CN117104397A - 载人潜水器吊放缓冲装置及吊放方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种载人潜水器吊放缓冲装置及吊放方法,应用于母船甲板上,包括缓冲水池,所述缓冲水池的池壁为可拆卸式;蓄水状态下,水位高度低于潜水器设计水线高度100‑500mm。本发明利用缓冲水池承接潜水器,在潜水器下落过程中,潜水器会在重力作用下落至甲板,同时在水池内海水浮力作用下,潜水器和甲板接触时的等效质量大为减小,因此可以非常有效的减小冲击力F;能够有效降低潜水器落在甲板上时所产生的刚性冲击,保护潜水器不受损。
Description
技术领域
本发明涉及载人潜水器技术领域,尤其是一种载人潜水器吊放缓冲装置及吊放方法。
背景技术
载人潜水器搭载于母船上,随母船航行至作业海域,通过船载A架将载人潜水器布放至海面,待潜水器完成作业任务后,再使用船载A架将潜水器吊放至甲板。
实际使用中,母船人员可以选择较好的海况条件下进行潜水器布放,且大部分船载A架配备有波浪补偿装置,因此潜水器布放入水时,海水对载人潜水器的冲击可以得到有效控制;但当潜水器在海底完成作业返回海面后,相比布放时,海况可能变差,但母船人员依然要在此状况下回收潜水器。这是因为:高海况下潜水器漂浮于海面较长时间比较危险,另外潜水器生命支持系统工作时间有限,超过其极限工作时间,潜航员生命将得不到保障。
在高海况下,使用船载A架回收潜水器,危险重重,最大的危险来自于:高海况下船舶摇晃起伏剧烈;船载A架在将潜水器吊放至母船甲板时,潜水器也随主缆绳剧烈摇晃;两者叠加,导致潜水器在落至甲板的一瞬间,有极大的冲击力存在。这种冲击力对某些潜水器而言是致命的,例如载人舱等耐压壳体存在大尺寸玻璃观察窗的载人潜水器,严重的冲击力会造成玻璃损坏,如果母船人员未察觉到这种损坏并且继续执行后续下潜任务,将造成灾难后果。
发明内容
本申请人针对上述现有生产技术中的缺点,提供一种结构合理、操作简单的载人潜水器吊放缓冲装置及吊放方法,通过在母船甲板设置缓冲水池,来减小潜水器吊放至甲板上的冲击力,从而实现高海况下潜水器的可靠回收。
本发明所采用的技术方案如下:
一种载人潜水器吊放缓冲装置,应用于母船甲板上,包括缓冲水池,所述缓冲水池的池壁为可拆卸式;蓄水状态下,水位高度低于潜水器设计水线高度100-500mm。
作为上述技术方案的进一步改进:
缓冲水池包括四个组合式池壁,组合式池壁垂直安装在甲板上,与甲板形成容水空间。
所述缓冲水池拆解时,池壁放倒至与甲板之间呈锐角夹角,或平铺于甲板上。
所述缓冲水池的底壁面积大于潜水艇的正投影面积,且池壁与潜水艇之间预留有系固缆绳的安装空间。
缓冲水池的高度与潜水器高度相同。
一种利用权利要求1所述的载人潜水器吊放缓冲装置的吊放方法,包括如下步骤:
对缓冲水池蓄水,水位高度低于潜水器设计水线高度100-500mm;
船载A架通过主缆绳两潜水器吊放至缓冲水池上方;
将潜水器下放至缓冲水池中,潜水器落至缓冲水池底部的甲板上;
将池壁放倒,使用系固缆绳将潜水器系固在甲板上;
将主缆绳和潜水器脱开。
本发明的有益效果如下:
本发明结构简单,操作方便,利用缓冲水池承接潜水器,能够有效降低潜水器落在甲板上时所产生的刚性冲击,保护潜水器不受损。
依据动量定理:mv=Ft,如需要降低潜水器吊放至甲板接触的冲击力,可以采用减小潜水器和甲板接触速度v,或者减小潜水器质量m,或者增加接触时间t共三种手段。
在高海况情况下,潜水器摆动剧烈,母船也随波浪起伏,很难控制两者之间的运动关系,因此通过降低吊放时潜水器和甲板接触速度技术上不可实现。
如果采用增加接触时间t来减小冲击力,则需增设潜水器吊放缓冲装置,对于数十吨的载人潜水器而言,缓冲装置尺寸必然较大,如果将缓冲装置设置于潜水器上,将会大大增加潜水器重量、尺寸和系统复杂性;如果将缓冲装置设置于甲板上,则在潜水器落至甲板后,需要将缓冲装置移除,否则潜水器无法有效系固在甲板上,同样系统会较为复杂。
因此,本发明在排除上述两种减小冲击力方式后,采用增加简易缓冲水箱的方式,就地取材海水作为缓冲介质,由于水池内的海水高度低于潜水器设计水线高度100-500mm,因此在潜水器下落过程中,潜水器会在重力作用下落至甲板,同时在水池内海水浮力作用下,潜水器和甲板接触时的等效质量大为减小,因此可以非常有效的减小冲击力F;另外由于水池内海水的阻尼作用,可以非常有效减小潜水器下落过程中的摇摆。
在水池被拆解后,海水也能够从甲板上直接流回海中,甲板能够正常使用。
附图说明
图1为潜水器准备起吊至缓冲水池时的状态示意图。
图2为本发明的潜水器落入缓冲水池时的状态示意图。
图3为本发明中的池壁倾倒、潜水器被缆绳系固的状态示意图。
其中:1、主缆绳;2、潜水器;3、缓冲水池;4、甲板;5、海水;6、系固缆绳。
具体实施方式
下面结合附图,说明本发明的具体实施方式。
如图1-图3所示,本实施例的载人潜水器2吊放缓冲装置,应用于母船甲板4上,包括缓冲水池3,缓冲水池3的池壁为可拆卸式;蓄水状态下,水位高度低于潜水器2设计水线高度100-500mm。
缓冲水池3包括四个组合式池壁,组合式池壁垂直安装在甲板4上,与甲板4形成容水空间。
缓冲水池3拆解时,池壁放倒至与甲板4之间呈锐角夹角,或平铺于甲板4上。
缓冲水池3的底壁面积大于潜水艇的正投影面积,且池壁与潜水艇之间预留有系固缆绳6的安装空间。
缓冲水池3的高度与潜水器2高度相同。
本实施例的利用权利要求1的载人潜水器2吊放缓冲装置的吊放方法,包括如下步骤:
对缓冲水池3蓄水,水位高度低于潜水器2设计水线高度100-500mm;
船载A架通过主缆绳1两潜水器2吊放至缓冲水池3上方;
将潜水器2下放至缓冲水池3中,潜水器2落至缓冲水池3底部的甲板4上;
将池壁放倒,使用系固缆绳6将潜水器2系固在甲板4上;
将主缆绳1和潜水器2脱开。
本发明的具体结构及工作原理如下:
本发明通过以下原理,实现潜水器降落至甲板的有效缓冲:
依据动量定理:mv=Ft,其中m是潜水器2质量、v是潜水器2落至甲板4时的速度、t是潜水器2落至甲板4过程和甲板4的接触时间,F是潜水器2落至甲板4过程的冲击力;
为减小冲击力F,需要减小潜水器2下落速度v,但在高海况下,潜水器2存在剧烈摆动,母船随波浪上下起伏,因此减小v技术上不可行;
为减小冲击力F,需要增加接触时间t,这就需要在潜水器2或甲板4上增加类似汽车避震装置一样的缓冲装置。对于数十吨的载人潜水器2而言,缓冲装置尺寸必然较大,如果将缓冲装置设置于潜水器2上,将会大大增加潜水器2重量、尺寸和系统复杂性;如果将缓冲装置设置于甲板4上,则在潜水器2落至甲板4后,需要将缓冲装置移除,否则潜水器2无法有效系固在甲板4上,同样系统会较为复杂;
本发明水池内海水5高度低于潜水器2设计水线高度100-500mm,因此在潜水器2下落过程中,潜水器2会在重力作用下落至甲板4,同时在水池内海水5浮力作用下,潜水器2和甲板4接触时的等效质量大为减小,因此可以非常有效的减小冲击力;另外由于水池内海水5的阻尼作用,可以非常有效减小潜水器2下落过程中的摇摆。
海水5高度低于潜水器2设计水线高度可以选取端点值100mm、500mm,也可以选择中间值300mm、350mm。
本发明所提供的的载人潜水器吊放方法如下:
S1:将甲板水池3蓄满海水,海水高度低于潜水器设计水线高度100-500mm;
S2:船载A架通过主缆绳1缓慢将潜水器2吊放至甲板水池2上方;
S3:将潜水器2缓慢落至甲板水池4底部甲板上;
S4:迅速将组成甲板水池3的4片钢板放倒,使用系固缆绳6将潜水器2系固在甲板4上;
S5:将主缆绳1和潜水器2脱开。
利用这种吊放方法,能够避免刚性冲击对潜水器2的损伤,确保潜水器2的可靠回收。
以上描述是对本发明的解释,不是对发明的限定,本发明所限定的范围参见权利要求,在本发明的保护范围之内,可以作任何形式的修改。
Claims (6)
1.一种载人潜水器(2)吊放缓冲装置,应用于母船甲板(4)上,其特征在于:包括缓冲水池(3),所述缓冲水池(3)的池壁为可拆卸式;蓄水状态下,水位高度低于潜水器(2)设计水线高度100-500mm。
2.如权利要求1所述的载人潜水器(2)吊放缓冲装置,其特征在于:缓冲水池(3)包括四个组合式池壁,组合式池壁垂直安装在甲板(4)上,与甲板(4)形成容水空间。
3.如权利要求2所述的载人潜水器(2)吊放缓冲装置,其特征在于:所述缓冲水池(3)拆解时,池壁放倒至与甲板(4)之间呈锐角夹角,或平铺于甲板(4)上。
4.如权利要求2所述的载人潜水器(2)吊放缓冲装置,其特征在于:所述缓冲水池(3)的底壁面积大于潜水艇的正投影面积,且池壁与潜水器之间预留有系固缆绳(6)的安装空间。
5.如权利要求1所述的载人潜水器(2)吊放缓冲装置,其特征在于:缓冲水池(3)的高度与潜水器(2)高度相同。
6.一种利用权利要求1所述的载人潜水器(2)吊放缓冲装置的吊放方法,其特征在于,包括如下步骤:
对缓冲水池(3)蓄水,水位高度低于潜水器(2)设计水线高度100-500mm;
船载A架通过主缆绳(1)两潜水器(2)吊放至缓冲水池(3)上方;
将潜水器(2)下放至缓冲水池(3)中,潜水器(2)落至缓冲水池(3)底部的甲板(4)上;
将池壁放倒,使用系固缆绳(6)将潜水器(2)系固在甲板(4)上;
将主缆绳(1)和潜水器(2)脱开。
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