Судно - плавучая база автономных необитаемых подводных аппаратов
VESSEL - FLOATING BASE OF AUTONOMOUS UNMANNED UNDERWATER VEHICLES

Изобретение относится к области судостроения, в частности к научно-исследовательским, спасательным и специальным судам – носителям глубоководной техники, предназначенной для решения широкого круга хозяйственных, научных и военных задач.
Известно судно-контейнеровоз (Авторское свидетельство СССР № 389984, дата опубликования 11.07.1973 г.). В известном судне-контейнеровозе крышки грузовых люков выполнены выдвижными за борт с установкой на откидных кронштейнах, а над трюмами установлено центрирующее устройство в виде мостового крана с кареткой в виде направляющего бункера. Кроме того, для ускорения процесса загрузки и разгрузки судна и ускорения ввода в действие вертолетов трюмы судна и ангары выполнены с подвижными платформами. Контейнеры  расположены в трюмах и на крышках грузовых люков, которые способны перемещаться на катках, установленных на палубе судна. Вертолеты установлены в ангаре и имеют сверху закрытие, которое может перемещаться к бортам на катках. Над каждым из грузовых трюмов расположены мостовые краны с центрующей кареткой. Судно позволяет производить погрузку и разгрузку контейнеров вертолетами без ячеек в трюмах, без судовых грузовых устройств, причем вертолеты проводятся в ангар независимо от того, открыты ли трюмы и с минимальными затратами времени. При взлете, посадке и висении вертолетов, производящих грузовые операции, создаются условия для использования эффекта воздушной подушки, так как опорная поверхность верхней палубы при грузовых операциях увеличивается почти в два раза без увеличения ширины судна. Каждый из трюмов может быть использован как ангар, а платформа как взлетно-посадочная площадка, что позволяет перевозить на судне большое количество вертолетов, используемых для десантных операций. Недостатком данной конструкции является то, что судно-контейнеровоз не приспособлено для размещения и использования специализированных переоборудованных контейнеров, внутри которых находятся автономные необитаемые подводные аппараты (АНПА), готовые к немедленному использованию с борта судна в океане. Использование АНПА подразумевает безопасный спуск АНПА за борт судна в воду, а также подъем из воды всплывшего АНПА (который выполнил свою миссию под водой) на борт судна.
Известно так же спасательное судно «Игорь Белоусов», которое является носителем обитаемого подводного аппарата (Спасательное судно «Игорь Белоусов» - зачем и почему? [Электронный ресурс]. – URL: https://www.arms-expo.ru/news/-archive/-spasatel-noe-sudno-igor-belousov---zachem-i-pochemu-16-07-2013-14-07-00/). На корпусе спасательного судна  выполнена кормовая надстройка, в которой с правого борта выполнен лацпорт закрываемый герметичной крышкой. Лацпорт  – это технологический вырез  в наружной обшивке судна, предназначенный для проведения грузовых операций. Лацпортом также называют водонепроницаемое закрытие такого выреза в виде герметично задраиваемых дверей различной конструкции. Внутри лацпорта на палубе надстройки находится обитаемый спасательный подводный аппарат, который может выставляться за борт судна и спускаться на воду (а также подниматься из воды в лацпорт) на кран-балках с тросами.
Известное спасательное судно-носитель обитаемого подводного аппарата «Игорь Белоусов» является наиболее близким по технической сущности и функциональному назначению к заявляемому судну – плавучей базе АНПА, поэтому оно принимается за прототип.
Недостатками прототипа являются:
- судно имеет только один спасательный подводный обитаемый аппарат большого водоизмещения и не может взять на борт большее количество крупных подводных аппаратов;
- судно не имеет возможности взять на борт большое количество (20 – 50) автономных необитаемых подводных аппаратов (АНПА) среднего и малого водоизмещения, транспортировка которых осуществляется в морских транспортных контейнерах.
В основу изобретения поставлена задача разработать корабельные конструкции судна – плавучей базы АНПА, которые обеспечивают их качественное базирование и техническое обслуживание на судне с возможностью немедленного использования аппаратов в удаленных районах Океана, причем разных по водоизмещению и назначению, а именно:
- большие АНПА (с водоизмещением от 10 до 30 т);
- средние АНПА (с водоизмещением от 2 до 5 т (в контейнерах);
- малые АНПА (с водоизмещением от 0,2 до 0,5 т (в контейнерах).
Поставленная задача решается тем, что судно – плавучая база автономных необитаемых подводных аппаратов (АНПА) содержит корпус, снабженный кормовой надстройкой,  в борту которой выполнен герметично закрывающийся лацпорт, снабженный двумя выдвижными кран-балками для выполнения погрузочных и спускоподъемных операций с АНПА. В кормовой надстройке судна выполнено как минимум по шесть лацпортов, расположенных в два яруса по каждому борту надстройки. При этом в диаметральной плоскости судна в кормовой надстройке в районе среднего вертикального ряда лацпортов установлен грузовой лифт для АНПА, включающий четыре вертикальные направляющие несущие стойки, формирующие шахту лифта, и лебедку,  что обеспечивает перемещение кабины лифта от нижней палубы судна до палубы верхнего ряда лацпортов. Кабина лифта снабжена четырьмя дверями, обеспечивающие возможность перемещения больших АНПА на своей транспортной тележке во всех направлениях на любом ярусе лацпортов на контейнерную палубу судна. В диаметральной плоскости судна в кормовой надстройке в районе вертикального ряда лацпортов, ближе к носовой оконечности судна в палубах каждого яруса надстройки и в ее крыше на одной вертикали выполнены двухстворчатые люки, посредством которых в надстройке судна во время погрузки (выгрузки) малых и средних АНПА в контейнерах формируется погрузочная шахта посредством одновременного открытия всех двухстворчатых люков.
Поставленная задача достигается также тем, что:
- для каждого большого АНПА место базирования на судне выделено в кормовой надстройке на палубе своего яруса непосредственно у назначенного для него лацпорта на своей штатной транспортной тележке, закрепляемой к палубе по походному;
- створки каждого двухстворчатого люка выполнены откидными и снабжены замками для фиксации створок, как в закрытом положении (формирование плоскости палубы), так и в открытом положении под углом 90 градусов относительно палуб (формирование погрузочной шахты);
- контейнер  для хранения и транспортировки в нем малых и средних АНПА выполнен на базе морского контейнера, в корпусе которого выполнены две двери, причем с фронтальной стороны установлена дверь-жалюзи,  сдвигающаяся в бок на всю длину контейнера и предназначена для выгрузки АНПА, в боковой стенке тыльной стороны контейнера установлена герметичная судовая дверь для прохода обслуживающего персонала,  а на верхней горизонтальной стенке контейнера установлены две выдвижные кран-балки с электроприводом для подъема и выгрузки АНПА вместе с транспортной тележкой  из контейнера на контейнерную палубу судна;
- каждый контейнер для хранения и транспортировки в нем малых и средних АНПА, установленный на контейнерной палубе, подключен к системе электроснабжения судна;
- на контейнерной палубе контейнеры устанавливаются и фиксируются в два яруса по левому и правому борту судна, с образованием галереи между контейнерами левого и правого борта на контейнерной палубе в диаметральной плоскости, на которую выгружаются АНПА и по которой можно перемещать АНПА на своей транспортной тележке по направлению к грузовому лифту;
- с тыльной стороны рядов контейнеров левого и правого бортов установлены палубы, предназначенные для прохода персонала, обслуживающего АНПА, в контейнеры через их тыльную дверь;
- каждый лацпорт снабжен дверью-жалюзи;
- судно дополнительно снабжено бортовым центром управления всеми АНПА.
На основании изложенного можно заключить, что совокупность существенных признаков заявленного изобретения имеет причинно-следственную связь с достигнутым техническим результатом, т.е. благодаря данной совокупности существенных признаков изобретения стало возможным решение поставленной задачи. Указанные существенные признаки, отличающие заявленное судно-плавучая база автономных необитаемых подводных аппаратов от прототипа, в совокупности с признаками общими для него и прототипа, обеспечивают достижение заявленного технического результата во всех случаях, на которые распространяется объем правовой охраны.
Сущность предполагаемого изобретения поясняется чертежами, где на фиг.1 – судно-плавучая база вид сбоку (а – вид с боку (лацпорты закрыты); б – вид с боку (лацпорты открыты);  на фиг 2. показаны механизмы лацпорта;  на фиг. 3 – шахта грузового лифта;  на фиг.4 – контейнер  для хранения и транспортировки малых и средних аппаратов (а – вид спереди (открыт); б – вид спереди (закрыт); в – вид сзади); на фиг.5 – контейнер на контейнерной палубе; на фиг.6 - взаимное расположение лацпортов, контейнеров и грузового лифта; на фиг.7 - контейнерная палуба и лифт  (а – продольный разрез; б – поперечный разрез (вид в корму): на фиг.8 – план палубы надстройки в районе шахты лифта и шахты погрузки контейнеров на контейнерную палубу.
На чертежах обозначено:
1 – корпус судна;
2 – лацпорты;
3 – кормовая надстройка;
4 – большие АНПА;
5- средние АНПА;
6 – малые АНПА;
7 – дверь-жалюзи лацпорта в щелевой нише (свернута);
8 – кран-балки лацпорта;
9 – транспортная тележка АНПА;
10 – стационарные кильблоки лацпорта
11 – вертикальные направляющие несущие стойки шахты грузового лифта;
12 – шахта грузового лифта;
13 – кабина грузового лифта;
14 – контейнерная палуба;
15 – контейнер;
16 – дверь-жалюзи контейнера;
17 – задняя дверь контейнера;
18 – кран-балки внутри контейнера;
19 – платформа (позади контейнера);
20– место (напротив лацпорта) для большого АНПА левого борта;
21 – палуба кабины лифта;
22 – место (напротив лацпорта) для большого АНПА правого борта;
23 – погрузочная шахта контейнеров;
24 -  люк погрузочная шахта контейнеров.
На фиг.1  показано, что в объеме кормовой надстройки 3 судна 1 выполнено по шесть лацпортов 2, расположенных в два яруса по левому и правому бортам (всего 12 лацпортов), предназначенных для проведения погрузочных и спускоподъемных операций с  АНПА 4, 5 и 6 разных типов и водоизмещения.
Лацпорт 2  (фиг.2) имеет герметичную дверь-жалюзи 7, которая убирается в щелевую нишу на подволоке. Каждый лацпорт имеет две выдвижные кран-балки 8, аналогичные по конструкции кран-балкам спасательного судна «Игорь Белоусов». Каждый АНПА может находиться (крепиться по походному) в своем лацпорте двумя способами: на своей транспортной тележке 9 или на стационарных кильблоках 10, прикрепленных к палубе надстройки  3 у лацпорта 2.
Судно-плавучая база АНПА оснащено грузовым лифтом (фиг. 3), который  предназначен для подъема больших АНПА к местам их штатного расположения в верхних и нижних лацпортах 2 кормовой надстройки 3  судна. Шахта 12 грузового лифта расположена в диаметральной плоскости судна в районе среднего лацпорта. Она выполнена в виде четырех несущих вертикальных  направляющих  стоек  11, по которым перемещается (вверх и вниз) кабина 13 грузового лифта. Кабина 13 грузового лифта имеет четыре двери, из которых можно вкатить (выкатить) АНПА  по четырем направлениям: вперед; назад; влево или вправо. Механизмы грузового лифта (лебедки, электроприводы и тросы) расположены на верхней палубе кормовой надстройки (не показаны на чертежах).
Малые и средние АНПА  5 и 6 размещаются на контейнерной палубе 14 судна в контейнерах 15 (фиг. 4 и 5), которые созданы на базе морских транспортных контейнеров. Контейнер 15 предназначен для хранения и транспортировки одного  среднего или нескольких  малых АНПА вместе со своим вспомогательным и обеспечивающим оборудованием, а также запасным имуществом и приспособлениями.  Контейнер оснащен двумя дверьми. С  фронтальной вертикальной стороны контейнера установлена дверь-жалюзи 16,  сдвигающаяся в бок на всю длину контейнера, открывая по фронту весь его внутренний объем.  С тыльной вертикальной стороны контейнера 15 установлена  герметичная судовая дверь 17 для прохода обслуживающего персонала.  На верхней горизонтальной стенке контейнера  установлены две выдвижные кран-балки 18 с электроприводом для подъема и извлечения АНПА на контейнерную палубу 14 судна. АНПА находится (зафиксирован) внутри контейнера  на своей транспортной тележки 9. Аппарат 5 или 6 извлекается из контейнера 15 вместе с тележкой 9, после чего его можно перемещать по контейнерной палубе 14.  Каждый контейнер 15 для хранения и транспортировки в нем малых и средних АНПА, установленных на контейнерной палубе 14, подключен к системе электроснабжения судна. Контейнеры 15 устанавливаются и фиксируются на контейнерной палубе 14 по трем осям в два яруса – верхний  и нижний  (фиг. 6 и 7).
Взаимное расположение лацпортов 2, контейнеров 15 и кабины 13 грузового лифта показано на фиг. 6 и 7. Устройство контейнерной палубы 14 и погрузочной шахты 23 для контейнеров показано на фиг. 8. Контейнеры 15 грузятся портовым краном на контейнерную палубу 14 через люки 24 погрузочной шахты 23 контейнеров, расположенную в диаметральной плоскости судна. Крышки люков 24 погрузочной шахты 23 имеют по две прочные горизонтальные створки с замками, которые открываются только на время операции  погрузке контейнеров 15.
Контейнеры 15 количестве до 30 единиц устанавливаются на контейнерной палубе 14 в два яруса верхний  и нижний  и фиксируются по трем осям. Между контейнерами  левого и правого борта на контейнерной палубе 14 образуется галерея, по которой можно перемещать АНПА на транспортной тележке 9 по направлению к грузовому лифту 13. Тыльные стороны рядов контейнеров левого и правого бортов образуют две отдельные платформы 19 (два этажа) по левому и правому борту. К каждому контейнеру верхнего яруса с тыльной стороны можно подойти, перемещаясь  по платформе 19, расположенной вровень с контейнером верхнего яруса. Обслуживающий персонал может войти внутрь каждого контейнера через его заднюю дверь 17 и выполнить необходимые действия.
В состав судна – носителя АНПА входит также бортовой центр управления (БЦУ), предназначенный для связи и управления всеми типами АНПА находящимися в море на выполнении поставленных задач.
АНПА  может длительно хранится на берегу перед погрузкой на судно-носитель в своем контейнерном модуле, при этом  обеспечивается:
- комплексная охрана и пассивная оборона хранимого объекта;
- выкатка (закатка) АНПА из одного контейнерного модуля в другой;
- электропитание АНПА и систем контейнерного модуля от внутреннего источника энергии;
- поддержание необходимого микроклимата внутри контейнерного модуля;
- GSM связь контейнерного модуля и АНПА с командиром подразделения согласно принятому протоколу обмена;
- периодическое тестирование систем АНПА для проверки их работоспособности с докладом руководителю подразделения о результатах проверки.
Таким образом, контейнерные модули с АНПА поддерживаются в постоянной готовности к использованию.
Судно-плавучая база АНПА работает следующим образом.
1. Работа с АНПА большого водоизмещения.
а). Погрузка большого АНПА с берега на борт судна. Если судно – плавучая база АНПА стоит у причальной стенки правым бортом, то АНПА можно подвезти по ней на транспортной тележке 9 под кран-балки 8 среднего (нижнего) лацпорта, остропить АНПА вместе с тележкой и поднять его на кран-балках, затем втянуть аппарат 4 в лацпорт 2. Затем, АНПА на транспортной тележке 9 перемещается бортом в кабину13 грузового  лифта и может быть перемещен далее по следующим направлениям (фиг. 8):
- по горизонтали (в бок) в другой лацпорт (левого борта) на этой же палубе (кабина лифта при этом не двигается);
- по горизонтали (вперед), а затем влево или вправо в другой лацпорт (левого или правого борта) на этой же палубе (кабина лифта не двигается);
- по горизонтали (назад), а затем влево или вправо в другой лацпорт (левого или правого борта) на этой же палубе (кабина лифта при этом не двигается);
- по вертикали (вверх) на верхнюю палубу и далее по горизонтали в любой лацпорт левого или правого борта (кабина лифта при этом перемещается вверх на один этаж);
- по вертикали (вниз) на контейнерную палубу 14  и далее по горизонтали для окончательной подготовки к выполнению миссии или для ремонта (кабина лифта при этом перемещается вниз на один этаж).
б). Спуск большого АНПА на воду в море. Если судно-плавучая база АНПА находится в море в точке спуска большого АНПА на воду, то выполняются следующие действия при спуске АНПА:
- подготовленный к спуску на воду  АНПА  4 находится на контейнерной палубе;
- далее АНПА доставляют кабиной 13 лифта к не занятому лацпорту 2 и подкатывают на транспортной тележке 9 под кран-балки 8 лацпорта 2;
- далее АНПА прикрепляют стропами к кран-балкам 8, а дверь-жалюзи 7 лацпорта 2 убирается в щелевую нишу над подволоком;
- АНПА на кран-балках 8 лацпорта 2 перемещают  за борт и на тросах опускается на воду;
- далее троса автоматически (по команде из БЦУ) отцепляются от аппарата, и он по команде системы управления отходит от борта судно-плавучей базы и погружается под воду для выполнения своей миссии.
в). Подъем большого АНПА из воды в море. Если судно – плавучая база  АНПА находится в море в точке подъема большого АНПА на борт, то выполняются следующие действия при подъеме АНПА:
- оператор при помощи команд радиоуправления из БЦУ подводит всплывший в надводное положение АНПА к борту судна;
- кран-балки 8 лацпорта перемещают за борт, а тросы опускаются к воде для остропки АНПА;
- АНПА поднимается из воды тросами на уровень лацпорта 2, и втягивается в него при помощи кран-балок 8 лацпорта, далее аппарат ставится на транспортную тележку 9 лацпорта и закрепляется по походному;
- далее АНПА на транспортной тележке 9 доставляют в кабину 13 лифта и доставляют аппарат на контейнерную палубу 14.
2. Работа с АНПА среднего и малого водоизмещения.
а). Погрузка контейнера, с размещенным в нем АНПА, с берега на борт судна. Контейнеры  15 с АНПА малого и среднего водоизмещения доставляются автомобильным транспортом на причальную стенку к борту судна-плавучей базы АНПА. Далее выполняются следующие действия:
- на судне открываются все люки 24 (см. фиг. 8) на всех палубах кормовой надстройки, при этом формируется шахта 23 погрузки контейнеров  15 (см. фиг. 7);
- контейнер15 поднимается с причальной стенки портальным краном и грузится через шахту 23 на контейнерную палубу 14;
- далее контейнеры 15 расставляются и закрепляются на палубе 14 в два яруса – нижний ярус  и верхний ярус  по левому и правому борту, так, чтобы между ними образовался проход достаточной ширины для обслуживания АНПА;
- расставленные и закрепленные на палубе 14 контейнеры 15 образуют две галереи по левому и правому борту (см. фиг. 7 б). Для прохода персонала внутрь каждого контейнера галереи левого или правого борта служит задняя дверь 17, в которую можно войти либо двигаясь по палубе 14 с тыльной стороны галереи, либо двигаясь по платформе 19.
б). Спуск малого или среднего АНПА на воду в море. Если судно-плавучая база АНПА находится в море в точке спуска малого или среднего АНПА на воду, то выполняются следующие действия:
- подготовленный к спуску на воду АНПА, извлекается из контейнера 15 нижнего или верхнего яруса левого или правого борта при помощи кран-балок 18 контейнеров 15 и вместе с транспортной тележкой 9 ставится в проход между галереями контейнеров (см. фиг. 7 б);
- далее АНПА на транспортной тележке 9 доставляется к кабине лифта 12 и поднимается на палубу нижних лацпортов, затем АНПА подкатывается к свободному лацпорту и готовится к спуску на воду;
- АНПА закрепляется стропами к одной кран-балке 8 лацпорта 3 и опускается за борт судна пока не окажется в воде;
- далее троса строп автоматически (по команде из БЦУ) отцепляются от АНПА и он по команде системы управления отходит от борта судна-плавучая база  и погружается под воду для выполнения своей миссии.
в). Подъем малого или среднего АНПА из воды в море. Если судно-плавучая база АНПА находится в море в точке подъема АНПА на борт, то выполняются следующие действия:
- оператор при помощи команд радиоуправления подводит к борту судна всплывший в надводное положение АНПА;
- одна кран-балка 8 лацпорта 2 опускается  за борт, а трос опускаются к воде для остропки АНПА;
- АНПА поднимается из воды тросами, поднимается на уровень лацпорта 2, и втягивается в него при помощи кран-балки 8, далее аппарат ставится на свою транспортную тележку 9 и закрепляется по походному;
- затем АНПА на транспортной тележке закатывают в кабину 13 лифта и доставляют аппарат 5 или 6 на контейнерную палубу 14 для обслуживания и  погрузки назад в свой контейнер 15.
Таким образом, совокупность заявленных признаков изобретения обеспечивает достижение всех задач, поставленные при разработке данного изобретения.