[go: up one dir, main page]

WO2012096591A1 - Автономная система обеспечения сжатым воздухом цистерны быстрого погружения подводной лодки с целью продувания балласта независимо от общего запаса воздуха высокого давления и состояния общей системы - Google Patents

Автономная система обеспечения сжатым воздухом цистерны быстрого погружения подводной лодки с целью продувания балласта независимо от общего запаса воздуха высокого давления и состояния общей системы Download PDF

Info

Publication number
WO2012096591A1
WO2012096591A1 PCT/RU2011/000702 RU2011000702W WO2012096591A1 WO 2012096591 A1 WO2012096591 A1 WO 2012096591A1 RU 2011000702 W RU2011000702 W RU 2011000702W WO 2012096591 A1 WO2012096591 A1 WO 2012096591A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
submarine
air
quick
compressed air
ballast
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Ceased
Application number
PCT/RU2011/000702
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Николай Тимофеевич ГОЙДИН
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Individual
Original Assignee
Individual
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Family has litigation
First worldwide family litigation filed litigation Critical https://patents.darts-ip.com/?family=46507318&utm_source=google_patent&utm_medium=platform_link&utm_campaign=public_patent_search&patent=WO2012096591(A1) "Global patent litigation dataset” by Darts-ip is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License.
Application filed by Individual filed Critical Individual
Publication of WO2012096591A1 publication Critical patent/WO2012096591A1/ru
Anticipated expiration legal-status Critical
Ceased legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B63—SHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; RELATED EQUIPMENT
    • B63G—OFFENSIVE OR DEFENSIVE ARRANGEMENTS ON VESSELS; MINE-LAYING; MINE-SWEEPING; SUBMARINES; AIRCRAFT CARRIERS
    • B63G8/00—Underwater vessels, e.g. submarines; Equipment specially adapted therefor
    • B63G8/14—Control of attitude or depth
    • B63G8/22—Adjustment of buoyancy by water ballasting; Emptying equipment for ballast tanks

Definitions

  • the proposed technical solutions relate to the field of shipbuilding, specifically to the construction and operation of submarines.
  • Websites wikipedia; 5ka.ru; podlodka.ru; sovsekretno.ru; rpf.ru;
  • the inter-hull space (4) created in this case is partly an advantage of this option, since it provides a significantly larger buoyancy margin and the possibility of placing additional equipment outside the solid hull.
  • the main ballast tanks (filled by immersion and drained by air supply during ascent) are also located in the interfloor space (6).
  • Separation into separate tanks may dictate the requirements for survivability and load distribution.
  • the main connections of the high-pressure air system inside the durable case (5.2) are designed to provide air to any consumer from any group of storage volumes (cylinders). At the same time, the guarantee of delivery of compressed air to consumers in reality requires attention to the reliability of communications.
  • the Antey’s high-pressure air system is designed according to the ring scheme, in which the main autonomous mains of the VVD are laid along both sides along the entire ship and are connected by seven jumpers. Certain subgroups of high pressure air cylinders are connected to each jumper. Thanks to such a scheme
  • Such a dive method may be limitedly acceptable only under conditions of careful control of time and depth.
  • the rapid immersion tank After acquiring a tendency towards confident immersion, the rapid immersion tank is necessarily drained by blowing, otherwise immersion (flooding) will continue.
  • the quick dive tanks are designed to create some negative buoyancy margin during urgent submersion of a submarine. Besides,
  • CBP fast-immersion tank
  • a submarine In the case of a continuous light hull, a submarine can be considered a double hull.
  • Lightweight housing is not designed to counter external static or dynamic effects.
  • Compressed air (high pressure air) is a pressure accumulation system for blowing ballast (5).
  • the quick immersion tank is used for a short time, that is, it is a particularly important consumer of compressed air
  • the operating conditions of various communications in the inter-enclosure space are considered stably safe.
  • Section 111 illustrates the impracticability of removing negative ballast without applying the invention.
  • the quick immersion tank does not have an autonomous source of compressed air.
  • Verification of Assumption 1B in shipbuilding practice in an exhaustive manner meets the criterion of the feasibility of implementation.
  • the signs of contact in this case may be the sound of an impact, loss of course, tilt and roll of a submarine, etc.
  • the reason is obvious in contrast to the correct determination of the consequences.
  • the crew (2) is deprived of the ability to visually monitor the condition of the inter-hull space and the location of damage (4, 5).
  • the greatest danger to a submarine in a collision may be the threat of tightness of a strong hull, dangerous inclinations and damage to the mounting elements of various equipment.
  • the efficiency of the pressure information inside the system in this case will significantly depend on the resistance of the overboard medium, on the trunk distance between the monitoring means and the location of the damage, and on the throughput of the connecting pipelines.
  • Priority from the point of view of personnel, can be actions, primarily aimed at preventing or interrupting physical contact with an obstacle, which is achieved by immediate immersion with the filling of the quick immersion tank (7).
  • the shallow depth of the sea (comparable to the length of a submarine) determines a change in the decisive factor - rapid convergence with the ground.
  • the submarine is doomed to collide with the ground at a speed that can be developed (9).
  • the submarine will receive the second mechanical impact on the nasal extremity second (in a much larger contact area) in a short period of time.
  • the destination logically requires its equipping with an independent blowing system.
  • a necessary condition for the feasibility of blowing a tank of imaginary analogues in specific conditions is the amount of time to find an acceptable solution and operation of compressed air, not exceeding the duration of immersion at a dangerous depth.
  • the objective of the invention is to eliminate the critical disadvantages of the existing method of delivering compressed air and improving the safety of the dive maneuver when using negative ballast.
  • the general conclusions lead the author to the need to propose a method independent of the general system for the delivery of compressed air to the quick immersion tank without the use of manifolds of the general ship system and an autonomous system designed for this.
  • the author believes that the currently used tools and imaginary analogues do not achieve this goal precisely because of neglect (for example, on the part of the customer) of the case of the combined influence of several negative factors.
  • the invention is an independent solution and is associated solely with the practice of using a quick immersion tank.
  • the compressed air supplier for the proposed system is a common system, after creating the necessary supply, the trunk communication is reliably blocked by a locking device.
  • the main communication connects the air source and the quick immersion tank and has a remote-controlled (quick-acting) valve.
  • the remote control post In the case of using a quick-immersion tank (when filling it), at the request of the operator, the remote control post generates a signal to open a normally closed valve (valves - in case of on-board
  • Air is seamlessly delivered to the consumer, and removes the received negative ballast through the open kingstones.
  • compressed air can be directed to the tank at any time and without using the lines of the common system (5.1, 5.2), including in a non-emergency environment.
  • the proposed circuit diagram does not have a prototype, includes new nodes for the purpose, has new functional relationships.
  • the proposed system includes the following components (widely used in shipbuilding):
  • the proposed system effectively implements a method of blowing a quick-blowing tank independent of the state of the general system, which significantly reduces the risk of uncontrolled gravitational immersion.
  • Using only the proposed system (without involving other communications and functions) to the necessary and sufficient extent guarantees the reduction of the negative buoyancy of the submarine to zero.
  • the quantity and volume of the proposed air sources (cylinders) corresponds to the volume of the rapid immersion tank and the requirement
  • the invention involves the use of several cylinders, a separate capacity of which can be inferior to the volume of cylinders of the main system, which expands the possibilities of a particular placement.
  • Pressure monitoring and remote control valves are similar to those used to control the overall system and are in the operational possession of one person.
  • the operator of the remote control post of the general system receives an additional key (toggle switch) of the electric circuit for remote control of the valve.
  • the proposed system can either, at the request of the customer, provide for the option of joint management of both the main locking body of the airway and the kingston tanks, which corresponds to
  • the “air” valve, and the kingston tanks, and turning off the operation is the simultaneous closure of the “air” valve and the kingston tanks.
  • Allocation of a part of used air storage units is permissible.
  • the invention completely eliminates the dependence of ballast blowing on the performance of the overall system.
  • the proposed option directly solves the blowdown problem, in contrast to the introduction of means for monitoring the state of the common system in the inter-space, etc., which does not simplify the overall system.
  • the design of the proposed autonomous system does not reach the level of complexity of the overall system, which the author also considers the merit of the invention.
  • the result of using the invention is the creation of an additional opportunity to remove the negative ballast of the submarine.
  • a separate blowing method and an autonomous system fully meet the threat of emergency air loss by the common system.
  • the proposed system is able to remove
  • the submarine will not be able to blow through the remaining ballast (it is impossible to ascend to the surface without assistance), but it will get rid of negative buoyancy, which will stop gravitational immersion and will maintain the ability to drive underwater and transmit messages about the accident.
  • the non-use of the invention is capable of depriving a submarine of the ability to resist gravitational immersion associated with the presence of ballast in a rapid immersion tank.
  • the proposed option is relevant for all submarines in which the storage of compressed air is organized in the hull space (regardless of the size of the submarine and the type of power plant).
  • the submarines will be equipped with various components, for example, to solve transport problems or to scan the soil.
  • the submarines will be equipped with various components, for example, to solve transport problems or to scan the soil.
  • the submarines will be equipped with various components, for example, to solve transport problems or to scan the soil.
  • the submarines will be equipped with various components, for example, to solve transport problems or to scan the soil.
  • the submarines will be equipped with various components, for example, to solve transport problems or to scan the soil.
  • the submarines will be equipped with various components, for example, to solve transport problems or to scan the soil.
  • Double-hull submarines are capable of providing high efficiency of the use of such equipment.
  • a possible lack of reaction from interested states and industry institutions should mean a refusal to cooperate and cannot mean the fact of using the proposed option earlier - that is, it cannot mean the established authorship of any other person.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Aviation & Aerospace Engineering (AREA)
  • Filling Or Discharging Of Gas Storage Vessels (AREA)
  • Electric Cable Installation (AREA)

Abstract

Настоящее изобретение предлагает автономную систему удаления балласта, временно принятого в цистерну быстрого погружения (7), отличающуюся тем, что она предназначена для продувания только цистерны быстрого погружения и имеет в своём составе отдельный источник сжатого воздуха и отдельную магистральную коммуникацию от источника воздуха к потребителю. Результатом использования изобретения является создание дополнительной возможности удаления отрицательного балласта подводной лодки. Отдельный способ продувания и автономная система полностью отвечают угрозе аварийной потери воздуха общей системой. Предлагаемая система способна удалить отрицательный балласт самостоятельно.

Description

Автономная система обеспечения сжатым воздухом цистерны быстрого погружения подводной лодки с целью продувания балласта независимо от общего запаса воздуха высокого давления и состояния общей системы I . Область техники
Предлагаемые технические решения (способ и система) относятся к области судостроения, конкретно - к строительству и эксплуатации подводных лодок.
Классификация изобретения по Международной патентной классификации Всемирной организации интеллектуальной собственности (9-ой версии) - МПК(2006) B63J 5/00
II. Уровень техники по сведениям из следующих источников:
1) Теория подводных лодок, Игнатьев К.Ф., М: Воениздат, 1947;
2) Элементарная теория подводной лодки, Большаков Ю.И., М: Воениздат, 1977; 3) Устройство подводной лодки, Прасолов СМ., Амитин М.Б., М: Воениздат,
1973;
4) Проектирование корпусов подводных лодок, Шемендюк Г.П., Петрович Ч.Ч.; Владивосток: ДВГТУ, 2007;
по ссылке: http://window.edu.ru/window_catalog/files/r49915/dvgtul01.pdf
5) Устройство и технический облик подводного крейсера «Курск», Баранов И.Л., Изд-во ЦКБ МТ «Рубин», 2003;
по ссылке: http://www^f.ru/txt/04/04/20-01000 lf.html
6) Вебсайты: wikipedia; 5ka.ru; podlodka.ru; sovsekretno.ru; rpf.ru;
7) Ресурс сайта «штурм глубины»
по ссылке: http://www.deepstorm.ru/DeepStorm.files
■ Заявитель отмечает, что данный источник позволяет исследовать внутреннюю компоновку подводных лодок конкретных типов (по версии организаторов), например, по ссылке: http://www.deepstorm.ru/DeepStorm.files/45-
92/nbrs/667B/list.htm
Особенное значение имел личный опыт автора, который позволил провести информационный поиск доступных сведений и предложить модель ситуации в пользу изобретения. Приложенные к заявке копии документов (Раздел IX) защищают авторитет частного мнения автора.
Заявитель не возражает против публикации всех приложенных документов с сохранением оригинальной (исходной) редакции и способа отображения.
А) Используемые принципы построения существующих аналогов.
Предположение 1А.
Одним из часто встречающихся вариантов конструкции подводных лодок в кораблестроении многих стран является двухкорпусная модель (п.1, 2 Раздела VIII).
Созданное в этом случае межкорпусное пространство (4) частично является преимуществом данного варианта, поскольку обеспечивает значительно больший запас плавучести и возможность размещения дополнительного оборудования за пределами прочного корпуса.
Предположение 2А.
Конструкция двухкорпусных подводных лодок позволяет размещать запас воздуха высокого давления (5) в верхней части межкорпусного пространства (п.7 Раздела II).
Иное способно
- затруднить обслуживание и ремонт системы воздуха высокого давления в надводном положении (при размещении ниже ватерлинии),
- создать угрозу экипажу в случае нарушения герметичности системы воздуха высокого давления (при размещении внутри прочного корпуса).
Предположение ЗА.
Основные балластные цистерны (заполняемые при погружении и осушаемые подачей воздуха при всплытии) также размещены в межкорпусном пространстве (6).
Разделение на отдельные цистерны (как и их размещение по длине корпуса) могут диктовать требования живучести и распределения нагрузки.
Предположение 4А.
Принципиальное построение системы воздуха высокого давления и задача продолжительного нахождения корабля в подводном положении требуют
размещение:
- управляемой арматуры (ручной и дистанционной)
- и коллектора внутри прочного корпуса (5.1).
Предположение 5 А.
Магистральные соединения системы воздуха высокого давления внутри прочного корпуса (5.2) призваны обеспечить воздухом любой потребитель из любой группы объёмов хранения (баллонов). При этом, гарантия доставки сжатого воздуха потребителям в действительности требует внимания к надёжности коммуникаций.
~ Как следует из содержания фрагмента п.5 Раздела II
(http ://rpf.ru/txt/04/04/20-010001 d.html),
«5 целях повышения живучести система воздуха высокого давления на подводных лодках «Антей» выполнена по кольцевой схеме, при которой основные автономные магистрали ВВД проложены по обоим бортам вдоль всего корабля и соединены семью перемычками. К каждой перемычке подключены определенные подгруппы баллонов воздуха высокого давления. Благодаря такой схеме
распределения воздуха и наличию двух полуколец (бортовых магистралей) при аварийной ситуации и выходе из строя магистрали одного борта перепуск воздуха высокого давления от одной перемычки к другой для подачи потребителям возможен по магистрали другого борта. »
Достигнутое за счёт такой схемы «резервирование» автор считает самоцелью конструкции - практически «резервируется» лишь коллектор внутри прочного корпуса (5.1), объединяющий запас воздуха дважды.
Предположение 6А.
Экстренное погружение подводной лодки (в различной обстановке) может обеспечить только заполнение дополнительной цистерны - цистерны быстрого погружения (7), объём которой превышает расчётный баланс. Принятый в неё балласт становится отрицательным и корабль тонет.
Такой способ погружения может быть ограниченно приемлемым только в условиях тщательного контроля времени и глубины.
После приобретения тенденции к уверенному погружению цистерна быстрого погружения обязательно осушается продуванием, в противном случае погружение (затопление) продолжится.
Как следует из содержания фрагмента п.4 Раздела II
(http://window.edu.ru/window/library/pdf2txt?p_id=24564&p_page=7),
«Цистерны быстрого погружения предназначены для создания некоторого отрицательного запаса плавучести при срочном погружении ПЛ. Кроме того,
создается небольшой дифферентующий момент за счет расположения цистерны в нос от Ц. Т. ПЛ [центра тяжести подводной лодки, прим.автора]. После погружения цистерна продувается, ее клапан всегда закрыт. Поэтому цистерны срочного погружения делаются прочными. Могут располагаться внутри и снаружи прочного корпуса. Объем цистерны около 1% водоизмещения. Цистерна заполняется самотеком через
кингстоны, вентилируется в отсек с помощью быстродействующего клапана.»
Как следует из содержания фрагмента п.6 Раздела II
(http://ш.wikipedia.org/wiki/ΠpинциπьI_и_ycτpoйcτвo_πoдвoднoй_лoдκи), «Когда требуется срочное погружение, и заполнение даже всех ЦГБ сразу сказывается слишком медленно, используют цистерну быстрого погружения (ЦБП, иногда называется цистерной срочного погружения). Ее объем не входит в расчетный запас плавучести, то есть приняв в нее балласт, лодка становится тяжелее окружающей воды, что помогает «провалиться» на глубину. После этого, разумеется, цистерна быстрого погружения немедленно продувается. Она находится в прочном корпусе и выполняется прочной.»
Использованным терминам автор придаёт в аспекте заявки следующее значение:
• Подводная лодка - техническое средство различного назначения, способное
- к погружению под воду,
- к всплытию
- и к управляемому движению с выбором курса и глубины (вплоть до предельной).
• Лёгкий корпус - негерметичная оболочка для придания обтекаемой формы (1).
В случае сплошного лёгкого корпуса подводная лодка может считаться двухкорпусной. Лёгкий корпус не предназначен для противодействия внешнему статическому либо динамическому воздействию. • Прочный корпус - жёсткая герметичная оболочка для сопротивления забортному давлению и обеспечения жизнедеятельности экипажа (2).
• Ограждение рубки - защитная конструкция для размещения различных выдвижных устройств (3).
· Межкорпусное пространство - объём между прочным и лёгким корпусами для размещения запаса сжатого воздуха и балластных цистерн (4).
• Балласт - свободно принимаемая вода при погружении, принудительно удаляемая за борт при всплытии; размещается в цистернах межкорпусного пространства (4, 6).
· Сжатый воздух (воздух высокого давления) - система аккумуляции давления для продувания балласта (5).
• Цистерна быстрого погружения - прочный объём для размещения дополнительного балласта при экстренном погружении (7).
• Плавучесть в погруженном состоянии - способность противостоять затоплению или всплытию; достигается приведением разницы между удельным весом воды и подводной лодки к нулю.
• Отрицательная плавучесть - преобладание веса подводной лодки над весом воды; вызывает гравитационное погружение (термин автора). Сделанные предположения (А) приводят автора к следующим выводам:
1) удаление балласта, принятого при погружении подводной лодки, производится способом продувания цистерн подачей сжатого воздуха,
2) источники сжатого воздуха (баллоны) могут размещаться в
межкорпусном пространстве по всей длине корпуса корабля,
3) на работоспособность системы сжатого воздуха существенное влияние оказывает схемное построение; в целях гарантии доставки воздуха любому потребителю конструктивно предусматриваются возможности объединения всего запаса воздуха и разделения системы на перемычки,
4) объединение запаса воздуха в настоящее время считается достаточным для работы системы в условиях аварии,
5) цистерна быстрого погружения используется кратковременно, то есть является особо важным потребителем сжатого воздуха, 6) условия эксплуатации различных коммуникаций в межкорпусном пространстве (защищённость лёгким корпусом, пребывание в воде) считаются стабильно безопасными. I I I. Недостатки существующего у воображаемых аналогов способа продувания балласта.
Раздел 111 иллюстрирует неосуществимость удаления отрицательного балласта без применения изобретения.
В) Предположения в пользу наличия неустранимой угрозы.
Предположение 1В.
Цистерна быстрого погружения не имеет автономного источника сжатого воздуха.
Проверка Предположения 1В в практике судостроения исчерпывающим образом отвечает критерию целесообразности внедрения.
Предположения 2В.
Модель ситуации столкновения с препятствием, находящимся на поверхности моря, и полученных повреждений.
2В-1. В условиях непосредственного влияния различных негативных факторов (волнение моря, интенсивность судоходства, ограниченные возможности средств наблюдения либо их неисправность и др.) экипаж может иметь лишь относительное суждение об отсутствии помех. Решение на всплытие является результатом субъективного анализа.
2В-2. Вероятное одновременное воздействие неблагоприятных условий определяет всплытие как наиболее ответственный повседневный манёвр. Риск может достигнуть критического значения, и возникнет неустранимая опасность
столкновения.
Характер столкновений безусловно указывает на наиболее вероятный контакт носовых частей (8).
Повреждение арматуры системы сжатого воздуха в межкорпусном
пространстве автор считает возможным (п.7 Раздела И).
2В-3. Разрушение коммуникаций в системе сжатого воздуха может привести к беспрепятственному выравниванию давления в системе с забортным (аккумуляция давления невозможна) - подводная лодка теряет сжатый воздух, необходимый для продувания балласта.
2В-4. Для экипажа признаками контакта в этом случае могут являться звук удара, потеря хода, наклон и крен подводной лодки и др. В возникшей аварийной обстановке причина является очевидной в отличие от верного определения последствий. Экипаж (2) лишён возможности визуального контроля состояния межкорпусного пространства и локации повреждений (4, 5).
Наибольшую опасность для подводной лодки при столкновении могут представлять угроза герметичности прочного корпуса, опасные наклонения и повреждение элементов монтажа различного оборудования.
2В-5. Ресурс времени исключает продолжительный обмен
предположительными суждениями о развитии ситуации.
Оперативность информации о давлении внутри системы в этом случае будет существенно зависеть от сопротивления забортной среды, от магистральной дистанции между средствами контроля и местом повреждения и от пропускной способности соединительных трубопроводов.
Кроме того, профессиональная психология экипажа препятствует признанию последствий в виде полной потери запаса воздуха и невозможности всплытия (экипаж воспитан на доверии кораблю).
2В-6. Приоритетными, с точки зрения персонала, могут являться действия, в первую очередь направленные на предотвращение или на прерывание физического контакта с препятствием, что достигается немедленным погружением с заполнением цистерны быстрого погружения (7).
Модель непреодолимого гравитационного погружения.
2В-7. Приобретённая отрицательная плавучесть позволит оторваться от препятствия, но при конкретных повреждениях подводная лодка продолжит принудительное погружение.
Возможность продувания балласта утрачена, поскольку место повреждения расположено ближе к поверхности, чем отверстия для сброса балласта (п.1-4· Раздела II), где сопротивление внешней среды больше (5, 6, 9).
* Любое требование к экипажу и к оборудованию в этих условиях произвести аварийное продувание всех цистерн и удалить отрицательный балласт является заведомо невыполнимым. В распоряжении экипажа находится только одно средство - объединённый запас сжатого воздуха (5.1).
Конструктивно предусмотренное объединение запаса сжатого воздуха при аварии (п.5 Раздела II) гарантирует доступ воздуха из любого баллона ... к месту разрушения (5.2, 9).
2В-8. Доступные средства удержания подводной лодки (рули глубины в сочетании с увеличением скорости хода) отрицательную плавучесть (в объёме цистерны быстрого погружения) компенсировать не способны, но приведут к увеличению инерции.
Небольшая глубина моря (сравнимая с длиной подводной лодки) определяет смену решающего фактора - стремительное сближение с грунтом.
2В-9. Подводная лодка обречена на столкновение с грунтом на скорости, развитие которой окажется возможно (9).
То есть, подводная лодка получит второе за короткий промежуток времени механическое воздействие на носовую оконечность (с несомненно более обширной площадью контакта).
2В-10. В случае достаточности глубины под килём неустранимая
отрицательная плавучесть неизбежно приведёт подводную лодку на глубину разрушения прочного корпуса.
С) Сложности использования возможностей секционного разделения в условиях дефицита времени и увеличенной скорости корабля.
С учётом развития ситуации выше уровня 2В-6, 2В-7 решение на отключение повреждённых участков (5.2) может привести к ухудшению ситуации.
2С-1. Наиболее оперативным способом вмешательства для прекращения доступа воздуха к месту повреждения может являться дистанционное отключение перемычек (5А). Такой способ может повлечь «отсечение» и потребителей
(например, цистерны быстрого погружения и других носовых цистерн).
Вариант соединения источника сжатого воздуха с потребителем «через перемычку» (возможно традиционный для некоторых стран, п.5 Раздела II) может возникнуть как оптимальный между требованиями минимизации завышенного количества исполнительных элементов (запорных органов) и их доступности для проведения технического обслуживания (5.1, 5.3). 2C-2. Необходимо иметь в виду, реакция экипажа на неуправляемость процесса погружения возможна только с момента, когда персонал уяснит, что команда на продувание цистерны быстрого погружения не вызывает изменения состояния плавучести. То есть, напрасное обращение (возможно многократное) к способу продувания объединённым запасом воздуха неизбежно приведёт к потере времени.
* Автор отмечает, изложение этапов возможного развития ситуации занимает значительно большее время, нежели время борьбы с подобной аварией в реальной обстановке (при бесполезности усилий перед возрастающей и очевидной для экипажа угрозой фатального гравитационного погружения подводной лодки).
2С-3. В случае верной квалификации повреждений (что в условиях
Предположений 5А, 2В-5, 2В-8, 2С-2 представляется маловероятным) наиболее эффективными являются отключение всех перемычек или всех баллонов,
расположенных в носовой оконечности.
Отключение повреждённых баллонов является более корректным решением
(5.4), но возможно исключительно в условиях
- безошибочного анализа
- достоверной информации о масштабе повреждений.
·/ При этом, такие решения безусловно представляют собой
вынужденное сокращение запаса воздуха, - то есть, отказ от заявленного
преимущества общей системы (5А).
* Отключения помогут прекратить дальнейшую потерю воздуха, но не прекратят гравитационное погружение, для этого нужно немедленно удалять балласт. Кроме того, сокращённый запас воздуха и возрастающее сопротивление глубины объективно увеличивают время непосредственного продувания цистерны.
2С-4. Угроза сближения с грунтом либо погружения на глубину,
превышающую предел прочности корпуса, повлечёт следующее решение на немедленное продувание всего балласта оставшимся запасом воздуха.
Исполнение такого требования возможно приведёт к тому, что балласт из отключённых цистерн носовой оконечности (в отличие от остального) не будет удалён (2С-1), что создаст угрозу опасного наклона подводной лодки на нос (на ходу в подводном положении, 2В-8). Общие выводы Разделов 11 и 111:
1 ) безопасность оборудования и коммуникаций в межкорпусном пространстве не может считаться абсолютной, угроза потери сжатого воздуха может возникнуть внезапно,
2) важность цистерны быстрого погружения заслуживает
исключительного отношения к способности её продувания,
3) существующие возможности доставки воздуха потребителям и недостаток времени существенно затрудняют поиск экипажем единственно верного решения,
4) использование цистерны быстрого погружения по прямому
предназначению логично требует её оснащения независимой системой продувания.
IV. Сущность изобретения и его отличительные признаки.
Использование цистерны быстрого погружения требует гарантированного удаления принятого отрицательного балласта. Как видно, используемые средства предлагают единое решение задачи продувания всех цистерн независимо от их назначения - цистерна отрицательного балласта имеет тот же способ продувания, что и цистерны расчётного балласта.
Рассмотренный случай невозможности доставки воздуха к потребителю (Предположения 2В) в современном судостроении не учитывается. То есть, существующие системы не в достаточной мере устраняют угрозу гибели корабля и людей.
Возможно, считается, что конструкция системы и объём испытаний отвечают известным угрозам. При этом дальнейшее совершенствование общей системы сжатого воздуха следует в прежнем направлении (п.5 Раздела II), то есть без учёта описанной модели опасности.
* Необходимым условием осуществимости способа продувания цистерны воображаемых аналогов в конкретных условиях является запас времени для поиска приемлемого решения и работы сжатого воздуха, не превосходящий продолжительность погружения на опасную глубину.
Абсолютная невозможность, а равно бесполезность установления контроля ресурса времени представляется очевидной. Относительно состоятельным
(пассивным) является лишь контроль глубины. Существующий недостаток воображаемых аналогов в необходимом случае очевидно требует выполнения сложных комбинированных решений в условиях дефицита времени, возможной ошибки и инерционности общекорабельных систем (2В-8, 2В-9, 2В-10, 2С-3, 2С-4).
Задачей изобретения является устранение критических недостатков существующего способа доставки сжатого воздуха и повышение безопасности манёвра погружения при использовании отрицательного балласта. Общие выводы приводят автора к необходимости предложить независимый от общей системы способ магистральной доставки сжатого воздуха в цистерну быстрого погружения без использования коллекторов общесудовой системы и предназначенную для этого автономную систему. Автор считает, что используемые в настоящее время средства и воображаемые аналоги указанную цель не достигают именно по причине пренебрежения (например, со стороны заказчика) случаем совместного влияния нескольких негативных факторов.
Предложение автора не направлено на создание дополнительных
возможностей общей системы (5 А). Изобретение является самостоятельным решением и связано исключительно с практикой использования цистерны быстрого погружения.
Описание работы предлагаемой системы.
Поставщиком сжатого воздуха для предлагаемой системы является общая система, после создания необходимого запаса магистральная связь надёжно перекрывается запорным устройством. Основная коммуникация связывает источник воздуха и цистерну быстрого погружения и имеет дистанционно управляемый (быстродействующий) клапан.
В случае использования цистерны быстрого погружения (при её заполнении) по требованию оператора пост дистанционного управления формирует сигнал на открытие нормально закрытого клапана (клапанов - в случае побортного
расположения цистерны). Воздух беспрепятственно доставляется к потребителю, и удаляет принятый отрицательный балласт через открытые кингстоны. Таким образом, сжатый воздух может быть направлен к цистерне в любой момент и без использования магистралей общей системы (5.1, 5.2), в том числе, в неаварийной обстановке.
Конструкция общей системы сжатого воздуха и самой цистерны изменений не требует.
Отличительные признаки изобретения.
Предлагаемая принципиальная схема не имеет прототипа, включает новые по назначению узлы, имеет новые функциональные связи.
В состав предлагаемой системы входят следующие компоненты (широко используемые в судостроении):
• баллоны хранения воздуха - повседневно изолированы от общего запаса воздуха; размещается в безопасном от механического повреждения месте:
- в межкорпусном пространстве кормовой части,
- в цистерне быстрого погружения,
- в прочном корпусе,
• магистральные трубопроводы:
- для создания автономного запаса,
- для подачи в цистерну,
• контрольно-измерительные приборы,
• запорные органы:
- ручные - для прекращения связи с общей системой,
- дистанционно-управляемые - для подачи в цистерну,
• средства дистанционного управления - для управления системой.
Для реализации независимого от состояния общесудовой системы (5, 5.1) способа устранения отрицательной плавучести подводной лодки предлагается оригинальная автономная система удаления балласта, временно принятого в цистерну быстрого погружения (7),
отличающаяся тем, что предназначена для продувания только цистерны быстрого погружения и имеет в своём составе
- отдельный источник сжатого воздуха, - отдельную магистральную коммуникацию от источника воздуха к потребителю,
Основное преимущество изобретения.
Предлагаемая система эффективно реализует независимый от состояния общей системы способ продувания цистерны быстрого продувания, что значительно снижает риск неконтролируемого гравитационного погружения. Использование только предлагаемой системы (без задействования иных коммуникаций и функций) в необходимой и достаточной мере гарантирует приведение отрицательной плавучести подводной лодки к нулю.
Иной - более простой - вариант решения Задачи изобретения невозможен, поскольку одно удаление баллонов из потенциальной зоны затрудняет обеспечение воздухом других потребителей. Принципиальная новизна заключается
* в создании источника давления только в интересах цистерны быстрого погружения,
* в существенно большей устойчивости созданной системы к
характерному при столкновении физическому воздействию,
* в независимости предлагаемого решения от схемного облика общей системы сжатого воздуха.
Новизной является также назначение составных частей предлагаемой системы, что даёт следующие преимущества:
1. Возможность применения баллонов заведомо меньших размеров.
Количество и объём предлагаемых источников воздуха (баллонов) соответствует объёму цистерны быстрого погружения и требованию
гарантированного удаления балласта в кратчайшее время, то есть изобретение предполагает использование нескольких баллонов, отдельная ёмкость которых может уступать объёму баллонов основной системы, что расширяет возможности конкретного размещения.
2. Возможность размещения баллонов в прочном корпусе. Значительно меньший объём воздуха (в интересах одной цистерны) в любом случае не представляет угрозы в той мере, в какой угрозу способно создать размещение в пределах прочного корпуса всего запаса воздуха общей системы.
3. Средства контроля давления и дистанционного управления запорной арматурой аналогичны используемым для управления общей системой и находятся в оперативном распоряжении одного лица.
Оператор поста дистанционного управления общей системы в таком случае получает дополнительный ключ (тумблер) электрической цепи дистанционного управления клапаном.
Предлагаемая система может либо, по требованию заказчика, должна предусматривать вариант совместного управления как основным запорным органом воздушной магистрали, так и кингстонами цистерны, что соответствует
кратковременности использования цистерны быстрого погружения и условию дефицита времени. То есть, включение операции на посту дистанционного управления в таком случае обеспечит одновременное открытие и основного
«воздушного» клапана, и кингстонов цистерны, а выключение операции - одновременное закрытие «воздушного» клапана и кингстонов цистерны.
Дополнительные преимущества предложенного способа и системы:
· предоставляет возможность продувания цистерны быстрого
погружения без необходимости увеличения общего запаса воздуха,
Допустимо выделение части использующихся единиц хранения воздуха.
• не зависит от неправильной оценки состояния общей системы, Изобретение полностью устраняет зависимость продувания балласта от работоспособности общей системы.
• не требует применения сложных следящих систем,
Предлагаемый вариант непосредственно решает задачу продувания в отличие от внедрения средств контроля за состоянием общей системы в межкорпусном пространстве и т.д., что не упрощает общую систему.
· не ведёт к усложнению существующих систем, не требует новых методов технического обслуживания, не ухудшает характеристики смежных систем,
• не вступает в конфликт со способами, использовавшимися ранее. Конструкция предлагаемой автономной системы (ни в коем случае) не достигает уровня сложности общей системы, что автор также считает достоинством изобретения. Результатом использования изобретения является создание дополнительной возможности удаления отрицательного балласта подводной лодки. Отдельный способ продувания и автономная система полностью отвечают угрозе аварийной потери воздуха общей системой. Предлагаемая система способна удалить
отрицательный балласт самостоятельно.
Используя предлагаемую систему в наихудших условиях модельной ситуации
(полная потеря сжатого воздуха), подводная лодка не получит возможности продувания оставшегося балласта (всплытие в надводное положение без оказания помощи невозможно), но избавится от отрицательной плавучести, что прекратит гравитационное погружение и позволит сохранить способность к управляемому движению в подводном положении и к передаче сообщения об аварии.
Напротив, неприменение изобретения способно лишить подводную лодку возможности сопротивляться гравитационному погружению, связанному с наличием балласта в цистерне быстрого погружения. Предложенный вариант актуален для всех подводных лодок, у которых хранение запаса сжатого воздуха организовано в межкорпусном пространстве (независимо от размеров подводной лодки и типа энергетической установки).
Подводные лодки с толщиной прочного корпуса около 70 мм имеют иные конструктивные особенности. Однако кризисное совмещение неблагоприятных факторов не может исключаться в принципе.
Вместе с тем, исследовательская и иная активность цивилизации в
Арктическом ареале, по мнению автора, в обозримой перспективе поставит перед кораблестроением задачу создания подводных лодок (либо модернизацию
имеющихся), приспособленных, например, для решения транспортных задач или для сканирования грунта. В этом случае подводные лодки получат оснащение различным
дополнительным оборудованием. Высокую эффективность применения такого оборудования способны обеспечить двухкорпусные подводные лодки.
Деятельность подводных лодок в указанном ареале неизбежно связана с опасностью, исходящей от множества неуправляемых объектов.
Заинтересованные государства будут вынуждены заниматься повышением надёжности и безопасности подводных лодок, поскольку цена возможной потери многократно превышает затраты. Применение предлагаемого изобретения повысит безопасность эксплуатации корабля.
Заявитель считает новизну, привлекательность и полезность изобретения очевидными.
Предлагаемое решение ранее не применялось. В описанном виде для других целей также не использовалось.
Возможное отсутствие реакции от заинтересованных государств и отраслевых учреждений должно означать отказ от сотрудничества и не может означать факт использования предложенного варианта ранее - то есть, не может означать установленное авторство какого-либо иного лица.
Заявитель обращается к Патентному Ведомству со следующими просьбами:
1. Принять заявку к производству.
2. Провести экспертную оценку.
3. Опубликовать содержание заявки с приложениями на русском языке.
* Заявитель не преследует цель участия в обсуждении причин известной катастрофы.
Завершение работы правительственной комиссии исключает
целесообразность возврата к пересмотру официально объявленных результатов.

Claims

ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ
1. Автономная система удаления балласта для устранения отрицательной плавучести подводной лодки, которая включает
5 баллоны для хранения воздуха, расположенные в безопасном от механического повреждения месте подводной лодки;
магистральные трубопроводы, соединенные с указанными баллонами, для подачи газа в цистерны быстрого погружения подводной лодки;
запорные органы для регулирования подачи газа через указанные ю магистральные трубопроводы.
2. Система по п. 1 , которая включает контрольно-измерительные приборы для контроля расхода газа, проходящего через магистральные трубопроводы.
15
3. Система по п. 2, которая включает запорные органы для прерывания протекания газа через магистральные трубопроводы.
4. Система по п. 3, которая включает средства дистанционного 20 управления запорными органами.
5. Система по п. 4, в которой баллоны для хранения воздуха расположены в кормовой части межкорпусного пространства подводной лодки, позади ограждения рубки.
25
6. Система по пп. 1-5, в которой указанный сжатый газ включает сжатый воздух.
7. Способ устранения отрицательной плавучести подводной лодки с зо использованием автономной системы по пп. 1-6, согласно которому через магистральные трубопроводы из баллона для сжатого газа к цистерне быстрого погружения подводной лодки подают сжатый газ.
8. Способ по п. 7, согласно которому через отдельную магистральную коммуникацию от отдельного источника сжатого газа к цистерне быстрого погружения подают сжатый воздух.
PCT/RU2011/000702 2011-01-10 2011-09-14 Автономная система обеспечения сжатым воздухом цистерны быстрого погружения подводной лодки с целью продувания балласта независимо от общего запаса воздуха высокого давления и состояния общей системы Ceased WO2012096591A1 (ru)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US201161431058P 2011-01-10 2011-01-10
US61/431,058 2011-01-10

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2012096591A1 true WO2012096591A1 (ru) 2012-07-19

Family

ID=46507318

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/RU2011/000702 Ceased WO2012096591A1 (ru) 2011-01-10 2011-09-14 Автономная система обеспечения сжатым воздухом цистерны быстрого погружения подводной лодки с целью продувания балласта независимо от общего запаса воздуха высокого давления и состояния общей системы

Country Status (3)

Country Link
US (1) US20120291689A1 (ru)
RU (1) RU2748092C1 (ru)
WO (1) WO2012096591A1 (ru)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112265623A (zh) * 2020-10-29 2021-01-26 中国船舶工业集团公司第七0八研究所 一种水下机器人重心及浮沉调节装置

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9862469B1 (en) * 2016-11-10 2018-01-09 The Boeing Company Buoyancy compensating underwater vehicle structure and method
CN113650765B (zh) * 2021-06-23 2024-07-12 中国舰船研究设计中心 一种钛合金低压吹除系统横倾调节装置

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4182257A (en) * 1977-06-21 1980-01-08 Erno Raumfahrttechnik Gmbh Rescue equipment for submarine crafts
RU2086463C1 (ru) * 1992-09-16 1997-08-10 Конструкторское бюро машиностроения им.акад.В.П.Макеева Способ управления остаточной плавучестью подводного аппарата и устройство для его осуществления
RU2134212C1 (ru) * 1998-08-25 1999-08-10 Государственное унитарное предприятие Санкт-Петербургское морское бюро машиностроения "Малахит" Система аварийного всплытия подводных аппаратов "малахит-1", устройство для продувания цистерн главного балласта при аварийном всплытии и способ аварийного всплытия
RU2201880C2 (ru) * 2001-01-19 2003-04-10 Адамович Борис Андреевич Способ аварийного всплытия подводных аппаратов и устройство для его осуществления
RU2264325C2 (ru) * 2002-09-30 2005-11-20 Демченко Петр Петрович Способ аварийного всплытия подводной лодки при взрыве или пожаре, приводящем к потере плавучести

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3368515A (en) * 1966-02-04 1968-02-13 Continental Oil Co Submersible barge
GB0319812D0 (en) * 2003-08-22 2003-09-24 Univ Aberdeen A bouyancy control system
US7246566B2 (en) * 2003-11-26 2007-07-24 Marion Hyper-Submersible Powerboat Design Llc Combination surface and submersible watercraft
US7131389B1 (en) * 2004-01-22 2006-11-07 Graham Hawkes Submersible

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4182257A (en) * 1977-06-21 1980-01-08 Erno Raumfahrttechnik Gmbh Rescue equipment for submarine crafts
RU2086463C1 (ru) * 1992-09-16 1997-08-10 Конструкторское бюро машиностроения им.акад.В.П.Макеева Способ управления остаточной плавучестью подводного аппарата и устройство для его осуществления
RU2134212C1 (ru) * 1998-08-25 1999-08-10 Государственное унитарное предприятие Санкт-Петербургское морское бюро машиностроения "Малахит" Система аварийного всплытия подводных аппаратов "малахит-1", устройство для продувания цистерн главного балласта при аварийном всплытии и способ аварийного всплытия
RU2201880C2 (ru) * 2001-01-19 2003-04-10 Адамович Борис Андреевич Способ аварийного всплытия подводных аппаратов и устройство для его осуществления
RU2264325C2 (ru) * 2002-09-30 2005-11-20 Демченко Петр Петрович Способ аварийного всплытия подводной лодки при взрыве или пожаре, приводящем к потере плавучести

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112265623A (zh) * 2020-10-29 2021-01-26 中国船舶工业集团公司第七0八研究所 一种水下机器人重心及浮沉调节装置

Also Published As

Publication number Publication date
RU2748092C1 (ru) 2021-05-19
US20120291689A1 (en) 2012-11-22

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Wróbel et al. Towards the assessment of potential impact of unmanned vessels on maritime transportation safety
Van Hooydonk The law of unmanned merchant shipping–an exploration
WO2012096591A1 (ru) Автономная система обеспечения сжатым воздухом цистерны быстрого погружения подводной лодки с целью продувания балласта независимо от общего запаса воздуха высокого давления и состояния общей системы
WO2022150850A1 (en) Methods, systems, and apparatuses to facilitate providing and sustaining a laminar flow of a fluid across a vessel
CN204767103U (zh) 海巡艇消防救生布置结构
Jo et al. Study on the potential gaps and themes identified by IMO Regulatory Scoping Exercise (RSE) for the use of Maritime Autonomous Surface Ships (MASS)
Pospolicki A study on how to improve the mass evacuation at sea with the use of survival crafts
JP6773413B2 (ja) 浮体設備、浮体設備の係留方法、浮体設備のメンテナンス方法、及び、浮体設備における避難方法
Bačkalov et al. Damage stability of river cruisers: a case for harmonization of international regulations
Carlberg Concept design of a commercial submarine
Imbert et al. A review of accelerated decompression from heliox saturation in commercial diving emergencies
KR102124645B1 (ko) 선박의 음용수 공급 시스템
Yu The sinking of the unsinkable Titanic: Mental inertia and coordination failures
Le Marechal et al. Design of a floating platform hull for Arctic conditions in the Barents Sea
Kvitrud Modifications of the PSA regulations based on case studies of stability accidents
Stewart Submarine escape and rescue: a brief history
Babin Man No Longer Overboard: The Need for Uncrewed Vessels
Andersen et al. The Floatel Superior Loose-Anchor Incident and its Significance for Design and Operation of Semi-Submersibles
Soares et al. Developments in Maritime Transportation and Exploitation of Sea Resources
Andrews Robot ships
Brown et al. Improving personal and group survival equipment for ships in Polar Waters
Emond Human Factors in the Decision to Evacuate the Costa Concordia and Similar Maritime Incidents
Hartanto Enhance Security Awareness of The Vessel's Crew During Transiting High Risk Area (Case Study on Board MT. Bull Sulawesi)
Garzke et al. The Loss of Andrea Doria: A Marine Forensic Analysis1
de Gioia-Carabellese et al. Legal Categorisation of Autonomous Vessels before the Court: A Recent Dictum from South Africa:(De Beers Marine (Pty) Ltd v Harry Dilley (Pty) Ltd (Case no 413/22)[2023] ZASCA 110 (19 July 2023))

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 11855398

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

122 Ep: pct application non-entry in european phase

Ref document number: 11855398

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1