Казарезов Проеектування пристроiв и систем пiдводных апаратiв

ПРОЕКТУВАННЯ ПРИСТРОЇВ І СИСТЕМ ПІДВОДНИХ АПАРАТІВ

Малий зовнішній діаметр ВОЛЗ зменшує її гідродинамічний опір. Такі властивості ВОЛЗ знижують енерговитрати на буксирування ненаселеного ПА в умовах великих глибин, а також підводних течій зі швидкостями до 2 вуз.

Ненаселений ПА "Dual Gydra-2500" як основну і кабельну лінію має ВОЛЗ довжиною 2750 м і міцністю на розрив порядку 12,7 тс. Кабель здатний витримати до 100 циклів перемотування. Обплетення кожного світловоду, а також силові шнури й обплетення кабелю виконані з кевларових волокон. По кабелю передається трифазний струм напругою 2000 В. Потужність електроживлення для спеціального устаткування (гідролокатор бічного огляду, система наведення ненаселеного ПА на об'єкт, телевізійна камера, маніпуляторний пристрій і фотокамера) становить 50 кВт. Основний кабель доповнений плавучим з'єднанням довжиною 137 м і діаметром 38 мм.

3.9. Засоби зовнішньої комутації

Для стикування інформаційних каналів, датчиків та іншого забортного устаткування між собою і системою керування ПА служать засоби зовнішньої комунікації. Вони виконуються в трьох принципово різних виконаннях – у вигляді гермовводів (ГВ), герморознімань (ГР) і маслозаповненими. ГВ і ГР є перешкодою для проникнення води в міцний корпус і герметизують кінець кабелю. Виконуються ГВ і ГР найчастіше в одному з двох варіантів: перший – з герметизацією зони контакту від морської води міцними стінками рознімання і гумових ущільнень усередині його, другий – заливанням контактних пар пластмасою і зовнішнім ущільненням у вигляді гумової муфти. Характерним прикладом зовнішніх комутуючих пристроїв першого типу є гермовводи і герморознімання серії РЭГ, розраховані на робочу глибину до 6000 м для кабелів типу НРШМ і КВД. Основні ущільнення і приєднувальні вузли рознімань уніфіковані. Зовнішній вигляд рознімання РЭГ-7-25-2 наведений на рис. 3.19 [46, 56], а технічні характеристики в – табл. 3.15.

Герметизація проводів у розніманнях другого типу здійснюється епоксидним компаундом з наповнювачем із пилоподібного кварцу. Зовнішня частина закладення кабелю вулканізується гумою в спеціальній прес-формі.

151

А.Я. Казарєзов, А.Ф. Галь, С.М. Пишнєв

Таблиця 3.16. Характеристика глибоководних рознімань із пластмаси

серії РЭПА (допустима напруга 500 В)

Певний інтерес становлять конструкції вузлів кріплення кабельтроса з внутрішнім і зовнішнім вантажонесучим обплетенням, які дозволяють передавати зусилля безпосередньо на корпус підвіще-

Для зменшення числа вводів кабелів у міцні корпуси використовують спеціальні пристрої, які називаються комутаційними

154

ПРОЕКТУВАННЯ ПРИСТРОЇВ І СИСТЕМ ПІДВОДНИХ АПАРАТІВ

коробками і являють собою невеликі ємності з герморозніманнями, з'єднаними між собою у певній послідовності.

Одна сторона гермовводів заливається спеціальним компаундом, а до іншої приєднуються кабелі периферійних пристроїв.

На рис. 3.22 подано схемне зображення фрагмента системи зовнішньої комутації ненаселеного ПА і комутаційної коробки.

6

3× 6

Рис. 3.22. Схемне зображення фрагмента системи зовнішньої комутації НПА (а) і комутаційної коробки (б):

1 – датчики периферійних пристроїв; 2 – насосна станція; 3 – кабельна коробка; 4 – міцний корпус системи керування; 5 – акумуляторна батарея; 6 – корпус кабельної коробки; 7– гермовводи; 8 – кабелі з розніманням; 9 – герметизувальна заливка

У деяких випадках зовнішні комутаційні і кабельні системи виконують маслозаповненими, як, наприклад, на ненаселеному ПА "Манта 1,5", "Скат-гео", "Акватор", "Эрик-II" та ін. Це пояснюється порівняною простотою конструкції, доступністю використовуваних матеріалів і устаткування [1, 48].

Досвід створення і використання маслозаповнених систем дозволяє сформулювати основні принципи їхньої побудови [48, 56]:

елементи електроустаткування ПА, які розташовуються в розвантажених боксах з однаковим надлишковим тиском і типом ді-

155

А.Я. Казарєзов, А.Ф. Галь, С.М. Пишнєв

електрика та не чинять під час роботи взаємних перешкод, поєднуються між собою кабелями в пружних маслозаповнених шлангах з використанням прохідних для мастила електричних рознімань (якщо виникають перешкоди, блоки роз'єднують, екранують і з'єднують через рознімання, що витримують перепад тиску 0,1...0,3 МПа);

кожен ізольований блок заглибного електроустаткування забезпечується окремою компенсаційною системою й електричним колектором для маслозаповненої комутації, тиск усередині боксів з апаратурою має бути вище забортного на 0,1...0,2 МПа. За своїми електричними характеристиками маслозаповнені кабелі більш стабільні і мають меншу масу, ніж кабелі з подовжньою герметизацією такого ж діаметра. Для ізоляції маслозаповнених кабельних ліній використовується тефлон, поліуретан, неопрен, фторопласт, полівініл, які добре працюють у будь-якому масляному середовищі. Діелектричні властивості мінеральних масел типу Е-750 та їм подібних зберігаються при потраплянні в них до 9 % морської води. Рекомендації з вибору діелектричних рідин наведені в роботах [21, 48, 56]. Прикладом удалого конструкторського рішення масляного комутатора є маслозаповнені гермовводи ненаселеного ПА "Скат-гео" (рис. 3.23).

Великий інтерес з погляду можливості стикування ненаселеного ПА з зовнішніми енергоблоками, інструментальними модулями і різним робочим устаткуванням становлять електричні рознімання, які дозволяють виконувати комутаційні операції в підводному положенні. З'єднання контактів у такому розніманні здійснюється в спеціальній камері, заповненій діелектричною рідиною з самоущільнюваними щілинами, крізь які проходять контактні штирі [46, 56]. Корпус рознімання виконують з металу чи пластмаси. Випробування рознімань показали їхню повну безпеку при напрузі 600 В і струмі

156

А.Я. Казарєзов, А.Ф. Галь, С.М. Пишнєв

СПИСОК ЛІТЕРАТУРА

1.Автоматические подводные аппараты /М.Д. Агеев, Б.А. Касаткин, Л.В. Киселев и др. – Л.: Судостроение, 1981. – 224 с.

2.Автономный ОПА "Nautile" // Зарубежная военно-морская техника. – 1991. – № 21/22. – C. 25–31.

3.Александров В.Г., Базанов Б.И. Справочник по авиационным материалам и технологии их применения. – М.: Транспорт, 1979. – 263 с.

4.Берто Г.О. Океанографические буи. – Л.: Судостроение, 1979.

–214 с.

5.Боровиков П.А., Самарский В.Н. Подводная техника морских нефтепромыслов. – Л.: Судостроение, 1980. – 176 с.

6.Бугаенко Б.А., Галь А.Ф. Способы подъема затонувших объектов с использованием подъемных модулей из твердых пустотелых наполнителей // Судостроение.– 1994. – № 1. – С. 11–14.

7.Будов В.М. Судовые насосы: Справочник. – Л.: Судострое-

ние, 1988. – 432 с.

8.Васильев В.Ю., Крутиков А.В., Засорин В.В. Новое направле-

ние в использовании подводно-технических средств // Судострое-

ние за рубежом. – 1990. – № 3. – С. 62–73.

9.Глубоководные аппараты // Судостроение за рубежом.– 1971.

–№ 1 (49). – С. 136–139.

10.Гольдин Э.Р., Козлов В.П., Челышев Ф.П. Подводно-техниче-

ские, судоподъемные и аварийно-спасательные работы: Справоч-

ник. – М.: Транспорт, 1990. – 336 с.

11.Диомидов М.Н., Дмитриев А.Н. Подводные аппараты. – Л.:

Судостроение, 1966. –363 с.

12.Диомидов М.Н., Дмитриев А.Н. Покорение глубин. – Л.: Су-

достроение, 1974. – 324 с.

13.Дмитриев А.Н. Проектирование подводных аппаратов. – Л.: Судостроение, 1978. – 234 с.

14.Дмитриев А.Н., Диомидов М.Н. Разведчики океанских глубин. – Л.: Судостроение, 1968. – 216 с.

15.Дмитриев А.Н., Зафман М.Л., Неретин В.Н. Подводные раз-

ведчики: Рыбопромысловый подводный флот. – Л.: Судостроение, 1984. – 168 с.

16.Захаров Ю.В., Симоненко Н.А. Требования зарубежных клас-

158

ПРОЕКТУВАННЯ ПРИСТРОЇВ І СИСТЕМ ПІДВОДНИХ АПАРАТІВ

сификационных обществ к системам жизнеобеспечения водолазных комплексов // Судостроение за рубежом. – 1987. – № 7 (247). – С. 13–22.

17.Илларионов Г.Ю. Необитаемые подводные аппараты и их системы. – Владивосток: Изд-во Дальневост. ун-та, 1990. – 56 с.

18.Епифанов Б.С. Судовые системы: Учебник. – 2-е изд. – Л.: Судостроение, 1980. – 176 с.

19.Куликов А.Т. Материалы и арматура для судовых трубопроводов: Справочное пособие. – Л.: Судостроение, 1973. – 280 с.

20.Левенберг В.Д., Романовский Г.Ф., Горбов В.М. Энергетиче-

ские установки подводных аппаратов: Учебное пособие. – Николаев:

НКИ, 1978. – 73 с.

21.Лобанов В.А. Справочник по технике освоения шельфа. – Л.: Судостроение, 1983. – 288 с.

22.Малые АЭУ на японских ОПА // Судостроение. – 1992. – № 1.

–С. 10.

23.Марков В.Г., Писаренко Г.К., Разумихин Е.М. Подводный аппарат "Русь" с глубиной погружения 6000 м // Судостроение. – 1991.

–№ 7. – С. 3–6.

24.Машиностроение. Энциклопедический справочник. Конструирование машин / Под общ. ред. Л.К. Мартекса. – Л.; М.: ГНТИМЛ, 1949. – Т. 12. – 716 с.

25.Необитаемые подводные аппараты / Под ред. А.В. Сытина.

–М.: Воениздат, 1975. – 159 с.

26.Николаев В.П., Смирнов Ю.А., Шекалов В.И. Разработка пер-

спективных химических источников тока для объектов ВМФ в США // Судостроение за рубежом. – 1980. – № 5. – С. 56–65.

27.Поспелов Л.И. Конструкции авиационных электрических машин. – М.: Энергоиздат, 1982. – 320 с.

28.Прасолов С.Н., Амитин М.Б. Устройство подводных лодок.

–М.: Воениздат, 1973. – 311 с.

29.Проектирование и постройка стальных торговых судов / Под ред. д'Арнотта: Пер. с англ. – Л.: Гос. союз. изд-во судостроит. пром-

сти, 1959. – 308 с.

30.Пугачевский А.А. Обитаемые подводные аппараты больших глубин // Судостроение за рубежом. – 1989. – № 6. – С. 14–21.

31.Пугачевский А.А. Требования зарубежных классификационных обществ к плавучести и остойчивости обитаемых подводных аппаратов // Судостроение за рубежом. – 1987. – № 12 (252). – С. 44–45.

159

А.Я. Казарєзов, А.Ф. Галь, С.М. Пишнєв

32.Подражанский А.М., Сагалевич А.М. Подводные обитаемые аппараты // Итоги науки и техники. Водный транспорт. – М.:

ВИНИТИ, 1980. – Т. 8. – С. 41–75.

33.Правила классификации и постройки обитаемых подводных аппаратов и глубоководных водолазных колоколов: Регистр СССР.

–Л., 1988. – 156 с.

34.Промышленная робототехника / Л.С. Ямпольский и др. – К.:

Технiка, 1984. – 264 с.

35.Птицын М.В., Целемецкий В.А. Разработка литиевых химических источников тока высокой удельной энергии для зарубежных ВМС // Судостроение за рубежом. – 1987. – № 7. – С. 22–29.

36.Пышнев С.Н. К вопросу об эффективности использования систем регулирования плавучести автономного подводного работа Проектирование подводных аппаратов: Сб. науч. трудов. – Нико-

лаев: НКИ, 1990. – С. 10–19.

37.Пышнев С.Н. Метод определения эффективности системы регулирования плавучести подводных аппаратов. Проектирование судов и судовых устройств:Сб. науч. трудов. – Николаев: НКИ, 1989.

–С. 117–123.

38.Разумихин Е.М. Подводные аппараты "Русь" и "Консул" с глубиной погружения до 6000 м // Судостроение. – 1998. – № 1. –

С. 66–67.

39.Рябов В.М., Хесин Ю.Д. Создание корпусов глубоководных аппаратов из сплавов титана для сверхбольших глубин // Судостро-

ение. – 1991. – № 7. – С. 6–9.

40.Системы и элементы глубоководной техники подводных ис-

следований: Справочник / В.С. Ястребов, Г.П. Соболев, А.В. Смир-

нов и др. – Л.: Судостроение, 1981. – 304 с.

41.Системы оборудования летательных аппаратов: Учебник для студентов втузов / М.Г. Акопов и др. – М.: Машиностроение, 1986. – 368 с.

42.Скачков Ю.В., Белоусов О.А. Перспективы применения электрохимического генератора в составе судовой ЭЭС // Судостроение.

–2003. – № 1. – С. 43–45.

43.Скурский Л.М. Требования зарубежных классификационных обществ к глубоководной технике // Судостроение за рубежом. – 1976. – № 1. – С. 48.

44.Снежницкий И.В. Глубоководный исследовательский подвод-

160