корпус подводного аппарата

Формула изобретения

Корпус подводного аппарата, включающий в себя цилиндрическую оболочку, разделенную на несколько отсеков перегородками, один из которых имеет опасный узел, отличающийся тем, что оболочка отсека с опасным узлом имеет шпации меньше шпаций оболочек смежных с ним отсеков для повышения его прочности к воздействию давления забортной воды, причем на обеих перегородках отсека с опасным узлом установлены предохранительные клапаны, сообщающиеся со смежными отсеками, при этом давление срабатывания предохранительных клапанов выбирается на порядок меньше давления разрушения оболочки отсека с опасным узлом.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к подводной технике, а именно к корпусам подводных аппаратов.

Известен корпус подводного аппарата (см., например, патент РФ №2015059, кл. В 63 G 8/00, 1992), в котором обеспечена разгрузка корпуса герметичного бокса от действия внешнего гидростатического давления на глубине, для чего одна из крышек корпуса герметичного бокса выполнена в виде податливой мембраны.

Известен корпус подводного аппарата (см., например, А.Б.Широкорад "Оружие отечественного флота", под общей редакцией А.Е.Тараса, Минск-Москва, изд. Харвест ACT, 2001, стр.288), включающий в себя цилиндрическую оболочку, разделенную на несколько отсеков перегородками, один из которых имеет опасный узел.

Прочность корпуса такого подводного аппарата играет важную роль в обеспечении безопасности в аварийной ситуации с погружением на глубину, где гидростатическое давление больше предельно допустимого для корпуса аппарата. Без принятия должных конструктивных мер отсек с опасным узлом может разрушиться и обломки оболочки отсека могут ударить по опасному узлу, что недопустимо, так как это может привести к взрыву.

Для исключения возможности разрушения защищаемого отсека дополнительно используют предохранительные клапаны различной конструкции (см., например, патент РФ №2079758, М.Кл. F 16 К 17/00, 1993 г., патент РФ №2105916, М.Кл. F 16 К 17/00, 1995 г.). Предохранительный клапан устанавливается на оболочке защищаемого отсека таким образом, что он сообщается с наружным объемом. Давление срабатывания предохранительного клапана выбирается меньшим давления разрушения оболочки защищаемого отсека. В аварийной ситуации с погружением на глубину при превышении заданного давления предохранительный клапан срабатывает, открывается его проходное отверстие и через него происходит заполнение водой внутреннего объема защищаемого отсека, избыточное давление на оболочку снимается, чем исключается возможность разрушения отсека.

Данное техническое решение принято за прототип.

В отдельных случаях известное техническое решение оказывается недостаточно надежным. Предохранительный клапан всегда имеет разброс по величине давления срабатывания. Когда предельно допустимое давление для оболочки защищаемого отсека очень близко к наибольшему рабочему давлению на корпус, разброс давления срабатывания предохранительного клапана или вовсе не укладывается в указанные пределы, или не обеспечивает необходимые запасы прочности и надежность всей конструкции. Кроме того, перегородки корпуса защищаемого отсека зачастую не рассчитаны на столь же высокое давление забортной воды, что и оболочка.

Т.о. задача повышения надежности остается актуальной. Предложенное изобретение направлено на решение указанной задачи. Для решения указанной задачи в корпусе подводного аппарата, включающем в себя цилиндрическую оболочку, разделенную на несколько отсеков перегородками, один из которых имеет опасный узел, оболочка отсека с опасным узлом имеет шпации меньше шпаций оболочек смежных с ним отсеков для повышения его прочности к воздействию давления забортной воды, причем на обеих перегородках отсека с опасным узлом установлены предохранительные клапаны, сообщающиеся со смежными отсеками, при этом давление срабатывания предохранительных клапанов выбирается на порядок меньше давления разрушения оболочки отсека с опасным узлом.

Таким образом, предложено выполнить оболочки отсеков подводного аппарата не равнопрочными, что является оптимальным техническим решением без учета проблемы обеспечения безопасности в аварийной ситуации, а разнопрочными к воздействию давления забортной воды

Изобретение поясняется чертежом.

На чертеже обозначены: цилиндрическая оболочка 1 корпуса, перегородки 2 и 3, предохранительные клапаны 4, 5, шпангоуты 6, 7, опасный узел 8, корпусы 9, 10 отсеков, смежных с отсеком с опасным узлом 8.

В корпусе на шпангоутах 6, 7 установлен опасный узел 8. Шпангоуты 6, 7 имеют вырезы (на чертеже не показаны) для пропуска воды из одной части отсека в другую. Цилиндрическая оболочка отсека с опасным узлом 8 прочнее оболочек смежных отсеков 9 и 10 из соображений надежности. Конструктивно это достигается, например, тем, что оболочка отсека с опасным узлом 8 имеет шпации меньше шпаций оболочек смежных с ним отсеков 9, 10 для повышения его прочности к воздействию давления забортной воды. На обеих перегородках отсека с опасным узлом 8 установлены предохранительные клапаны 4, 5, сообщающиеся со смежными отсеками, при этом давление срабатывания предохранительных клапанов выбирается на порядок меньше давления разрушения оболочки отсека с опасным узлом.

Предохранительные клапаны 4, 5 могут представлять собой прорывные мембраны, как это показано на чертеже, или предохранительные клапаны иной конструкции (см., например, патент РФ №2105916, кл. F 16 K 17/40, 1995 г.).

В аварийной ситуации с погружением на глубину при превышении давлением забортной воды определенного уровня происходит разрушение оболочек одного из смежных отсеков 9 или 10, вода заполняет этот отсек. Под действием давления воды происходит срабатывание предохранительных клапанов 4 или 5, и вода заполняет внутренний объем защищаемого отсека. При этом заполнение всего объема защищаемого отсека обеспечивается наличием отверстий (на чертеже не показаны) в шпангоутах 6 и 7 крепления опасного узла 8. Перепад давления снимается и тем самым исключается разрушение отсека и возможный удар по опасному узлу 8. Заполнение водой корпуса через предохранительные клапаны 4 и 5 определяется специальным гидравлическим расчетом. Для быстрого заполнения корпуса водой давление срабатывания предохранительных клапанов 4 и 5 должно быть на порядок меньше давления разрушения оболочек отсеков 9 и 10. При быстром заполнении водой рост внешнего избыточного давления за счет погружения на глубину не приводит к росту избыточного давления на оболочку корпуса, поэтому прочность оболочки защищаемого отсека может быть сделана незначительно прочнее оболочек обоих смежных отсеков, при этом гарантировано с достаточной степенью надежности обеспечить первоначальное разрушение именно смежных отсеков при сохранении целостности оболочки защищаемого отсека.

Предложенная конструкция имеет еще и то дополнительное преимущество, что предохранительный клапан переносится с оболочки на перегородки между отсеками. Это облегчает работу клапана, поскольку он в нерабочем состоянии не замачивается. Давление срабатывания предохранительного клапана может быть мало, а допуск на разброс значения давления срабатывания расширяется и перестает быть критичным.

При традиционном подходе перегородки 2 и 3 отсека с опасным узлом должны быть упрочнены, чтобы они выдерживали давление воды при разрушении смежного отсека, пока вода не натечет через предохранительный клапан. В предлагаемой конструкции перегородки 2 и 3 могут быть облегчены, а освободившаяся масса может быть направлена на упрочнение оболочки защищаемого отсека.