устройство аварийного изменения параметров движения судна

Формула изобретения

1. УСТРОЙСТВО АВАРИЙНОГО ИЗМЕНЕНИЯ ПАРАМЕТРОВ ДВИЖЕНИЯ СУДНА, содержащее пластину, установленную на судне с возможностью взаимодействия ее с водной средой и привод ее перемещения, отличающееся тем, что привод перемещения пластины включает в себя раму с поперечной перекладиной, причем свободные концы рамы шарнирно закреплены на бортах носовой оконечности судна, лебедку с тросом, один конец которого закреплен на барабане лебедки, а другой - на поперечной перекладине рамы, и цилиндр с поршнем, жестко закрепленный на вертикальном валу, установленным в средней части поперечной перекладины рамы и снабженным приводом его поворота и фиксации в заданном положении, при этом пластина жестко связана с упомянутым поршнем, а в надпоршневой полости цилиндра установлен взрывной заряд.

2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что в корпусе цилиндра выполнены радиальные отверстия для сброса давления в конце хода поршня в сторону пластины, а корпус цилиндра снабжен компенсационной камерой, сообщенной через упомянутые отверстия с полостью цилиндра и выполненной с возвожностью сообщения ее полости с наружной средой через обратный клапан.

3. Устройство по пп. 1 и 2, отличающееся тем, что поршень цилиндра снабжен уплотненным штоком, к которому прикреплена упомянутая пластина, причем полость цилиндра со стороны штока поршня сообщена с надпоршневой полостью цилиндра со стороны взрывного заряда через отверстия, выполненные в корпусе цилиндра у торцевой стенки со стороны штока и перед отверстиями сброса давления со стороны взрывного заряда, сообщенные между собой трубопроводами с обратным клапаном.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к судостроению, в частности к устройствам, которые позволяют изменять параметры движения судна путем изменения его скорости и направления.

Изобретение применяется при возникновении аварийной ситуации, когда по курсу движения судна неожиданно появляется препятствие или другое судно. Оно может быть использовано также и при неподвижном судне, когда возникает опасность столкновения с движущимся судном и оно не имеет возможности изменить курс.

Известно устройство изменения параметров движения судна, включающее в себя пластину, которая расположена в водной среде, и ее привод перемещения для изменения характера взаимодействия с водной средой при движении судна [1] . Кроме этого, торможение может быть осуществлено реверсом гребного винта.

Недостатки этого устройства: инерционность системы управления пластиной от привода, не позволяющая избежать столкновения с неожиданно появившимся встречным судном; изменение направления движения пластиной возможно только при подвижном судне, т. к. оно осуществляется за счет взаимодействия поверхности пластины с набегающим потоком водной среды; использование реверсивного движения гребного винта приводит к его интенсивному износу, причем, главным образом, силовой установки и является также инерционным из-за значительной массы судна.

Известно устройство изменения параметров движения судна, содержащее расположенную в водной среде пластину и привод ее перемещения для изменения характера ее взаимодействия с подвижной водной средой [2] .

Недостатки описанного устройства: инерционность воздействия на водную среду пластины с приводом ее, которая не позволяет избежать столкновения при внезапно появившемся судном; зависимость скорости осуществления маневра от скорости движения судна; пассивность системы изменения параметров движения судна, т. к. она способна осуществить маневр только на ходу; невозможность изменения своего местоположения при неподвижном судне, когда неожиданно появляется подвижный объект.

Цель - быстрое изменение параметров движения при движении судна путем его торможения до полной остановки, изменение направления движения или приобретение стартовой скорости из неподвижного положения, изменение положения судна при отсутствии движения при возникновении аварийной ситуации, т. е. снижение инерционности и возможности воздействия на неподвижное судно.

Поставленная цель достигается тем, что привод перемещения пластины включает в себя раму с поперечной перекладиной. Свободные концы рамы шарнирно закреплены на бортах носовой оконечности судна. Один конец троса закреплен на барабане лебедки, а другой - на поперечной перекладине рамы. Цилиндр имеет поршень жестко закрепленный на вертикальном валу, установленном в средней части поперечной перекладины рамы и снабженном приводом его поворота с фиксацией в заданном положении. Пластина связана с поршнем, а в надпоршневой полости установлен взрывной заряд.

В корпусе цилиндра выполнены радиальные отверстия для сброса давления в конце хода поршня в сторону пластины, а корпус цилиндра снабжен компенсационной камерой, сообщенной через отверстия с полостью цилиндра и выполненной с возможностью сообщения ее полости с наружной средой через обратный клапан. Поршень цилиндра снабжен уплотненным штоком, к которому прикреплена пластина. Полость цилиндра со стороны штока сообщена с надпоршневой полостью цилиндра со стороны взрывного заряда через отверстия, выполненные в корпусе цилиндра у торцовой стенки со стороны штока и перед отверстиями сброса давления со стороны взрывного заряда, сообщенные между собой трубопроводами с обратным клапаном.

На фиг. 1 представлено устройство, общая компоновка; на фиг. 2 - разрез по оси цилиндра; на фиг. 3 - вид А на фиг. 2.

Устройство аварийного изменения параметров движения судна содержит привод перемещения, включающий раму 1, свободные концы которой шарнирами 2 соединены с оконечностью судна, лебедку 3 с направляющим шкивом 4. Рама 1 имеет поперечную перекладину 5, в которой расположен вертикальный вал 6 с приводом поворота 7. Поворот осуществляется червячной парой 8, которая является самотормозящей и позволяет фиксировать угловое положение. Трос барабана лебедки 3 соединен с поперечной перекладиной 5. Рама оснащена перемычкой 9 с амортизатором 10. Боковые штанги рамы 1 в рабочем положении, когда она опущена в воду, должны прилегать к корпусу судна или иметь способность изгибаться до контакта с ним при силовом воздействии во время изменения параметров движения судна. На валу 6 закреплен корпус цилиндра 11 с кольцевым упором 12 и поршнем 13. Поршень 13 соединен штоком 14 с пластиной 15. Шток 14 снабжен уплотнителем 16, а в корпусе цилиндра 11 выполнены радиальные по отношению к его оси отверстия 17, 18.

Таким образом, привод перемещения пластины включает в себя раму 1 с лебедкой 3, трос которого соединен одним концом с барабаном лебедки 3, а другим концом - с поперечной перекладиной 5 рамы 1, и цилиндр с корпусом 11, поршень 13 которого штоком 14 соединен с пластиной 15, причем корпус цилиндра снабжен приводом его поворота на вале 6. Привод содержит две системы: систему перемещения рамы 1 с цилиндром и закрепленной на его штоке пластины 15 и систему, осуществляющую ориентацию оси цилиндра относительно оси судна.

Радиальные отверстия 18 соединены трубопроводами с компенсационной камерой 19, имеющей сообщение с окружающей средой через обратный клапан 20, а радиальные отверстия 17 соединены трубопроводами 21 через обратный клапан 22 и регулируемый дроссель 23 полостью 24 штока 14. В надпоршневой полости 25 размещены взрывные заряды 26, которые расположены в одной плоскости и сдвинуты по углу. Подрыв взрывных зарядов 26 осуществляется от электрического импульса. Эта система условно не показана, т. к. широко известна и не является предметом предложения.

Устройство аварийного изменения параметров движения судна действует следующим образом.

В начальном походном положении рама 1 поднята в крайнее верхнее положение и удерживается в этом положении механизмом лебедки 3. При возникновении аварийной ситуации, лебедка 3 освобождает трос и рама со всеми элементами под воздействием собственного веса падает в водную среду до контакта амортизатора 10 с корпусом судна (фиг. 1). Начальное положение пластины 15 (фиг. 1)- ее поверхность перпендикулярна направлению движения судна и вперед. Такое расположение соответствует режиму торможения судна. Подрывается один из взрывных зарядов 26, в надпоршневой полости 25 создается повышенное рабочее давление, и поршень 13 через шток 14 начинает перемещать пластину 15 навстречу движения судна, создавая тормозную силу, пропорциональную квадрату скорости перемещения пластины 15. Эта скорость может быть соизмерима со скоростью снаряда, что позволяет получить любую наперед заданную тормозную силу, причем различную по величине, т. к. взрывные заряды могут иметь различное воздействие. Возможен вариант последовательного подрыва взрывных зарядов 26.

Конечно, последовательное приведение в действие взрывных зарядов может быть осуществлено после возврата поршня 13 в исходное положение, которое осуществляется следующим образом. При движении поршня 13 открываются сначала радиальные отверстия 17 и газ под давлением поступает через обратный клапан 22 и регулируемый дроссель 23 в полость 24 штока 14. При дальнейшем движении поршня открываются радиальные отверстия 18 и газ поступает в компенсационную камеру 19, а затем выходит в водную среду через обратный клапан 20. В полости 24 создается тормозная воздушная подушка, а в полости 25 давление падает. Поршень под воздействием разности давления в полостях 24 и 25 медленно возвращается в исходное положение.

Для изменения направления движения судна вал 6 с цилиндром разворачивают от привода поворота вала 7 перпендикулярно движению судна. После устранения аварийной ситуации рама 1 возвращается в исходное положение лебедкой 3. Дроссель 23 позволяет, изменяя активное проходное сечение, изменять скорость возврата поршня 13 в исходное положение. Расстояние от корпуса судна до пластины 15 должно быть достаточным, чтобы избежать силового замыкания и гидравлического удара. Для ускорения движения или придания начальной скорости используется аналогичное положение, но пластина 15 разворачивается, чтобы гидравлический удар не воспринимался корпусом.