способ разрушения ледяного покрова для всплытия подводной лодки

Формула изобретения

Способ разрушения ледяного покрова для всплытия подводной лодки, включающий растопление щелей в толще льда по линии предстоящего разлома, отличающийся тем, что подводную лодку останавливают, создают незначительную положительную плавучесть, всплывают до упора ограждения рубки в лед, выдвигают из корпуса штанги с электродами до упора их в лед, подают на электроды электропитание и растопляют в толще льда щели на расчетную глубину, после чего возвращают штанги с электродами в исходное положение, увеличивают положительную плавучесть до расчетной величины, взламывают корпусом подводной лодки ослабленный щелями ледяной покров и выводят рубку подводной лодки в надводное положение.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к области создания и использования подводных лодок (ПЛ) в целях решения транспортных задач: доставка срочных грузов; торговых перевозок в районах Крайнего Севера без использования ледоколов; проведения подледных геологоразведочных работ; поиска нефтяных месторождений; изучения флоры и фауны Северного Ледовитого океана в интересах решения проблем рыболовства. Кроме того, изобретение может быть использовано и на ВМФ.

Необходимым условием использования ПЛ в акваториях, покрытых сплошным льдом, является обеспечение возможности их всплытия в надводное положение как в силу различных технологических потребностей, так и при возникновении непредвиденных ситуаций, в том числе необходимости спасения людей.

Известен способ разрушения ледяного покрова для всплытия подводной лодки, предусматривающий подачу к нижней поверхности льда струи нагретой жидкости (Авторское свидетельство СССР N 1174323, кл. B 63 B 35/12, публ. 1985).

Недостатком известного способа разрушения ледяного покрова для всплытия ПЛ являются значительные затраты запасов пресной воды и значительные энергетические затраты для обеспечения высокой температуры, необходимой для расплавления льда. Обеспечить эти затраты в условиях ПЛ практически невозможно.

Известен также способ разрушения ледяного покрова для всплытия ПЛ путем подачи к нижней поверхности льда нагретой воды, выбрасываемой из циркуляционной трассы (Патент N 2085432, кл. B 63 B 35/12, B 63 G 8/00, 1997 ), принятый в качестве прототипа.

Недостатком известного способа разрушения ледяного покрова для всплытия ПЛ является то, что он не может найти применение при экстремальных ситуациях, так как требует много энергетических затрат и времени для его осуществления.

Техническая сущность настоящего изобретения состоит в разработке такого способа разрушения ледяного покрова для всплытия ПЛ, который бы позволил существенно ускорить растопление щелей в толще льда по контуру предстоящего разлома, например рубки ПЛ.

Согласно изобретению, способ разрушения льда происходит путем нагрева подледного слоя воды пропусканием через нее электрического тока, т.е. использование морской воды в качестве нагревательного элемента в электрической цепи: электроэнергетическая система (ЭЭС) ПЛ, электроды, морская вода, электроды (другого знака или фазы), ЭЭС и кабели, соединяющие указанные элементы цепи.

Для решения этой задачи, в непосредственной близости к нижней поверхности льда, создают локальные зоны, соприкасающиеся со льдом, и, создавая незначительную плавучесть, всплывают до упора ограждения рубки в лед. Далее выдвигают из корпуса штанги с электродами до упора их в нижнюю поверхность льда и, подавая на электроды электропитание, растопляют в толще льда щели сразу по всему периметру рубки ПЛ на расчетную глубину и затем возвращают штанги с электродами в исходное положение и застопоривают их. Увеличивая положительную плавучесть до расчетной величины, взламывают ослабленный щелями ледяной покров корпусом ПЛ и выводят ее рубку в надледное положение.

Такое решение поставленной задачи существенно сокращает расход энергии, время всплытия и связь ПЛ с внешней средой.

Данный способ не требует маневрирования под зоной разлома льда и точного размещения над ней подводной лодки перед всплытием. Кроме того, предлагаемый способ предусматривает полезное использование побочного и нежелательного для промышленного электролиза эффекта - выделения тепла, требующего его отвода, которое и используется для растопления щелей в толще льда.

На фиг. 1 изображена часть корпуса ПЛ с рубкой в приледненном положении с выдвинутыми штоками с электродами на виде сбоку и сверху.

На фиг. 2 изображена электрическая схема подвода электропитания к электродам.

На фиг. 3 изображен шток с электродом в нерабочем положении внутри гильзы (слева) и в выдвинутом - рабочем положении (справа).

На фиг. 1 показаны: ледовое покрытие 1, глубина растопления льда 2, выдвижные штанги с электродами 3, рубка ПЛ, легкий корпус 5, гильзы выдвижных штоков 6.

На фиг. 2 показаны: электрическая схема с электродами 7, электрические кабели 8 и распределительный щит электроэнергетической системы 9.

На фиг. 3 показана конструктивная схема устройства одного элемента системы выдвижных электродов.

В нерабочем положении все элементы системы, обеспечивающей реализацию способа, в сдвинутом положении находятся в гильзах в ограждении 10 рубки, имеющем отверстия 11 для выдвижения штоков с электродами, прикрытые щитами 12 с дистанционным управлением. В верхней стержневой части штока закреплен электрод 13. Стержневая часть штока 14 вместе с электродом размещается внутри нижней трубчатой части 15 штока и подпирается снизу сжатой пружиной 16, опирающейся о дно трубчатой части штока, которая, в свою очередь, подпирается пружиной 17, опирающейся на дно гильзы 18. Обе части штока - верхняя стержневая 14 и нижняя трубчатая 15 удерживаются вместе пружинами 16 и 17 в сжатом нерабочем состоянии тросом 19, наматываемым через шкивы 21 на барабан 22, сидящем на одном валу 20 с электроприводом 23. Вал 20 удерживается стопором 24. Такая конструкция обеспечивает быстрое выдвижение электродов в рабочее положение до упора в лед после отключения стопора 24 и последующее углубление их в лед по мере его растопления под действием пружины 16 и 17.

На фиг. 3 справа система штока с электродом показана в рабочем положении.

Реализация способа осуществляется следующим образом. Подводную лодку останавливают, создают незначительную положительную плавучесть, всплывают до упора ограждения рубки в лед, проверяют неподвижность подводной лодки относительно поверхности льда с помощью подледного перископа, выдвигают электроды 13 в рабочее положение, для чего отключают стопора 24 барабанов 23, чем снимают натяжение тросов 19. Подают на электроды 13 напряжение и начинают растопление щелей в толще льда, что сопровождается углублением электродов в лед по мере его растопления под действием на разжатых до конца пружин 16 и 17. Достигают расчетной глубины расплавления щелей в толще льда, о чем судят по времени расплавления, осматривают положение электродов с помощью подледного перископа и подводного освещения, снимают напряжение с электродов 13, включают электроприводы 23, наматывают троса 19 на барабаны 22, сжимают пружины 16 и 17 до прихода штоков с электродами в свои гильзы 18, включают стопора 24 и закрывают отверстия 11 в ограждении 10 рубки щитами 12. Затем увеличивают положительную плавучесть до расчетной величины, взламывают ослабленный щелями лед и всплывают из-подо льда в положение, обеспечивающее связь подводной лодки с внешним миром для проведения вентиляции, приема и выгрузки людей, грузов и прочих необходимых действий.

Использование предлагаемого способа сокращает время достижения связи с внешним миром из подледного положения в 2...2,5 раза по сравнению со способами, описанными в прототипе, что повышает безопасность экипажа и увеличивает вероятность решения стоящих перед ним задач.

Возможности способа проверены на модельных опытах.

При необходимости способ может быть использован и для вывода в надледное положение всего корпуса подводной лодки.