УСТРОЙСТВО УДЕРЖАНИЯ ОБИТАЕМОГО ПОДВОДНОГО АППАРАТА У ЗАТОНУВШЕГО ОБЪЕКТА
DEVICE FOR HOLDING INHABITED UNDERWATER VEHICLE AT SUNKEN FACILITY

Изобретение относится к области подводно-технических работ, связанных с необходимостью стабилизации пространственного положения и удержания подводного аппарата вблизи или непосредственно на затонувшем объекте для выполнения последующих рабочих или спасательных операций.
Условия проведения подводных работ с использованием обитаемых подводных аппаратов достаточно сложны из-за различных внешних воздействий, гидрометеорологических условий и обстановки в районе объекта, например, пониженной видимости у грунта, течений, особенностей корпуса объекта, а также присутствия рыбацких сетей или тросов. Выполнение аппаратом спасательных или подводно-технических работ требует от экипажа трудоемких манипуляций по компенсации возмущающих воздействий путем сложных дополнительных маневров, отвлечения внимания от основной работы с использованием манипуляторов. Важным элементом выполнения ряда работ вблизи затонувшего объекта или аварийной подводной лодки (ПЛ) является удержание подводного аппарата около него. Для этого применяется ряд технических средств и приемов.
Известно устройство крепления аппарата к затонувшему объекту - манипулятор, когда оператор удерживается в нужной точке, ухватившись за конструктивный элемент или выступ на корпусе объекта схватом манипулятора. (Рекомендации по способам проведения подводно-технических работ с помощью ПА / В.А. Евсеев [и др.]; - СПб.: в/ч 20914, 1996 г.). Недостаток аналога - в возможном отсутствии вблизи точки работы подходящего выреза, скобы или штыря на конструкции затонувшего объекта. Кроме того, применение около объекта не по прямому назначению одного из манипуляторов осложняет выполнение подводных работ.
Для удержания у объекта применяются также маршевые, вертикальные и лаговые движители аппарата, подрабатывая которыми, оператор в условиях течения осуществляет позиционирование вблизи назначенного места. (Обитаемые подводные аппараты / И.Ф. Глумов [и др.]; - С-Пб.: Гидромет, 2002 г.) Однако наличие нескольких групп движителей у аппарата в свою очередь увеличивает сложность и число манипуляций оператора в целях удержания занятой позиции или выполнения эволюций вблизи нужной зоны затонувшего объекта.
В качестве прототипа принята заявка №2011145921 от 23.11.2011 г. (авт.Фирсанов С.В. и др.), где устройство крепления спасательного подводного аппарата к корпусу объекта или обрезиненному корпусу подводной лодки включает армированный шланг с рабочими клапанами на одном конце и с полусферой-присосом на другом, удерживающие аппарат по принципу вакуумного присоса. К недостатку предложенного крепления следует отнести малую прочность связи: аппарат - шланг - полусфера. При наличии течения шланг может оборваться как сам, так и в критических точках сочленения его с корпусом аппарата и полусферы.
Представляется актуальной задача более надежного удержания аппарата у корпуса объекта (борт судна, палуба подводной лодки и т.д.) с последующей расстыковкой после выполнения подводных работ у затонувшего объекта.
Задача достигается тем, что аппарат вблизи объекта удерживает прочная металлическая пустотелая штанга, связанная герметичным сферическим шарниром на одном конце с корпусом полусферы-присоса, а на другом конце сферическим шарниром с корпусом подводного аппарата. Таким образом, механическое удержание осуществляется прочной связью в виде металлической штанги с шаровыми оголовьями (сферическая кинематическая пара III класса).
Сущность заключается в том, что в устройстве для удержания обитаемого подводного аппарата у затонувшего объекта, включающем металлическую пустотелую штангу с шаровыми шарнирами, полусферу-присос с обрезиненными кромками по окружности и патрубки с клапанами, оба конца штанги оснащены пустотелыми шаровыми шарнирными оголовьями, в которых выполнены отверстия для прохода воды, при этом на рабочем (стыковочном) конце штанги шарнирно закреплена полусфера-присос, в приемной шаровой полости которой также выполнены отверстия для перепуска воды из полусферы в пустотелую штангу, в свою очередь коренной конец штанги с шаровым оголовьем шарнирно соединен с закрепленной на корпусе аппарата приемной шаровой полостью, выполненной с выходным отверстием, в которое вварен трубопровод с двумя патрубками, каждый из которых оснащен запорным клапаном, при этом один патрубок соединен с уравнительной цистерной аппарата, а другой с забортным трубопроводом аппарата.
Принятое конструктивное решение обеспечивает как удержание, так и расстыковку с объектом (например, аварийной ПЛ) вручную техником аппарата путем двух манипуляций: поворотом запорного клапана трубопровода уравнительной цистерны при стыковке, и поворотом клапана забортного трубопровода при расстыковке.
Предлагаемое изобретение имеет ряд преимуществ перед прототипом:
- надежность крепления;
- оригинальность конструкции и технического решения;
- гарантированная расстыковка с корпусом объекта (ПЛ);
- исключается возможность остаться связанным с корпусом объекта при потере электропитания, как это может случиться в случае крепления аппарата с помощью «карабина Якимовского».
Предложенное устройство обладает новизной в части применения прочной металлической связи на шарнире (сферической кинематической пары), включающей штангу (трубку) с двумя шарнирными оголовьями, имеющими отверстия перепуска воды, и двух клапанов на патрубках, используемых для получения необходимого разряжения для присоса в точке крепления полусферы, а также последующего выравнивания давления с забортным в полусфере-присосе при расстыковке аппарата с объектом.
Схема устройства приведена ниже (Фиг. 1).
Подводный аппарат 1 удерживается у корпуса подводной лодки 2 металлической пустотелой штангой 3, связанной сферическим шарниром 4 с полусферой-присосом 5. Второй конец штанги с оголовьем крепится в сферическом шарнире 6, закрепленном на корпусе аппарата. Шаровые шарнирные соединения выполнены с отверстиями для прохода воды через полусферу-присос и штангу в приваренный к аппаратному шарнирному сочленению трубопровод 7, оснащенный клапаном 8 на патрубке, ведущем в уравнительную цистерну 9, и клапаном 10 на патрубке, вваренном в забортный трубопровод.
Устройство работает следующим образом:
Подводный аппарат подходит к корпусу, например, аварийной ПЛ и манипулятором направляет шарнирную штангу с полусферой-присосом к точке удержания аппарата. Оператор открывает запорный клапан на патрубке в уравнительную цистерну. Под действием наружного гидростатического давления вода из полусферы через отверстия в шарнирном соединении и через пустотелую штангу отжимается в уравнительную цистерну, обеспечивая присос к корпусу объекта (ПЛ) и удержание аппарата. По окончании работ для отдачи устройства оператор перекрывает клапан уравнительной цистерны и открывает клапан патрубка, вваренного в забортной трубопровод аппарата, подавая воду через штангу в полусферу. Давление в полусфере сравнивается с забортным и устройство осуществляет расстыковку аппарата с корпусом объекта (ПЛ).
Таким образом, предложенное устройство удержания спасательного аппарата у затонувшего объекта или у корпуса аварийной ПЛ позволяет фиксировать аппарат у объекта и осуществлять необходимые подводно-технические работы манипуляторами с гарантией расстыковки с объектом в нужный момент.