Судоподъемный комплекс, твердотопливный газогенератор и способ судоподъема
SHIP-RAISING SYSTEM, SOLID-PROPELLANT GAS GENERATOR AND SHIP-RAISING METHOD

Изобретение относится к судостроению, а более конкретно к области проведения судоподъемных и аварийно-спасательных работ, связанных с подъемом затонувших судов и других объектов, включая сильно заиленных.
Известен комплекс для подъема затонувшего объекта [1]., включающий базовое судно-катамаран с подъемным механизмом в виде мостового крана и подвешенного на траверсе грузозахватного устройства, выполненного в виде шарнирно установленных гидроцилиндров и рычагов с отогнутыми кромками с возможностью охвата поднимаемого объекта, которые в начальном положении образуют острый угол с вертикальной плоскостью, а между рычагами установлены ракетные движители, способные создавать тягу, преодолевающую отрывное сопротивление.
Недостатком известного комплекса является необходимость использования отдельного судна-катамарана и громоздкость подъемного механизма в сочетании с траверсой, рычагами и гидроцилиндрами, а также трудность фиксирования поднятого объекта на базовом судне при работающих ракетных движителях. Кроме того при функционировании захватного устройства рычаги должны прорезать грунт отогнутыми кромками, что при оговоренном положении рычагов острым углом к вертикальной плоскости ограничивает их использования малой высотой заглубления в грунт затонувшего объекта.
Известно подъемно-транспортное устройство, описанное в патенте [2]. Указанное устройство, выбранное в качестве наиболее близкого аналога, представляющее замкнутую по наружному периметру конструкцию с захватным устройством, содержит выдвижные опоры на консолях в плоскостях, расположенных под углом 50-80 градусов к диаметральной плоскости подъемно-транспортного устройства с возможностью образования опорной призмы для поднимаемого объекта при выдвинутом положении этих консолей. При этом на вводимых под поднимаемый объект кромках опорных консолей выполнены форсунки для подачи воды под давлением для размыва грунта и подачи его через пульпонасосы в отстойники, а также симметрично расположенные относительно центра масс подъемно-транспортного устройства группы понтонов с системой подачи в них и сброса из них воздуха.
Недостатком известного подъемно-транспортного устройства является достаточно высокие массогабаритные характеристики, связанные со средствами крепления судоподъемных понтонов, а также громоздкость выдвижных опор на консолях в сочетании с гидроцилиндрами, пульпонасосами и отстойниками. Кроме того, использование известного подъемно-транспортного устройства для подъема сильно заиленных объектов недостаточно эффективно, так как при размывании грунта для достижения оговоренного угла положения выдвижных опор в 50-80 градусов все устройство должно опускается в образующуюся яму. При этом в случае непредвиденной задержки операции может возникнуть опасность обратного затекания грунта и, соответственно, заиливания самого устройства.
Известна газогенерирующая система аварийного всплытия подводного аппарата «Малахит-1» с устройством продувания цистерн главного балласта [3], включающая газогенераторы, имеющие камеру сгорания с зарядом твердого топлива, устройство воспламенения, сопловой блок, разрывную диафрагму для герметизации камеры сгорания и газоходные трубопроводы с ловушками разрывных диафрагм, причем устройство продувания, позволяющее при использовании снизить температуру продуктов горения до 800°С, выполнено из соосных внешних цилиндрических и внутренних цилиндрических и конических оболочек, образующих проточную часть устройства, которая дополнительно содержит рабочее сопло, приемную камеру, камеру смешения, диффузор и выходной кольцевой раструб, закрытый перфорированным защитным экраном. Указанная система обеспечивает аварийное всплытие подводного аппарата путем продувания цистерн главного балласта парогазовой смесью продуктов сгорания твердого топлива и водяного пара с дискретным выбором расходуемого запаса топлива в зависимости от глубины погружения.
Недостатком известной газогенерирующей системы является возможность только дискретной подачи парогазовой смеси, связанной с заданным запасом топлива в каждом газогенераторе, а также наличие массивных герметичных корпусных конструкций, снижающих эффективность использования твердого топлива.
Известен способ сжигания унитарного твердого топлива в жидкой среде [4], заключающийся в том, что предназначенное для сжигания топливо используют в виде цилиндрической шашки, которую устанавливают в жидкой среде преимущественно в вертикальном положении с закреплением шашки в нижней части и осуществляют зажигание при помощи электровоспламенителя, контактирующего с топливом, который устанавливают на верхнем торце шашки и закрывают его термостойким стаканом в перевернутом положении с охватом верхней части шашки, причем термостойкий стакан выбирают с отрицательной плавучестью, превышающей в процессе горения сумму сил, включающую положительную плавучесть газового объема стакана и реактивную силу истекающих через зазор продуктов горения. При этом в зависимости от геометрических характеристик термостойкого стакана, задаваемой приведенным математическим соотношением, процесс могут вести в звуковом или дозвуковом режиме истечения продуктов горения.
Недостатком известного способа является возможность только дискретной подачи продуктов горения, связанной с количеством топлива в используемой цилиндрической шашке.
Известен твердотопливный газогенератор для подводного использования [5], выбранный в качестве наиболее близкого аналога. Газогенератор содержит установленную на опоре цилиндрическую шашку унитарного твердого топлива, на верхнем торце которой надет локализатор зоны горения в виде перевернутого термостойкого стакана с электрическим нагревателем, и средство управления. Локализатор зоны горения выполнен разъемным в виде шарнирной пары с горизонтальной шарнирной осью на боковой поверхности с возможностью пространственного поворота электронагревателя относительно термостойкого стакана, в котором предусмотрена перфорация днища. На противоположной оси шарнира к электронагревателю прикреплен кронштейн, на котором установлен исполнительный механизм средства управления, выполненный в виде электромотора с лопастным движителем. При помощи последнего возможно регулировать темп газообразования, включая прерывания горения и повторное зажигание, без использование ограничивающей длину шашки арматуры.
Недостатком известного твердотопливного газогенератора в отношении заявляемого способа является необходимость использовать специальную управляющую систему, способную подстраивать темп газообразования для минимизации крена и дифферент в процессе отрыва и всплытия судоподъемного комплекса.
Известен способ подъема и транспортирования затонувших подводных лодок и других объектов [6], характеризующийся тем, что процесс подъема осуществляют двумя плавучими самоходными подъемными средствами с грузозахватными устройствами, которые объединяют в единый судоподъемный комплекс-док. Указанный комплекс-док используют для подъема подводной лодки с помощью автоматического, дистанционно управляемого захватного устройства, навешиваемого на грузоподъемные устройства плавучих подъемных средств.
Недостатком известного способа является необходимость использования больших материальных ресурсов, включающих отдельные плавучие подъемные средства, несамоходные дополнительные модули, поперечные шарнирные балки, громоздкие захватные устройства и массивные тросы, которые при больших глубинах по весу могут быть сравнимыми с поднимаемым объектом. Громоздкость захватных устройств связана с необходимостью обеспечить необходимую прочность при наличии значительных изгибных моментов по всей длине рабочих органов, имеющих криволинейную форму. Кроме того, громоздкость рабочих органов захватных устройств затрудняет их внедрение в грунт и, в связи с этим, они не могут быть использованы при подъеме сильно заиленных объектов.
Известен способ выполнения подводных подъемно-транспортных операций [7], который выбран в качестве наиболее близкого аналога предлагаемого способа. Указанный способ характеризуется тем, что подъемно-транспортное устройство, содержащее горизонтальную секцию и включающую захватное устройство с опорными консолями вертикальную секцию, позиционируют под водой над поднимаемым объектом и далее опускают на последний и осуществляют центрирование относительно поднимаемого объекта с помощью привальных рычагов, затем захватывают поднимаемый объект с помощью выдвижения навстречу друг другу опорных консолей захватного устройства, причем выдвижение осуществляют в плоскостях, расположенных под углом 50-80 градусов к диаметральной плоскости подъемно-транспортного устройства, после этого поднимают подъемно-транспортное устройство с затонувшим объектом над грунтом и буксируют последний полностью или частично под водой.
Недостатком известного способа является невозможность захвата, а следовательно и подъема сильно заиленных объектов. Это связано с тем, что при оговоренном угле выдвижения опорных консолей при сильном заиливании они упрутся в боковую поверхность поднимаемого объекта и поэтому захват в этих условиях не может быть осуществлен.
Ставилась задача обеспечения возможности подъема затонувших судов, включая сильно заиленные, путем разработки судоподъемного комплекса и твердотопливного газогенератора, функционирующего в зависимости от крена или дифферента судоподъемного комплекса и конкретизации способа их использования при осуществлении подъемных работ.
Поставленная задача решается тем, что в известном судоподъемном комплексе, содержащем замкнутую в плане по наружному периметру траверсу с установленной по верху площадкой и включающий захватное устройство с рабочими органами в виде вертикальных секций, на нижних частях которых предусмотрены подвижные опорные консоли с возможностью образования опорной призмы для поднимаемого объекта, основные и отрывные балластные цистерны с системой подачи в них и стравливания из них газа, а также средство наведения комплекса на поднимаемый объект, траверса выполнена в виде замкнутой трубы, которая внутренними перегородками разделена на балластные цистерны, причем, в расположенных в области мидель-шпангоута и в концевых цистернах установлены газогенераторы с возможностью в процессе подъема отключаться при возвышении за счет крена или за счет дифферента, и к нижней части замкнутой трубы прикреплена не выходящая за пределы внутреннего контура замкнутой трубы нижняя площадка, к которой прикреплены рабочие органы захватного устройства, в каждом из которых вертикальная секция выполнена в виде пустотелого стержня, верхний конец которого пристыкован к ответному отверстию в нижней площадке, а нижний конец шарнирно связан с предусмотренной промежуточной опорной консолью, в средней части которой со стороны поднимаемого объекта и с противоположной стороны предусмотрены проушины, промежуточная консоль, в свою очередь, шарнирно связана с предусмотренной конечной опорной консолью, в средней части которой выполнено сквозное отверстие, ось которого перпендикулярна диаметральной плоскости поднимаемого объекта, и через это отверстие проложена замкнутая якорная цепь, проходящая через проушины промежуточной опорной консоли, далее через пустотелый вертикальный стержень и отверстие нижней площадки, над которой указанная замкнутая якорная цепь приведена в зацепление со звездочкой установленного на нижней площадке гидравлического брашпиля с приводами дистанционного управления, содержащего счетчик длины вытравленной якорной цепи и стопор,
и в известном твердотопливном газогенераторе для подводного использования, содержащем вертикально установленную цилиндрическую шашку унитарного твердого топлива, на верхнем торце которой установлен локализатор зоны горения, состоящий из перевернутого термостойкого стакана с перфорированным днищем и с охватывающим перфорированное днище буртиком электрического нагревателя, связанных установленным на кронштейне шарниром с возможностью открытия или закрытия днища при повороте электрического нагревателя относительно горизонтальной оси, электрический нагреватель выполнен в виде балансира, образованного за счет прикрепления с противоположной стороны шарнира уравновешивающего противовеса и сверху к шарниру прикреплен вертикально установленный жесткий стержень, на конце которого предусмотрен элемент плавучести, изготовленный, например, из полиэтилена высокого давления, а на нижнем конце перевернутого термостойкого стакана предусмотрена направляющая в виде втулки со скругленными кромками, и в известном способе судоподъема, заключающемся в том, что имеющее связь через электрический кабель с источником тока обеспечивающего судна судоподъемный комплекс с небольшой отрицательной плавучестью позиционируют над поднимаемым объектом, опускают на подводный объект и путем подведения под него опорных консолей осуществляют захват и последующий подъем за счет продувания балластных цистерн, перед операцией подъема в концевых и двух средних боковых балластных цистернах размещают твердотопливные газогенераторы в таком положении, чтобы топливная шашка находилась между центром тяжести судоподъемного комплекса и уравновешивающим противовесом, имеющие суммарную газообразующую способность, достаточную при заполнении указанных цистерн для преодоления отрывного сопротивления, имеющие также свойство отключаться при обусловленном креном или дифферентом возвышении, а в процессе заглубления вертикальных секций с опорными консолями в ил поддерживают параллельность основных плоскостей судоподъемного комплекса и поднимаемого объекта путем сгибания и разгибания в разные стороны с последующим выпрямлением тех рабочих органов захватного устройства, которые отстают по скорости заглубления, причем о пространственном положении рабочих органов захватного устройства судят по показаниям счетчиков направления и длины вытравленной замкнутой якорной цепи, и производят эти действия до полного заглубления и охвата поднимаемого объекта, после этого замкнутую якорную цепь стопорят и далее, путем продувки основных балластных цистерн создают усилие, равное расчетному подъемному весу поднимаемого объекта, затем подают напряжение одновременно на все твердотопливные газогенераторы в концевых и двух средних боковых балластных цистернах.
Выполнение траверсы в виде замкнутой трубы, которая внутренними перегородками разделена на балластные цистерны, в сочетании с прикреплением к замкнутой трубе, не выходящих за пределы внутреннего контура замкнутой трубы верхней и нижней площадок, которые жестко связаны укрепляющими балками, обеспечивает достаточную жесткость конструкции при минимальных массогабаритных характеристиках, предоставляя возможность поднимать затонувшие объекты без ограничения их высоты.
Размещение в области мидель-шпангоута и в концевых цистернах твердотопливных газогенераторов с возможностью в процессе подъема отключаться при возвышении за счет крена или за счет дифферента позволяет при отрыве поднимаемого объекта от грунта минимизировать крен и дифферент.
Выполнение вертикальной секции пустотелой, верхний конец которого пристыкован к ответному отверстию в нижней площадке, а нижний конец шарнирно связан с охарактеризованными в формуле изобретения с промежуточной и концевой опорными консолями в сочетании с объединяющей их проложенной замкнутой якорной цепью, позволяют путем движения замкнутой якорной цепи обеспечивать сгибание и разгибание рабочих органов захватного устройства.
Приведение замкнутой якорной цепи в зацепление со звездочкой установленного на нижней площадке гидравлического брашпиля с приводами дистанционного управления, содержащего счетчик длины вытравленной якорной цепи и стопор, позволяют автоматизировать сгибание и разгибание рабочих органов захватного устройства.
В частном случае разделение замкнутой трубы, по меньшей мере, на восемь балластных цистерн, включающих четыре основных угловых, суммарно обеспечивающих при продувке усилие, равное подъемному весу поднимаемого судна и четыре отрывных, расположенных по концам и по бокам в районе мидель-шпангоута судоподъемного комплекса, суммарно обеспечивающих при продувке преодоление отрывного сопротивления позволяет обеспечить оптимальное расположение подъемных средств.
В частном случае выполнения промежуточной опорной консоли более широкой по сравнению с шириной вертикальной секции, а концевой опорной консоли более широкой по сравнению с промежуточной, при этом в обеих консолях выполнены двусторонние продольные пазы, по размеру соответствующие поперечному сечению замкнутой якорной цепи позволяет при сгибании-разгибании рабочих органов захватного устройства увеличить скорость заглубления за счет уменьшения трения о грунт замкнутой якорной цепи и за счет разрыхления грунта на большей площади.
Выполнение в твердотопливном газогенераторе электрического нагревателя в виде балансира, образованного за счет прикрепления с противоположной стороны шарнира уравновешивающего противовеса в сочетании с тем, что на нижнем конце перевернутого термостойкого стакана предусмотрена направляющая в виде втулки со скругленными кромками, позволяет нагревателю в процессе работы по мере выгорания топлива двигаться вниз, оставаясь в горизонтальном положении и обеспечивая прерывание горения при наклоне топливной шашки в противоположную сторону от противовеса.
Прикрепление сверху к шарниру вертикально установленного жесткого стержня, на конце которого предусмотрен элемент плавучести, изготовленный, например, из полиэтилена высокого давления, повышает устойчивость горизонтального положения балансира, увеличивая надежность функционирования твердотопливного газогенератора.
Размещение перед операцией подъема в концевых и двух средних боковых балластных цистернах твердотопливных газогенераторов в таком положении, чтобы топливная шашка находилась между центром тяжести судоподъемного комплекса и уравновешивающим противовесом, имеющие свойство отключаться при обусловленном креном или дифферентом возвышении, позволяет минимизировать крен и дифферент при отрыве поднимаемого объекта.
Наличие суммарной газообразующей способности твердотопливных газогенераторов, достаточной при заполнении цистерн для преодоления отрывного сопротивления обеспечивает успешность проведения операции судоподъема.
Свойство твердотопливных газогенераторов отключаться при обусловленном креном или дифферентом возвышении позволяет в процессе отрыва поднимаемого объекта минимизировать крен и дифферент судоподъемного комплекса.
Поддержание в процессе заглубления вертикальных секций с опорными консолями параллельности основных плоскостей судоподъемного комплекса и поднимаемого объекта путем сгибания и разгибания в разные стороны с последующим выпрямлением тех рабочих органов захватного устройства, которые отстают по скорости заглубления, причем получение информации о пространственном положении рабочих органов захватного устройства в соответствии с показаниями счетчиков направления и длины вытравленной замкнутой якорной цепи позволяют до начала отрыва обеспечить оптимальное взаимоположение судоподъемного комплекса и поднимаемого объекта.
Проведение сгибания-разгибания рабочих органов захватного устройства до полного заглубления и охвата поднимаемого объекта с последующим стопорением замкнутой якорной цепи обеспечиваю готовность к началу подъема затонувшего объекта.
Создание путем продувки основных балластных цистерн усилия, равного расчетному подъемному весу поднимаемого объекта с последующей подачей напряжения одновременно на все твердотопливные газогенераторы в концевых и двух средних боковых балластных цистернах обеспечивают отрыв поднимаемого объекта и последующее всплытие на дневную поверхность.
Сущность изобретения поясняется чертежами, где на фиг. 1 приведен общий вид сверху судоподъемного комплекса; на фиг. 2 изображен вид А-А на фиг. 1; на фиг. 3 изображен вид сбоку рабочего органа захватного устройства; на фиг. 4 показан вид в плане рабочего органа захватного устройства; на фиг. 5 приведен вид сбоку рабочего органа захватного устройства в согнутом положении; на фиг. 6 представлен общий вид в разрезе твердотопливного газогенератора; на фиг. 7 приведен вид Б-Б на фиг. 6; на фиг. 8 показано положение твердотопливного газогенератора при наклоне основания; на фиг. 9 представлено начальное положение судоподъемного комплекса при частичном заглублении рабочих органов захватного устройства; на фиг. 10 показано положение судоподъемного комплекса при окончательном захвате затонувшего объекта.
Судоподъемный комплекс согласно изобретению содержит (фиг. 1, 2) замкнутую трубу 1 с возможностью охвата поднимаемого объекта 2, которая внутренними перегородками 3 разделена, как правило, на четное число основных и отрывных балластных цистерн 4. В концевых и средних боковых цистернах, которые названы отрывными, установлены твердотопливные газогенераторы 5. Балластные цистерны снабжены системой подачи в них и стравливания из них газа (на чертеже не показаны).
К балластным цистернам 4 жестко прикреплены огражденная леерами 6 верхняя площадка 7 и нижняя площадка 8, которые связаны укрепляющими балками 9 и не выходят за пределы внутреннего контура замкнутой трубы 1. На верхней площадке 7 предусмотрен лаз 10, ведущий на лестницу (на чертеже не показана) для перехода на нижнюю площадку 8. К нижней площадке 8 прикреплены рабочие органы захватного устройства, состоящие из пустотелой вертикальной секции 11, промежуточной опорной консоли 12 и концевой опорной консоли 13. При этом промежуточная консоль 12 выполнена в плане более широкой по сравнению с вертикальной секцией 11, а концевая опорная консоль 13 выполнена более широкой по сравнению с промежуточной опорной секцией 12.
Вертикальная секция 11 выполнена в виде пустотелого стержня (фиг. 3, 4), верхний конец которого пристыкован к ответному отверстию 14 в нижней площадке 8, а нижний конец шарнирно связан с предусмотренной промежуточной опорной консолью 12, в средней части которой со стороны поднимаемого объекта и с противоположной стороны предусмотрены пазы 15 и проушины 16. Промежуточная опорная консоль 12, в свою очередь, шарнирно связана с предусмотренной концевой опорной консолью 13, в верхней части которой предусмотрены пазы 17, а в средней части выполнено сквозное отверстие 18, ось которого перпендикулярна диаметральной плоскости поднимаемого объекта. В отверстии 18 закреплена замкнутая якорная цепь 19 (большая часть цепи на чертежах изображена штрихпунктирной линией), проходящая по пазам 17 и 15 под проушинами 16 промежуточной опорной консоли 12. Далее якорная цепь 19 проложена через предусмотренное отверстие 20 в вертикальной секции 11 и отверстие 14 в нижней площадке 8. Над нижней площадкой 8 замкнутая якорная цепь 19 приведена в зацепление со звездочкой 21 установленного гидравлического брашпиля 22 с приводами дистанционного управления, содержащего счетчик длины вытравленной якорной цепи и стопор (на чертежах не показаны).
Функционирование рабочих органов захватного устройства осуществляется за счет реверсивного движения звездочки 21 гидравлического брашпиля 22. При вращении звездочки 21 против часовой стрелки (фиг. 3, 5) закрепленная в отверстии 18 замкнутая якорная цепь 19 натягивается с правой стороны, что при наличии проушины 16 и отверстия 20 приводит к изгибу рабочего органа вправо. При вращении звездочки 21 по часовой стрелке изгиб рабочего органа захватного устройства происходит в противоположную строну (штриховыми линиями показано на фиг. 9).
Твердотопливный газогенератор согласно изобретению содержит (фиг. 6, 7) вертикально установленную на основании 23 цилиндрическую шашку 24 унитарного твердого топлива (т.е. способного гореть без доступа воздуха), на верхнем торце которой предусмотрен локализатор зоны горения. Последний состоит из перевернутого термостойкого стакана 25 с перфорированным днищем 26 и с охватывающим перфорированное днище буртиком 27 электрического нагревателя 28.
Нагреватель 28 выполнен в виде балансира (коромысла) относительно шарнира 29, с одной стороны которого расположен герметичный теплоизолированный нагревающий элемент 30 с электроспиралью накаливания 31. С противоположной стороны шарнира 29 установлен уравновешивающий противовес 32, а сверху к шарниру 29 прикреплен вертикально установленный жесткий стержень 33, на конце которого предусмотрен элемент плавучести 34, изготовленный, например, из полиэтилена высокого давления. Шарнир 29 с нагревателем 28 подвешен на кронштейне 35, укрепленном на перевернутом термостойком стакане 25. В средней части последнего выполнены отверстия 36 для выхода продуктов горения, а на нижнем конце предусмотрена направляющая 37 в виде втулки со скругленными кромками 38.
Использование предлагаемого газогенератора для вытеснения воды из балластной цистерны происходит полностью в подводном положении. Работа газогенератора осуществляется следующим образом. При подаче напряжения на спираль накаливания 31 электронагревателя 28 происходит разогрев перфорированной донной части 26 термостойкого стакана 25. При достижении температуры выше температуры воспламенения топлива, последнее зажигается по верхнему торцу. При этом продукты горения создают некоторый перепад давления, препятствующий попаданию воды через перфорированное днище 26, прикрытое буртиками 27, создающими дополнительное гидравлическое сопротивление. Хотя гидростатическое давление у перфорированного днища 26 несколько выше, чем в отверстиях 36, однако гидравлическое сопротивление в последних существенно ниже. Поэтому именно через отверстия 36 вытесняется сначала содержащаяся в термостойком стакане 25 вода, а затем истекает и основная часть продуктов горения.
Освобождаемая от воды боковая поверхность шашки также воспламеняется и, по мере сжигания слоев топлива, локализатор зоны горения под действие собственного веса движется за фронтом газообразования. При этом верхняя часть топливной шашки 24, закрытая перевернутым термостойким стаканом 25 приобретает форму усеченного конуса. При вертикальном положении твердотопливной шашки происходит ее полное сгорание. В течение всего процесса продукты горения барбатируют с охлаждением через находящийся над газогенератором слой воды, скапливаясь в верхней части цистерны и обеспечивая тем самым вытеснение воды через горловину в днище.
В случае наклона основания 23 и, соответственно, твердотопливной шашки 24 с термостойким стаканом 25 в противоположную сторону от уравновешивающего противовеса 32 (фиг. 8), уравновешенный на шарнире 29 электрический нагреватель 28 остается в горизонтальном положении. Поэтому между перфорированным днищем 26 и электрическим нагревателем 28 образуется зазор, в который сбоку поступает вода, а снизу пузырьки 39 продуктов горения. При этом, поскольку гидростатическое давление уменьшается с высотой, то уровень воды в термостойком стакане 25 начинает повышаться, заливая поверхность горения и обеспечивая тем самым последовательное погасание по поверхности усеченного конуса топливной шашки до полного прекращения горения.
При устранении наклона основания 23 зазор между перфорированным днищем и электрическим нагревателем 28 исчезает, и твердотопливный газогенератор приходит в первоначальное положение с последующим зажиганием цилиндрической топливной шашки 24 и горением в штатном режиме.
При наклоне основания 23 в сторону уравновешивающего противовеса 32, последний наклоняется вместе с термостойким стаканом 25 и зазор между электрическим нагревателем 28 перфорированным днищем 26 не возникает, и продукты горения продолжают истекать в через отверстия 36, препятствуя попаданию через них воды. Поэтому твердотопливный газогенератор продолжает работать в штатном режиме.
Способ судоподъема согласно изобретению заключается в следующем. Перед операцией подъема в концевых и двух средних боковых балластных цистернах 4 (фиг. 1, 9) размещают твердотопливные газогенераторы 5, имеющие суммарную газообразующую способность, достаточную при заполнении указанных цистерн для преодоления отрывного сопротивления. Имеющее связь через электрический кабель с источником тока обеспечивающего судна (на чертежах не показано) судоподъемный комплекс 1 с небольшой отрицательной плавучестью позиционируют над поднимаемым объектом 2, опускают на подводный объект 2 и осуществляют заглубление вертикальных секций 11 и опорных консолей 12 и 13 в илистый грунт 40. При этом в процессе заглубления поддерживают параллельность основных плоскостей судоподъемного комплекса и поднимаемого объекта путем сгибания и разгибания в разные стороны (на фиг. 9 показаны пунктиром) с последующим выпрямлением тех рабочих органов захватного устройства, которые отстают по скорости заглубления. Причем о пространственном положении рабочих органов захватного устройства судят по показаниям счетчика направления и длины вытравленной замкнутой якорной цепи 19. Эти действия производят до полного заглубления и охвата поднимаемого объекта 2 (фиг. 10). После этого замкнутую якорную цепь стопорят и далее, путем продувки основных угловых балластных цистерн 4 создают усилие, равное расчетному подъемному весу поднимаемого объекта. Затем подают напряжение одновременно на все регулирующие твердотопливные газогенераторы 5 в концевых и двух средних боковых балластных цистернах.
В процессе отрыва за счет отключения регулирующих твердотопливных газогенераторов 5 при возвышении соответствующих балластных цистерн 4, автоматически обеспечивается минимизация крена и дифферента судоподъемного комплекса 1 с поднимаемым объектом 2. После отрыва в процессе всплытия минимизацию крена и дифферента обеспечивают автоматическим или управляемым стравливанием продуктов горении с тех балластных цистерн, скорость подъема которых выше остальных частей комплекса.
Способ продувки основных балластных цистерн целесообразно выбирать в зависимости от глубины нахождения затонувшего объекта. При небольших глубинах - продувка сжатым воздухом, для средних глубин, освоенных подводными лодками, - использование твердотопливных газогенераторов с прочным герметичным корпусом и с дискретной подачей парогазовой смеси [5]. Для любых глубин можно применять разгруженные от внешнего гидростатического давления твердотопливные шашки с электровоспламенителем и перевернутым термостойким стаканом [6]. Их работоспособность для реальных глубин Мирового океана не имеет принципиальных ограничений.
Предлагаемое изобретение позволит повысить эффективность судоподъемных работ. Обслуживание предлагаемого судоподъемного комплекса может осуществляться водолазом, а при использовании на больших глубинах возможно применение необитаемого подводного аппарата или, в перспективе, автоматики.
Источники информации
1. Пат. 2366591 РФ, МПК В63С 7/02. Комплекс для подъема затонувшего объекта / Ю.Д. Тарасов, Заявл. 07.05.2008; Опубл. 10.09.2009.
2. Пат. 2388648 РФ, МПК В63С 7/02, В63С 7/10. Способ выполнения подводных подъемно-транспортных операций и устройство для его осуществления / О.И. Ефимов, А.В. Красильников, Р.В. Красильников, Заявл. 11.01.2009; Опубл. 10.05.2010, Бюл. №13.
3. Пат. 2134212 РФ, МПК B63G 8/22, В63С 7/06. Система аварийного всплытия подводных аппаратов «Малахит-1», устройство продувания цистерн главного балласта при аварийном всплытии и способ аварийного всплытия / В.А. Сироткин, А.А. Тюриков, Н.И. Хоменко, Ю.А. Захаров. Заявл. 25.08.1998; Опубл. 10.08.1998.
4. Пат. 2345277 РФ, МПК B01J 7/00, F02K 9/08, 9/95; B01J 7/02. Способ сжигания унитарного твердого топлива в жидкой среде / В.Д. Барсуков, СВ. Голдаев, Н.П. Минькова, С.Н. Поленчук. Заявл. 18.01.2006; Опубл. 27.01.2009.
5. Пат. 2582383 РФ, МПК B01J 7/00, F23R 5/00. Твердотопливный газогенератор для подводного использования / В.Д. Барсуков, Н.П. Минькова, С.Н. Поленчук, С.В. Голдаев. Заявл. 10.02.2015; Опубл. 27.04.2016.
6. Пат. 2417921 РФ, МПК В63С 7/02, В63С 1/02, В63С 23/52, В63С 7/20. Способ подъема и транспортирования затонувших подводных лодок и других объектов / В.А. Киселёв, В.А. Сидоров, В.А. Киселёв и др., Заявл. 24.03.2009; Опубл. 10.05.2011.
7. Пат. 2238876 РФ, МПК В63С 7/06. Способ выполнения подводных подъемно-транспортных операций и устройства для его осуществления / О.И. Ефимов, Заявл. 11.03.2001; Опубл. 27.10.2004.