Спускоподъёмное устройство безэкипажного катера для необитаемого подводного аппарата
Владельцы патента RU 2757036:
Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт проблем морских технологий Дальневосточного отделения Российской академии наук (ИПМТ ДВО РАН) (RU)
Изобретение относится к области водного транспорта и может быть использовано для спуска с борта безэкипажного катера и подъема на его борт необитаемых подводных аппаратов. Спускоподъёмное устройство безэкипажного катера для необитаемого подводного аппарата содержит установленную на палубе катера в его диаметральной плоскости лебедку с электроприводом, барабан которой снабжен кабель-тросом, подвижную платформу, подвижную каретку, шкив, установленный со стороны кормы на палубе катера в его диаметральной плоскости в непосредственной близости от барабана лебедки и шкивы для проводки кабель-троса. В кормовой части корпуса катера в его диаметральной плоскости перпендикулярно его продольной оси выполнена ниша, в которой на шарнире, установленном жестко на палубе катера перпендикулярно его диаметральной плоскости, размещена подвижная платформа с возможностью ее качания в диаметральной плоскости катера. На каждой продольной стенке ниши установлен фиксатор. На палубе катера в его диаметральной плоскости, между нишей и шкивом, установлен фиксатор для удержания положения подвижной платформы в горизонтальном положении на палубе. На подвижной платформе, с внешней ее стороны, на всю ее длину установлен ходовой винт с приводом от электродвигателя. Подвижная каретка размещена непосредственно на ходовом винте с возможностью поступательного перемещения по всей его длине. На подвижной каретке, соосно продольной оси катера, жестко установлен сменный ловитель необитаемого подводного аппарата, а на верхнем конце подвижной платформы, с внешней его стороны, установлен кронштейн с размещенными на нем двумя направляющими шкивами для проводки кабель-троса. Достигается расширение функциональных возможностей спускоподъемного устройства. 5 з.п. ф-лы, 4 ил.
Предлагаемое изобретение относится к области водного транспорта и может быть использовано для спуска с борта безэкипажного катера (БЭК) и подъема на его борт необитаемых подводных аппаратов (НПА) трех типов, а именно автономных, буксируемых и управляемых по кабелю.
Известно «Судовое спускоподъемное устройство для буксируемых подводных аппаратов» (патент РФ на полезную модель № 91968, МПК B63B 21/66, опубл. 10.03.2010, бюл. № 7). Известное судовое спускоподъемное устройство (СПУ) для буксируемых подводных аппаратов содержит ложемент, лебедку, тележку, установленную на горизонтальном подволоке с возможностью ее продольного перемещения и вывода за кормовой срез объекта-носителя, связанный с тележкой с возможностью его поворота в вертикальной плоскости ловитель, в котором проделаны сквозные отверстия для прохода кабель-буксира, направляющий и приемный ролики, жестко установленные на тележке без изменения их высоты относительно палубы объекта-носителя.
Известное спускоподъемное устройство обеспечивает захват и спуск буксируемого подводного аппарата в положении «с виса» (в воздухе), что уменьшает влияние качки объекта-носителя на волнении и наличия возмущенного потока воды, идущего из-под винтов.
Недостатком известного устройства является его большие массогабаритные характеристики, техническая сложность и отсутствие универсальности, т.е. данное СПУ может работать только с буксируемыми НПА.
Наиболее близким по технической сущности к заявляемому устройству является известное СПУ БЭК для буксируемого НПА, выбранное в качестве прототипа (INSPECTOR 125 / USV / UNMANNED SURFACE VEHICLE. https://www.ecagroup.com/en/solutions/unmanned-surface-vehicle-inspector-125 поясняющие рисунки: первый рисунок СПУ БЭК для буксируемого НПА в походном варианте, второй – СПУ БЭК при спуске буксируемого НПА в море).
Известный СПУ БЭК состоит из: неподвижной платформы, закрепленной на палубе, подвижной платформы, которая имеет возможность перемещаться вдоль неподвижной платформы, подвижной каретки с фиксатором продольного перемещения НПА, стопоров поперечного и вертикального перемещения буксируемого тела и лебедки с барабаном для кабель-троса и шкива, установленного со стороны кормы катера, в непосредственной близости от барабана лебедки.
В положении «по походному» буксируемый НПА зафиксирован СПУ в продольном направлении стопором, охватывающим его носовую часть, а поперечные и вертикальные перемещения исключаются за счет четырех механических стопоров, находящихся на платформе.
Для спуска НПА на воду подвижная платформа перемещается в корму и наклоняется к воде. Стопора поперечного и вертикального перемещения снимаются (занимают горизонтальное положение), а подвижная каретка перемещает НПА в воду. После этого снимается стопор продольного перемещения на подвижной каретке, и буксируемое тело полностью погружается в воду и благодаря своим крыльям заглубляется на заданную глубину, используясь по назначению.
Недостатком прототипа является то, что его СПУ не обладает принципом универсальности и предназначено только для операций с буксируемыми НПА. Этот недостаток ограничивает функциональные возможности СПУ БЭК и судна-носителя в целом и не позволяют ему работать дополнительно с управляемыми по кабелю и автономными НПА.
В основу предполагаемого изобретения поставлена задача, устранить указанный недостаток для расширение функциональных возможностей СПУ, что уже позволит судну-носителю, на котором размещено СПУ, работать с управляемыми по кабелю, буксируемыми и автономными НПА.
Поставленная задача решается тем, что в спускоподъёмном устройстве безэкипажного катера для необитаемого подводного аппарата, содержащее установленную на палубе катера в его диаметральной плоскости лебедку с электроприводом, барабан, которой снабжен кабель-тросом, подвижную платформу, подвижную каретку, шкив, установленный со стороны кормы на палубе катера в его диаметральной плоскости в непосредственной близости от барабана лебедки и шкивы для проводки кабель-троса, в кормовой части корпуса катера в его диаметральной плоскости перпендикулярно его продольной оси выполнена ниша, в которой на шарнире, установленном жестко на палубе катера перпендикулярно его диаметральной плоскости, размещена подвижная платформа с возможностью ее качания в диаметральной плоскости катера, верхней частью до касания палубы катера, а ее нижней частью до наклонного фиксированного положения (рабочего) в нише так, чтобы ее оконечность располагалась ниже ватерлинии катера за его кормовым срезом, причем на каждой продольной стенке ниши установлен фиксатор для удержания подвижной платформы в таком наклонном положении, на палубе катера в его диаметральной плоскости, между нишей и шкивом, установлен фиксатор для удержания положения качающейся платформы в горизонтальном (походном) положении на палубе, на подвижной платформе, с внешней ее стороны, на всю ее длину установлен ходовой винт с приводом от электродвигателя, который установлен на верхнем торце подвижной платформы, а подвижная каретка размещена непосредственно на ходовом винте с возможностью поступательного перемещения по всей его длине, при этом на подвижной каретке, соосно продольной оси катера жестко установлен сменный ловитель необитаемого подводного аппарата, на верхнем конце подвижной платформы, с внешней его стороны, установлен кронштейн с размещенными на нем двумя направляющими шкивами для проводки кабель-троса.
Поставленная задача достигается также тем, что в спускоподъемном устройстве безэкипажного катера для НПА на внешней стороне подвижной платформы вдоль ходового винта с каждой его стороны выполнены параллельно друг другу направляющие пазы, в которых установлена подвижная каретка с возможностью скольжения по ним, внутренние размеры корпуса ловителя выполнены с возможностью размещения в нем необитаемого подводного аппарата, на внутренней стенке корпуса ловителя буксируемого, а также управляемого по кабелю необитаемого подводного аппарата установлен фиксатор положения необитаемого подводного аппарата, а в его носовой части размещен направляющий шкив для кабель-троса, сменный ловитель автономного необитаемого подводного аппарата снабжен системой наведения, причаливания, стыковки и фиксации в ловителе, все фиксаторы выполнены электромагнитными.
Сущность предлагаемого изобретения поясняется чертежами, где:
на фиг. 1 представлен общий вид СПУ для буксируемого и управляемого по кабелю необитаемых подводных аппаратов,
на фиг. 2 представлен общий вид СПУ для автономного необитаемого подводного аппарата,
на фиг. 3 представлен общий вид СПУ с поднятым из воды НПА,
на фиг. 4 представлен общий вид СПУ с НПА в «походном» положении.
Спускоподъёмное устройство безэкипажного катера 1 для необитаемого подводного аппарата 2 содержит установленную на палубе 3 катера в его диаметральной плоскости лебедку 4 с электроприводом, барабан которой снабжен кабель-тросом 5, подвижную платформу 6, подвижную каретку 7, шкив 8, установленный со стороны кормы на палубе катера в его диаметральной плоскости в непосредственной близости от барабана лебедки 4 и шкивы 9 для проводки кабель-троса 6 (фиг.1). Кабель-трос 5 намотан на барабан лебедки 4. В кормовой части корпуса катера 1 в его диаметральной плоскости перпендикулярно его продольной оси выполнена ниша 10, в которой на шарнире 11, установленном жестко на палубе катера перпендикулярно его диаметральной плоскости, размещена подвижная платформа 6 с возможностью ее качания в диаметральной плоскости катера, верхней частью до касания палубы 3 катера, а ее нижней частью до наклонного фиксированного положения (рабочего) в нише 10 так, чтобы ее оконечность располагалась ниже ватерлинии катера за его кормовым срезом. На каждой продольной стенке ниши 10 установлен фиксатор 12, симметрично друг другу, для удержания подвижной платформы в таком наклонном положении. На палубе 3 катера в его диаметральной плоскости, между нишей 10 и шкивом 8, установлен фиксатор 13 для удержания положения подвижной платформы в горизонтальном (походном) положении на палубе. На подвижной платформе 6, с внешней ее стороны, на всю ее длину установлен ходовой винт 14 с приводом 15 от электродвигателя, который установлен на верхнем торце подвижной платформы 6. Подвижная каретка 7 размещена непосредственно на ходовом винте 14 с возможностью поступательного перемещения по всей его длине. На подвижной каретке 7, соосно продольной оси катера жестко установлен сменный ловитель 16 необитаемого подводного аппарата 2. На верхнем конце подвижной платформы 6, с внешней ее стороны, установлен кронштейн с размещенными на нем двумя направляющими шкивами 9 для проводки кабель-троса 5. На внешней стороне подвижной платформы вдоль ходового винта 14 с каждой его стороны выполнены параллельно друг другу направляющие пазы (на чертежах не показаны), в которых установлена подвижная каретка 7 с возможностью скольжения по ним. Все фиксаторы выполнены электромагнитными. Внутренние размеры ловителя 16 выполнены с возможностью размещения в нем необитаемого подводного аппарата 1. На внутренней стенке корпуса ловителя для буксируемого, а также управляемого по кабелю необитаемого подводного аппарата установлен фиксатор 17 положения необитаемого подводного аппарата, а в его носовой части размещен направляющий шкив 18 для кабель-троса 19. Кабель-трос 5 проходит через шкив 8, далее через шкивы 9, шкив 18 ловителя 16 и крепится специальной заделкой к носовой части буксируемого НПА. К подвижной каретке 7 могут жестко крепиться съёмные ловители трех типов аппаратов: автономных, буксируемых и управляемых по кабелю аппаратов. Ловитель для автономного необитаемого подводного аппарата снабжен системой наведения, причаливания, стыковки и фиксации в ловителе. При работе с автономным НПА кабель-трос 19 не присоединяется.
Устройство работает следующим образом. На рисунке (фиг. 1) показано положение конструктивных элементов СПУ и буксируемого НПА в процессе его буксировки. Здесь фиксатор 12 включен и удерживает подвижную платформу 6 в наклонном положении. Подвижная каретка 7 с ловителем 16 находятся в крайнем нижнем положении ниже ватерлинии катера 1 в воде. При выборке кабель-троса 19, с целью подъема НПА на борт катера, при помощи электропривода начинает вращаться барабан лебедки 4, создавая некоторое натяжение. В результате НПА оказывается в непосредственной близости от ловителя 16 на одной с ним линии. Далее, при помощи кабель-троса 19 НПА втягивается внутрь ловителя 16 и фиксируется в нем при помощи фиксатора 17. Затем запускается электродвигатель 15 ходового винта 14, который приводит в поступательное движение подвижную каретку 7, которая скользит в продольных пазах, выполненных по всей длине подвижной платформы 6. К каретке жестко крепится ловитель 16 с НПА. Подвижная платформа 6 поднимается в крайнее верхнее положение (см. фиг. 3), при этом лебедка 4 с электродвигателем работает и продолжает выбирать кабель-трос 5. При достижении подвижной кареткой 7 крайнего верхнего положения, фиксатор 12 отключается и кабель-трос 5 своим усилием начинает поворачивать подвижную платформу 6 на шарнире 11 по часовой стрелке. При этом подвижная платформа 6 постепенно занимает горизонтальное положение (см. фиг. 4) и фиксируется в нем на палубе 3 при помощи фиксатора 13. После этого лебедка 4 останавливается, а НПА оказывается зафиксированным в ловителе 16 на борту катера.
Этапы работы СПУ для НПА, управляемого по кабелю, аналогичны этапам работы для буксируемого НПА.
На фиг. 2 показано положение конструктивных элементов СПУ и автономного НПА. На катере в конструкции СПУ производят замену съёмного ловителя 16. Данный съёмный ловителем 16 снабжен системой наведения, причаливания, стыковки и фиксации АНПА в ловителе. Автономный НПА всплывает в надводное положение и при помощи команд радиоуправления приводится оператором в ловитель 16. Далее автономный НПА входит в ловитель 16 при помощи своих движителей и фиксируется там при помощи фиксатора 17. Далее, запускается электродвигатель 15 и при помощи ходового винта 14, подвижная каретка 7 с ловителем 16 и автономным НПА поднимается в крайнее верхнее положение, при этом лебедка 4 работает и продолжает выбирать кабель-трос 5. При достижении кареткой 7 крайнего верхнего положения, фиксатор 12 отключается и кабель-трос 5 своим усилием начинает поворачивать подвижную платформу 6 на шарнире 11 по часовой стрелке. При этом подвижная платформа постепенно занимает горизонтальное положение и фиксируется на палубе 3 катера при помощи фиксатора 13. После этого лебедка 4 останавливается, а автономный НПА оказывается зафиксированным в ловителе 16 на палубе 3 БЭК. Кабель-трос 5 в этом случае фиксируется на шкивах 9 и служит только для поворота подвижной платформы 6.
Техническим результатом (а также показателями повышения эффективности предполагаемого изобретения) является создание спускоподъемного устройства (СПУ), обладающего более высокими характеристиками, за счет реализации принципа универсальности, так как оно может обеспечивать спуск на воду и подъем из воды НПА трех типов: автономных, буксируемых и управляемых по кабелю.
1. Спускоподъёмное устройство безэкипажного катера для необитаемого подводного аппарата, содержащее установленную на палубе катера в его диаметральной плоскости лебедку с электроприводом, барабан которой снабжен кабель-тросом, подвижную платформу, подвижную каретку, шкив, установленный со стороны кормы на палубе катера в его диаметральной плоскости в непосредственной близости от барабана лебедки и шкивы для проводки кабель-троса, отличающееся тем, что в кормовой части корпуса катера в его диаметральной плоскости перпендикулярно его продольной оси выполнена ниша, в которой на шарнире, установленном жестко на палубе катера перпендикулярно его диаметральной плоскости, размещена подвижная платформа с возможностью ее качания в диаметральной плоскости катера, верхней частью до касания палубы катера, а ее нижней частью до наклонного фиксированного положения в нише так, чтобы ее оконечность располагалась ниже ватерлинии катера за его кормовым срезом, причем на каждой продольной стенке ниши установлен фиксатор, симметрично друг другу, для удержания подвижной платформы в таком наклонном положении, на палубе катера в его диаметральной плоскости, между нишей и шкивом, установлен фиксатор для удержания положения подвижной платформы в горизонтальном положении на палубе, на подвижной платформе, с внешней ее стороны, на всю ее длину установлен ходовой винт с приводом от электродвигателя, который установлен на верхнем торце подвижной платформы, а подвижная каретка размещена непосредственно на ходовом винте с возможностью поступательного перемещения по всей его длине, при этом на подвижной каретке соосно продольной оси катера жестко установлен сменный ловитель необитаемого подводного аппарата, на верхнем конце подвижной платформы, с внешней его стороны, установлен кронштейн с размещенными на нем двумя направляющими шкивами для проводки кабель-троса.
2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что на внешней стороне подвижной платформы вдоль ходового винта с каждой его стороны выполнены параллельно друг другу направляющие пазы, в которых установлена подвижная каретка с возможностью скольжения по ним.
3. Устройство по п.1, отличающееся тем, что внутренние размеры корпуса ловителя выполнены с возможностью размещения в нем необитаемого подводного аппарата.
4. Устройство по п.1, отличающееся тем, что на внутренней стенке корпуса ловителя буксируемого, а также управляемого по кабелю необитаемого подводного аппарата установлен фиксатор положения необитаемого подводного аппарата, а в его носовой части размещен направляющий шкив для кабель-троса.
5. Устройство по п.1, отличающееся тем, что сменный ловитель автономного необитаемого подводного аппарата снабжен системой наведения, причаливания, стыковки и фиксации в ловителе.
6. Устройство по п.1, отличающееся тем, что каждый фиксатор выполнен электромагнитным.
