ПОДВОДНЫЙ АППАРАТ

Полезная модель относится к судостроению и касается транспортных средств, имеющих возможность передвижения как в надводном, так и в подводном положениях для ознакомления с подводным пространством, подводной флорой и фауной, рельефом дна и т.д. в туристических, познавательных или исследовательских целях.
Из уровня техники известны разнообразные подводные аппараты, используемые для погружений, содержащие отсеки для экипажа и ходовые движители (см. М.Н.Диомидов, А.Н.Дмитриев "Покорение глубин". Л., изд-во «Судостроение» 1974, стр.104-186).
Из патентной литературы (см. US 5373800 от 20.12.1994 или FR 2688466 от 17.09.1993) также известны подводные аппараты, содержащие отсеки для экипажа, ходовые движители и балластные цистерны для возможности изменения плавучести.
К недостаткам известных устройств относятся низкие показатели устойчивости и управляемости в подводном режиме в вертикальной и горизонтальной плоскостях, большие энергозатраты при движении в надводном положении, технологическая сложность производства, а также сильно ограничены возможности их транспортировки.
Наиболее близким техническим решением можно считать устройство, раскрытое в RU 2149120 от 20.05.2000, содержащее водоизмещающий корпус с транцем и днищем глиссирующего типа, герметизированные моторные узлы,
кинематически связанные с движителями надводного и подводного хода, емкости для изменения плавучести судна путем их заполнения водной забортной средой или воздухом, водопроницаемый отсек с местами размещения экипажа и пультом управления. Верхняя часть корпуса судна выполнена обтекаемой формы с заостренной носовой частью и сужающейся кормовой частью и снабжена в кормовой части корпуса стабилизатором подводного хода, выполненным с профилем, изогнутым в вертикальной поперечной плоскости и симметричным относительно диаметральной плоскости корпуса судна, при этом стабилизатор имеет размах в горизонтальной плоскости, не превышающий ширину корпуса судна в мидель-сечении, и установлен вне корпуса судна с возможностью перемещения относительно него и жесткой фиксацией в двух положениях - соответственно в рабочем положении при подводном ходе и в транспортном положении при надводном ходе, причем в рабочем положении стабилизатор выдвинут за транец и находится вне пограничного слоя гидродинамического потока, омывающего корпус, а в транспортном иадводном положении стабилизатор прижат к верхней части корпуса на участке между мидель-сечением и транцем, образуя вместе с корпусом единую плавно обтекаемую систему.
К недостаткам прототипа можно отнести недостаточную маневренность в подводном режиме, сложность изготовления и ограниченные возможности транспортировки.
Задачей настоящей полезной модели является создание компактного, надежного подводного аппарата для туристических и/или исследовательских
целей, легко транспортируемого на лодочном прицепе с помощью легкового автомобиля по дорогам общего пользования и обладающего хорошими ходовыми качествами и маневренностью как в надводном, так и в подводном режимах, а также увеличенным сектором обзора в вертикальной и горизонтальной плоскостях.
Технический результат, достигаемый при реализации настоящей полезной модели, заключается в повышении показателей устойчивости движения и управляемости судна в подводном положении в вертикальной и горизонтальной плоскостях.
Указанный технический результат достигается за счет того, что предлагаемый подводный аппарат содержит водоизмещающий корпус с транцем, моторный отсек, связанный с движителями надводного и подводного хода и движителем поворота, балластный отсек для изменения плавучести подводного аппарата путем заполнения балластных емкостей водной забортной средой или воздухом и обитаемый отсек с местами размещения экипажа и пультом управления. Новым, согласно предлагаемой полезной модели, является то, что обитаемый отсек выполнен в носовой части, горизонтальные рули охватывают по бокам обитаемый отсек, балластный отсек расположен в средней части подводного аппарата, а моторный отсек расположен в кормовой части, при этом, по меньшей мере, по одному ходовому движителю размещено в кормовой части с каждого борта, а на транце расположен, по меньшей мере, один движитель поворота, ось вращения которого перпендикулярна продольной оси подводного аппарата.
Размещение балластного отсека в средней части подводного аппарата и оснащение его несколькими балластными емкостями позволяет легко регулировать крен и дифферент подводного аппарата, что, в совокупности с выполнением обитаемого отсека в носовой части с горизонтальными рулями, охватывающими его по бокам, ведет к повышению показателей устойчивости движения и управляемости судна в подводном положении в вертикальной и горизонтальной плоскостях.
Выполнение моторного отсека в кормовой части, снабженной ходовыми движителями, размещенными по разным бортам, и движителем поворота, ось вращения которого перпендикулярна продольной оси подводного аппарата, также ведет к повышению показателей устойчивости движения и управляемости судна в подводном положении в вертикальной и горизонтальной плоскостях.
Целесообразно, если в горизонтальном сечении обитаемый отсек будет представлять собой многоугольник, например, восьмиугольник, а поперечном сечении - две равнобедренные трапеции, соединенные большими основаниями, и при этом ширина кормовой и средней частей корпуса будет одинакова и меньше ширины носовой части. Такая форма выполнения корпуса позволит хорошо сбалансировать предлагаемый аппарат, уменьшить его габаритные размеры, по сравнению с прототипом, а также разместить в обитаемом отсеке не менее двух членов экипажа, что предпочтительно в целях безопасности.
Также целесообразно оснащение предлагаемого аппарата убираемым телескопическим перископом, оснащенным надводным и/или подводным
средством видеонаблюдения, что ведет к повышению безопасности передвижения в подводном положении.
Для этих же целей люк для экипажа и люк доступа в моторный отсек размещены в верхней части корпуса подводного аппарата.
С целью облегчения ориентирования в подводном положении и определения точного местоположения подводного аппарата предусмотрено место для хранения кабеля, один конец которого закреплен на корпусе и связан с пультом управления, а другой конец оснащен проблесковым маячком и приемопередатчиком спутниковой связи и находится на поверхности воды в случае погружения подводного аппарата.
Для улучшения обзора иллюминаторы расположены в носовой части в два ряда.
Для улучшения маневренности ходовые движители и движитель поворота являются реверсными.
Для повышения надежности и безопасности привод движителей, предпочтительно, электрический, от аккумуляторов, имеющих возможность подзарядки от бензо- или дизель-генератора,
Для обеспечения возможности буксировки в надводном положении, а также для облегчения спуска на воду или подъема из воды в носовой и/или кормовой части может быть предусмотрена лебедка с ручным и/или электрическим приводом.
Далее предлагаемая полезная модель будет раскрыта более подробно, со ссылкой на графические материалы, на которых:
фиг.1 и 2 - вид сбоку (варианты),
фиг.3 - вид сверху,
фиг.4 - вид спереди.
Следует отметить, что ниже раскрывается один из предпочтительных вариантов выполнения подводного аппарата. Однако такой вариант не является единственно возможным, что должно быть очевидно для специалиста в данной области техники.
Подводный аппарат содержит водоизмещающий корпус с транцем. Основная часть корпуса может быть выполнена из стали (например, ст 3 - толщина 20 мм) или любого другого подходящего материала, а зависимости от условий эксплуатации. Корпус разделен на три части - обитаемый, балластный и моторный отсеки.
Обитаемый отсек 1 с местами размещения экипажа и пультом управления выполнен в носовой части подводного аппарата и в горизонтальном сечении представляет собой многоугольник, например, восьмиугольник, а поперечном сечении - две равнобедренные трапеции, соединенные большими основаниями. Такое выполнение обитаемого отсека 1 позволяет оборудовать, по меньшей мере, два места для членов экипажа, разместить аппаратуру управления и навигации.
Система обеспечения жизнедеятельности экипажа может содержать, как вариант, воздушные компрессоры, клапана выпуска отработанного воздуха и баллоны со сжатым воздухом.
Для входа/выхода экипажа предусмотрен люк 2, размещенный в верхней части обитаемого отсека 1.
Обитаемый отсек 1 имеет обзорные иллюминаторы 3, размещенные, предпочтительно, в два ряда, что позволяет значительно увеличить сектор обзора.
Иллюминаторы 3 могут быть выполнены из органического стекла или любого другого подходящего материала.
Для обеспечения хорошего ориентирования при неглубоком погружении предусмотрен убираемый/выдвигаемый перископ 4, который выполняется, предпочтительно, телескопическим, и имеет надводное и/или подводное средство видеонаблюдения.
Для обеспечения хорошего ориентирования при более глубоком погружении и для четкого определения местоположения погруженного подводного аппарата предусмотрен кабель, один конец которого закреплен на корпусе и связан с пультом управления, а другой конец оснащен проблесковым маячком и приемопередатчиком спутниковой связи (например, GPS-навигатор) и находится на поверхности воды.
Предусмотрено, также, и место для хранения указанного кабеля в собранном состоянии.
Аппаратура управления подводным аппаратом, помимо систем обеспечения жизнедеятельности и управления различными маневрами, может быть дополнена одним или несколькими эхолотами, датчиком глубины погружения, экранами вывода графической и видеоинформации от
приемопередатчика спутниковой связи и надводного и/или подводного средства видеонаблюдения, расположенного на перископе.
Также подводный аппарат может быть оснащен ходовыми огнями и внутренними и/или наружными средствами освещения подводного пространства, управление которыми выведено на пульт управления.
Предпочтительная общая конструкция корпуса такова, что ширина кормовой и средней частей корпуса одинакова и меньше ширины носовой части.
Горизонтальные рули 5 выполняются, предпочтительно, из органического стекла, имеют электропривод и охватывают по бокам обитаемый отсек. Такая компоновка обеспечивает очень хорошую вертикальную управляемость, по сравнению с известными подводными аппаратами.
В транспортном положении горизонтальные рули 5 могут быть легко демонтированы.
Балластный отсек 6 для изменения плавучести подводного аппарата путем заполнения балластных емкостей водной забортной средой или воздухом расположен в средней части подводного аппарата.
Дифференцированно изменяя объем заполнения балластных емкостей легко регулировать крен и дифферент подводного аппарата, что значительно улучшает его управляемость.
Средства заполнения балластных емкостей воздухом для осуществления всплытия выполнены таким образом, что позволяют в аварийной ситуации вывести подводный аппарат на поверхность без использования источников
питания, т.е. энергонезависимы, что значительно повышает уровень безопасности.
Моторный отсек 7, связанный с движителями надводного и подводного хода и движителем поворота, расположен в кормовой части и имеет люк 8 доступа, расположенный в своей верхней части.
Ходовые движители расположены в кормовой части по бортам подводного аппарата и выполнены, предпочтительно, реверсными.
Предусмотрены движители подводного 9 и надводного 10 хода.
Следует отметить, что движители надводного хода 10 могут быть использованы при движении в подводном режиме.
На транце расположен, по меньшей мере, один движитель поворота 11, предпочтительно, реверсный, ось вращения которого перпендикулярна продольной оси подводного аппарата.
Выполнение и размещение движителя поворота 11 подобным образом, в совокупности с возможными режимами работы ходовых движителей обеспечивает очень хорошую маневренность и значительно облегчает управление подводного аппарата как в надводном, так и в подводном режимах.
Привод движителей, рулей высоты, лебедки (в случае ее наличия), перископа и пр. выполняется, предпочтительно, электрическим.
Аккумуляторные батареи для обеспечения работы электродвигателей располагаются в моторном отсеке 7.
Для привода ходовых и поворотного движителей может быть использован один или несколько электродвигателей, которые могут быть размещены как в
моторном отсеке 7, так и снаружи, на корпусе подводного аппарата, в зависимости от условий эксплуатации.
Для подзарядки аккумуляторов в моторном отсеке 7 предусмотрен бензо- или дизель-генератор с запасом соответствующего топлива.
В носовой части и/или в кормовой части может быть предусмотрена лебедка с ручным и/или электрическим приводом для обеспечения возможности буксирования как подводного аппарата, так и самим подводным аппаратом. Указанная лебедка может, также, применятся для облегчения спуска на воду или подъема из нее предлагаемого аппарата.
Следует отметить, что все массо-габаритные показатели предлагаемого аппарата, а также все конструктивные материалы выбираются из условия возможности транспортирования подводного аппарата в сборе на автомобильном прицепе, предназначенном для перевозки катера (моторной лодки) легковым автомобилем по дорогам общего пользования. Это позволяет повысить мобильность предлагаемого аппарата, значительно увеличить количество акваторий его использования и, собственно, облегчить способ его транспортировки.
В настоящее время изготовлен опытный образец вышеописанного аппарата, который прошел предварительные испытания и показал хорошую устойчивость движения и управляемость в подводном положении в вертикальной и горизонтальной плоскостях, как на малых глубинах, так и при погружениях до 20 метров, хорошие ходовые надводные и подводные характеристики, экономичность и легкость в управлении при водоизмещении
не более 4 тонн, длине не более 4 метров и ширине не более 3 метров. Транспортировка до места испытаний проводилась легковым автомобилем, буксирующим прицеп для перевозки катера.
Таким образом, предлагаемые конструкция и компоновка заявляемого подводного аппарата являются компактными, простыми и надежными, способствующими повышению показателей устойчивости движения и управляемости судна в подводном положении в вертикальной и горизонтальной плоскостях.