Стационарная волностойкая платформа аэрозольного противодействия (АЭП)
STATIONARY WAVE-RESISTANT AEROSOL COUNTERACTION PLATFORM (ACP)

Изобретение относится к области судостроения, а именно к стационарным морским сооружениям и может быть использовано для установки на ней дымовых шашек МДШ-1 (в количестве 12 шт.) с дистанционным управлением через систему РПЗ-8Х, а также другие всевозможные водостойкие объекты, подходящие по массогабаритным показателям, которые необходимо разместить на водной поверхности в прибрежной зоне, не погружая их в воду.
ки
к
пи
п
кр
р
Известна «Полупогруженная морская платформа повышенной волностойкости» (патент RU №2191132С1, МПК В63В 35/44, опубл. 20.10.2002 г.), которая включает в себя верхнюю рабочую конструкцию, на которой располагается основное оборудование, определяющее ее назначение (например, буровое оборудование); два ряда колонн сечением S высотой Н, которые поддерживают верхнюю рабочую конструкцию; два понтона объема V высотой Н, на которые опираются колонны и внутри которых располагается энергетическая установка, запасы топлива и балластные цистерны; горизонтальные перемычки крыльевого профиля между понтонами, выполняющие роль прочных связей, а также другие специальные функции. Платформа при продутых балластных цистернах находится в надводном крейсерском положении при осадке Т, имея заданные значения поперечной метацентрической высоты и запас плавучести. При заполненных балластных цистернах ПМП переходит в рабочее полупогруженное рабочее состояние, имея осадку Т и заданное значение поперечной метацентрической высоты. В формулу изобретения включены математические условия на определение общей высоты и площади сечения колонн, расстояния между ними вдоль понтонов, объема и высоты понтонов и расстояния между ними, объема балластных цистерн и допустимого возвышения центра масс ПМП по высоте по заданной полезной нагрузке, расчетной высоте и длине волны, заданного запаса плавучести ПМП в крейсерском положении, а также метацентрических высот для крейсерского и рабочего положения. Достигается минимизация при заданной нагрузке волновых возмущающих сил, действующих на ПМП в расчетном диапазоне волнения и качки ПМП, а также ее водоизмещения при одновременном удовлетворении требований по запасу плавучести, устойчивости и мореходности.
Недостатком «Полупогруженной морской платформы повышенной волностойкости» является необходимость в ее постоянном обслуживании, а так же невозможность использования ее как стационарную систему; стоимость материалов конструкции и производства уступают стеклопластику в 10-15%, что препятствует применению данных платформ в массовых проектах.
Известна «Волностойкая морская грузоподъемная платформа» (патент RU №2561491, МПК В63В 35/44; В63В 35/00; В63В 27/00; В63С 7/02, опубл. 27.08.2015 г.), которая, благодаря наличию понтон овальной вытянутой вверх формы, обладает волностойкостью в надводном положении против волн ограниченной интенсивности при частичном заполнении балластных цистерн и повышенной волностойкостью при полном затоплении всех балластных цистерн и погружении колонн на величину около 1,2 расчетной амплитуды волны. У ВМГП повышена волностойкость в этом положении за счет усовершенствования формы колонн. Для проведения грузоподъемных операций ВМГП снабжена грузоподъемным устройством с двухзвенной схемой спуска и подъема грузов, разработана методика управления им, позволяющая обеспечить необходимый запас плавучести и остойчивости при подъеме и транспортировке грузов. Технический результат заключается в расширении функциональных возможностей волностойкой морской платформы.
Недостатком «Волностойкой морской грузоподъемной платформы» является необходимость обязательного присутствия оператора при эксплуатации, что в военное время - при необходимости быстрого принятия решения, уменьшает командованию время на принятие решения, также недостатком является необходимость в ее постоянном обслуживании и невозможность использования ее как стационарную систему; сложность в производстве конструкции не позволяет применить данные платформы в массовых проектах.
Известен «Буй морской малый» (патент RU №180465, МПК В63В 22/16, В63В 22/00, опубл. 14.06.2018 г.), технический результат настоящей полезной модели заключается в упрощении конструкции и повышении надежности. Технический результат достигается тем, что используется буй морской малый, содержащий надводную и подводную части, при этом обе части выполнены в виде усеченного конуса и соединены большими основаниями, подводная часть выполнена с трубой, на которой в нижней ее части закреплен балласт, которая соединена также с силовым каркасом подводной части в нижней ее части, надводная часть выполнена с изолированным отсеком. Надводная и подводная части выполнены из полиэтилена по бесшовной технологии и заполнены интегральной полиуретанов пеной, где в упомянутый полиэтилен введен цветовой пигмент.
Недостатком «Буя морского малого» является ограниченная грузоподъемность. Также недостатком является недостаточная автономность и невозможность использования при отрицательных температурах.
тб
пк
пк
Наиболее близким прототипом является «Большой морской буй» (патент RU №2309081, МПК В63В 22/00, опубл. 27.10.2007 г.), изобретение относится к средствам навигационного обеспечения глубоководных фарватеров на подходе к портам и гаваням, подверженным значительному морскому волнению, морскими буями большого водоизмещения. Сущность изобретения заключается в том, что предложенная проектная форма корпуса большого морского буя имеет вертикальный размер, в 3-5 раз больший диаметра, корпус на небольшой глубине 2-6 м от поверхности имеет объемный водонепроницаемый демпфер-нейтрализатор волновых сил объемом не менее 10% от объема основного корпуса. Демпфер имеет верхнюю и нижнюю поверхность конической формы, наружные кромки верхней поверхности демпфера-нейтрализатора имеют скругления радиусом 0,05-0,1 радиуса горизонтальной поверхности демпфера. В нижней части погруженного корпуса располагается твердый балласт в виде наборных дисков диаметром D, составляющим 1,2-1,4 среднего диаметра погруженного корпуса D, при этом осредненный диаметр основного корпуса, его общее заглубление Т, размеры объемного демпфера-нейтрализатора волновой нагрузки, масса потребного твердого балласта и водоизмещение буя в целом определяются исходя из заданной полезной нагрузки, расчетной бальности моря, глубины постановки, требований к метацентрической высоте и необходимой степени нейтрализации волновых возмущающих сил. Такое выполнение буя обеспечивает снижение его массы при заданной волностойкости.
Недостаток устройства «большой морской буй» заключается в том, что производство данной модели затрачивает большое количество средств и ресурсов, в том числе в виде персонала тех. обслуживания, а также у данной модели ограничено водоизмещение, что не позволяет размещать на ней большие технические грузы.
Технический результат заключается в разработке стационарной волностойкой платформы с грузоподъемностью более 508 кг, теплостойкостью от -35 до +400°С; волностойкостью и остойчивостью, для заданной акватории.
Технический результат достигается тем, что стационарная платформа, имея заданную волностойкость и остойчивость, будет выдерживать влияние воздействия ударов водных масс, при этом размещая на себе 508 кг полезной нагрузки, в которую входят морские шашки МДШ-1 и сухопутная система РПЗ-8Х, исключающая опрокидывание и запрокидывание корпуса. Кроме того, материал и толщина исполнения позволяет выдерживать перепады температур при размещении данных платформ как в тропическом климате, так и в северных широтах.
Предлагаемое изобретение позволит автоматизировать систему дымопуска при маскировки пункта базирования в акватории военно-морских баз, а также увеличить для вышестоящего командования время на принятие решения. Кроме того, за счет возможности обслуживания платформы перспективным катером РХБ защиты, исключается захламление акватории морскими дымовыми шашками и их химическими рецептурами. Данное изобретение отличается тем, что оно позволяет размещать на водной поверхности сухопутные системы, не требуя изменений в самой системе.
Стационарная волностойкая платформа аэрозольного противодействия представлена на фиг. 1, на фиг. 2 – трехмерная модель стационарной волностойкой платформы. Стационарная волностойкая платформа аэрозольного противодействия содержит: Короб волностойкой платформы - 1; шашки, в количестве 12 штук - 2; буй - 3; трос - 4; металлическая сетка - 5; крепежи - 6; исполнительный прибор РПЗ-8Х - 7.
Предназначение стационарной волностойкой платформы аэрозольного противодействия заключается в следующем. На платформе размещены шашки МДШ-1 и исполнительный прибор от системы РПЗ-8Х, как показано на фиг. 1. Волностойкость данной платформы обеспечивается за счет демпфера, размещенного в нижней части корпуса в виде конуса.
Для выполнения требований к устойчивости конструкции и предотвращения запрокидывания корпуса принято решение о заполнении пространства демпфера балластом. В качестве материала балласта использовался бетон, так как он более экономичен, чем сталь. Кроме того, для выполнения требований по остойчивости и метацентрической высоте балласт должен быть тяжелее веса шашек ≥ в 1,5 раза. При выполнении буя из стали необходимо учесть себестоимость и долговечность конструкции, размеры и массу.
Необходимо выполнить архитектурное решение, при котором ватерлиния будет располагаться вровень с верхним окончанием цилиндра буя. Данное решение позволит платформе иметь запас плавучести и остойчивости, которые обеспечат работоспособность в пятибалльный шторм, который является максимальным в данной местности, а также обеспечит более долгий срок эксплуатации без обслуживания.
Для равноустойчивого рассеивания волн, которые будут переменно наносить гидроудары по корпусу, выбранная форма буя будет представлять собой цилиндр, имеющий конусообразный демпфер, а также усеченный конус сверху, в разрезе напоминающий поперечное сечение корабля. Данная геометрическая форма обеспечит стабильную и устойчивую всестороннюю реакцию корпуса на воздействие водных масс акватория.
Заявленное изобретение стационарная волностойкая платформа аэрозольного противодействия соответствует критерию «новизна», так как имеет следующие параметры:
1. Имеет термостойкость к перепаду температур не менее чем от -35 до +400°С, при общей массе конструкции 250 кг, а величине полезной нагрузки более 508 кг.
2. Для возможности размещения в акватории прибрежной зоны имеет отрывные способности ниже, чем прототип в 4-6 раз.
3. Для обтекаемости корпуса крышка исполнительного прибора выполнена в форме конуса, шашки размещены на металлической решетке, а палуба под ними выполнена под углом в сторону бортов. Для беспрепятственного слива забортной воды, в бортах сделаны отверстия.
4. Для волностойкости и остойчивости, а также устойчивости конструкции в водной среде, в нижней части корпуса размещен балласт, который по массе значительно больше полезной нагрузки, что возвышает метацентрическую высоту.
5. Для дистанционного дымопуска на платформе, в герметичном отсеке размещен исполнительный прибор РПЗ-8Х, применяемый только в сухопутных войсках.
6. Для маскировки пункта базирования необходимо персонал из 1 человека, что в 16 раз меньше, чем при маскировке вручную морскими шашками.
7. Для максимальной автономности и износостойкости изобретение выполнено из кораблестроительного стеклопластика.
8. Для предоставления командованию время на принятие решения, время на маскировку пункта базирования и фарватера необходима 1 минута, что в 30 раз быстрее, чем маскировка вручную морскими шашками.
9. Данное изобретение является первым, выполняющим все вышеперечисленные требования и имеющие данную упрощенную и экономичную конструкцию.
Разработанная стационарная волностойкая платформа аэрозольного противодействия выполняет все заданные критерии и требования, технико-экономическая эффективность выражается упрощенностью и экономичностью изготовления.