ПАТЕНТНЫЙ ПОИСК В РФ
НОВЫЕ ПАТЕНТЫ, ЗАЯВКИ НА ПАТЕНТ
БИБЛИОТЕКА ПАТЕНТОВ НА ИЗОБРЕТЕНИЯ

аварийно-сигнальный радиобуй подводной лодки

Классы МПК:B63C7/26 средства для указания местонахождения объектов под водой, например затонувших судов
Автор(ы):, , ,
Патентообладатель(и):Разумеенко Юрий Васильевич (RU)
Приоритеты:
подача заявки:
2005-03-18
публикация патента:

Изобретение относится к средствам оповещения подводной лодки (ПЛ) об аварии, которые она выбрасывает из глубины. Предлагаемый аварийно-сигнальный радиобуй (АСРБ) может также использоваться и надводными кораблями путем его сбрасывания за борт. АСРБ ПЛ содержит корпус, передающую радиоаппаратуру, аккумуляторную батарею, твердый балласт. Корпус выполнен в виде вертикально ориентированного цилиндра радиуса R, состоящего из верхней водонепроницаемой прочной части общей высотой Нпк, доставляющей аварийно-сигнальному радиобую плавучесть и заполняющейся водой нижней части, выполняющей роль объемного нейтрализатора волнового возмущающего момента, существенно уменьшающего угловую качку буя и имеющей высоту Н он, в его нижней части располагается твердый балласт кольцевой формы, а в верхней имеются вентиляционные отверстия, верхняя часть корпуса имеет осадку Т и надводную часть Ннб . Оптимальные размеры АСРБ определяются решением системы из 5-ти алгебраических уравнений, определяющих нейтрализацию волновых возмущающих моментов, массу и плавучесть, статический момент масс, остойчивость и ограничение общей габаритной высоты. Технический результат заключается в повышении эффективности передачи аварийного сигнала через систему «КОСПАС-САРСАТ». 3 ил. аварийно-сигнальный радиобуй подводной лодки, патент № 2287450

Рисунки к патенту РФ 2287450

аварийно-сигнальный радиобуй подводной лодки, патент № 2287450 аварийно-сигнальный радиобуй подводной лодки, патент № 2287450 аварийно-сигнальный радиобуй подводной лодки, патент № 2287450

Предлагаемый аварийно-сигнальный радиобуй (АСРБ) принадлежит к средствам оповещения об аварии, которые подводная лодка выбрасывает из глубины для передачи через систему глобальной спутниковой связи по системе «КОСПАС-САРСАТ» краткого сообщения.

Он может применяться также и с надводного корабля путем его сбрасывания за борт. Особенность предлагаемого технического решения в том, что архитектурная форма и взаимное расположение центра масс и плавучести этого АСРБ обеспечивают ему необходимую остойчивость и минимальную угловую качку, чем способствует повышению надежности передачи аварийного сигнала.

Известные аварийно-сигнальные радиобуи типа «Надежда» и «Муссон»-501 [1, 2] представляют собой цилиндрические или конические тела массой 5-10 кг, имеющие отношение радиуса R к осадке R/Tаварийно-сигнальный радиобуй подводной лодки, патент № 2287450 0,3-0,5 и высоту надводного борта Hнбаварийно-сигнальный радиобуй подводной лодки, патент № 2287450 0,3T. В герметичном корпусе этих АСРБ размещается радиоаппаратура, работающая в автоматическом режиме, аккумуляторная батарея, проблесковый фонарь и твердый балласт. Они и подобные им АСРБ используются для передачи аварийного сигнала с надводных объектов и работают они после ручного или автоматического сброса за борт. Однако форма этих АСРБ непригодна для применения аварийной ПЛ из подводного положения (даже если предусмотреть специальный контейнер для их хранения и выпуска из под воды), т.к. не приспособлена для устойчивого вертикального всплытия.

Для АСРБ ПЛ необходимо обеспечить следующие свойства:

1. Устойчивое всплытие с глубины на поверхность. Для этого в подводном положении центр плавучести буя должен быть выше его центра масс.

2. В надводном положении буй должен иметь положительную остойчивость, при этом над водой должно выступать не менее 0,2-0,3 м водонепроницаемого объема АСРБ.

3. Буй не должен иметь на волнении сильный угловой качки, чтобы обеспечить устойчивую радиосвязь со спутником и спасателями.

Обеспечение первого требования возможно только, если корпус АСРБ будет иметь вертикально вытянутую цилиндрическую форму. Только эта форма может обеспечить ему устойчивое всплытие, если под водой его центр плавучести будет находиться значительно выше центра масс. Но в надводном положении буя его верхняя часть оголится, центр плавучести опустится, остойчивость уменьшится, но она должна остаться положительной и достаточной для устойчивого плавания на волнении.

Метацентрическая высота вертикально вытянутого цилиндра осадкой Т и радиусом R (фиг.1) определяется выражением

аварийно-сигнальный радиобуй подводной лодки, патент № 2287450

где yc=Т/2 - аппликата центра плавучести;

аварийно-сигнальный радиобуй подводной лодки, патент № 2287450 - метацентрический радиус;

yg - аппликата центра масс буя.

Поскольку момент инерции площади ватерлинии аварийно-сигнальный радиобуй подводной лодки, патент № 2287450 , а водоизмещение цилиндра V=аварийно-сигнальный радиобуй подводной лодки, патент № 2287450 R2Т, то аварийно-сигнальный радиобуй подводной лодки, патент № 2287450 . При R/T<0,2 - метацентрический радиус rmc <0,01T, а yc=0,5T, поэтому влияние остойчивости формы для таких архитектурных форм пренебрежимо мало, и

аварийно-сигнальный радиобуй подводной лодки, патент № 2287450

АСРБ ПЛ должен иметь прочный корпус, рассчитанный на предельную глубину погружения ПЛ Нпред. Толщина его оболочки будет определяться «котельной формулой» [3].

аварийно-сигнальный радиобуй подводной лодки, патент № 2287450

где рp=gаварийно-сигнальный радиобуй подводной лодки, патент № 2287450 Hрасч - расчетное давление, МПа;

аварийно-сигнальный радиобуй подводной лодки, патент № 2287450 т - предел текучести материала, МПа;

Н расчаварийно-сигнальный радиобуй подводной лодки, патент № 2287450 kзпрHпред - расчетная глубина погружения ПЛ или АСРБ с учетом запаса прочности kзпр=1,3-1,5

Масса прочного корпуса буя толщиной tпк, радиуса R и высотой Нпк будет

аварийно-сигнальный радиобуй подводной лодки, патент № 2287450

где аварийно-сигнальный радиобуй подводной лодки, патент № 2287450 пк - плотность материала прочного корпуса буя;

аварийно-сигнальный радиобуй подводной лодки, патент № 2287450 - плотность морской воды;

kш=1,1-1,2 - коэффициент, учитывающий массу шпангоутов и торцов прочного корпуса.

Доля массы прочного корпуса (ПК) в водоизмещении цилиндра аварийно-сигнальный радиобуй подводной лодки, патент № 2287450 V=аварийно-сигнальный радиобуй подводной лодки, патент № 2287450 аварийно-сигнальный радиобуй подводной лодки, патент № 2287450 R2T при Нпк=(1+kзп)T, где kзп=1,2-1,3 - коэффициент запаса плавучести, определяемый высотой надводного борта, будет:

аварийно-сигнальный радиобуй подводной лодки, патент № 2287450

Как следует из (5), доля прочного корпуса р пк не зависит от его радиуса и общей высоты и определяется только Нрасч, kзп, аварийно-сигнальный радиобуй подводной лодки, патент № 2287450 т и плотностью аварийно-сигнальный радиобуй подводной лодки, патент № 2287450 пк материала ПК. Если ПК делать из армированного стальной сеткой углепластика с аварийно-сигнальный радиобуй подводной лодки, патент № 2287450 пк=2000 кг/м3 и аварийно-сигнальный радиобуй подводной лодки, патент № 2287450 т=200 МПа, то при kзп=0,2-0,3, k зпр=1,5 и kш=1,1 будем иметь аварийно-сигнальный радиобуй подводной лодки, патент № 2287450 , т.е. доля ПК будет составлять 18-20% водоизмещения.

При изготовлении ПК из титанового сплава В3 с аварийно-сигнальный радиобуй подводной лодки, патент № 2287450 пк=4500 кг/м3 и аварийно-сигнальный радиобуй подводной лодки, патент № 2287450 т=600 МПа аварийно-сигнальный радиобуй подводной лодки, патент № 2287450 при изготовлении ПК буя из стали с аварийно-сигнальный радиобуй подводной лодки, патент № 2287450 т=600 МПа и аварийно-сигнальный радиобуй подводной лодки, патент № 2287450 пк=7800 кг/м3 аварийно-сигнальный радиобуй подводной лодки, патент № 2287450

Так как центр масс ПК будет находиться посередине Нпк, а центр плавучести буя в надводном положении - посередине осадки Т, то при Нпк=(1,2-1,3)T АСРБ в надводном положении будет иметь заведомо отрицательную остойчивость, если не принять специальных мер. Такими мерами должно быть возможно более низкое расположение заданных полезных грузов и применение твердого балласта. Кроме того, корпусу АСРБ должна быть придана архитектурная форма, мало подверженная угловой качке, обеспечивающая ему положительную остойчивость при всплытии, положительную плавучесть и остойчивость в рабочем положении.

Такая архитектурная форма представлена на фиг.2.

Ее главное преимущество перед традиционными цилиндрическими формами в том, что она оставляет на месте центр плавучести, позволяет понизить центр масс всей конструкции, нейтрализовать действие на АСРБ волновых возмущающих моментов и существенно уменьшить его угловую качку. Волностойкая форма АСРБ состоит из:

- водоизмещающих частей 1 осадкой Т и радиуса R;

- надводной части (2) высотой Ннк =kзпT;

- объемного проницаемого для воды цилиндрического нейтрализатора (ОН) того же радиуса R, общей высотой НOH , который в верхней своей части имеет вентиляционные отверстия;

- твердого балласта в нижней части проницаемого корпуса в виде горизонтального диска на удалении yтб от днища ПК (5).

АСРБ в надводном положении должен удовлетворять условиям плавучести и заданной остойчивости. Условие плавучести для буя типа фиг.2 имеет вид:

аварийно-сигнальный радиобуй подводной лодки, патент № 2287450

где mнг - сумма масс заданных независимых грузов:

радиоаппаратуры, антенны, аккумуляторной батареи, аппаратуры управления, кг;

mпк - масса прочного корпуса высотой Нпк=(1+kзп)T;

аварийно-сигнальный радиобуй подводной лодки, патент № 2287450 - масса оболочки проницаемого для воды объемного цилиндрического нейтрализатора (ОН) волновых нагрузок весом в воде;

аварийно-сигнальный радиобуй подводной лодки, патент № 2287450 - масса твердого балласта весом в воде.

Для ожидаемых размеров АСРБ ПЛ (Rаварийно-сигнальный радиобуй подводной лодки, патент № 2287450 0,1 м, Таварийно-сигнальный радиобуй подводной лодки, патент № 2287450 1 м и Нпредаварийно-сигнальный радиобуй подводной лодки, патент № 2287450 400 м) расчетная толщина ПК получается не более 2 мм. Поэтому ее для малых R по технологическим соображениям придется назначать постоянной tпк=2-3 мм. Такую же толщину оболочки нужно брать и для ОН.

Если в условиях малых R толщину ПК аварийно-сигнальный радиобуй подводной лодки, патент № 2287450 назначать заведомо большей tпк расчетной, например, 2 или 3 мм, то уравнению (6) для АСРБ можно придать вид:

аварийно-сигнальный радиобуй подводной лодки, патент № 2287450

где: аварийно-сигнальный радиобуй подводной лодки, патент № 2287450 - коэффициент пропорциональности для ПК, составляющие которого заранее назначены или вычислены.

аварийно-сигнальный радиобуй подводной лодки, патент № 2287450 - коэффициент пропорциональности для ОН, с учетом потери веса металлической конструкции ОН в воде.

аварийно-сигнальный радиобуй подводной лодки, патент № 2287450 - масса твердого балласта, редуцированная на его силу плавучести в воде.

Статический момент масс АСРБ относительно плоскости XOZ будет:

аварийно-сигнальный радиобуй подводной лодки, патент № 2287450

или

аварийно-сигнальный радиобуй подводной лодки, патент № 2287450

Выражение для возвышения центра масс над основной плоскостью yg=Mz/аварийно-сигнальный радиобуй подводной лодки, патент № 2287450 V

Волновой процесс на глубокой воде (см. фиг.3) описывается выражением

аварийно-сигнальный радиобуй подводной лодки, патент № 2287450

где A0 - амплитуда волны на поверхности;

аварийно-сигнальный радиобуй подводной лодки, патент № 2287450 - волновое число;

аварийно-сигнальный радиобуй подводной лодки, патент № 2287450 - длина волны;

аварийно-сигнальный радиобуй подводной лодки, патент № 2287450 - частота волны, аварийно-сигнальный радиобуй подводной лодки, патент № 2287450 - период.

Волновой возмущающий момент, действующий на вертикально ориентированный неподвижный цилиндрический корпус АСРБ, у которого аварийно-сигнальный радиобуй подводной лодки, патент № 2287450 и R<аварийно-сигнальный радиобуй подводной лодки, патент № 2287450 может быть записан в виде [4]:

аварийно-сигнальный радиобуй подводной лодки, патент № 2287450

где: аварийно-сигнальный радиобуй подводной лодки, патент № 2287450 - квазистатический волновой момент от остойчивости формы при наклонении ватерлинии на угол волнового склона аварийно-сигнальный радиобуй подводной лодки, патент № 2287450 вс=kA0·sinаварийно-сигнальный радиобуй подводной лодки, патент № 2287450 t

аварийно-сигнальный радиобуй подводной лодки, патент № 2287450 - квазистатический волновой момент от остойчивости нагрузки (возвышения центра плавучести над центром масс);

аварийно-сигнальный радиобуй подводной лодки, патент № 2287450 - инерционно-волновой момент от изменения вдоль цилиндра по закону gаварийно-сигнальный радиобуй подводной лодки, патент № 2287450 А0е-ky избыточного волнового давления;

аварийно-сигнальный радиобуй подводной лодки, патент № 2287450 - коэффициент присоединенного момента инерции корпуса цилиндра объемом V относительно горизонтальной плоскости X 1GZ1, проходящей через центр плавучести буя;

аварийно-сигнальный радиобуй подводной лодки, патент № 2287450 - момент от боковой инерционно-волновой силы, приложенной в центре плавучести объема V относительно центра масс АСРБ;

аварийно-сигнальный радиобуй подводной лодки, патент № 2287450 - коэффициент присоединенной дифракционной массы объема V вдоль оси ОХ1;

аварийно-сигнальный радиобуй подводной лодки, патент № 2287450 - момент от боковой инерционно-волновой силы, действующей на ОН и приложенной в центре его объема;

аварийно-сигнальный радиобуй подводной лодки, патент № 2287450 - коэффициент, присоединенной дифракционной массы ОН вдоль оси OX1;

аварийно-сигнальный радиобуй подводной лодки, патент № 2287450 аварийно-сигнальный радиобуй подводной лодки, патент № 2287450 аварийно-сигнальный радиобуй подводной лодки, патент № 2287450 - волновой момент от демпфирующей дифракционной силы, приложенной в центре плавучести объема V;

аварийно-сигнальный радиобуй подводной лодки, патент № 2287450 - коэффициент дифракционной демпфирующей силы, приложенной в центре плавучести объема V;

- аналогичный момент аварийно-сигнальный радиобуй подводной лодки, патент № 2287450 , действующий на ОН.

Как показали выполненные в Военно-морском инженерном институте исследования [5], демпфирующие составляющие волновых сил имеют второй порядок малости по сравнению с инерционно-волновыми. Второй порядок малости по сравнению с другими членами для цилиндра с R/T<0,2 имеет и аварийно-сигнальный радиобуй подводной лодки, патент № 2287450 . Поэтому суммарный волновой момент (11) можно представить в виде:

аварийно-сигнальный радиобуй подводной лодки, патент № 2287450

Первые три члена в (12) имеют отрицательный знак, а четвертый от ОН - положительный. Все они имеют общий множитель gаварийно-сигнальный радиобуй подводной лодки, патент № 2287450 kA0е-kT/2Vsinаварийно-сигнальный радиобуй подводной лодки, патент № 2287450 t.

И если, все члены (12) на него разделить и учесть, что Vон/V=Нон/Т, то можно получить условие нейтрализации суммарного момента за счет момента на ОН

аварийно-сигнальный радиобуй подводной лодки, патент № 2287450

Третий член (13) для Tаварийно-сигнальный радиобуй подводной лодки, патент № 2287450 1 и аварийно-сигнальный радиобуй подводной лодки, патент № 2287450 >30 м пренебрежимо мал по сравнению с другими. Поэтому из (13) можно получить приближенное условие нейтрализации волнового момента в виде:

аварийно-сигнальный радиобуй подводной лодки, патент № 2287450

где n=0,5-1 - коэффициент нейтрализации волнового момента;

аварийно-сигнальный радиобуй подводной лодки, патент № 2287450 и аварийно-сигнальный радиобуй подводной лодки, патент № 2287450 - коэффициенты присоединенных масс цилиндра и ОН при ускорениях частиц в волновом поле, действующих перпендикулярно к их вертикальной оси.

При малых R/T<0,2 метацентрическая высота hаварийно-сигнальный радиобуй подводной лодки, патент № 2287450 yc-аварийно-сигнальный радиобуй подводной лодки, патент № 2287450 . В техническом задании на проектирование она может быть задана в долях осадки. В этом случае аварийно-сигнальный радиобуй подводной лодки, патент № 2287450 , где аварийно-сигнальный радиобуй подводной лодки, патент № 2287450 - безразмерная метацентрическая высота. Высоту ОН также необходимо представить в долях осадки аварийно-сигнальный радиобуй подводной лодки, патент № 2287450 . Тогда в долях осадки можно представить и аварийно-сигнальный радиобуй подводной лодки, патент № 2287450 . С учетом всего этого из выражения (14) можно получить уравнение для отношения высоты объемного нейтрализатора Н он осадке, которое в расчетном диапазоне волнения при заданном значении метацентрической высоты частично или полностью нейтрализует волновой возмущающий момент.

аварийно-сигнальный радиобуй подводной лодки, патент № 2287450

Поскольку ожидаемые вертикальные размеры АСРБ не будет превосходить 2 м, из них водонепроницаемая прочная часть не будет превышать 1,5 м, а осадка T будет лежать в пределах 0,7-1,2 м, то для волн с аварийно-сигнальный радиобуй подводной лодки, патент № 2287450 >30 м погрешностью не более аварийно-сигнальный радиобуй подводной лодки, патент № 2287450 . Тогда вместо (15) можно получить уравнение первого приближения в виде:

аварийно-сигнальный радиобуй подводной лодки, патент № 2287450

Исходя из требований запаса плавучести H нб=kзп·Т, высоты ОН аварийно-сигнальный радиобуй подводной лодки, патент № 2287450 ограничения общей высоты АСРБ Нmax по условиям его размещения на ПЛ, можно составить еще одно уравнение:

аварийно-сигнальный радиобуй подводной лодки, патент № 2287450

В результате имеем:

1. Уравнение остойчивости (2) и требование к остойчивости

h=(0,1-0,3)T.

2. Уравнение масс и плавучести (7).

3. Уравнение для статического момента масс (9), определяющее возвышение центра масс уg .

4. Уравнения нейтрализации волновых моментов (15), (16).

5. Требование запаса плавучести в надводном положении k зп=0,25-0,3.

6. Ограничение общей длины АСРБ по условиям размещения (17).

7. Заданную величину независимых от размеров АСРБ грузов mнг.

8. Параметры расчетного морского волнения.

Они определяют все размеры и центровку АСРБ волностойкого типа.

Пример применения полученных выражений для определения геометрических размеров АСРБ.

Исходные данные:

- полезная нагрузка mнг=4 кг;

- наибольшая допустимая длина Hmax=1,2 м;

- материал корпуса нержавеющая сталь аварийно-сигнальный радиобуй подводной лодки, патент № 2287450 т=600 МПа, толщина tпк=2 мм;

- коэффициент запаса плавучести в надводном kзп=0,25;

- требование к метацентрической высоте h=0,2Т;

- расчетная балльность моря, при которой должна быть обеспечена наилучшая волностойкость к волновым моментам 5 баллов аварийно-сигнальный радиобуй подводной лодки, патент № 2287450 аварийно-сигнальный радиобуй подводной лодки, патент № 2287450 ;

- коэффициент нейтрализации волнового момента n=0,8.

Алгоритм решения задачи:

1. Исходя из технического задания, ожидаемых размеров АСРБ, частоты волны аварийно-сигнальный радиобуй подводной лодки, патент № 2287450 , принять в первом приближении коэффициенты присоединенных масс аварийно-сигнальный радиобуй подводной лодки, патент № 2287450 , kхон=0,3, а также назначить априори значение T+Hонаварийно-сигнальный радиобуй подводной лодки, патент № 2287450 0,7Hmax, T+Hонаварийно-сигнальный радиобуй подводной лодки, патент № 2287450 1 м.

2. Вычислить е-0,5k·1,0аварийно-сигнальный радиобуй подводной лодки, патент № 2287450 0,96

3. Составить уравнение (16) и найти аварийно-сигнальный радиобуй подводной лодки, патент № 2287450 ,

аварийно-сигнальный радиобуй подводной лодки, патент № 2287450

аварийно-сигнальный радиобуй подводной лодки, патент № 2287450

аварийно-сигнальный радиобуй подводной лодки, патент № 2287450

4. Из уравнения (17) (1+0,25+0,53)Tаварийно-сигнальный радиобуй подводной лодки, патент № 2287450 1,2 найти в I приближении T'=0,67 м и H'он =0,36 м.

5. Уточнить по результатам первого приближения Т' и H'он значение 0,5k(T'+H' он) и сравнить с априори принятыми. Если расхождение более 3%, составить еще раз уравнение (16) и уточнить значения Т" и Н"он. В данном примере такой шаг не нужен. Поэтому принимается Т"=0,67 м, H"он=0,36 м.

6. Определить общую высоту АСРБ и сравнить с Hmax

Н"max=(1+0,25+6,53)0,67=1,19 м<1,2 м

7. Найти аварийно-сигнальный радиобуй подводной лодки, патент № 2287450 и аварийно-сигнальный радиобуй подводной лодки, патент № 2287450 , составить уравнение (7) для определения радиуса R АСРБ;

8. Назначить априори для I приближения m' тб=0,20mнг=0,8 кг и определить потребную по условиям плавучести величину R. Из уравнения R2-0,56R-0,293=0, R'=0,83 дм.

9. Определить массу АСРБ mб=аварийно-сигнальный радиобуй подводной лодки, патент № 2287450 аварийно-сигнальный радиобуй подводной лодки, патент № 2287450 R2T=14,8 кг.

10. Составить выражение для статического момента масс (9), определить положение yg и проверить выполнение требований остойчивости. Для первого приближения рекомендуется принять yнг=0,47', a yтбон. Расчет дает Мz=34,6 кг/дм, yg=2,33 дм, h=1,02 дм, аварийно-сигнальный радиобуй подводной лодки, патент № 2287450 , что существенно меньше аварийно-сигнальный радиобуй подводной лодки, патент № 2287450 .

11. Произвести серию расчетов по уравнениям (7) и (9) с разными значениями m'тб при уже определенных Т" и Н"он и найти такую массу твердого балласта m'тб и радиус цилиндра R, при которых аварийно-сигнальный радиобуй подводной лодки, патент № 2287450 .

Расчет дает, что при m'тб=1,8 кг. R=0,87 дм, mбаварийно-сигнальный радиобуй подводной лодки, патент № 2287450 16,3 кг, h=1,36 дм., аварийно-сигнальный радиобуй подводной лодки, патент № 2287450 , что удовлетворяет требованиям остойчивости.

Задача определения оптимальных волностойких размеров АСРБ решена.

Если корпус АСРБ при тех же внешних условиях и mнг =4 кг выполнить из армированного углепластика с аварийно-сигнальный радиобуй подводной лодки, патент № 2287450 , то предложенная методика при mтб=1 кг дает R=0,55 дм, mАСРБ=6,5 кг, yдаварийно-сигнальный радиобуй подводной лодки, патент № 2287450 1,9 дм, hаварийно-сигнальный радиобуй подводной лодки, патент № 2287450 1,45 дм и аварийно-сигнальный радиобуй подводной лодки, патент № 2287450 , что близко к заданному значению.

Таким образом, предложенная методика позволяет методом последовательного приближения найти все размеры и центровку волностойкого АСРБ с проницаемым объемным нейтрализатором.

Предлагаемая архитектурная форма АСРБ фиг.2 принципиально отличается от известных технических решений. Патентный поиск не выявил похожих технических решений, поэтому предложенная архитектурная форма отвечает критерию существенной новизны. Она также отвечает критерию существенного положительного эффекта, т.к. позволяет в отличие от существующих типов АСРБ, в несколько раз уменьшить его угловую качку, что важно для надежной передачи аварийного радиосигнала. Предложенный алгоритм определения геометрических размеров и центровки АСРБ, по заданной полезной нагрузке, требованиям к плавучести, остойчивости и волностойкости отвечает критерию новизны и промышленной реализуемости.

Источники информации

1. Аварийный радиобуй "Муссон-501". Рекламная информация ОАО "Муссон" г.Севастополь, 2000 г.

2. Аварийный радиобуй АРБ-МКС "Афалина", технические условия, № ЯД2 006004, изготовитель Ярославский радиозавод.

3. Справочник по строительной механике. Л.: Судостроение, 1980 г.

4. Пыльнев Ю.В., Разумеенко Ю.В. "Способ существенного уменьшения волновых возмущающих воздействий на плавучие и стационарные морские объекты, М., 1997, Известия РАН сер. МТТ № 5.

5. Разумеенко Ю.В., Пыльнев Ю.В., Ейбоженко А.В. и др. Поисковые исследования по обоснованию и разработке волностойких высокоэффективных образцов вооружения и военной техники. Технический отчет о НИР "Ингул", СПб, 1999 г.

ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ

Свободно всплывающий из глубины аварийно-сигнальный радиобуй подводной лодки, содержащий корпус, передающую радиоаппаратуру, аккумуляторную батарею, твердый балласт, отличающийся тем, что его корпус выполнен в виде вертикально ориентированного цилиндра радиуса R, состоящего из верхней водонепроницаемой прочной части общей высотой Нпк, доставляющей аварийно-сигнальному радиобую плавучесть, и заполняющейся водой нижней части, выполняющей роль объемного нейтрализатора волнового возмущающего момента, существенно уменьшающего угловую качку буя и имеющей высоту Н он, в его нижней части располагается твердый балласт кольцевой формы, а в верхней имеются вентиляционные отверстия, верхняя часть корпуса имеет осадку Т и надводную часть Ннб , определяемую по формуле: Ннб=kзп·Т, где kзп=0,2-0,3 - запас плавучести, отношение радиуса к осадке R/Tаварийно-сигнальный радиобуй подводной лодки, патент № 2287450 0,2, при этом все геометрические размеры аварийно-сигнального радиобуя определяются методом последовательных приближений на основе совместного решения следующей системы из пяти уравнений:

- уравнения нейтрализации волновых возмущающих моментов, определяющего отношение аварийно-сигнальный радиобуй подводной лодки, патент № 2287450 высоты объемного нейтрализатора Нон к осадке Т в зависимости от заданной расчетной длины волны, метацентрической высоты и коэффициента нейтрализации n:

аварийно-сигнальный радиобуй подводной лодки, патент № 2287450

где аварийно-сигнальный радиобуй подводной лодки, патент № 2287450 - безразмерная метацентрическая высота, определяемая в долях осадки в пределах 0,10-0,30;

аварийно-сигнальный радиобуй подводной лодки, патент № 2287450 и аварийно-сигнальный радиобуй подводной лодки, патент № 2287450 - безразмерные коэффициенты присоединенной массы прочного корпуса осадкой Т и объемного нейтрализатора высотой Нон , определяемые в зависимости от расчетной частоты волны в пределах 0,15-0,30;

аварийно-сигнальный радиобуй подводной лодки, патент № 2287450 - частота формы волны, определяемая через ее длину аварийно-сигнальный радиобуй подводной лодки, патент № 2287450 для заданного диапазона волн, которым аварийно-сигнальный радиобуй должен наилучшим образом противостоять;

n=0,5-1 - коэффициент нейтрализации, назначаемый при проектировании, аварийно-сигнального радиобуя;

- уравнения ограничения общей высоты, аварийно-сигнального радиобуя определяющего численные значения осадки Т и Нон:

аварийно-сигнальный радиобуй подводной лодки, патент № 2287450

где Нmax - наибольший допустимый по размещению на подводной лодке вертикальный размер аварийно-сигнального радиобуя,

- уравнения масс и плавучести:

аварийно-сигнальный радиобуй подводной лодки, патент № 2287450

где Aпк=2аварийно-сигнальный радиобуй подводной лодки, патент № 2287450 tпк(1+kпз)аварийно-сигнальный радиобуй подводной лодки, патент № 2287450 пкkш - коэффициент, учитывающий долю прочного корпуса аварийно-сигнального радиобуя в его водоизмещении, кг/м2;

Bон=2аварийно-сигнальный радиобуй подводной лодки, патент № 2287450 tпк(аварийно-сигнальный радиобуй подводной лодки, патент № 2287450 пк-аварийно-сигнальный радиобуй подводной лодки, патент № 2287450 ) - то же для оболочки объемного нейтрализатора, но с учетом ее веса в воде плотностью аварийно-сигнальный радиобуй подводной лодки, патент № 2287450 , кг/м2;

аварийно-сигнальный радиобуй подводной лодки, патент № 2287450 пк - плотность материала верхней части корпуса и объемного нейтрализатора, кг/м3;

tпк - толщина оболочки верхней части корпуса, имеющая порядок 2-3 мм;

kшаварийно-сигнальный радиобуй подводной лодки, патент № 2287450 1,1 - коэффициент надбавки на массу торцевых переборок;

аварийно-сигнальный радиобуй подводной лодки, патент № 2287450 - масса твердого балласта, редуцированная на вес в воде,

- уравнения статического момента масс и смещения центра масс аварийно-сигнального радиобуя относительно основной плоскости, проходящей по днищу верхней части корпуса:

аварийно-сигнальный радиобуй подводной лодки, патент № 2287450

yg=Mz/аварийно-сигнальный радиобуй подводной лодки, патент № 2287450 аварийно-сигнальный радиобуй подводной лодки, патент № 2287450 R2T

где yнгаварийно-сигнальный радиобуй подводной лодки, патент № 2287450 0,5Т, yтбаварийно-сигнальный радиобуй подводной лодки, патент № 2287450 Нон - смещение от основной плоскости центра масс независимых грузов и твердого балласта;

yg - аппликата центра масс буя,

- уравнения остойчивости:

аварийно-сигнальный радиобуй подводной лодки, патент № 2287450


Скачать патент РФ Официальная публикация
патента РФ № 2287450

patent-2287450.pdf
Патентный поиск по классам МПК-8:

Класс B63C7/26 средства для указания местонахождения объектов под водой, например затонувших судов

Патенты РФ в классе B63C7/26:
способ подачи сигналов об аварии подо льдом с помощью гидроакустического сигнализатора и устройство для его осуществления -  патент 2520985 (27.06.2014)
способ обследования затонувшего объекта необитаемым подводным аппаратом на течении -  патент 2510354 (27.03.2014)
спасаемый накопитель информации -  патент 2482026 (20.05.2013)
буй-вьюшка спасательная с системой дистанционной отдачи -  патент 2478058 (27.03.2013)
аварийно-сигнальный радиобуй -  патент 2393972 (10.07.2010)
гидрографический трал -  патент 2364543 (20.08.2009)
способ поиска и подъема на поверхность моря затонувшего объекта, а также спасения людей, оказавшихся в нем -  патент 2299446 (20.05.2007)
устройство для обнаружения и спасения затонувшего объекта -  патент 2288861 (10.12.2006)
устройство для выноса подъемного каната на поверхность -  патент 2267438 (10.01.2006)
способ обнаружения аварийного подводного объекта, лежащего на грунте, и устройство для его осуществления -  патент 2233230 (27.07.2004)


Наверх