Система коллективного спасения экипажа с пл-танкера в аварийном положении при значительных крене и дифференте

 

Изобретение относится к технике коллективного спасения экипажа с подводной лодки. Система содержит прочную всплывающую спасательную капсулу, размещенную в прочной шахте. Верхняя часть капсулы является крышкой прочной шахты, а ее нижняя часть имеет закрытые обтекателем стопор крепления капсулы с прочной шахтой, движители реактивного действия для принудительного выброса капсулы из прочной шахты, привод сброса стопора и приводы движителей изнутри шахты. В оконечностях капсулы расположены уравнительные прочные цистерны, оборудованные устройствами их заполнения и осушения и приводом изнутри капсулы с возможностью обеспечения нулевой и положительной плавучести капсулы соответственно при выходе из шахты и всплытии. Капсула, где размещается спасаемый экипаж, выходит из шахты аналогично ракете и торпеде. Предложенная система характеризуется расширенными функциональными возможностями, а именно обеспечивает спасение экипажа подводной лодки при значительном крене и дифференте ее корпуса. Кроме того, она может использоваться в качестве транспортного подводного лифта. 5 з.п.ф-лы, 2 ил.

Изобретение относится к технике коллективного спасения экипажа с подводной лодки (ПЛ)-танкера, находящейся в аварийном положении со значительным креном и дифферентом.

Изобретение может быть использовано на ПЛ другого назначения, а также в качестве транспортного подводного лифта для входа обслуживающего персонала в стационарную автономную подводную станцию и выхода из нее.

Существует ряд технических средств как индивидуального, так и коллективного спасения экипажа с терпящих бедствие ПЛ, в частности лежащих на грунте и находящихся под давлением толщи воды, которые могут быть применены для спасения экипажа ПЛ - танкера.

ПЛ-танкер в отличие от других ПЛ в балластных цистернах может перевозить топливо (1). При аварии доступ в прочный корпус ПЛ-танкера путем вырезки отверстий в бортовой обшивке исключен, т.к. это приведет к выбросу на поверхность моря топлива - экологической катастрофе. Отсюда вопрос коллективного спасения экипажа ПЛ-танкера, как и ПЛ другого назначения, является актуальным.

Известно, что при индивидуальном спасении член экипажа ПЛ, будучи, например, помещенным в торпедный аппарат (ТА) или шлюзовую камеру выходного люка отсека ПЛ, после заполнения ТА или отсека ПЛ водой при забортном давлении и последующего открытия передней крышки аппарата или выходного люка отсека, свободно всплывает на поверхность (2).

Недостатки способа - только поочередное спасение членов команды с глубин не более 60 -100 м и при медленном всплытии спасаемого из-за возможной травмы легкого, т. е. необходимости выпуска из ПЛ буйка с тросом, за который должен удерживаться всплываемый, и наличие гидрокостюма для защиты спасаемого от переохлаждения после всплытия и дыхательного аппарата к нему.

Имеющаяся на верхней части шлюзовой камеры выходного люка комингс-площадка позволяет при посадке на нее комингса люка спасательного колокола, опускаемого с поверхности воды на тросе вспомогательного судна, или комингса люка автономного самоходного подводного батискафа, обеспечить переход из ПЛ в колокол (батискаф) нескольких членов экипажа и спасти их с предельных для ПЛ глубин (2).

Однако известно, что при крене и дифференте корпуса ПЛ более 6 град технические средства спасения - колокол (батискаф), не могут обеспечить стыковку комингсов своих люков с комингс-площадкой выходного люка ПЛ и спасти экипаж (3).

Известно, что на ПЛ с сокращенной численностью экипажа применяют коллективное средство спасения с предельных глубин погружения ПЛ в виде специальных прочных контейнеров, размещенных вне прочного корпуса ПЛ. При аварии экипаж переходит в контейнер, который затем отделяется от корпуса ПЛ и всплывает на поверхность (2).

На больших ПЛ спасение экипажа предусматривают как коллективно с помощью контейнера, размещенного в центральной части ПЛ, так и индивидуально через шлюзовые камеры и ТА в носу и корме ПЛ (4).

Известен один из таких спасательных прочных контейнеров, размещаемый вне прочного корпуса ПЛ - первая спасательная всплывающая камера (СВК) ПЛ (5).

СВК представляет собой сферический пустотелый контейнер с выходным люком сверху и входным нижнем люком, состыкованным соосно с выходным из прочного корпуса ПЛ люком. СВК крепится к прочному корпусу стопорами. Снаружи СВК несет на себе часть элементов ограждения рубки ПЛ, сходящихся книзу в виде конуса и отсоединенных от остальной части ограждения рубки.

При аварии ПЛ экипаж через люк прочного корпуса ПЛ переходит в СВК через ее нижний люк, после закрытия которого, отдачи стопоров и механических толкателей, СВК должна свободно всплыть на поверхность.

Основные недостатки СВК: - свободное всплытие СВК обеспечивается только за счет ее запаса плавучести. Неся на себе элементы ограждения рубки, что приводит к увеличению ее веса СВК, при загрузке в нее членов команды более предусмотренного количества, что может иметь место на больших ПЛ, СВК может не всплыть, как не обеспеченная запасом плавучести; - наличие снаружи СВК элементов ограждения рубки даже конусного образования при значительных кренах и дифферентах аварийной ПЛ, снижает вероятность свободного всплытия СВК из-за возможности контакта элементов ограждения СВК с прочим ограждением рубки ПЛ. При подводных взрывах глубинных бомб (мин) или столкновения с другим объектом, конструкции ограждения рубки могут получить деформации, что вызовет возможность их контакта с элементами ограждения на СВК и исключит вообще возможность всплытия СВК; - стопора и толкатели подвержены постоянному воздействию морской воды, что приводит к усиленной их коррозии. Из-за сложности восстановления узлов стыковки проверка их работоспособности, как и проверка возможности всплытия СВК, проводится с момента постройки ПЛ до момента аварии практически разово и, как правило, в эксплуатационном состоянии ПЛ без создания ситуации аварийного крена или дифферента, что снижает обеспечение надежности всплытия СВК при аварии ПЛ.

Известно также, что на ПЛ устанавливаются вертикальные, наклонные и горизонтальные прочные контейнеры - шахты, для размещения ракетного и торпедного оружия с отработанным способом выхода оружия из шахт. Перед запуском, например, ракеты из такой шахты давление во внутреннем пространстве между ракетой и шахтой выравнивается с забортным давлением воды, открывается крышка шахты, ракета выталкивается из шахты сжатым воздухом и выходит на поверхность (2).

Упомянутые - спасательная всплывающая камера ПЛ и система размещения ракет и торпед в шахтах ПЛ и выхода из них приняты в качестве прототипа.

Задачей изобретения является создание системы коллективного спасения экипажа с аварийной ПЛ-танкера, свободной от перечисленных выше недостатков (6).

Поставленная задача решается тем, что систему коллективного спасения, содержащую всплывающую спасательную камеру для размещения экипажа устройство стыковки камеры с прочным корпусом ПЛ, устройства входа экипажа в камеру и выхода из нее, а также систему всплытия выполняют следующим образом: - всплывающую спасательную камеру выполняют в виде герметичной прочной автономной капсулы, размещенной в прочной шахте, аналогичной ракетной шахте ПЛ. Саму шахту размещают и прочном корпусе ПЛ или вне его; - верхнюю часть капсулы выполняют конструктивно в виде герметичной крышки прочной шахты, в которой капсула размещена, с крепежными рымами на крышке, а нижнюю часть капсулы снабжают стопором крепления капсулы с прочной шахты по-походному и приводом сброса стопора изнутри шахты, закрытых обтекателем; - капсулу снабжают выходным люком сверху и входным нижним люком, состыкованным соосно через кремальерный затвор с выходным люком в нижней части прочной шахты, переходящим в выходной люк и шлюзовую камеру отсека ПЛ.

Наличие шлюзовой камеры при этом позволяет по необходимости после всплытия камеры осуществить индивидуальное спасение оставшихся членов экипажа; - капсулу снабжают клапаном с трубой, обеспечивающим заполнение воздушного пространства между капсулой прочной шахты водой забортного давления, приводимом в действие изнутри капсулы; - в оконечностях конструкции капсулы располагают уравнительные прочные цистерны с устройством их заполнения и осушения от баллонов сжатого воздуха и приводом изнутри капсулы, обеспечивающее создание после посадки команды нулевой плавучести капсулы при выходе ее их прочной шахты, а затем при всплытии положительной плавучести, что повышает надежность всплытия капсулы; - капсулу снабжают движителями, например реактивного действия с приводом запуска изнутри капсулы и дублируемой системой сжатого воздуха также с приводом изнутри капсулы, обеспечивающими принудительный выброс капсулы из прочной шахты;
- капсулу снабжают устройством "черный ящик" для записи информации о работе ПЛ до аварии, радиосистемой, обеспечивающей обнаружение капсулы на поверхности воды после ее всплытия, устройством декомпресии и запасами жизнеобеспечения экипажа до подхода спасательных судов;
- комингс-площадку прочной шахты конструктивно выполняют с учетом возможности пристыковки к ней, после всплытия капсулы, комингса спасательного колокола (батискафа) или переходного устройства к ним;
- капсулу снабжают лебедкой возврата с тросом, конец которого закрепляют с прочной шахтой и приводом сброса лебедки изнутри капсулы. Придача капсуле нулевой плавучести по заполнению уравнительных цистерн и выбирание лебедкой возврата троса обеспечивает возвращение капсулы в прочную цистерну, т.е. создает возможность использования капсулы в качестве подводного транспортного лифта.

На фиг. 1 приведена предложенная система коллективного спасения экипажа, размещенная в прочном корпусе ПЛ;
1 - прочный корпус ПЛ; 1а - надстройка прочного корпуса;
2 - капсула системы; 2а - герметичная крышка прочной шахты - верхняя часть капсулы; 2б - крепежные рымы; 2в - обтекатель; 2г, 2ж - прочные уравнительные цистерны; 2д, 2е - ярусы размещения экипажа: 2з - входной люк капсулы; 2и - выходной люк капсулы; 2к - кремальерный затвор; 2л - клапан с трубой заполнения воздушного пространства между капсулой и прочной шахтой водой забортного давления;
3 - прочная шахта системы; 3а - комингс-площадка прочной шахты; 3б - люк прочной шахты - выходной люк отсека ПЛ: 3в - шлюзовая камера: 3г - направляющие капсулы;
4 - стопор крепления капсулы с прочной шахтой; 5 - устройство заполнения и осушения уравнительных цистерн; 6 - движители реактивного действия; 7 - баллоны системы сжатого воздуха; 8 - "черный ящик"; 9 - радиосистема; 10 - устройство декомпресии; 11 - запасы жизнеобеспечения; 12 - лебедка возврата; 12а - трос лебедки возврата.

На фиг. 1а приведены существующие типовые схемы размещения шахт оружия на ПЛ и варианты размещения предлагаемой системы спасения на ПЛ.

13 - прочный корпус ПЛ; 14 - прочные шахты ракетного оружия (РО) в прочном корпусе ПЛ; 14а - прочные шахты торпедного оружия (ТО) в прочном корпусе ПЛ; 14б-прочные шахты крылатых ракет (КР) вне прочного корпуса ПЛ; 15 - прочная шахта системы в прочном корпусе ПЛ; 15а - прочная шахта системы вне прочного корпуса ПЛ.

На фиг. 1б приведена схема типовых положений шахты системы при эксплуатации и аварии ПЛ.

I - I - положение шахты системы при эксплуатации ПЛ (аналог размещения РО);
II - II - положение шахты системы аварийной ПЛ при крене и дифференте до 45 град (аналог размещения КР);
III - III - положение шахты системы аварийной ПЛ при крене и дифференте до 90 град (аналог размещения ТО).

Предлагаемую систему коллективного спасения для повышения ее надежности к моменту аварии ПЛ предусматривается осматривать и обслуживать в процессе эксплуатации ПЛ.

Предпоходный осмотр и обслуживание
Перед выходом ПЛ в поход производят предпоходный осмотр и обслуживание системы коллективного спасения:
- проверяют герметичность прилегания крышки прочной шахты (2а) капсулы к комингс-площадке (3а) прочной шахты внутренним давлением воздуха. Капсула при этом удерживается в шахте усилием стопора (4), кремальерной затвор (2к) смежных люков капсулы и прочного корпуса ПЛ закрыт;
- с помощью подъемного крана берегового или судна обеспечения, используя крепежные рымы (2б), капсулу (2) извлекают из прочной шахты (3) и производят наружный осмотр ее состояния, люков, стопора и прочих устройств и оборудования;
- далее краном опускают капсулу (2) в воду и проверяют ее плавучесть, заполнение и осушение уравнительных цистерн и работоспособность прочего оборудования и устройств капсулы;
- затем краном возвращают капсулу (2) в прочную шахту (3) и закрепляют по-штатному. Вторично проверяют герметичность прилегания крышки (2а) капсулы к комингс-площадке (3а) прочной шахты.

A. Система коллективного спасения работает следующим образом
1. ПЛ на грунте в положении I - I фиг. 1б. В отсеке ПЛ давление атмосферное.

Экипаж по команде, через люки выходной (3б) шлюзовой камеры (3в) в отсеке ПЛ и входной в капсулу люк (2з), размещают в капсуле (2) по ярусам (2д, 2е). Закрывают выходной (3б) и входной (2з) люки. С помощью клапана (2л) заполняют пространство между капсулой и прочной шахтой, выравнивают давление в нем с забортным. Отдают из капсулы кремальерный затвор (2к), стопор крепления (4), при необходимости сбрасывают лебедку возврата (12). За счет незаполненных дифферентных цистерн капсула, имея повышенную плавучесть, свободно всплывает на поверхность воды. (Движители (6) или сжатый воздух (7) для выброса капсулы из прочной шахты используют только при необходимости). Срабатывает радиосистема (9) и после прибытия судна обеспечения экипаж переходит на ее борт. Капсулу (2) судовым краном поднимают с воды на борт судна.

2. ПЛ на грунте в положении II - II или III - III фиг. 1б. В отсеках ПЛ давление атмосферное.

Тоже, что A.1., но после выравнивания давления в пространстве между капсулой и прочной шахтой с забортным давлением, с помощью уравнительных цистерн (2г, 2ж) придают капсуле нулевую плавучесть. Включением движителей (6) или резервной системы сжатого воздуха (7) производят выброс капсулы (2) из прочной шахты (3). Затем продувают уравнительные цистерны. Далее тоже, что и А1.

3. ПЛ на грунте в положении I - I (II - II, III - III), фиг. 1б. Давление в отсеке ПЛ выше атмосферного.

Дистанционно из отсека ПЛ с помощью системы сжатого воздуха (7) выравнивают давление воздуха в капсуле (2) с давлением воздуха в отсеке ПЛ. Далее по п.А.1. (А.2.), но после всплытия капсулы, и срабатывания радиосистемы (9) экипаж покидает капсулу только после декомпрессии с помощью устройства (10).

Б. Использование капсулы в качестве подводного транспортного лифта (фиг. 2.).

ПЛ на грунте в положении I - I (II - II, III - III). В отсеке ПЛ давление атмосферное или выше.

Перед всплытием капсулы (2) лебедку возврата (12) не сбрасывают. После всплытия капсулы и выхода из нее экипажа так (16а) судового крана (16) судна обеспечения (17) закрепляют за крепежные рымы (2б) крышки капсулы. Капсулу (2) и оборудование ее проверяют на соответствие техническим требованиям эксплуатации. При необходимости восстанавливают работоспособность движителей (6) и закачивают воздух в баллоны (7). После посадки в капсулу аварийной команды закрывают выходной люк (2и) капсулы. С помощью уравнительных цистерн (2г, 2ж) придают капсуле нулевую плавучесть и путем выбора троса (12а) лебедкой возврата (12), при одновременном стравливании троса (16б) судового крана осуществляют погружение капсулы (2) до входа ее в прочную шахту (3) ПЛ. После стыковки комингсов люка (2з) капсулы и люка (3б) прочной шахты, срабатывания стопора (4) и закрытия кремальерного затвора (2к), открывают крышки люков капсулы и шахты и проникают в отсек ПЛ.

В. Дополнительное использование спасательного колокола (батискафа). ПЛ на грунте в положении I - I, фиг. 1б. Капсула (2) всплыла. В отсеке ПЛ давление атмосферное или выше
На комингс люка колокола (батискафа) перед погружением его устанавливают переходное устройство, обеспечивающее прилегание комингса люка колокола к комингс - площадке (3а) прочной шахты. Далее выполняются штатные работы по погружению колокола (батискафа) и стыковке с ПЛ и спасению оставшихся членов экипажа или осмотра отсеков ПЛ.

Г. Индивидуальное спасение. ПЛ на грунте в положении I - I, II - II, III - III. Капсула всплыла. В отсеке ПЛ давление атмосферное или выше.

Оставшиеся в отсеке ПЛ члены экипажа в гидрокостюме с дыхательным аппаратом поочередно через шлюзовую камеру (3в) и люк (3б) прочной шахты по штатному покидают, путем свободного всплытия ПЛ.

ЛИТЕРАТУРА
1. И. А. Быховский. Атомные подводные лодки. Судпромгиз, Л-д. 63, с. 181-225.

2. В. Н. Герасимов, В.Ф.Дробленков. Подводные лодки империалистических государств. Военное изд. МО СССР, М. 62, с.225-229; 88, 155-156.

3. Вторая международная конференция по судостроению ISC-98. Труды, том 2. ЦНИИ им. акад. А.Н.Крылова, СПб 98, с.3-5.

4. Н.Черкашин, С.Птичкин. Подводный крейсер терпит бедствие. Российская газета N 158 (2522) 15.08 2000, с. 1,7.

5. В. П. Кузин, В.И.Никольский. Военно-морской флот СССР 1945-1949. Историческое морское общество. СПб 96, c.78-80.

6. Межвузовская научно-теоретическая конференция. Сборник материалов конференции. Выпуск 2. Военно-морской инженерный институт. СПб 2000, с. 401,402 .

Формула изобретения

1. Система коллективного спасения экипажа с находящейся в аварийном состоянии подводной лодки, содержащая спасательную всплывающую камеру, выполненную в виде герметичной прочной автономной капсулы, снабженной системой запуска сжатым воздухом с приводом изнутри капсулы, отличающаяся тем, что упомянутая капсула размещена в прочной шахте, выполненной в прочном корпусе подводной лодки или вне его, при этом верхняя часть капсулы является крышкой прочной шахты, а ее нижняя часть имеет закрытые обтекателем стопор крепления капсулы с прочной шахтой, движители реактивного действия для принудительного выброса капсулы из прочной шахты, привод сброса стопора и приводы движителей изнутри капсулы, в оконечностях капсулы расположены уравнительные прочные цистерны, оборудованные устройствами их заполнения и осушения и приводом изнутри капсулы с возможностью обеспечения нулевой и положительной плавучести капсулы соответственно при выходе из шахты и всплытии.

2. Система спасения по п.1, отличающаяся тем, что капсула снабжена выходным люком сверху и входным нижним люком, состыкованным соосно через кремальерный затвор с выходным люком в нижней части прочной шахты, переходящим во входной люк отсека подводной лодки.

3. Система спасения по п.1 или 2, отличающаяся тем, что капсула снабжена трубой с клапаном, обеспечивающим заполнение воздушного пространства между капсулой и прочной шахтой водой забортного давления и приводимым в действие изнутри шахты.

4. Система по любому из пп.1-3, отличающаяся тем, что капсула снабжена устройством "черный ящик" для записи информации о работе подводной лодки до аварии, радиосистемой, обеспечивающей обнаружение капсулы на поверхности воды после ее всплытия, системой декомпрессии экипажа, находящегося в капсуле, и запасами его жизнеобеспечения до подхода спасательных судов.

5. Система по любому из пп.1-4, отличающаяся тем, что капсула снабжена лебедкой с тросом, конец которого прикреплен к прочной шахте, и приводом ее аварийного сброса изнутри капсулы, обеспечивающими возвращение капсулы в прочную цистерну при заполнении уравнительных цистерн с придачей капсуле нулевой плавучести и выбирании троса.

6. Система по любому из п.1-5, отличающаяся тем, что прочная шахта имеет комингс-площадку, выполненную с возможностью пристыковки к ней после всплытия капсулы комингса спасательного колокола или его переходного устройства.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2