Секция корпуса подводного аппарата
Владельцы патента RU 2651941:
федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Санкт-Петербургский государственный морской технический университет" (СПбГМТУ) (RU)
Изобретение относится к области судостроения, а именно к конструкциям корпусов подводных аппаратов. Предложена секция корпуса подводного аппарата, содержащая наружный корпус и внутренний корпус. Наружный корпус выполнен в виде цилиндрической оболочки из эластичного материала, которая закреплена торцами на поперечных переборках и опирается на конструктивный набор. Внутренний корпус выполнен в виде горизонтально ориентированной цилиндрической поверхности, закрепленной торцами на поперечных переборках. При этом наружный корпус выполнен в виде по меньшей мере шести закрепленных на конструктивном наборе пластин двояковогнутой внутрь корпуса подводного аппарата формы, а наружный корпус и конструктивный набор закреплены на поперечных переборках с условием обеспечения в погруженном состоянии зазора с внутренним корпусом по всей длине последнего. Достигается повышение устойчивости секции корпуса подводного аппарата к воздействию внешнего гидростатического давления при сохранении прочностных характеристик и уменьшении массы. 3 з.п. ф-лы, 3 ил.
Изобретение относится к области судостроения, а именно, к конструкциям корпусов подводных аппаратов.
Из уровня техники известна подводная лодка (изобретение по патенту № RU 2081022, опубл. 10.06.1997), содержащая легкий корпус в форме эллипсоида и прочный корпус, образованный Ф-образной продольной переборкой и бортовыми полуобечайками, образованными листами обшивки двоякой кривизны с вогнутостью вовнутрь, закрепленными на опорных полках продольной переборки и соединенными между собой по торцам с образованием шпангоутов, общих для прочного и легкого корпусов. Недостатком данного технического решения является выполнение прочного корпуса в виде массивной продольной переборки, что увеличивает массу судна и осложняет применение конструкции для малых подводных аппаратов из-за уменьшения полезного объема.
Наиболее близким к предлагаемому техническому решению является корпус подводного аппарата (изобретение по патенту № RU 2535764, опубл. 21.12.2014), содержащий металлический каркас решетчатой структуры и охватывающую его эластичную оболочку, выполненную из водонепроницаемого материала, между которыми установлена промежуточная оболочка, выполненная из ткани на основе высокопрочных арамидных волокон. В таком конструктивном решении под действием внешнего гидростатического давления корпус работает на сжатие и в продольном, и в поперечном направлениях, что требует для обеспечения достаточной прочности корпуса значительной массы элементов прочного корпуса.
Техническим результатом предлагаемого изобретения является повышение устойчивости корпуса подводного аппарата к воздействию внешнего гидростатического давления при сохранении прочностных характеристик и уменьшении массы.
Технический результат достигается в предлагаемом изобретении за счет разделения напряженных состояний между наружным корпусом, который испытывает деформацию растяжения, и внутренним корпусом, который испытывает деформацию продольного сжатия.
Указанный технический результат достигается тем, что секция корпуса подводного аппарата содержит наружный корпус и внутренний корпус. Наружный корпус выполнен в виде цилиндрической оболочки из эластичного материала, которая закреплена своими торцами на поперечных переборках и опирается на конструктивный набор. Внутренний корпус выполнен в виде горизонтально ориентированной цилиндрической поверхности, закрепленной своими торцами на поперечных переборках. При этом наружный корпус выполнен в виде по меньшей мере шести закрепленных на конструктивном наборе пластин двояковогнутой внутрь корпуса подводного аппарата формы, а наружный корпус и конструктивный набор закреплены на поперечных переборках с условием обеспечения в погруженном состоянии зазора с внутренним корпусом по всей длине последнего. Внешний корпус выполнен из поликомпозитного материала. Конструктивный набор выполнен в виде закрепленных на поперечных переборках своими торцами продольных балок, к которым может быть прикреплен один или несколько кольцевых шпангоутов.
Сущность предлагаемого изобретения поясняется чертежами. На Фиг. 1 представлен вид с боку на секцию корпуса подводного аппарата, на Фиг. 2, 3 представлены сечения А-А и Б-Б секции корпуса подводного аппарата.
Возможная реализация секции подводного аппарата содержит внутренний корпус 1 и наружный корпус 2, которые закреплены своими торцами на поперечных переборках 3 с зазором 4 от внутреннего корпуса 1. Конструктивный набор корпуса выполнен в виде закрепленных на поперечных переборках 3 продольных балок 6, на которых установлены кольцевые шпангоуты 5. Наружный корпус 2 выполнен в виде закрепленных на продольных балках 6 и шпангоутах 5 пластин из поликомпозитного материала двояковогнутой внутрь корпуса формы. Для подводных аппаратов малых размеров возможна реализация корпуса, в которой конструктивный набор содержит только балки 6.
Устройство работает следующим образом. В процессе погружения подводного аппарата под воду его наружный корпус 2 и внутренний корпус 1 испытывают гидростатическую нагрузку. Взаимодействие с гидросредой передается через наружный корпус 2, который вследствие двояковогнутой формы пластин испытывает деформацию растяжения, на внутренний корпус 1, который вследствие наличия зазора 4 испытывает только деформацию продольного сжатия, передаваемого через поперечные переборки 3. Сжимающее усилие на корпус 2 воспринимается пластинами, выполненными из поликомпозитного материала, закрепленными на кольцевых шпангоутах 5 и продольных балках 6, воспринимающих от пластин нагрузку, обеспечивая таким образом работу наружного корпуса 2 на растяжение, обеспечивая при этом его прочностные характеристики.
1. Секция корпуса подводного аппарата, содержащая наружный корпус, выполненный в виде цилиндрической оболочки из эластичного материала, закрепленной своими торцами на поперечных переборках и опирающейся на конструктивный набор, отличающаяся тем, что на поперечных переборках своими торцами закреплен внутренний корпус, выполненный в виде горизонтально ориентированной цилиндрической поверхности, при этом наружный корпус выполнен в виде по меньшей мере шести закрепленных на конструктивном наборе пластин двояковогнутой внутрь корпуса подводного аппарата формы, а наружный корпус и конструктивный набор закреплены на поперечных переборках с условием обеспечения в погруженном состоянии зазора с внутренним корпусом по всей длине последнего.
2. Секция корпуса подводного аппарата по п. 1, отличающаяся тем, что внешний корпус выполнен из поликомпозитного материала.
3. Секция корпуса подводного аппарата по п. 1, отличающаяся тем, что конструктивный набор выполнен в виде закрепленных на поперечных переборках своими торцами продольных балок.
4. Секция корпуса подводного аппарата по п. 1, отличающаяся тем, что конструктивный набор выполнен в виде закрепленных на поперечных переборках своими торцами продольных балок, к которым прикреплен по меньшей мере один кольцевой шпангоут.
