Аварийно-спасательная система для спасения экипажа подводной лодки при аварии в подводном положении

 

Изобретение относится к области подводного судостроения, в частности к средствам аварийного спасения экипажей подводных лодок. Аварийно-спасательная система подводной лодки, включающей корпус с герметизируемыми отсеками, рубку с постом управления и выдвижными устройствами вентиляции, забора воздуха, перископом и антенной, реакторную установку, содержит закрепленный на подводной лодке всплывающий спасательный модуль со средствами его отделения от нее. Спасательный модуль выполнен по типу подводной лодки. Упомянутая рубка является единой для спасательного модуля и подводной лодки. Средства отделения содержат четыре или восемь пиродвигателей отделения. В донной части спасательного модуля имеется газовая камера, которая является дополнительной емкостью для уравнительной цистерны. К боковым поверхностям рубки прикреплены два водометных двигателя вертикальной тяги. В кормовой части спасательного модуля установлены два водометных реверсивных двигателя горизонтальной тяги. Достигается повышение возможности спасения всего экипажа подводной лодки при аварии в подводном положении. 6 з.п. ф-лы, 3 ил.

Изобретение относится к области подводного судостроения, к аварийно-спасательному оборудованию атомных и дизельных подводных лодок.

Заявляемая система представляет собой подводную лодку двухмодульной конструкции, в устройстве которой имеется спасательный модуль, выполненный в виде подводной лодки, обеспечивающий спасение всего экипажа подводного корабля (срочное всплытие с последующим замедлением) и автономное плавание, как в надводном, так и в подводном положении.

Предлагаемая аварийно-спасательная система может использоваться как для строительства атомных, так и для строительства дизельных подводных лодок (далее ПЛ).

Аналогом и прототипом заявляемой конструкции ПЛ является атомная подводная лодка “Комсомолец”, в составе конструкции которой имелась всплывающая камера, способная вместить весь экипаж и обеспечивающая его спасение с глубин до 1500 метров, которая оснащена автономной системой энергоснабжения. Спасательная камера располагалась в ограждении выдвижных устройств и при нахождении корабля в надводном положении использовалась для выхода из помещений прочного корпуса на палубу надстройки.

Какая это камера, как в ней размещается весь экипаж корабля - не указано. И возникают вопросы: сколько же времени необходимо при нахождении подводной лодки в подводном положении, чтобы 57-60 человек экипажа из всех отсеков корабля вошли в спасательно-всплывающую камеру вместе с (возможными) ранеными, и через какое время подводная лодка, в случае ее торпедирования (поражения противником), пойдет ко дну?

Какое время такая камера может сохранять жизнь 57-ми подводникам? Из этого следует, что всплывающая спасательная камера не является надежным средством для спасения всего экипажа подводной лодки и не рассчитана на длительное пребывание в ней.

(Журнал “Техника и вооружение вчера, сегодня, завтра” № 5-6, 2000. “Отечественные атомные подводные лодки”, стр.17-19, АЛЛ “Комсомолец”) - прототип.

История подводного плавания подтверждает, что из-за отсутствия на подводных лодках надежных аварийно-спасательных средств для всего экипажа многие экипажи спасти не удалось (ни в нашей стране, ни за рубежом).

Известные факты (катастрофы отечественных и иностранных подводных лодок, в том числе и атомных) также подтверждают, что аварийно-спасательные средства для всего экипажа подводной лодки необходимы, их создание является актуальной технической задачей, и они должны быть созданы судостроительной промышленностью.

После чего можно налаживать (при соответствующем решении) и серийное производство подводных лодок двухмодульной конструкции.

Как известно, у прототипа и у других современных подводных лодок корпус имеет двойную оболочку расчетной прочности, обеспечивающей погружение ПЛ на большие глубины (на 500 и более метров). Корпус ПЛ перегородками с герметическими люками-дверями делится на отсеки (например, на 10 отсеков), в каждом из которых размещены: вооружение, отделение боепитания, реакторная установка, цистерна быстрого погружения, цистерна уравнительная.

Характерным недостатком подводных лодок является то, что индивидуальные спасательные средства (легководолазные костюмы) не обеспечивают спасение экипажа подводной лодки на средних и больших глубинах, а лодки не имеют средств спасения всего личного состава, и поэтому их экипажи погибают вместе в подводной лодкой.

Не решена и проблема обеспечения помещений (отсеков) кислородом, когда они герметизированы один от другого, им кислорода оказывается недостаточно для обеспечения экипажа. Накапливается газ в аккумуляторной. Возможно и загазованность отсека (ов) по другим причинам.

Эти же недостатки, хотя и в меньшей мере, присущи и прототипу.

Заявляемая конструкция подводной лодки представляет собой двухмодульную подводную лодку, то есть конструкцию, состоящую из основного корпуса ПЛ, перекрытого сверху прочной и герметичной перегородкой вдоль всего корпуса и конформно установленный и закрепленный на нем аварийно-спасательный модуль, построенный по типу подводной лодки, рассчитанный на отделение от основного (несущего) корпуса ПЛ, срочное с замедлением всплытие (при необходимости) и автономное плавание, то есть выход из района аварии и движение к ближайшему порту дружественной страны или к побережью в безопасном районе плавания.

Средства отделения спасательного модуля от основного корпуса подводной лодки выполнены в виде захватов (кулаков) клиновидной формы, входящих в “гнезда” такой же формы на основном корпусе ПЛ, и управляемых гидравлическими или электрическими приводами.

Средства отделения содержат четыре (шесть или восемь - для большей надежности и с учетом расчетных данных) пиродвигателя (ей) отделения, установленных в крепежных узлах, размещенных вдоль проекции продольной оси спасательного модуля над донной газовой камерой, в которую выводятся газы при срабатывании пиродвигателей, рассчитанной на определенное расчетное внутреннее давление и которая используется как дополнительная емкость к цистерне всплытия спасательного модуля.

Средства отделения управляются с пульта управления, находящегося на посту управления спасательным модулем.

Спасательные суда (суда, привлекаемые к спасательным работам), при необходимости направленные навстречу спасательному модулю для оказания помощи, могут (при соответствующих метеоусловиях и волнении моря) взять модуль на буксир и отбуксировать в ближайшую базу подводных лодок или базу надводных кораблей.

Заявляемое изобретение направлено на решение технической задачи создания аварийно-спасательной системы для спасения экипажа подводной лодки при аварии в подводном положении, представляющей собой подводную лодку двухмодульной конструкции (с атомной силовой упаковкой), верхняя часть которой представляет собой спасательный модуль в виде подводной лодки, обеспечивающий спасение всего экипажа ПЛ при аварийном повреждении (течи) основного корпуса из-за столкновения с преградой, торпедирования или нарушения герметичности, при пожаре (взрыве) и загазованности помещений (отсеков), при потере хода, при потере управляемости или при других экстремальных ситуациях.

Спасательный модуль представляет собой автономно плавающее средство для размещения экипажа ПЛ, построенное по типу дизельной подводной лодки, снабженное собственными двигателями аварийного всплытия и автономного плавания (при наличии необходимого запаса носителя энергии).

Для перехода экипажа из отсеков корпуса ПЛ в спасательный модуль имеется шесть люков (три люка по левому борту и три - по правому борту) и один верхний люк - для входа в рубку, которые герметизируются.

Спасательный модуль крепится к корпусу ПЛ с помощью захватов, которые управляются штоками гидроусилителей (гидроцилиндров) или электродвигателями посредством редукторов с червячными парами.

От смещения в продольном и поперечном направлениях спасательный модуль фиксируется на ложементах основного корпуса ПЛ с помощью упоров, входящих в пазы на корпусе ПЛ.

Герметичность соединения спасательного модуля с основным корпусом ПЛ обеспечивается достаточно широкой из плотной резины прокладкой, изготовленной на основе каучука, которая уложена в канавку по периметру соединения с корпусом ПЛ.

Система обеспечения экипажа ПЛ кислородом рассчитана так, что каждая из двух-трех кислородопроизводящих установок в случае отказа одной из них обеспечивает кислородом все отсеки, а также спасательный модуль ПЛ.

В нормальных же условиях каждая из двух установок, размещенных в основном корпусе ПЛ, работает на 50% производительности и обепечивает кислородом только половину отсеков ПЛ, то есть отсеки, за которыми она штатно закреплена.

Третья кислородопроизводящая установка, размещенная в носовой части (условно 3-4 отсек) спасательного модуля, является резервной и может подключаться к любой из двух (носовой или кормовой) половин кислородной системы ПЛ, а в случае аварийного отделения спасательного модуля она служит для обеспечения кислородом трех салонов, других помещений модуля и объединенной с ним рубки.

Решение технической задачи достигается:

1. Созданием атомной подводной лодки двухмодульной конструкции, состоящей из двух частей - основного корпуса ПЛ и установленного, закрепленного на нем с помощью захватов и приводов аварийно-спасательного модуля, построенного по типу дизельной подводной лодки.

2. Созданием аварийно-спасательного модуля, объединенного с рубкой ПЛ и имеющего все основные составные части ПЛ для автономного хода, размещением в нем помещений (например, трех салонов по 50 кресел в каждом), оборудованных по числу членов экипажа креслами, по типу салонов пассажирского самолета или зрительного зала для просмотра кинофильмов, а также оборудованных кино-видеоаппаратурой, системами кислородного питания и кондиционирования, помещением для больного (раненого), средствами оказания скорой медицинской помощи, кладовой для хранения питьевой воды и продуктов питания.

3. Созданием надежных узлов крепления аварийно-спасательного модуля к основному корпусу ПЛ, средств отделения (например, пиродвигателей), а также стыковочных узлов коммуникаций, электрических разъемов и линий связи.

4. Установкой на спасательном модуле двух водометных двигателей вертикальной тяги (для всплытия) и двух водометных реверсивных двигателей горизонтальной тяги (с отклоняющимися сопловыми насадками)для автономного движения спасательного модуля по воде или под водой (или вместо двух водометных двигателей горизонтальной тяги установкой дизельной силовой установки).

5. Оборудованием ПЛ тремя кислородопроизводящими установками (двумя основными и одной резервной).

6. Оборудованием аварийно-спасательного модуля необходимыми системами жизнеобеспечения, связи, сигнализации и буксировочными устройствами.

7. Осуществлением отделения аварийно-спасательного модуля от основного корпуса ПЛ и срочного всплытия с больших глубин и подо льдом.

Сопоставительный анализ с прототипом показывает, что заявляемая аварийно-спасательная система представляет собой двухмодульную конструкцию подводной лодки, является более надежной и безопасной для экипажа ПЛ в случаях, когда экипажу необходимо покинуть подводную лодку, находящуюся на опасной глубине для человека. При этом аварийно-спасательный модуль - модуль № 2 предназначен для всплытия с целью спасения всего состава экипажа и благодаря наличию собственной силовой установки является управляемым и может автономно плыть в направлении ближайшего порта дружественной страны, в подводном и в надводном положении, а модуль № 1 - основной корпус ПЛ в экстремальной ситуации подлежит затоплению и ложится на дно (что является важным и в тактическом плане, так как на вражеском “охотнике” за подводными лодками будут уверены, что ПЛ лежит на дне и не может более действовать).

Предлагаемая аварийно-спасательная система - двухмодульная подводная лодка представлена на фигурах 1-3.

На фигуре 1 представлен общий вид двухмодульной подводной лодки, оборудованной необходимыми составными частями аварийно-спасательной системы, которая состоит из:

- основного корпуса 1 ПЛ - модуля № 1;

- аварийно - спасательного модуля 2 - модуля № 2;

- рубки 3, объединенной с модулем № 2;

- двух основных двигателей 4 силовой установки ПЛ;

- двух водометных двигателей 5 вертикальной тяги (или двигателей по типу двигателя торпеды, после его модернизации);

- двух водометных реверсивных двигателей 6 горизонтальной тяги;

- одного-двух дизельных двигателей 7, установленного (ых) в кормовой части аварийно- спасательного модуля 2;

- ложементов для установки спасательного модуля в корпусе 1 ПЛ;

- складывающихся носовых рулей 9 и складывающихся кормовых рулей 10 аварийно-спасательного модуля 2, а также носовых рулей 11 и кормовых рулей 12 управления ПЛ;

- вертикального стабилизатора 13, установленного на кормовом отсеке спасательного модуля 2;

На фигуре 2-а представлено поперечное сечение корпуса двухмодульной подводной лодки:

- основной корпус 1 ПЛ;

- аварийно-спасательный модуль 2;

- рубка 3;

- водометные двигатели 5 вертикальной тяги спасательного модуля 2;

- ложементы 7 в корпусе 1 ПЛ, на которых установлен спасательный модуль 2;

- фермы усиления корпуса спасательного модуля 2;

- салоны 14 с креслами для экипажа;

- люки-двери 15;

- пиродвигатели 16 - средства отделения спасательного модуля 2 от основного корпуса 1 ПЛ;

- газовая камера 17 - дополнительная емкость к цистерне всплытия спасательного модуля (в которую выводятся выхлопные газы от пиродвигателей отделения);

- пусковая шахта 18 в основном корпусе 1 ПЛ;

- крышка 19 пусковой шахты.

На фигуре 2-б представлен вид ПЛ со стороны кормы:

- основные двигатели 4 ПЛ, работающие на гребные винты;

- водометные двигатели 5 вертикальной тяги спасательного модуля;

- водометные двигатели 6 реверсивные горизонтальной тяги спасательного модуля;

- захваты 8 с гидравлическими или электрическими приводами (приводы не показаны);

- складывающиеся носовые рули 9 спасательного модуля;

- складывающиеся кормовые рули 10 спасательного модуля;

- носовые рули 11 ПЛ;

- кормовые рули 12 ПЛ;

- вертикальный стабилизатор 13 (общий для спасательного модуля и ПЛ);

- гребной винт дизельного двигателя 20 спасательного модуля;

- донные аварийные опоры 21 спасательного модуля;

На фигуре 3 представлен аварийно-спасательный модуль 2, выполненный по типу дизельной подводной лодки, после его отделения от основного корпуса ПЛ:

- аварийно-спасательный модуль 2 с рубкой 3 (рубка общая для ПЛ и для модуля 2);

- водометные (левый и правый) двигатели 5 вертикальной тяги;

- водометные реверсивные (левый и правый) двигатели 6 горизонтальной тяги;

- носовой руль 9 (складывающийся под углом 90 при стыковке с основным корпусом ПЛ);

- “рули” - рули, корректирующие дифферент;

- кормовые рули 10 (складывающиеся под углом 90 при стыковке с основным корпусом ПЛ);

- салоны “конференц-зал” 14 для сбора личного состава подводной лодки;

- двери-люки 15 для перехода личного состава (экипажа) из основного корпуса 1 ПЛ в спасательный модуль;

- пиродвигатели 16 отделения аварийно-спасательного модуля 2 от основного корпуса 1 ПЛ;

- кислородопроизводящая установка;

- опреснительная установка (не показана);

- аккумуляторная;

Кроме перечисленного оборудования в аварийно-спасательном модуле имеются кабина с органами управления спасательным модулем и пультом информации и управления аварийно-спасательной системой ПЛ (не показаны), а также другое оборудование и необходимые помещения.

Оружие ПЛ

1. Четырехтрубный торпедный аппарат ПЛ.

2. Спаренный торпедный аппарат спасательного модуля.

3. Излучающая часть боевого лазера (размещена в выдвигающемся контейнере в верхней передней части рубки 3).

Контейнер излучателя может поворачиваться в пределах углов сектора передней полусферы.

До возникновения аварийной ситуации, при которой всему экипажу необходимо покинуть ПЛ (АПЛ), все системы ПЛ работают в штатном режиме, а аварийно-спасательная система выключена. Все ее механизмы находятся в исходном положении, а органы управления (включатели и переключатели) на пульте аварийно-спасательной системы выключены и закрыты предохранительными устройствами, защищающими от несанкционированного включения.

Пульт управления аварийно-спасательной системы (не показан) установлен на посту управления спасательным модулем; спасательный модуль 2 (фиг.2-б), установленный на основной корпус 1 ПЛ, крепится к основному корпусу с помощью захватов (кулаков) - 8, которые находятся в соответствующих им “гнездах” (пазах) основного корпуса 1 ПЛ.

Пиродвигатели 16 (фиг.2-а) отделения спасательного модуля 2 выключены. Двигатели 5 (фиг.2-б) всплытия (двигатели вертикальной тяги) и реверсивные двигатели 6 (двигатели горизонтальной тяги) спасательного модуля 2 выключены. Гребной винт 20 силовой установки спасательного модуля 2 вращается в режиме “холостой ход”.

Объединенные системы (например, системы обеспечения воздухом и кислородом, электроснабжения и связи) основного корпуса 1 и спасательного модуля 2 работают в штатном расчетном режиме.

Подводная аварийно-спасательная система работает следующим образом.

При нахождении или ходе ПЛ под водой в случае аварийной ситуации, когда всему экипажу угрожает опасность и возникла необходимость покинуть подводную лодку, командир подводной лодки по громкоговорящей связи (или системой сигнализации) объявляет “срочный сбор” в “конференц-зале” 14 (фиг.2-а), который находится в аварийно-спасательном модуле и представляет собой два-три помещения, разделенные прочными перегородками с герметизируемыми дверями (большими люками). Эти помещения по своему устройству похожи на салоны пассажирского самолета, оборудованные такими же креслами (со столиками за спинкой) по количеству пассажиров - (экипажа ПЛ).

Подводники, как можно быстро, занимают каждый свое место.

Старший помощник командира ПЛ при аварийной ситуации находится в аварийно-спасательном модуле у пульта управления аварийно-спасательной системой (не показан) и готовит все системы и двигатели спасательного модуля к всплытию.

После входа ответственного за сбор личного состава ПЛ в аварийно-спасательный модуль все шесть или четыре люка 15 (фиг.1,2-а) герметизируются: аварийно-спасательный модуль 2 готов к всплытию и выходу из опасной (контролируемой противником) зоны.

Для отделения аварийно-спасательного модуля 2 (далее СМ) от основного корпуса 1 ПЛ включают гидравлические или другого типа приводы (на фиг.2-б), с помощью которых разворачивают (выводят из гнезд основного корпуса) захваты (кулаки) 8, а с помощью автоматических устройств включаются пиродвигатели 16 (фиг.2-а).

При этом с помощью блока автоматического управления аварийно-спасательной системой (не показан; установлен в спасательном модуле) электрические разъемы обесточиваются и расстыковываются. Электрические цепи аварийно-спасательного модуля 2 переключаются на собственные источники электрического питания, срабатывают двойные клапаны перекрытия трубопроводов, а соединительные штуцеры разъединяются, автоматически включаются системы автономного управления рулями 9, 10 спасательного модуля 2.

Увеличивая тягу двигателей 5 всплытия (двигателей вертикальной тяги) до необходимого или максимального значения, и при этом осуществляется управлением СМ с соблюдением соответствующих мер безопасности (например, всплытие подо льдом), обеспечивают всплытие СМ на заданный уровень глубины.

Таким образом, с помощью спасательного модуля осуществляется спасение всего экипажа подводной лодки.

В момент отделения СМ от основного корпуса ПЛ четыре подпружиненных щупа (не показаны), установленные попарно в носовой и кормовой части под днищем СМ, отслеживают необходимое расстояние для надежного отделения модуля и посредством электроконтактов обеспечивают сигнализацию “Внимание отделение!”, - на пульте информации и управления аварийно-спасательной системой ПЛ загорается сигнальное табло (пульт установлен на посту управления спасательным модулем). Всплывающий СМ при включенных двигателях 6 горизонтальной тяги может отплыть в сторону от основного корпуса ПЛ в заданном направлении.

После подвсплытия на перископную глубину, используя выдвижные трубы, осуществляется забор свежего воздуха, а через антенну радиосвязь с командным пунктом управления движением подводных лодок.

Для радиосвязи в особых случаях на спасательном модуле имеется радиобуй (не показан).

С реализацией заявляемого комплекса устройств аварийно-спасательной системы подводной лодки осуществляется спасение всего экипажа (в том числе и еще нескольких человек в качестве пассажиров или специалистов) при аварии ПЛ в подводном положении, когда возникает необходимость покинуть подводную лодку всему экипажу.

Возможность создания и применения аварийно-спасательной системы предлагаемой двухмодульной подводной лодки (с атомной или эл/дизельной силовой установкой) подтверждается известным (указанным в данной заявке) прототипом, принципиально известными и применяемыми в Военно-морском Флоте России морскими транспортными средствами, различных типов двигателями, в том числе водометными с изменяемым вектором тяги, различными устройствами для подводных лодок, средствами стыковки и герметизации под водой, существующими системами жизнеобеспечения экипажей подводных лодок при плавании на малых (подо льдом) и больших глубинах, наличием средств дальней связи и сигнализации об аварийной ситуации.

Примечания.

1. При боевых действиях (в случае необходимости) помещения салонов спасательного модуля могут быть использованы для перевозки и высадки десанта морской пехоты, а также для выполнения других задач.

2. Другие устройства и системы, входящие в состав оборудования ПЛ, но не входящие в аварийно-спасательную систему, в данном описании не описываются, так как они известны специалистам.

Формула изобретения

1. Аварийно-спасательная система подводной лодки, включающей корпус с герметизируемыми отсеками, рубку с постом управления и выдвижными устройствами вентиляции, забора воздуха, перископом и антенной, реакторную установку, содержащая закрепленный на подводной лодке всплывающий спасательный модуль со средствами его отделения от нее, отличающаяся тем, что спасательный модуль выполнен по типу подводной лодки, при этом упомянутая рубка является единой для спасательного модуля и подводной лодки.

2. Система по п.1, отличающаяся тем, что средства отделения содержат четыре или восемь пиродвигателей отделения, установленных в крепежных узлах попарно ближе к проекции продольной оси корпуса спасательного модуля и на равных расстояниях от центра масс модуля.

3. Система по п.1, отличающаяся тем, что в донной части спасательного модуля имеется газовая камера для сбора газа при срабатывании пиродвигателей, которая является дополнительной емкостью для уравнительной цистерны, обеспечивающей всплытие спасательного модуля, отделившегося от основания корпуса.

4. Система по п.1, отличающаяся тем, что к боковым поверхностям рубки прикреплены два водометных двигателя вертикальной тяги с электрическими или другого типа приводами.

5. Система по п.1, отличающаяся тем, что содержит два водометных реверсивных двигателя горизонтальной тяги, которые приводятся в действие от электрических или от дизельных двигателей, установленных в кормовой части спасательного модуля и работающих одновременно на гребные винты.

6. Система по п.1, отличающаяся тем, что спасательный модуль снабжен кислородопроизводящей установкой для обеспечения кислородом помещения спасательного модуля, а при необходимости - для обеспечения кислородом носовых или кормовых отсеков подводной лодки.

7. Система по п.1, отличающаяся тем, что спасательный модуль снабжен четырьмя подпружиненными щупами, управляющими электрическими контактами в системе отслеживания отделения модуля.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3