груз с устройством его отделения, балластные емкости с балластом разного удельного веса, имеющие клапаны, и механизм регулирования плавучести буя. Механизм регулирования плавучести буя выполнен из автономных узлов.
Аварийный буй А.С. СССР №718323, кл. В63В 21/52, 1972. Аварийный буй содержит корпус, связанный с основным поплавком, и проходящую через центр поплавка телескопическую антенну с выдвижным приспособлением, при этом буй оснащен дополнительным поплавком, выполненным в виде надувного круга и связанного гибкими связями с корпусом и основным поплавком.
Прототипом заявляемой полезной модели является Плавучий буй. Патент США №4031581, 1977. Буй содержит оболочку, в верхней части которой расположен управляемый клапан выпуска из нее газа, а в нижней ее части выполнено отверстие для прохода забортной воды, и газогенератор с управляемым клапаном подачи газа в оболочку, связанный с датчиком.
Недостатками как аналогов, так и прототипа являются низкие живучесть и надежность работы при эксплуатации, а также большие скорости погружения и всплытия, влияющие на точность удержания буя на заданном горизонте.
Цель полезной модели - повышение эксплуатационной надежности и точности удержания буя на заданной глубине.
Указанная цель достигается тем, что устройство содержащее оболочку, в верхней части которой расположен управляемый клапан выпуска из нее газа, а в нижней ее части выполнено отверстие для прохода забортной воды, и газогенератор с управляемым клапаном подачи газа в оболочку, связанный с датчиком, при этом датчик содержит двуплечий рычаг, контакты и поплавок нулевой плавучести, закрепленный на одном плече двуплечего рычага с возможностью поворота относительно горизонтальной оси и расположенный на уровне грузовой ватерлинии снаружи буя, а другое плечо указанного двуплечего рычага расположено между двумя контактами, закрепленными вертикально друг над другом в корпусе буя, причем верхний контакт связан с клапаном подачи газа в оболочку, а нижний - с клапаном выпуска газа из оболочки.
На Фиг.1 представлена функциональная схема, общий вид; на Фиг.2 блок-схема системы автоматики буя; на Фиг.3 - датчик состояния плавучести буя.
Буй содержит оболочку 1 плавучести, вверху которой имеется управляемый клапан 2 выпуска газа из оболочки, а внизу - отверстие 3 для прохода окружающей воды. Буй имеет газогенератор 4 с управляемым клапаном 5 подачи газа в оболочку по трубопроводу 6 и датчик 7 состояния плавучести, установленный на уровне грузовой ватерлинии снаружи буя. Выходы датчика 7 соединены со входами управляющих узлов 8 и 9 газовых клапанов 2 и 5 (фиг.2). Система автоматики включает также командный блок 10. К бую присоединены измерительные приборы 11. Датчик 7 состояния плавучести, выполненный в виде поплавка нулевой плавучести (фиг.3), содержит установленный на горизонтальной оси 12 неравноплечий рычаг 13, короткий конец которого находится между контактами 14 и 15, а на другом конце закреплена емкость 16 с пробкой 17, заполненная легкой жидкостью 18 так, что приведенная плотность поплавка соответствует плотности воды.
При погружении в плавающем на поверхности воды буе начинают выпускать газ из оболочки 1, заполняя ее забортной водой снизу через отверстие 3. Осуществляют это посредством открытия клапана 2 по сигналу командного блока 10. Положительная плавучесть буя под действием силы тяжести уменьшается до нуля, буй опускается относительно поверхности воды, но пока остается на плаву до тех пор, пока не изменяется знак плавучести. После получения незначительной отрицательной плавучести буй начинает погружаться, датчик 7 состояния плавучести переходит через горизонтальное положение Фиг.3 и срабатывают контакты 15. По сигналу датчика 7 через управляющий узел 8 газовый клапан 2 закрывается и выпуск газа из оболочки прекращается.
При дальнейшем погружении наружное давление возрастает пропорционально глубине и объем газа в оболочке уменьшается только за счет сжатия постоянной массы газа, находящейся в оболочке, а не за счет выпуска газа из нее, как в прототипе, что приводит к уменьшению скорости погружения буя.
Для всплытия в оболочку 1 подают газ из генератора 4, в котором газ находится под давлением, превращающим давление окружающей среды, посредством открытия управляемого клапана 5 по сигналу командного блока 10 и начинают вытеснять забортную воду из оболочки. Отрицательная плавучесть буя уменьшается до нуля, и буй останавливается. Дальнейшее вытеснение воды из оболочки 1 придает бую незначительную положительную плавучесть, буй начинает всплывать, датчик состояния плавучести 7 переходит через свое горизонтальное положение в обратном направлении и срабатывают контакты 14. По этому сигналу через управляющий узел 9 газовый клапан 5 закрывается и подача газа в оболочку прекращают. При дальнейшем всплытии объем газа в оболочке возрастает за счет расширения только той массы газа, которая находилась в оболочке в момент начала всплытия.
Регулирование плавучести буя при удержании на заданной глубине осуществляется путем поддержания нулевой плавучести буя и посредством открывания по сигналам командного блока 10 соответствующих газовых клапанов 2 и 5. Если буй по каким-то причинам начинает смещаться, например, вверх от заданного горизонта (приобретает положительную плавучесть), то по сигналу командного блока 10 открывается клапан 2, газ начинает выходить из оболочки, положительная плавучесть уменьшается до нуля и после приобретения ею незначительной отрицательной величины по сигналу датчика 7 закрывается клапан 2, и буй возвращается на горизонт, т.е. происходит процесс, аналогичный описанному процессу, погружения. Если буй по каким-либо причинам смещается вниз от заданного горизонта (приобретает отрицательную плавучесть), то по сигналу командного блока 10 открывается клапан 5, газ поступает в оболочку и вытесняет оттуда воду, отрицательная плавучесть буя уменьшается до нуля и после приобретения буем незначительной положительной плавучести по сигналу датчика 7 закрывается клапан 5, и буй возвращается па горизонт, т.е. этот процесс также аналогичен описанному процессу всплытия.
Таким образом, за счет более раннего, чем в прототипе, прекращения выпуска или подачи газа, а именно при получении буем обратной плавучести, скорость возвращения буя на заданный горизонт меньше, чем в прототипе, в результате чего уменьшается амплитуда вертикальных колебаний буя относительно этого горизонта по сравнению с прототипом.
Работа датчика состояния плавучести заключается в следующем. Датчик 7 состояния плавучести буя реагирует на положительную, отрицательную и нулевую плавучесть буя и подает сигналы (например, замыкая контакты) на закрытие газовых клапанов через соответствующие управляющие узлы этих клапанов. Датчик 7 состояния плавучести выполнен в виде поплавка нулевой плавучести (фиг.3) с приведенной плотностью, равной плотности воды. Поэтому он реагирует на изменение характера движения буя вследствие действующих на него сил инерции и сопротивления потоку, обтекающему буй. При состоянии нулевой плавучести буя в среде (буй неподвижен) поплавок нулевой плавучести горизонтален, а при погружении или всплытии (соответственно при получении буем отрицательной или положительной плавучести) поплавок отклоняется в сторону, противоположную движению, и подает сигналы на закрытие соответственно клапанов 2 и 5. Таким образом, три рабочих положения поплавка нулевой плавучести - горизонтальное, поднят вверх, опущен вниз - отражают три состояния плавучести буя: соответственно нулевую, отрицательную и положительную. Момент перехода от одного состояния плавучести буя к другому сопровождается соответствующим изменением рабочего положения датчика. Время подачи сигнала от датчика 7 можно увеличить или уменьшить, изменив расстояние между датчиком и контактами 14 и 15.
Преимущества заявляемой полезной модели состоят в возможности уменьшения скорости вертикального погружения и всплытия буев с регулируемой плавучестью при вертикальных гидрологических разрезах и уменьшении амплитуды их вертикальных колебаний около заданного горизонта при горизонтальных гидрологических разрезах для повышения точности и достоверности измерений, а также в увеличении общей продолжительности работы буев.