潛艇救援系統的製作方法

2023-09-11 06:20:55 4

專利名稱：潛艇救援系統的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種營救沉沒潛艇的全體船員的方法，並能夠在內陸水域盆地、大洋 偏遠水域以及北冰洋惡劣水文氣象環境下執行水下操作以及潛水作業。
背景技術：
營救沉沒潛艇的全體船員的近代設備包括救生鍾和獨立救援裝置(參見 "Podvodnye Technologii Mir Okeana」(水下技術和海洋世界)期刊，2006年第1期，第 48-55頁)。它們的操作原理類似通過救生鐘的艙口圍欄甲板或獨立救援裝置與擱淺在海 床上的潛艇的艙口圍欄甲板的連接，創造一個環繞緊急狀態的潛艇逃生艙的密封空氣腔。 這樣的空腔為打開潛艇的逃生艙蓋並使船員進入救生鍾或獨立救援裝置的艙室中創造了 可能性。通常採用水面船隻或潛艇來運送救生鍾或獨立救援裝置到達處於緊急狀態的潛 艇的位置(參見「M0rsk0y Sbornik」 (航海文集)，1990年第3期，第67-70頁)，上述水 面船隻和潛艇都同時地開始操作救生鍾或獨立救援裝置，並且接收需救援的船員。使用救生鍾和獨立救援裝置執行營救潛艇的全體船員的操作在實踐中顯示都是 有效的，然而能力不足。其原因在於極端惡劣的救援操作條件和特別多變的環境，在這樣 的情況下，當對救援設備的結構特性提出特別的需求時，在它們的使用方面就會產生很多 限制。這包括水下空間的自然環境限制，即，高靜水壓力、完全黑暗、失重、潛流。進一步的， 這些惡劣的條件總是伴隨著巨浪、強風以及北冰洋的低水溫和低氣溫，工具和設備的結冰， 浮冰或者堅硬冰原，這些不僅僅在很大程度上妨礙了救援操作的進行，還使得它們完全無 法使用(在某一段時期內)。使用救生鍾和獨立救援裝置進行救援操作的一個顯著缺點是 準備性措施和複雜的主操作需要一個很長的時間周期。使用救生鍾要求在沉沒的潛艇上方 的運載船隻的精確定位。這種具有精確性要求的操作在巨浪^級或更高)的環境下是不 可能實施的。獨立救援裝置的救援能力在很大程度上受它自身低動力能源和低推進動力的 限制。在很多情況下，這些方面甚至可能會妨礙它對接到緊急狀態下的潛艇的艙口圍欄甲 板，因為獨立救援裝置與緊急狀態的潛艇的相對運動，相對隨船攜帶的獨立救援裝置，其額 外搜索期間的操縱和在選擇一個對接到潛艇艙口蓋的艙口圍欄甲板上的位置期間的定位 可能會花費很多時間和需要更多能源。如果一艘緊急狀態下的潛艇傾斜超過45度，或者水 流速度超過25節，由於作業系統的動力不足以同時傾斜自己的船體和艙口圍欄甲板緊緊 地連接到一個要求的角度，並且抵禦水流的作用力，因此無論是救生鍾還是獨立救援裝置 都不能對接到緊急狀態的潛艇的艙口圍欄甲板上。由於眾多的技術限制(例如，在布置、重 量、重心方面)使得它們的艙室空間不足，因此無論是救生鍾還是獨立救援裝置都不能在 單次操作中將緊急狀態下的潛艇的全體船員救出。結果，無論是救生鍾還是獨立救援裝置都不能可操作性地開始救援操作或者創造 一個持續的救援過程，也不能確保能夠在單獨一次連接到沉沒的潛艇時將全部船員同時救
出ο
根據俄羅斯聯邦專利RU2274583C2中的現有技術，同樣教導了「位於海床上的潛 艇的全體船員的救援方法」。該方法包括一個接近緊急狀態的潛艇的救援潛艇站，一個安裝 在營救潛艇的艙口圍欄甲板和處於緊急狀態下的潛艇的艙口圍欄甲板之間的一個柔性管 道，該柔性管道使用操縱器進行安裝，並且所述的管道用來將緊急狀態下的潛艇上的全體 船員轉送到救援潛艇上。該方法是基於這樣一種構想能夠解決連續地執行救援操作並且將全體船員從緊 急狀態下的潛艇轉移到救援潛艇上這一技術問題。然而，該構思提出的具體結構存在很多 缺點，從而不但在執行救援操作方面，而且在性能、具體的水下操作設備的特點方面，都阻 止其被認為是有效的。例如，使救援潛艇接近靠在海床上處於緊急狀態的潛艇至一個要求 的最小距離(由圖1進行判斷，該距離為2m-5m)，這一必要條件實際上無法滿足。戰鬥潛艇 以低速在水中的運行時，並沒有這種接近的機動性的必要，因此，不能用來做救援潛艇。如 果給潛艇額外地裝備機動推進系統，並因此解決了自身接近緊急狀態的潛艇的問題，然而 如此接近將會出現以下安全問題由於潛艇在水中執行接近操作時，由於艇體處在失重狀 態下，常常會遭到各種因素的幹擾(水流作用力、自身的慣性力、機動推進裝置的作用力、 重力和浮力的不平衡力)，可能不處於精確的平衡狀態，並且它的橫向、縱向以及垂向的慣 性振蕩會威脅到處於緊急狀態下的潛艇，且上述情況可能無法排除，將會導致危險的破壞。 在水下完全無法看到的環境下，接近緊急狀態的潛艇將會使情況進一步惡化，並且當視頻 系統的燈光能夠看到它的時候(在距離an至IOm的範圍內，根據水的清澈程度)，救援潛艇 的機動推進系統可能會擾動水底的泥漿，從而使能見度為零，並使得接近操作要麼花費更 多的時間，要麼以緊急狀態的潛艇沉沒告終。所述方法的一個顯著缺點是通過說明書的圖3所示的機械手來安裝管道。為了防 止管道沉沒，當它的重量為50t左右且其要求的最小長度是60m時，需要一個大約具有50m3 排水體積的浮體。如果製造這樣的浮體，其重量大約要100t，該重量不是管子自身的重量 (為了在水中不沉沒)，就是機械手的重量(為了阻止管道沉沒)。結果，管道和機械手的總 重量將達到200t，並且使用潛艇救援裝置的實踐顯示，該系統不僅會變得難以操作，而且難 以運輸和投入使用，它將無法縮短準備操作，也無法確保救援操作的效率。由於玻璃纖維塑料殼體在外部壓力下沒有足夠的強度和穩定性(因為曾嘗試在 火箭和潛艇的建造中使用它們而沒有成功)，該管道結構可能不具備要求的工作容量。由於 需提供必要的強度使得管道變得過硬，因此柔性嵌入物長度太短，就可能無法確保管道的 彎曲。如果增加柔性嵌入物的長度，它們可以確保管道的彎曲，但在這樣的情況下，它們將 會為了確保彈性而被外部壓力壓扁，因此失去自身的形狀。使用救生鍾、獨立救援裝置以及根據專利號為RU2274583C2的俄羅斯聯邦專利 「位於海床上的潛艇的全體船員的救援方法」的救援操作的一個顯著的缺點是長時間的準 備措施和複雜的主要操作。由於救援操作期間的主要評估標準是船員在緊急狀態下的潛艇 的艙室裡允許逗留的時間(例如，根據艙室裡空氣壓力增加的情況，艙室中的水的進入率 和水平面高度，氣體環境的不利改變，輻射情況的改變)，因此為了成功地營救緊急狀態下 的潛艇的船員，救援船隻應當在儘可能最短的時間內趕到突發事件區域，並立即開始救援 操作並使用最少的時間來完成它。在已知的沉沒潛艇的船員救援系統中，最接近所述發明 的現有技術是包括了救生鍾和運載該救生鐘的船隻(參見K0ZYUK0V，L.V. 「用於海軍救援船隻的設計和發展」，sudostroyenie (造船)，1997年第5期)。

發明內容
本發明的目的是確保營救處於沉沒的潛艇中的船員的操作的可操作性、效率和可靠性。所述目的是通過已知的救援系統實現的，其包括運載船隻、具有艙口圍欄甲板的 救生鍾、升降設備，此外還包括具有縱向移動能力的柔性傳送管道，該柔性管道一端連接救 生鍾，另一自由端連接到運載船隻的船體上，所述的柔性傳送管道的自由端配置有艙口圍 欄甲板和艙口蓋，並且在運載船隻船體的首部和尾部配置了與匹配的帶有艙口蓋的艙口圍 欄甲板。進一步的，柔性傳送管道製成通過法蘭相互連接的金屬殼體，金屬殼體相互之間 具有很大程度的自由度，並且在殼體法蘭之間設置了由彈性材料製成的波紋環形式的柔性 元件。進一步的，具有液壓缸的抓取裝置被設置在所述鐘上，其中掛鈎被安裝到所述液 壓缸的可往復運動的活塞杆上。進一步的，所述鐘的艙口圍欄甲板可以縱向移動地設置在所述鐘上，並且可以通 過連接在艙口圍欄甲板與鐘的殼體上的液壓缸來改變其縱向軸線相對於所述鐘的軸線的 傾斜角度。進一步的，為了增加柔性傳送管道的操縱效率，在柔性傳送管道的殼體之間設置 液壓缸。進一步的，運輸機設置在柔性傳送管道中，該運輸機包括由絞車滾筒驅動的纜繩 以及連接到纜繩的小車。該傳送管道是為如下目的設置的-在數量和所要求的動力方面都不受限制地不間斷地將所有能源提供給臨近的沉 沒潛艇艇體的救援操作所在地，它能使得救援操縱持續進行，且需要最少的持續時間；-立刻傳送工具、一次性材料或者任何部件(排除阻塞物或障礙物所必須的切割、 焊接或鑽孔工具)，它能夠給救援操作創造好的技術支持，並且維持連續的技術可行性；-創造了在船員數量和要求時間等方面不受任何限制而將處於緊急狀態下的潛艇 船員轉移到救援船隻上的可能性；-可以為從相鄰的處於緊急狀態下的潛艇的艙室中轉移人員創造環境，該環境與 傳送管道連接到其上的該艙室的中的環境不同，由於可以創造與救生鐘的任意其他艙室和 管道中相同的環境，並由於可以傳遞任何工具到緊急狀態所在地，因而可以執行任何救援 操作；-由於可以在傳送管道中給潛水員創造與他們工作的地方相同的環境，並使他們 可以在一個恆定的壓力下進入減壓艙，由此排除了必須提升到具有很大壓力差異的表面所 導致的潛水病，從而為潛水員確保了更好的工作環境。通過乾燥和恆定的傳送管道將救生鍾連接到救援船隻排除了一系列輔助和重複 操作(例如將救生鍾從緊急救援狀態潛艇的艙口圍欄甲板拆卸下來，將帶著一部分船員 的救生鍾提升到運載船隻上，並接著將救生鍾降至緊急狀態的潛艇處，然後接著接近該艙口圍欄甲板並且與該艙口圍欄甲板對接，重複地打開和關上艙口蓋)。要求保護的救援系統能使從緊急狀態潛艇的艙室鍾轉移人員的過程是可操作的、 連續的、可靠的和高效的，由於全體船員直接到達其艙室體積比救生鍾或獨立救援設備的 艙室大的救援潛艇中，從而允許在單一一次連接中轉移全體船員。要求保護的救援系統的布置通過附圖進行說明。


圖1是救援系統的示意圖；圖2示出了圖1的部件I-將人從救援船隻堅固船體的尾部轉移到柔性傳送管道 的結構設計；圖3示出了圖1的部件II-在該傳送管道處於工作位置時(當該管道降低到處於 緊急狀態的潛艇時)，將人從柔性傳送管道轉移到救援船隻堅固船體的首部的結構設計；圖4示出了救生鍾和傳送管道設計的示意圖；圖5和圖6示出了處於操作模式的潛艇救援系統的示意圖。
具體實施例方式如圖1所示的潛艇救援系統包括運載船隻(如潛艇)1、救生鍾(以下稱為「所述 鍾」)2以及傳送管道3。所述鍾2安裝到傳送管道3的一端，該傳送管道設置在潛艇1的堅 固船體4上，通過驅動裝置(沒有示出)使其能夠在縱向上移動。為了實現給人們從堅固 船體4接近到傳送管道3以例如做準備工作，艙口圍欄甲板5和艙口蓋6設置在傳送管道 3的另一自由端，並且匹配的艙口圍欄甲板7、艙口蓋8和支架門9設置在堅固船體的尾部。 為了提供傳送管道3和堅固船體4之間的連接，當前者被移動到工作位置(例如被降低到 處於緊急狀態的潛艇)時，匹配的艙口圍欄甲板10、艙口蓋11和支架門12採用類似於船體 尾部的形式設置到堅固船體的船首(參見附圖3)。艙口圍欄甲板被布置在所述鍾2的下部位置(參見附圖4)，可以沿所述鍾2的軸 線移動並且可以改變其軸線相對所述鍾軸線的角度。所述鍾2的艙口圍欄甲板13被以可 靠且可控制的方式壓入緊急狀態下的潛艇15的艙口圍欄甲板中，液壓缸16沿所述鐘的周 邊設置。為了加快所述鍾2對接到緊急狀態的潛艇15的艙口圍欄甲板14的進程，液壓缸 17沿所述鐘的外圍設置，掛鈎18與所述液壓缸17的活塞杆連接。柔性傳送管道3由若干個不同直徑的環形殼體19組成，它們各自通過法蘭20相 互連接，為了使管道3具有柔性，各環形殼體相互之間具有大的間隔。為了確保殼體19之 間的法蘭連接的氣密性和保持傳送管道的柔性，設置了由彈性材料構成的波紋環21。為了方便人們沿著柔性傳送管道3移動，設置了運輸機，該運輸機可根據任何已 知的和可行的結構來考慮，其包含由絞盤滾輪23驅動的纜繩22以及連接到纜繩22上的小 車對。該艙口圍欄甲板14與緊急狀態的潛艇15的艙口蓋25相連通。為了控制傳送管道 3的柔性，液壓缸沈被設置在上述一些殼體之間。該系統工作方式如下(參見圖5)救援潛艇1接近緊急狀態的潛艇15後，釋放傳 送管道3並將其引導至艙口圍欄甲板14的區域。處在傳送管道內的營救隊通過安裝在所 述鐘上的機動推進裝置(未在圖中示出)將所述鍾2引導到緊急狀態的潛艇15的艙口圍欄甲板14上，當掛鈎18伸展開之後(參見圖4)，利用掛鈎18使所述鍾與艙口圍欄甲板14 上的法蘭接合。所述鍾2的艙口圍欄甲板13被帶到處於緊急狀態的潛艇的艙口圍欄甲板 14，並在液壓缸16的作用下緊緊地壓入其中。所述鍾2的艙口圍欄甲板13與緊急狀態的 潛艇15的艙口圍欄甲板14連接後形成的密閉空間中的水被抽乾，處於緊急狀態的潛艇15 的艙口蓋25便可在幹的空間和正常大氣壓力的環境下接近以便進行工作。從緊急狀態的潛艇的艙室中轉移船員的方法要根據艙室中的主要環境進行選擇。 如果艙室被密封，且艙室中具有類似於傳輸管道中氣壓的正常壓力，立即打開處於緊急狀 態的潛艇的艙口蓋，船員從艙室中進入所述鍾並通過傳送管道進入運載船隻。如果艙室中 的環境更嚴峻，那麼在所述鍾和所述傳送管道中創建類似的環境，艙室中的船員被轉移到 與艙室的相同環境中，之後，如果必要，轉移到營救船隻的減壓腔中。運載船隻設置有乾燥和持續柔性的傳送管道，該管道被布置成可沿運載船隻體移 動，同時被緊密地安裝到船體上並且連接到救生鐘上，從而能夠從處於緊急狀態的潛艇的 艙室中連續地轉移船員，使得時間縮減到最小或者任何所需的範圍內，並且在單一一次連 接中轉移所有的船員。
權利要求
1.一種潛艇救援系統，包括運載船隻(1)、具有艙口圍欄甲板(13)的救生鍾(2)以及 升降裝置，其特徵在於柔性傳送管道C3)可沿縱向移動地設置在運載船隻(1)上，所述柔 性傳送管道的一端連接到所述救生鍾( 上，另一個自由端安裝到運載船隻(1)的堅固船 體⑷上，所述柔性傳送管道(3)的自由端設置有艙口圍欄甲板(5)和艙口蓋(6)，以及具 有艙口蓋(8，11)的匹配艙口圍欄甲板(7，10)設置在所述運載船隻(1)的船體的首部和尾 部上。
2.根據權利要求1所述的潛艇救援系統，其特徵在於所述柔性傳送管道(3)以通過 法蘭00)相互連接的金屬殼體(19)的形式製成，金屬殼體(19)相互之間具有很大程度的 自由度，並且在所述殼體(19)的法蘭00)之間設置有由彈性材料製成的波紋環形式 的柔性元件。
3.根據權利要求1所述的潛艇救援系統，其特徵在於具有液壓缸(17)的抓取裝置被 設置在所述鍾( 上，其中，掛鈎(18)被安裝到所述液壓缸(17)的可往復運動的活塞杆 上。
4.根據權利要求1所述的潛艇救援系統，其特徵在於所述鍾O)的艙口圍欄甲板 (13)設置在所述鍾(2)上，並且能夠縱向移動以及通過連接到艙口圍欄甲板(13)與鍾⑵ 的殼體上的液壓缸(16)來改變其縱向軸線相對於所述鍾O)的軸線的傾斜角度。
5.根據權利要求1所述的潛艇救援系統，其特徵在於為了提高操作所述柔性傳送管 道(3)的效率，在所述柔性傳送管道(3)的殼體(19)之間設置液壓缸06)。
6.根據權利要求5所述的潛艇救援系統，其特徵在於運輸機設置在所述柔性傳送管 道⑶中，所述運輸機包括由絞車滾筒03)驅動的纜繩02)以及安裝到纜繩02)的小車 04)。
全文摘要
本發明涉及一種在內陸水域盆地、大洋偏遠水域以及北冰洋惡劣水文氣象環境下回收沉沒的潛艇的全體船員、並能夠執行水下操作以及潛水作業的技術。該救援系統包括運載船隻(1)、具有艙口圍欄甲板(13)的救生鍾(2)以及升降設備，在該運載船隻(1)上還設置了安裝在船體上、可縱向移動的柔性傳送管道(3)，該管道的一端與救生鍾(2)相連，另一個自由端連接在運載船隻(1)的船體上。進一步的，艙口圍欄甲板(5)和艙口蓋(6)設置在柔性傳送管道的所述自由端上，相配合的帶有艙口蓋(8，11)的艙口圍欄欄甲板(7，10)設置在運載船隻(1)的船頭和船尾。
文檔編號B63G8/40GK102083685SQ200880128599
公開日2011年6月1日 申請日期2008年4月11日 優先權日2008年4月11日
發明者F·F·庫爾金 申請人:聯邦國有制企業「俄聯邦司法部下署聯邦軍事、專用或雙重智慧財產權保護局」, 聯邦國有制企業「聖彼得堡Malakhit機械製造海事局」