RU2609855C1 - Method to force ice field by surfacing underwater object and ice field forcing device - Google Patents
Method to force ice field by surfacing underwater object and ice field forcing device Download PDFInfo
- Publication number
- RU2609855C1 RU2609855C1 RU2015147881A RU2015147881A RU2609855C1 RU 2609855 C1 RU2609855 C1 RU 2609855C1 RU 2015147881 A RU2015147881 A RU 2015147881A RU 2015147881 A RU2015147881 A RU 2015147881A RU 2609855 C1 RU2609855 C1 RU 2609855C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- buoyancy
- underwater object
- buoyancy tank
- ice
- ice field
- Prior art date
Links
Images
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
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B63—SHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; RELATED EQUIPMENT
- B63B—SHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; EQUIPMENT FOR SHIPPING
- B63B35/00—Vessels or similar floating structures specially adapted for specific purposes and not otherwise provided for
- B63B35/08—Ice-breakers or other vessels or floating structures for operation in ice-infested waters; Ice-breakers, or other vessels or floating structures having equipment specially adapted therefor
Abstract
Description
Изобретение относится к области подводного судостроения и предназначено для применения при создании и эксплуатации подводных объектов, плавающих в арктических районах, и может быть использовано также для находящихся на грунте элементов подводно-технических комплексов, эксплуатируемых в районах с ледообразованием, для их всплытия в случаях аварии.The invention relates to the field of underwater shipbuilding and is intended for use in the creation and operation of underwater objects floating in the Arctic regions, and can also be used for elements of underwater technical systems located on the ground, operated in areas with ice formation, for their emergence in cases of accident.
Для таких объектов предъявляются повышенные требования к обеспечению безопасности в аварийной ситуации (например, при возникновении пожара или поступления воды в отсеки), в том числе, в ледовых условиях. Лучшим способом спасения (как и в случае аварии при чистой воде) является всплытие на поверхность. В ледовых условиях необходимо преодолеть трудности всплытия объекта на поверхность моря, возникающие из-за наличия ледяного поля на поверхности моря. Однако форсирование (взлом, вскрытие) сплошного арктического льда значимой толщины (более 0,7-1,0 м) корпусными конструкциями всплывающего объекта путем непосредственного силового контакта с ледяным полем затруднительно и опасно и может привести к разрушению конструкций. В существующей практике эксплуатации с целью снижения контактного усилия уменьшают скорость всплытия объекта, но при этом увеличивается время всплытия, что недопустимо в случаях тяжелой аварии, например пожара. В случае всплытия объекта на поверхность моря с предварительно разрушенным ледяным полем (например, в майну с битым льдом) ТТ контактное усилие существенно уменьшается без снижения скорости всплытия. Таким образом, использование способа всплытия с применением устройств обеспечения предварительного контакта и разрушения льда на всплывающем объекте существенно облегчит его эксплуатацию и повысит безопасность всплытия.For such facilities, increased safety requirements are imposed in an emergency (for example, in the event of a fire or water entering the compartments), including in ice conditions. The best way to save (as in the case of an accident with clean water) is to surface. In ice conditions, it is necessary to overcome the difficulties of the ascent of the object to the sea surface, arising due to the presence of an ice field on the sea surface. However, forcing (breaking, breaking) of continuous Arctic ice of significant thickness (more than 0.7-1.0 m) by the hull structures of a pop-up object by direct force contact with the ice field is difficult and dangerous and can lead to the destruction of structures. In the existing practice of operation, in order to reduce the contact force, they reduce the ascent rate of the object, but the ascent time increases, which is unacceptable in cases of severe accident, such as fire. In the case of an object floating to the surface of the sea with a previously destroyed ice field (for example, a lane with broken ice), the contact force significantly decreases without decreasing the ascent rate. Thus, the use of the ascent method using devices for providing preliminary contact and ice destruction at the pop-up object will significantly facilitate its operation and increase the ascent safety.
Известен способ форсирования ледяного поля всплывающей подводной лодкой при экстренном всплытии во льдах (патент GB 2212452 «Способ и устройство для местного разрушения льда в холодном море», МПК В63В 35/08, Е02В 15/02, опубл. 16.02.1988). Указанный способ разрушения льда характеризуется тем, что используют надстройку на корпусе подводной лодки (например, ограждение выдвижных устройств), которую оборудуют выступом, приспособленным для контакта с поверхностью ледяного поля, и через калиброванную контактную поверхность этого выступа передают вертикальный перпендикулярный упор на нижнюю поверхность ледяного поля, изгибают поверхность ледяного поля с последующим увеличением упора и изгиба до момента разрушения льда. Выступ выполняют в форме стационарной или выдвижной мачты.There is a method of forcing an ice field by a pop-up submarine during an emergency ascent in ice (patent GB 2212452 "Method and device for local destruction of ice in the cold sea", IPC BV 35/08, EV 02/15, publ. 02.16.1988). The indicated method of ice destruction is characterized by the use of an add-on on the submarine’s hull (for example, the slide of a retractable device), which is equipped with a protrusion adapted to contact the surface of the ice field, and a vertical perpendicular stop is transmitted through the calibrated contact surface of this protrusion to the lower surface of the ice field bend the surface of the ice field with a subsequent increase in emphasis and bending until the ice breaks. The protrusion is performed in the form of a stationary or retractable mast.
Недостатком указанного способа является жесткий контакт с поверхностью ледяного поля при ударе контактной поверхности выступа - мачты о нижнюю поверхность ледяного поля. Данное обстоятельство вынуждает снижать скорость всплытия подводной лодки, а также возникает большая вероятность поломки выдвинутой мачты при изгибе от неизбежных горизонтальных и угловых смещений подводной лодки в процессе внедрения мачты в нижнюю поверхность ледяного поля. Способ - аналог не обеспечивает безопасный контакт с нижней поверхностью ледяного поля при аварийном всплытии подводной лодки и не гарантирует разрушения льда при форсировании поверхности ледяного поля значимой толщины (более 1 м) в силу возможной поломки мачты.The disadvantage of this method is hard contact with the surface of the ice field upon impact of the contact surface of the protrusion of the mast on the lower surface of the ice field. This circumstance makes it possible to reduce the submarine's ascent rate, and there is a greater likelihood of damage to the extended mast during bending from the inevitable horizontal and angular displacements of the submarine during the introduction of the mast into the lower surface of the ice field. Method - the analogue does not provide safe contact with the lower surface of the ice field during an emergency ascent of the submarine and does not guarantee the destruction of ice when the surface of the ice field is forced to a significant thickness (more than 1 m) due to possible breakage of the mast.
Известен «Способ экстренного всплытия во льдах подводного промышленного объекта и устройство для его осуществления» (патент RU 2473451 МПК B63G 8/24, B63G 8/00, опубл. 27.01.2013), заключающийся в том, что во избежание повреждения конструктивных элементов и оборудования всплывающего объекта от соударения со льдом с него на опережение выпускают на гибких связях цистерны плавучести, размещенные на верхней части корпуса подводного объекта. После приледнения к нижней поверхности ледяного поля цистерны плавучести прекращают создавать подъемную силу и, соответственно, всплытие подводного объекта происходит с автоматической остановкой и удержанием на безопасной глубине. Таким образом предотвращается соударение объекта со льдом. В дальнейшем, плавно подтягиваясь на гибких связях с помощью лебедок, подводный объект входит в прямой контакт со льдом и за счет создания необходимой плавучести при удалении воды из балластных цистерн, проламывает лед и всплывает в заданное положение.The well-known "Method of emergency ascent in the ice of an underwater industrial facility and a device for its implementation" (patent RU 2473451 IPC B63G 8/24, B63G 8/00, publ. 01.27.2013), which consists in the fact that in order to avoid damage to structural elements and equipment a pop-up object from collision with ice from it advancing is issued on flexible connections buoyancy tanks located on the upper part of the body of the underwater object. After glaciation to the lower surface of the ice field, the buoyancy tanks cease to generate lift and, accordingly, the underwater object emerges with automatic stopping and holding at a safe depth. This prevents the object from colliding with ice. Subsequently, smoothly pulling up on flexible connections with the help of winches, the underwater object comes into direct contact with ice and, due to the creation of the necessary buoyancy when removing water from ballast tanks, breaks ice and floats to a predetermined position.
Рассматриваемое изобретение по патенту RU 2473451, МПК B63G 8/24, B63G 8/00, опубл. 27.01.2013, выбрано в качестве наиболее близкого аналога.Consider the invention according to patent RU 2473451, IPC
Недостатками способа - наиболее близкого аналога - являются:The disadvantages of the method is the closest analogue are:
- предусмотренная алгоритмом способа остановка всплытия на заданном расстоянии (длине гибких связей) подо льдом приводит к увеличению времени, необходимого для достижения контакта корпуса объекта со льдом;- provided by the algorithm of the method, stopping the ascent at a given distance (length of flexible connections) under the ice leads to an increase in the time required to reach the contact of the object’s body with ice;
- дальнейшая задержка всплытия до момента контакта с атмосферой (опасно в случае пожара) происходит за счет времени, необходимого для подтягивания объекта ко льду выбиранием лебедками гибких связей и удаления воды из цистерн главного балласта.- a further delay in the ascent to the moment of contact with the atmosphere (dangerous in case of fire) occurs due to the time required to pull the object to the ice by selecting flexible ties with winches and removing water from the tanks of the main ballast.
Известно также устройство для вскрытия ледяного покрова (патент RU 2422765, «Устройство для вскрытия ледяного покрова», МПК F42D 3/00, Е02В 15/02, опубл. 27.06.2011), включающее заряд взрывчатого вещества (ВВ), установленный под ледяным покровом, и систему подрыва, заряд взрывчатого вещества снабжен поплавковой камерой обтекаемой формы, заполненной газом или иным материалом, плотность которого ниже плотности воды, при этом оно выполнено с возможностью фиксирования расстояния между ледяным покровом и зарядом ВВ.It is also known a device for opening ice cover (patent RU 2422765, "Device for opening ice cover", IPC F42D 3/00,
Недостатком указанного устройства является необходимость предварительной установки заряда ВВ под ледяным покровом, обеспечение дистанционного управления подрывом в процессе всплытия, и при этом мала вероятность попадания всплывающего объекта в проделанную взрывом майну.The disadvantage of this device is the need to pre-install the explosive charge under the ice cover, providing remote control of the detonation during the ascent process, and at the same time there is little likelihood of the pop-up object getting into the explosion lane.
Известно устройство для экстренного всплытия во льдах подводного промышленного объекта, предназначенное для осуществления способа - наиболее близкого аналога, описанное в патенте RU 2473451 «Способ экстренного всплытия во льдах подводного промышленного объекта и устройство для его осуществления» (МПК B63G 8/24, B63G 8/00, опубл. 27.01.2013), содержащее цистерны плавучести, при этом цистерны плавучести изготавливают в виде одного или нескольких сочлененных между собой удобообтекаемых тел с большим соотношением длины к ширине, например 5:1, с креплением гибких связей к нижним оконечностям цистерн плавучести.A device for emergency ascent in the ice of an underwater industrial facility, designed to implement the method is the closest analogue described in patent RU 2473451 "Method for emergency ascent in the ice of an underwater industrial facility and device for its implementation" (IPC B63G 8/24, B63G 8 / 00, published January 27, 2013), which contains buoyancy tanks, while buoyancy tanks are made in the form of one or more articulated body-flowing bodies with a large ratio of length to width, for example 5: 1, with fastening FIR connections to the lower extremities of the buoyancy tanks.
Недостатками этого устройства, принятого как наиболее близкий аналог, являются:The disadvantages of this device, adopted as the closest analogue, are:
- конструкция устройства не обеспечивает разрушение ледяного поля;- the design of the device does not provide destruction of the ice field;
- цистерны плавучести должны быть изготовлены прочными, т.е. рассчитанными на полное забортное давление, что утяжеляет их и делает менее эффективными.- buoyancy tanks must be made durable, i.e. designed for full overboard pressure, which makes them heavier and less effective.
В процессе проведенных патентно-информационных исследований не выявлены другие способы форсирования ледяного поля всплывающим подводным объектом, позволяющие обеспечить безопасность и быстроту всплытия объекта в аварийной ситуации на поверхность моря с гарантированным форсированием ледяного поля значительной толщины.In the process of the patent information research, no other methods were discovered for forcing the ice field with a pop-up underwater object, which would ensure safety and speed of the object floating in an emergency on the sea surface with guaranteed forcing of an ice field of considerable thickness.
Задачей заявляемого технического решения является разработка способа форсирования ледяного поля всплывающим подводным объектом и создание конструкции устройства, которые позволят:The objective of the proposed technical solution is to develop a method of forcing an ice field with a pop-up underwater object and create a device design that will allow:
- снизить общее время всплытия подводного объекта к поверхности моря,- reduce the total time of ascent of the underwater object to the sea surface,
- обеспечить гарантированное разрушение ледяного поля для спасения в случае аварии или для использования объекта по назначению в надводном положении;- ensure guaranteed destruction of the ice field for rescue in the event of an accident or for using the facility for its intended purpose in the surface position;
- в результате обеспечить безопасность всплытия подводного объекта.- as a result, ensure the safety of the ascent of the underwater object.
Для решения поставленной задачи предлагаются способ и устройство для форсирования ледяного поля подводным объектом, которые позволяют устранить перечисленные недостатки наиболее близкого аналога и обеспечить безостановочное всплытие объекта вплоть до достижения поверхности моря (нижней поверхности льда) и гарантированное форсирование всплывающим подводным объектом ледяного поля значительной толщины с образованием в нем майны.To solve this problem, we propose a method and device for forcing an ice field with an underwater object, which can eliminate the listed disadvantages of the closest analogue and ensure non-stop ascent of the object until reaching the sea surface (lower ice surface) and guaranteed forcing of an ice field of significant thickness by a pop-up underwater object with the formation of there are lanes in it.
Указанный технический результат достигается тем, что предлагается способ форсирования ледяного поля всплывающим подводным объектом с применением на подводном объекте устройств - цистерн плавучести, которые в процессе всплытия подводного объекта до соударения со льдом на опережение выпускают на гибких связях. В отличие от наиболее близкого аналога в предлагаемом изобретении используют цистерну плавучести, разделенную на две части, одну из которых выполняют как балластную емкость, снабженную клапаном продувания, шпигатом и вентиляционным отверстием, а другую - как боевой отсек. В погруженном положении объекта балластная емкость заполнена водой, а после ее осушения обеспечивает цистерне плавучести заданную плавучесть. В боевой отсек помещают взрывчатое вещество (ВВ), преимущественно, бризантного (т.е., дробящего) действия и взрыватель. Взрыватель (например, контактного действия) размещен в носовой (верхней) части боевого отсека и выполнен с возможностью инициирования взрыва при ударном контакте цистерны плавучести с ледяным полем. В момент контакта цистерны плавучести с нижней поверхностью ледяного поля взрыватель должен войти в контакт с этой поверхностью или (для взрывателя инерционного действия) направление удара при контакте должно быть близко к направлению оси взрывателя. Этот фактор требует близкой к вертикали ориентации оси цистерны плавучести при подходе ее к ледяному полю в конце всплытия, что может быть обеспечено достаточной остойчивостью цистерн плавучести при всплытии, и является важным фактором данного изобретения (отсутствующим в близком аналоге).The specified technical result is achieved by the fact that a method of forcing the ice field with a pop-up underwater object using buoyancy tanks on an underwater object is used, which, when the underwater object emerges before being hit with ice, is let out ahead on flexible connections. In contrast to the closest analogue in the present invention, a buoyancy tank is used, divided into two parts, one of which is used as a ballast tank equipped with a purge valve, scupper and a vent, and the other as a fighting compartment. In the submerged position of the object, the ballast tank is filled with water, and after draining it provides the buoyancy tank with the desired buoyancy. An explosive substance (BB), mainly of a blasting (i.e., crushing) action and a fuse, is placed in the fighting compartment. A fuse (for example, contact action) is located in the bow (upper) part of the combat compartment and is configured to initiate an explosion upon impact contact of a buoyancy tank with an ice field. At the moment of contact of the buoyancy tank with the lower surface of the ice field, the fuse must come into contact with this surface or (for an inertial fuse) the direction of impact upon contact should be close to the direction of the axis of the fuse. This factor requires an orientation of the buoyancy tank axis close to the vertical when approaching the ice field at the end of the ascent, which can be ensured by sufficient stability of the buoyancy tanks upon ascent, and is an important factor of the present invention (absent in a close analogue).
В процессе всплытия подводного объекта перед выпуском цистерны плавучести в ее балластную емкость подают сжатый воздух. Затем растормаживают гибкие связи каждой цистерны плавучести, обеспечивая вертикальное всплытие каждой цистерны плавучести, а затем, после натяжения гибких связей, всплытие подводного объекта - так же, как и в наиболее близком аналоге. Но, в отличие от наиболее близкого аналога, всплытие ускоряется за счет создания собственной плавучести объекта путем удаления определенного количества воды из балластных цистерн объекта. Кроме того, после контакта цистерн плавучести с нижней поверхностью ледяного поля, всплытие подводного объекта продолжается за счет наличия собственной плавучести. Указанное сочетание действий ведет к устранению задержки всплытия подводного объекта, в том числе, за счет исключения операций по выбиранию гибких связей и последующего удаления воды из балластных цистерн подводного объекта.In the process of surfacing an underwater object before the release of the buoyancy tank, compressed air is supplied to its ballast tank. Then, the flexible connections of each buoyancy tank are disinhibited, providing a vertical ascent of each buoyancy tank, and then, after tensioning the flexible connections, the underwater object will emerge - just like in the closest analogue. But, unlike the closest analogue, the ascent is accelerated by creating your own buoyancy of the object by removing a certain amount of water from the ballast tanks of the object. In addition, after the contact of the buoyancy tanks with the lower surface of the ice field, the ascent of the underwater object continues due to the presence of its own buoyancy. The specified combination of actions leads to eliminating the delay in the ascent of the underwater object, including by eliminating the operations of selecting flexible connections and the subsequent removal of water from the ballast tanks of the underwater object.
При этом опережающее всплытие каждой цистерны плавучести и близкое к вертикальному положение оси цистерны гарантируют их надежный ударный контакт с нижней поверхностью ледяного поля. Достаточная плавучесть цистерны плавучести должна обеспечить натяжение гибких связей во все время всплытия - для соблюдения безопасного расстояния между палубой подводного объекта и цистерной плавучести. Плавучесть и остойчивость цистерны плавучести при всплытии обеспечиваются формой корпуса цистерны плавучести и определенным размещением масс элементов ее конструкции по высоте, что достигается одновременным выполнением двух условий по формулам (1) и (2):At the same time, the leading ascent of each buoyancy tank and the close to vertical position of the axis of the tank guarantee their reliable impact contact with the lower surface of the ice field. Adequate buoyancy of the buoyancy tank should ensure that flexible ties are tensioned throughout the ascent to maintain a safe distance between the deck of the underwater object and the buoyancy tank. The buoyancy and stability of the buoyancy tank during ascent are provided by the shape of the body of the buoyancy tank and a certain placement of the masses of the elements of its structure in height, which is achieved by the simultaneous fulfillment of two conditions according to formulas (1) and (2):
- условие плавучести - условия натяжения гибкой связи по формуле- buoyancy condition - tension conditions of flexible connection according to the formula
гдеWhere
РЦП - плавучесть цистерны плавучести, кН;R CPU - buoyancy tank buoyancy, kN;
РПО - остаточная плавучесть подводного объекта, кН;R PO - residual buoyancy of the underwater object, kN;
- условие остойчивости - условие обеспечения прямолинейного всплытия и вертикальной ориентации цистерн плавучести 4 в процессе всплытия - по формуле- the condition of stability - the condition for ensuring a rectilinear ascent and vertical orientation of the
гдеWhere
h - метацентрическая высота, м;h - metacentric height, m;
ZС - аппликата центра объема цистерны плавучести, м;Z C - applicate of the center of the volume of the buoyancy tank, m;
M - масса цистерны плавучести, т;M is the mass of the buoyancy tank, t;
g - ускорение силы тяжести, кН/т;g is the acceleration of gravity, kN / t;
ZG - аппликата центра масс цистерны плавучести, м;Z G - applicate of the center of mass of the buoyancy tank, m;
ρ - плотность морской воды, т/м3;ρ is the density of sea water, t / m 3 ;
V - объем цистерны плавучести, м3;V is the volume of the buoyancy tank, m 3 ;
ΖT - аппликата точки закрепления гибкой связи, м.Ζ T - applicat of a point of fastening of a flexible connection, m.
Перед выпуском цистерны плавучести в ее балластную емкость подают сжатый воздух, растормаживают каждую гибкую связь, обеспечивая всплытие каждой цистерны плавучести, при ударном контакте каждой цистерны плавучести с нижней поверхностью ледяного поля инициируют взрыватели, в зависимости от величины дифферента всплывающего подводного объекта устанавливают последовательность взрывов цистерн плавучести, взрывы производят с образованием совокупной майны и выполняют всплытие подводного объекта в майне, осуществляя безопасное форсирование подводным объектом ледяного поля.Before the buoyancy tank is discharged, compressed air is supplied to its ballast tank, each flexible connection is released, each buoyancy tank is floated up, when each buoyancy tank is hit with the lower surface of the ice field, fuses are triggered, depending on the trim value of the pop-up underwater object, the sequence of buoyancy tank explosions is established , explosions produce with the formation of the aggregate lane and perform the ascent of an underwater object in the lane, making safe force of an underwater object of the ice field.
Таким образом, совокупность перечисленных отличительных признаков заявляемого способа от наиболее близкого способа-аналога достаточна для исключения недостатков наиболее близкого аналога и достижения заявленного технического результата, а именно:Thus, the combination of the above distinguishing features of the proposed method from the closest analogue method is sufficient to eliminate the disadvantages of the closest analogue and achieve the claimed technical result, namely:
- безостановочное всплытие объекта вплоть до достижения поверхности моря;- non-stop ascent of the object until reaching the sea surface;
- устранение задержки всплытия, обусловленной в наиболее близком аналоге необходимостью выбирания гибких связей цистерны плавучести и последующего удаления воды из балластных цистерн подводного объекта;- elimination of the ascent delay, due in the closest analogue to the need to select flexible connections of the buoyancy tank and the subsequent removal of water from the ballast tanks of the underwater object;
- гарантированное форсирование всплывающим подводным объектом ледяного поля значительной толщины и образование в нем майны, в частности, за счет использования ВВ, которое размещают в верхней части цистерн плавучести.- guaranteed forcing a pop-up underwater object of an ice field of considerable thickness and the formation of lanes in it, in particular, through the use of explosives, which are placed in the upper part of buoyancy tanks.
Совокупность перечисленных отличительных признаков заявляемого устройства от устройства - наиболее близкого аналога достаточна - для исключения недостатков наиболее близкого устройства-аналога и достижения заявленного технического результата, а именно:The combination of the listed distinctive features of the claimed device from the device - the closest analogue is sufficient - to eliminate the disadvantages of the closest analog device and achieve the claimed technical result, namely:
- обеспечение необходимых плавучести и остойчивости цистерны плавучести при всплытии за счет формы корпуса цистерны плавучести и определенного размещения масс элементов ее конструкции по высоте;- ensuring the necessary buoyancy and stability of the buoyancy tank during ascent due to the shape of the body of the buoyancy tank and a certain placement of the masses of the elements of its structure in height;
- получение близкого к вертикальному положения оси цистерны за счет достаточной остойчивости, что гарантирует их вертикальную ориентацию и надежный ударный контакт с нижней поверхностью ледяного поля;- getting close to the vertical position of the axis of the tank due to sufficient stability, which guarantees their vertical orientation and reliable impact contact with the lower surface of the ice field;
- выполнение корпуса цистерны плавучести в проницаемом (легком) исполнении за счет того, что цистерны плавучести заполнены водой во время подводного плавания ПО.- execution of the body of the buoyancy tank in a permeable (light) design due to the fact that the buoyancy tanks are filled with water during scuba diving software.
Сущность заявляемого изобретения для форсирования ледяного поля всплывающим подводным объектом поясняется чертежами (фиг. 1-6). На фиг. 1-5 показаны позиции подводного объекта 1, всплывающего в подледном пространстве моря 2, с ледяным полем 3 на поверхности, а на фиг. 6 показан общий вид цистерны плавучести 4.The essence of the claimed invention for forcing an ice field with a pop-up underwater object is illustrated by drawings (Fig. 1-6). In FIG. 1-5 show the positions of an
Способ может быть осуществлен посредством устройства, которое состоит из нескольких цистерн плавучести 4, закрепленных в надстройке 5 подводного объекта 1. Цистерна плавучести 4 выполнена с возможностью отделения от подводного объекта 1 и всплытия на гибких связях 6, при разматывании их с вьюшек 7, размещенных в надстройке 5 до полной длины гибкой связи 6. Цистерна плавучести 4 (см. фиг. 6) состоит из корпуса 8, разделенного на балластную емкость 9 и боевой отсек 10, заполненный взрывчатым веществом 11. В носовой части боевого отсека установлен взрыватель 12 (контактного или инерционного действия). Балластная емкость 9 оборудована клапаном продувания 13, соединенным с корабельной системой сжатого воздуха (на чертеже не показана), шпигатом 14 для заполнения балластной емкости 9 водой и вентиляционным отверстием 15 для выхода воздуха при погружении и выравнивании давления в балластной емкости 9. При нахождении подводного объекта 1 на поверхности моря балластная емкость 9 пуста, при погружении - заполняется водой одновременно с надстройкой 5. Площадь вентиляционного отверстия 15 балластной емкости 9 должна быть существенно (в 10-15 раз) меньше площади шпигата 14, что не препятствует заполнению емкости, но позволяет продуть балластную емкость 9 почти полностью в начале всплытия при достаточно большой производительности продувания (фиг. 6).The method can be carried out by means of a device that consists of
Способ форсирования ледяного поля всплывающим подводным объектом и работу устройства реализуют следующим образом.A method of forcing an ice field with a pop-up underwater object and the operation of the device are implemented as follows.
На фиг. 1 показаны подводный объект и устройство в исходном положении. Подводный объект 1 находится (т.е. плавает), не имея горизонтальной скорости (имея нейтральную плавучесть), в подледном пространстве 2 под ледяным полем 3. Цистерны плавучести 4 закреплены в надстройке 5 подводного объекта 1 гибкими связями 6, намотанными на вьюшки 7, которые застопорены. Балластные емкости 9 заполнены водой во все время подводного плавания. При возникновении необходимости всплытия в подледных условиях открывают клапан продувания 13 цистерны плавучести 4 (см. фиг. 6), и в результате продувания балластной емкости 9 сжатым воздухом создается подъемная сила цистерны плавучести 4, передающаяся на гибкую связь 6. Вьюшки 7 растормаживают (снимают со стопоров), отпуская гибкую связь 6 и обеспечивая всплытие каждой цистерны плавучести 4 до длины, не менее необходимой по условию безопасности подводного объекта от ударной волны при подрыве взрывчатого вещества 11. После фиксации заданной длины гибких связей 6 цистерны плавучести 4, сохраняя плавучесть и натягивая связи 6, увлекают за собой подводный объект 1, как показано на фиг. 2. Для ускорения всплытия подводному объекту 1 придают дополнительно положительную плавучесть, для чего подают сжатый воздух в балластные цистерны (на чертеже не показаны) подводного объекта 1, при этом величина его собственной плавучести не должна превышать величину суммарной плавучести цистерн плавучести 4 согласно формуле (1), а для обеспечения прямолинейного всплытия и вертикальной ориентации (остойчивости) цистерн плавучести 4 в процессе всплытия устанавливают соотношения весовых и объемных параметров для цистерны плавучести 4 по формуле (2) (см. выше). После контакта цистерн плавучести 4 с ледяным полем 3, суммарная подъемная сила на подводный объект 1 уменьшается, и всплытие подводного объекта 1 замедляется. На фиг. 3 показан контакт одной из цистерн плавучести 4 с ледяным полем 3, сопровождающийся срабатыванием взрывателя 12 и взрывом взрывчатого вещества 11 с последующим разрушением льда и образованием локальной майны 16. Всплытие подводного объекта 1 замедляется, но не останавливается, благодаря собственной плавучести объекта 1. Последовательность взрывов цистерн плавучести 4 определяют в зависимости от величины дифферента всплывающего подводного объекта 1. Дифферент подводного объекта как угол наклона объекта в продольной вертикальной плоскости относительно поверхности моря показан на фиг. 3 и 4 (угол ψ). На фиг. 3 показан контакт одной из цистерн плавучести 4 с ледяным полем 3, сопровождающийся срабатыванием взрывателя 12 и взрывом взрывчатого вещества 11 с последующим разрушением льда и образованием локальной майны 16. На фиг. 4 показан контакт другой цистерны плавучести 4 с ледяным полем 3, также сопровождающийся взрывом взрывчатого вещества 11 с последующим разрушением льда и образованием объединенной майны 17. На фиг. 5 показан подводный объект 1, всплывший в объединенную майну 17.In FIG. 1 shows an underwater object and a device in its initial position.
Таким образом, в результате реализации предлагаемого изобретения достигается новый результат в области эксплуатации подводных объектов в подледном плавании, который дает существенное уменьшение времени всплытия подводного объекта до достижения поверхности моря с гарантией форсирования (проламывания) всплывающим подводным объектом ледяного поля при обеспечении безопасности для объекта. При этом в отличие от наиболее близкого аналога, цистерны плавучести, применяемые для достижения указанного результата, изготовлены легкими (проницаемыми), т.е., без расчета их корпуса на полную глубину погружения объекта. Достигается существенное повышение безопасности подледного плавания и сокращение времени для всплытия подводного объекта с целью использования по назначению.Thus, as a result of the implementation of the present invention, a new result is achieved in the field of operation of underwater objects in ice swimming, which gives a significant reduction in the ascent time of the underwater object to reach the sea surface with a guarantee of forcing (breaking) by the pop-up underwater object of the ice field while ensuring safety for the object. Moreover, in contrast to the closest analogue, the buoyancy tanks used to achieve the indicated result are made light (permeable), i.e., without calculating their hull to the full depth of the object. Achieved a significant increase in the safety of ice swimming and a reduction in the time for the ascent of an underwater object for the intended use.
Claims (19)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2015147881A RU2609855C1 (en) | 2015-11-06 | 2015-11-06 | Method to force ice field by surfacing underwater object and ice field forcing device |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2015147881A RU2609855C1 (en) | 2015-11-06 | 2015-11-06 | Method to force ice field by surfacing underwater object and ice field forcing device |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2609855C1 true RU2609855C1 (en) | 2017-02-06 |
Family
ID=58457264
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2015147881A RU2609855C1 (en) | 2015-11-06 | 2015-11-06 | Method to force ice field by surfacing underwater object and ice field forcing device |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2609855C1 (en) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN106904259A (en) * | 2017-03-16 | 2017-06-30 | 徐芝香 | A kind of ice breaking by explosion system |
| CN113212712A (en) * | 2021-05-10 | 2021-08-06 | 江苏科技大学 | Polar region submerged body hatch cover with self-icebreaking function |
| RU2807224C1 (en) * | 2023-04-10 | 2023-11-13 | Федеральное государственное казенное военное образовательное учреждение высшего образования "Военный учебно-научный центр Военно-Морского Флота "Военно-морская академия им. Адмирала Флота Советского Союза Н.Г. Кузнецова" | Method for surfacing submersible in broken ice |
Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3791296A (en) * | 1960-07-27 | 1974-02-12 | Us Navy | Ice demolition charge |
| GB2212452A (en) * | 1987-11-17 | 1989-07-26 | Doris Engineering | A method and apparatus for locally breaking a sheet of ice in a cold sea |
| RU2042570C1 (en) * | 1991-04-29 | 1995-08-27 | Табунов Сергей Вадимович | Method and device for breaking ice by means of submersible water craft |
| RU2277490C1 (en) * | 2005-01-27 | 2006-06-10 | Институт машиноведения и металлургии ДВО РАН | Device for breaking ice cover |
| RU2422765C2 (en) * | 2009-09-03 | 2011-06-27 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Центральный научно-исследовательский институт химии и механики" (ФГУП "ЦНИИХМ") | Device to open ice cover |
| RU2473451C1 (en) * | 2011-08-24 | 2013-01-27 | Общество с ограниченной ответственностью "Комплексные Инновационные Технологии" | Method of emergent floating-up of underwater industrial structure in ice |
-
2015
- 2015-11-06 RU RU2015147881A patent/RU2609855C1/en active IP Right Revival
Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3791296A (en) * | 1960-07-27 | 1974-02-12 | Us Navy | Ice demolition charge |
| GB2212452A (en) * | 1987-11-17 | 1989-07-26 | Doris Engineering | A method and apparatus for locally breaking a sheet of ice in a cold sea |
| RU2042570C1 (en) * | 1991-04-29 | 1995-08-27 | Табунов Сергей Вадимович | Method and device for breaking ice by means of submersible water craft |
| RU2277490C1 (en) * | 2005-01-27 | 2006-06-10 | Институт машиноведения и металлургии ДВО РАН | Device for breaking ice cover |
| RU2422765C2 (en) * | 2009-09-03 | 2011-06-27 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Центральный научно-исследовательский институт химии и механики" (ФГУП "ЦНИИХМ") | Device to open ice cover |
| RU2473451C1 (en) * | 2011-08-24 | 2013-01-27 | Общество с ограниченной ответственностью "Комплексные Инновационные Технологии" | Method of emergent floating-up of underwater industrial structure in ice |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN106904259A (en) * | 2017-03-16 | 2017-06-30 | 徐芝香 | A kind of ice breaking by explosion system |
| CN113212712A (en) * | 2021-05-10 | 2021-08-06 | 江苏科技大学 | Polar region submerged body hatch cover with self-icebreaking function |
| CN113212712B (en) * | 2021-05-10 | 2022-04-22 | 江苏科技大学 | Polar region submerged body hatch cover with self-icebreaking function |
| RU2807224C1 (en) * | 2023-04-10 | 2023-11-13 | Федеральное государственное казенное военное образовательное учреждение высшего образования "Военный учебно-научный центр Военно-Морского Флота "Военно-морская академия им. Адмирала Флота Советского Союза Н.Г. Кузнецова" | Method for surfacing submersible in broken ice |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| RU2650292C1 (en) | Method of breaking ice cover | |
| US6877456B2 (en) | Apparatus and method for protecting ships and harbors from attack by vessels | |
| RU2651329C1 (en) | Method of breaking ice cover | |
| US3107641A (en) | Submarine vessel | |
| RU2651321C1 (en) | Device for breaking down ice cover | |
| CN104875863A (en) | Device for preventing ship from capsizing | |
| RU2609855C1 (en) | Method to force ice field by surfacing underwater object and ice field forcing device | |
| CN106275309A (en) | Stage casing force collision avoidance method | |
| KR101620916B1 (en) | Free Fall Type Lifeboat Launching Device having Guide Rails the length and angle of which is adjustable | |
| KR101293480B1 (en) | Apparatus to prevent vessel from sinking | |
| KR20150119587A (en) | Automatic open or closer of Gas cylinder for ship rescue | |
| RU2650290C1 (en) | Device for breaking down ice cover | |
| RU2554721C1 (en) | Setting of underwater vessels overboard ship in ice conditions | |
| RU2380274C1 (en) | Underwater tanker | |
| KR200478864Y1 (en) | Speed Relief Device of Free-fall Lifeboats | |
| KR101644571B1 (en) | Apparatus for launching life boat in floating structure | |
| EP1125837A1 (en) | Anchor assembly for watercraft | |
| RU2609854C1 (en) | Device to test submarine surfacing under ice conditions | |
| RU149901U1 (en) | RESCUE-RESCUE CAMERA FOR USE WHEN OPERATING SUBMARINE UNDER UNDER CONDITIONS | |
| GB2375739A (en) | Defensive net for protecting ships or harbours from attack | |
| WO2010150285A2 (en) | Combat submarine ballast system & ice hull | |
| RU2309871C2 (en) | Two-module submarine with emergency and rescue system and operational-tactical complex | |
| KR20150002780U (en) | Launching device of lifeboat | |
| RU2650287C1 (en) | Method of breaking ice cover | |
| KR101513069B1 (en) | structure for entering of submaine |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20171107 |
|
| NF4A | Reinstatement of patent |
Effective date: 20190603 |