RU2457144C1

RU2457144C1 - Floating island

Info

Publication number: RU2457144C1
Application number: RU2011112294/11A
Authority: RU
Inventors: Анвар Алевдинович Махмудов (RU); Анвар Алевдинович Махмудов; Виталий Григорьевич Назаренко (RU); Виталий Григорьевич Назаренко; Андрей Георгиевич Хаустов (RU); Андрей Георгиевич Хаустов
Original assignee: Анвар Алевдинович Махмудов; Виталий Григорьевич Назаренко; Андрей Георгиевич Хаустов
Priority date: 2011-03-31
Filing date: 2011-03-31
Publication date: 2012-07-27

Abstract

FIELD: transport.

SUBSTANCE: invention relates to design of floating islands intended for habitation of people and animals, for basing air and marine transport including submarines, as well as for deployment of missiles of various purposes including outer-space missiles. Herewith, the invention may also be used in designs of small-dimensioned floating islands intended primarily for growing on them animals, plants and fishes in aquatic aviaries of island, primarily in offshore strip. Floating island contains platform resting on submerged floating base which is made of movably interconnected multiple components enclosed into rigid cage of island. Each base component has watertight protection and being joined with adjacent components forms central agglomeration with which peripheral agglomerations are movably connected which also comprise base. Each component of base is made of reinforced hydrophobic porous heavy concrete and filled with material with less volume density than that of heavy concrete. In each base component which is located at island bottom, at least one spherical vault filled with air or gas is made. Between vault and aquatic medium, there is air cavity communicating with atmosphere via air duct passing through island cage and platform. The island is equipped with bottom stabiliser of island position located under central agglomeration and connected with cage, as well as with lateral stabilisers connected with island cage.

EFFECT: better buoyancy and stability of island, lower labour consumption during its construction.

3 cl, 1 dwg

Description

Представленное в данном описании изобретение относится к конструкциям плавающих островов, преимущественно к основаниям этих конструкций.Presented in this description, the invention relates to structures of floating islands, mainly to the bases of these structures.

Изобретение предназначено для его использования при сооружении оснований плавающих островов, предназначенных для обитания на них людей и животных, для базирования воздушного и морского транспорта, включая подводный транспорт, а также для базирования ракет различного назначения, включая космические ракеты, при этом изобретение может быть также использовано в конструкциях небольших по размерам плавающих островов, предназначенных в основном для выращивания на них животных, растений и рыб в водных вольерах острова, преимущественно в прибрежной водной зоне. Исходя из указанных назначений плавающих островов, их габариты определяются конструкцией плавающих оснований, материалами, из которых создаются плавающие основания, и способами сооружения плавающих оснований. Представленное в данном описании изобретение является универсальным для плавающих островов различного назначения и оно не зависит от габаритов острова.The invention is intended for its use in the construction of the bases of floating islands, intended for living on them by people and animals, for basing air and sea transport, including underwater transport, as well as for basing missiles for various purposes, including space rockets, while the invention can also be used in constructions of small-sized floating islands, intended mainly for the cultivation of animals, plants and fish on them in aquatic aviaries of the island, mainly in aqueous-bank area. Based on the indicated purposes of the floating islands, their dimensions are determined by the design of the floating bases, the materials from which the floating bases are created, and the methods of constructing the floating bases. Presented in this description, the invention is universal for floating islands for various purposes and it does not depend on the size of the island.

Из истории древних обитателей водных пространств известны плавающие острова искусственного происхождения, например плавающие острова озера Титикака индейцев племени Урос, при этом каждый из таких островов содержит плавающее основание, удельный вес которого меньше удельного веса воды, а также закрепленные на основании надстройки в виде жилищ и других строений для длительного обитания и странствий человека и животных на острове вблизи прибрежной зоны материка в условиях окружения воды (Internet, plavayshhie-ostrova. html, 22.02.2009).From the history of ancient inhabitants of water spaces, floating islands of artificial origin are known, for example, floating islands of Lake Titicaca of the Uros Indians, each of these islands containing a floating base, the specific gravity of which is less than the specific gravity of water, as well as fixed on the base of the superstructure in the form of dwellings and buildings for long habitation and wanderings of humans and animals on the island near the coastal zone of the mainland in the environment of water (Internet, plavayshhie-ostrova. html, 02.22.2009).

Конструкции указанных плавающих островов основаны на применении слоев тростника, обладающего свойствами плавания в воде и несущей способности на плаву, при этом для остойчивости острова, создания на острове растительности, а также в качестве связующего материала применяют чернозем, перемешанный с корнями растений, причем указанная смесь расположена между слоями тростника.The design of these floating islands is based on the use of reed layers, which have the properties of swimming in water and bearing ability afloat, while for the stability of the island, the creation of vegetation on the island, and also as a binder material, chernozem mixed with plant roots is used, and this mixture is located between the layers of reed.

Более современными техническими решениями являются известные плавающие острова для обитания человека на поверхности водной стихии, причем каждый известный плавающий остров содержит плавающее основание с закрепленными на нем надстройками (публикация «Ученые создали плавающие острова», Internet, plavayshhie-ostrova, html:http://exclusio.ru/459/, 12-01-2009, a также публикация «Плавающий остров обратит в топливо солнечные лучи», http://www.memrana.ru/articles/technik, 2007/09/24203400 html). При этом для сооружения плавающих островов используют, например, известный гидрофобный растущий в воде бетон компании «GASTWALL» («Быстрая стена», ООО «Аль-Зер», 2008, стр.1-6).More modern technical solutions are well-known floating islands for human habitation on the surface of the water element, with each known floating island containing a floating base with superstructures attached to it (publication "Scientists Created Floating Islands", Internet, plavayshhie-ostrova, html: http: // exclusio.ru/459/, 12-01-2009, as well as the publication “A Floating Island Will Turn Sunlight Into Fuel”, http://www.memrana.ru/articles/technik, 2007/09/24203400 html). At the same time, for the construction of floating islands they use, for example, the well-known hydrophobic concrete growing in water of the GASTWALL company (Fast Wall, Al-Zer LLC, 2008, pp. 1-6).

Из патентной документации известно множество технических решений различного назначения, в частности, известно основание плавающего сооружения, которое представляет соединенные между собой блоки, причем по периметру сооружения к нему жестко прикреплены наполненные плавучим материалом замкнутые металлические емкости (WO 01/72583, 04.10.2001).Many technical solutions for various purposes are known from patent documentation, in particular, the base of a floating structure is known, which is interconnected blocks, and closed metal containers filled with floating material are rigidly attached to it along the perimeter of the structure (WO 01/72583, 10/04/2001).

Из другого источника известен плавающий остров, содержащий выполненную из соединенных частей платформу, опирающуюся на плавающее основание, при этом основание выполнено из подвижно соединенных между собой секций, каждая часть платформы и основания шарнирно соединена со смежной идентичной частью (WO 81/01539, 11.06.1981).A floating island containing a platform made of connected parts resting on a floating base is known from another source, and the base is made of sections movably interconnected, each part of the platform and base is pivotally connected to an adjacent identical part (WO 81/01539, 06/11/1981 )

Известны также другие плавающие острова для выращивания на них растений, базирования летательных и плавающих транспортных средств и острова для обитания людей с целью удовлетворения потребностей отдыха на воде, для постоянного на них обитания людей и животных или с целью спасения во время всемирных наводнений.Other floating islands are also known for growing plants on them, for locating flying and floating vehicles and islands for people to live in order to satisfy the needs of water recreation, for permanent living of people and animals, or for the purpose of salvation during world floods.

Существенной проблемой создания плавающих островов является трудности сооружения оснований островов в связи с большими требованиями к этим основаниям, поскольку они являются несущими чрезмерно большую нагрузку основными частями островов, определяющими конструкцию, габариты и их назначение. Решение данной проблемы в известных плавающих островах связано с большими энергетическими, материальными и трудовыми затратами. При этом в известных конструкциях островов не решаются задачи их остойчивости, надежности и уменьшения массы.A significant problem in creating floating islands is the difficulty of constructing the foundations of the islands due to the large requirements for these foundations, since they are an excessively heavy load on the main parts of the islands, which determine the design, dimensions and their purpose. The solution to this problem in the famous floating islands is associated with high energy, material and labor costs. Moreover, the well-known island designs do not solve the problems of their stability, reliability and weight reduction.

Техническим результатом данного изобретения является снижение трудозатрат возведения основания плавающего острова, повышение его плавучести и устойчивости.The technical result of this invention is to reduce the labor costs of erecting the base of a floating island, increasing its buoyancy and stability.

Указанный технический результат получен плавающим островом, характеризующимся тем, что он содержит платформу, опирающуюся на погруженное в водную среду плавающее основание, которое выполнено из подвижно соединенных между собой множества частей, заключенных в жесткий каркас острова, каждая часть основания имеет водонепроницаемую защиту, в соединении со смежными частями каждая часть основания образует собой центральный массив, с которым подвижно связаны периферийные массивы, также являющиеся частями основания, при этом каждая часть основания выполнена из армированного гидрофобного ячеистого тяжелого бетона и заполнена материалом с объемным весом более легким, чем тяжелый бетон, в каждой части основания, которая расположена внизу острова, выполнен, по меньшей мере, один заполненный воздухом или газом сферический свод, между сводом и водной средой образована воздушная полость, сообщенная с атмосферой воздушным каналом, проходящим через каркас острова и платформу, при этом остров оснащен расположенным под центральным массивом и связанным с каркасом нижним стабилизатором положения острова, а также боковыми стабилизаторами, связанными с каркасом острова.The specified technical result was obtained by a floating island, characterized in that it contains a platform resting on a floating base immersed in an aqueous medium, which is made of movably interconnected multiple parts enclosed in a rigid frame of the island, each part of the base has a waterproof protection, in conjunction with In adjacent parts, each part of the base forms a central array, with which peripheral arrays are also movably connected, which are also parts of the base, with each part of the base The novation is made of reinforced hydrophobic cellular heavy concrete and filled with material with a bulk density lighter than heavy concrete, at least one spherical arch filled with air or gas is made in each part of the base, located between the arch and the aqueous medium an air cavity is formed, which is connected with the atmosphere by an air channel passing through the island’s frame and platform, while the island is equipped with a lower stabilizer located under the central massif and connected to the frame Rum position of the island, as well as lateral stabilizers associated with the frame of the island.

Центральный массив острова соединен с каждым периферийным массивом острова боковыми стабилизаторами с возможностью смещения периферийных массивов относительно центрального массива в разных направлениях.The central array of the island is connected to each peripheral array of the island by side stabilizers with the possibility of shifting the peripheral arrays relative to the central array in different directions.

Армированный гидрофобный ячеистый бетон выбран из расчета его прочности 7-70 кгс/см² с удельным весом в пределах 300-500 кг/м³ и коэффициентом теплопроводности 0,1-0,23 Вт/м² град.Reinforced hydrophobic cellular concrete is selected based on its strength of 7-70 kgf / cm ² with a specific gravity in the range of 300-500 kg / m ³ and a thermal conductivity of 0.1-0.23 W / m ² deg.

На чертеже показан плавающий остров, содержащий платформу 1, опирающуюся на погруженное в водную среду плавающее основание 2, которое выполнено из подвижно соединенных между собой множества частей 3, заключенных в жесткий каркас 4 острова. Каждая часть 3 основания 2 выполнена цельной и монолитной и оснащена водонепроницаемой защитой 5. Основание 2 образовано центральным массивом 6 острова, с которым связаны периферийные массивы 7, имеющие аналогичную с массивом 6 конструкцию, при этом периферийные массивы 7 по своим масштабам намного меньше массива 6. Массивы 7 связаны с массивом 6 и расположены по периметру последнего. Поскольку массивы 7 связаны конструктивно и функционально с массивом 6 острова, то они также являются частями основания острова. Любая из указанных частей 3 основания выполнена из армированного, гидрофобного, ячеистого тяжелого бетона и эта часть заполнена материалом 8 с более легким объемным весом, чем тяжелый бетон. В нижних частях 3 основания выполнены воздушные сферические своды 9, открытые в сторону водной среды 10, между каждым воздушным сводом 9 и водной средой 10 образована замкнутая воздушная полость 11, сообщенная с атмосферой воздушным каналом 12, в котором установлен клапан 13, при этом канал 12 проходит через платформу 1. Остров оснащен расположенным под центральным массивом 6 и связанным с ним нижним стабилизатором 14 положения центрального массива, стабилизирующим положение массива при его продольной и поперечной качке в водной среде, а также множеством боковых стабилизаторов 15, связывающих центральный массив 6 с периферийными массивами 7. Стабилизаторы 15 предназначены для стабилизации положения центрального массива 6 острова при его качке в вертикальных плоскостях от воздействия штормовых волн. Боковые стабилизаторы 15 связаны с каркасом 4 острова. Части 3 острова связаны между собой специальными связями, которые в данном описании не раскрываются. Каждая такая связь одной части острова с другой смежной с ней частью или несколькими смежными частями выполнена таким образом, что она обеспечивает подвижность частей острова относительно друг друга. Эти части острова связаны между собой с возможностью их взаимного смещения относительно друг друга в разных направлениях. В нижней части острова над нижним стабилизатором 14 установлен балласт 16, выполненный из бетона или воды.The drawing shows a floating island containing a platform 1, based on a floating base 2 immersed in an aqueous medium, which is made of a plurality of parts 3 movably interconnected, enclosed in a rigid frame 4 of the island. Each part 3 of the base 2 is made integral and monolithic and is equipped with a waterproof protection 5. The base 2 is formed by the island's central array 6, to which peripheral arrays 7 are connected, having a design similar to array 6, while the peripheral arrays 7 are much smaller in scale than array 6. Arrays 7 are associated with array 6 and are located along the perimeter of the latter. Since arrays 7 are structurally and functionally connected with the array 6 of the island, they are also parts of the base of the island. Any of these parts 3 of the base is made of reinforced, hydrophobic, cellular heavy concrete and this part is filled with material 8 with lighter bulk weight than heavy concrete. In the lower parts 3 of the base there are made air spherical vaults 9 open towards the water medium 10, between each air arch 9 and the water medium 10 a closed air cavity 11 is formed, connected to the atmosphere by the air channel 12 in which the valve 13 is installed, while the channel 12 passes through platform 1. The island is equipped with a central stabilizer 14 located under the central array 6 and the lower stabilizer 14 of the central array, stabilizing the position of the array during its longitudinal and transverse rolling in the aquatic environment, as well as ETS lateral stabilizers 15 connecting the central array 6 with peripheral arrays 7. The stabilizers 15 are designed to stabilize the position of the central island array 6 with its roll in vertical planes on the effects of storm waves. Side stabilizers 15 are connected to the frame 4 of the island. Parts of the island 3 are interconnected by special ties that are not disclosed in this description. Each such connection of one part of the island with another adjacent part or several adjacent parts is made in such a way that it provides mobility of the parts of the island relative to each other. These parts of the island are interconnected with the possibility of their mutual displacement relative to each other in different directions. In the lower part of the island above the lower stabilizer 14 is installed ballast 16, made of concrete or water.

Армированный гидрофобный ячеистый тяжелый бетон выбран из расчета его прочности 7-70 кгс/см² с удельным весом в пределах 300-500 кг/м³ и коэффициентом теплопроводности 0,1-0,23 Вт/м² град.Reinforced hydrophobic cellular heavy concrete is selected based on its strength of 7-70 kgf / cm ² with a specific gravity in the range of 300-500 kg / m ³ and a thermal conductivity of 0.1-0.23 W / m ² deg.

Работает остров следующим образом. В состоянии штиля водной среды 10 остров за счет его плавучести несет нагрузку собственной массы и нагрузки от массы возведенных на острове сооружений, а также все другие нагрузки, например динамические нагрузки, возникающие на платформе 1 от действия приземляющихся на нее летательных аппаратов или от взлетающих ракет.The island works as follows. In the state of calm of the aquatic environment 10, the island, due to its buoyancy, carries a load of its own mass and the load from the mass of the structures erected on the island, as well as all other loads, for example, dynamic loads arising on platform 1 from the action of aircraft flying on it or from taking off rockets.

Во время шторма нижний стабилизатор 14 и боковые стабилизаторы 15 обеспечивают расчетное рабочее положение острова. Боковые стабилизаторы 15 обеспечивают возможность перемещения массивов 7 острова вверх-вниз и в стороны, подниматься и опускаться относительно горизонта водной среды и ватерлинии острова и при этом гасить энергию ударов волн. Нижний стабилизатор 14 обеспечивает остойчивость острова и его заданное рабочее положение при поперечной и продольной качке острова, при этом нижний стабилизатор 14 вместе с балластом 16 работает в качестве противовеса, стремящегося вернуть в исходное горизонтальное положение остров и его платформу в случае крена острова в продольном и поперечном направлениях.During a storm, the lower stabilizer 14 and side stabilizers 15 provide the estimated operational position of the island. Side stabilizers 15 provide the ability to move the arrays of the island 7 up and down and to the sides, to rise and fall relative to the horizon of the aquatic environment and the waterline of the island and at the same time to extinguish the energy of wave impacts. The lower stabilizer 14 ensures the stability of the island and its predetermined working position during the transverse and longitudinal rolling of the island, while the lower stabilizer 14, together with the ballast 16, acts as a counterweight, seeking to return the island and its platform to the initial horizontal position in the case of an island roll in the longitudinal and transverse directions.

Источники информацииInformation sources

1. «Ученые создали плавающие острова», Internet, plavayshhie-ostrova, html: http://exclusio.ru/459/, 12-01-2009.1. “Scientists have created floating islands”, Internet, plavayshhie-ostrova, html: http://exclusio.ru/459/, 12-01-2009.

2. «Плавающий остров обратит в топливо солнечные лучи», http://www.memrana.ru/articles/technik, 2007/09/24203400 html.2. “A floating island will turn the sun's rays into fuel”, http://www.memrana.ru/articles/technik, 2007/09/24203400 html.

3. Plavayshhie-ostrova. html, Internet.3. Plavayshhie-ostrova. html, internet.

4. Рекламно-информационный лист технологической системы «GASTWALL» («Быстрая стена»), ООО «Аль-Зер», 2008, стр.1-6.4. Promotional information sheet of the technological system "GASTWALL" ("Fast Wall"), LLC Al-Zer, 2008, pp. 1-6.

5. Патентная информация. WO 96/23691, 1996-08-08; 81/01276, 1981-05-14; 81/01539, 1981-06-11; 84/01554, 1984-04-26; 85/03050, 1985-07-18; 99/46164, 1999-09-16; 01/72583, 2001-10-04; 02/28704, 2002-04-11; 90/08059, 1990-07-26; 99/12806, 1999-04-18; 00/75010, 2000-12-14; 02/092425, 2002-11-21; 03/002404, 2003; 00/40806, 2000. ЕР 0124338, 1060982, 1398268. RU 2107638, 2264324, 2170301, 2002110138, 2288994, 2006108985, 2005129764. SU 1113303. GB 1038320, 2292348, 1094627, 2001012, 2112326, 2118904. US 1365011, 1397025, 1511153, 1798468, 1908714, 1971046, 1854336, 1511153, 2021014, 2209525, 2228052, 2645114, 2658350, 2834198, 2889795, 2928250, 2972233, 2994201, 2399611, 2238974; 3771481, 3708991, 3987910, 3949693, 3294051, 3397545, 3490407, 3665882, 3951085, 3974789, 3951085, 3276209, 3344764, 3276209, 3344764, 3771481, 3797438, 3708991, 3987910, 3949693, 3895677, 3872814, 3327668, 3709307, 3665882, 3951085, 3974789, 3592008, 3465528, 3444693, 3777889, 36440075, 3592008, 3465528, 3974789, 3665882, 3951085, 3895677, 3872814, 3327668, 3709307, 3788254; 4044895, 4554883, 4995762, 4543903, 4487151, 4275679, 4155323, 4023370, 4067285, 4157695, 4714382, 4744697, 4044895, 4646672, 4067285, 4157695, 2004244667; 5421282, 5988088, 5609442, 5524549, 5911542, 5347948, 5213447, 5125355. FR 2272889, 2298476, 2621004. NO 141466, 142702, 145686. DE 3431510, 1756615, 2905759, 29819997.5. Patent information. WO 96/23691, 1996-08-08; 81/01276, 1981-05-14; 81/01539, 1981-06-11; 84/01554, 1984-04-26; 85/03050, 1985-07-18; 99/46164, 1999-09-16; 01/72583, 2001-10-04; 02/28704, 2002-04-11; 90/08059, 1990-07-26; 99/12806, 1999-04-18; 00/75010, 2000-12-14; 02/092425, 2002-11-21; 03/002404, 2003; 00/40806, 2000. EP 0124338, 1060982, 1398268. RU 2107638, 2264324, 2170301, 2002110138, 2288994, 2006108985, 2005129764. SU 1113303. GB 1038320, 2292348, 1094627, 2001012, 2112326, 2118904. US 1365251. , 1798468, 1908714, 1971046, 1854336, 1511153, 2021014, 2209525, 2228052, 2645114, 2658350, 2834198, 2889795, 2928250, 2972233, 2994201, 2399611, 2238974; 3771481, 3708991, 3987910, 3949693, 3294051, 3397545, 3490407, 3665882, 3951085, 3974789, 3951085, 3276209, 3344764, 3276209, 3344764, 3771481, 3797438, 3708991, 3987910, 3949693, 3895677, 3872814, 3327668, 3709307, 3665882, 3951085, 3974789, 3592008, 3465528, 3444693, 3777889, 36440075, 3592008, 3465528, 3974789, 3665882, 3951085, 3895677, 3872814, 3327668, 3709307, 3788254; 4044895, 4554883, 4995762, 4543903, 4487151, 4275679, 4155323, 4023370, 4067285, 4157695, 4714382, 4744697, 4044895, 4646672, 4067285, 4157695, 2004244667; 5421282, 5988088, 5609442, 5524549, 5911542, 5347948, 5213447, 5125355. FR 2272889, 2298476, 2621004. NO 141466, 142702, 145686. DE 3431510, 1756615, 2905759, 29819997.

Claims

1. A floating island, characterized in that it contains a platform resting on a floating base immersed in an aqueous medium, which is made of movably interconnected multiple parts enclosed in a rigid frame of the island, each part of the base has a waterproof protection, in conjunction with adjacent parts each part of the base forms a central array with which peripheral arrays are also movably connected, which are also parts of the base, with each part of the base made of reinforced hydro of other cellular heavy concrete and filled with a material with a bulk density lighter than heavy concrete, at least one spherical arch filled with air or gas is made in each part of the base located at the bottom of the island, an air cavity is formed between the arch and the aqueous medium connected with the atmosphere by an air channel passing through the island’s frame and platform, while the island is equipped with a lower stabilizer position of the island located under the central massif and connected with the frame, as well as side abilizatorami associated with the skeleton of the island.

2. The floating island according to claim 1, characterized in that the central array of the island is connected to each peripheral array of the island by side stabilizers with the possibility of shifting the peripheral arrays relative to the central array in different directions.

3. The floating island according to claim 1, characterized in that the reinforced hydrophobic cellular concrete is selected based on its strength of 7-70 kgf / cm ² with a specific gravity in the range of 300-500 kg / m ³ and a thermal conductivity of 0.1-0, 23 W / m ² deg.