Патент на изобретение №2399552

(54) СПОСОБ ПРОИЗВОДСТВА ПОДВОДНЫХ РАБОТ И ОБИТАЕМЫЙ ПОДВОДНЫЙ КОМПЛЕКС ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ

(57) Реферат:

Изобретение относится к области подводных аппаратов. Согласно способу производства подводных работ выполняют рекогносцировочное погружение на обитаемом подводном аппарате, оснащенном штатным оборудованием и штатными измерительными приборами для детального определения характера и объема работ. Непосредственно в экспедиционных условиях производят установку на обитаемый подводный аппарат необходимых приборов и оборудования, позволяющих выполнить подводно-технические работы на объекте. Комплекс для осуществления подводных работ содержит размещенные на борту обитаемого подводного аппарата набор исследовательских приборов и механических инструментов, систему гидроакустической навигации, системы видео и лазерного наблюдения, систему связи с судном-носителем. Все приборы и оборудование имеют унифицированные посадочные места, унифицированные разъемные механические и электрические соединения и способны работать на аппарате в любом их сочетании, Достигается расширение функциональных возможностей обитаемого подводного аппарата и сокращение времени, затрачиваемого на смену оборудования. 2 н.п. ф-лы, 1 ил., 1 табл.

Область техники.

Предлагаемое изобретение относится к средствам передвижения в водной среде, методике проведения подводно-технических работ и океанологических исследований с борта обитаемого подводного аппарата.

Уровень техники.

Многообразие задач при проведении подводно-технических и научно-исследовательских работ с борта обитаемого подводного аппарата (ОПА) требуют большого количества технологического оборудования и измерительных приборов.

Известны работы по созданию манипуляторов, буровых установок, проботборников грунта и придонной воды, телевизионных камер, осветительной техники, океанологических измерительных приборов и другого оборудования обитаемых подводных аппаратов [1, 2, 3].

Имеющиеся механизмы, приборы и устройства позволяют выполнять разнообразные виды работ при проведении глубоководных исследований с использованием обитаемых подводных аппаратов. При этом необходимо учесть, что для выполнения каждого вида подводно-технических или научно-исследовательских работ необходимо в заводских условиях производить монтаж приборов и оборудования манипуляционно-технологического комплекса. Одновременная установка на ОПА большого количества приборов и оборудования, с целью расширения функциональных возможностей манипуляционно-технологического комплекса, не представляется технически возможной [4].

В качестве прототипа для решения поставленной задачи принят Патент 2314229 от 10 января 2008 года на «Способ комплексного освещения внешней (подводной) обстановки обитаемых подводных аппаратов» [5].

Сущность изобретения.

В предлагаемом изобретении решается задача расширения функциональных возможностей манипуляционно-технологического комплекса обитаемого подводного аппарата (ОПА) в экспедиционных условиях, сокращения времени и повышения безопасности при выполнении разнообразных подводно-технических и научно-исследовательских работ.

На основе анализа комплекса научно-исследовательских и подводно-технических работ, выполняемых обитаемыми подводными аппаратами, составлен и приведен в таблице ориентировочный перечень оборудования и океанологических измерительных приборов, необходимых для их выполнения [4].

Для реализации предложенного изобретения разработана структурная схема комплекса многофункционального манипуляционно-технологического оборудования и океанологических измерительных приборов обитаемых подводных аппаратов, приведенная на чертеже. Обитаемые подводные аппараты рассматриваются как глубоководные подвижные платформы, обладающие необходимыми мореходными качествами, мощной энергетической установкой и большой автономностью.

Структурная схема с учетом приведенных в таблице материалов включает в себя: центральную вычислительную машину (1), блок обработки информации устройств манипуляционно-технологического комплекса, автономного необитаемого подводного аппарата (АНПА) и океанологических измерительных приборов, входящих в оборудование обитаемого подводного аппарата (2), локальной линии связи (3), центрального пульта управления, включающего в себя рабочее место оператора манипуляционно-технологического комплекса (4) и рабочее место оператора автономного необитаемого подводного аппарата (5), блок управления манипуляционно-технологическим комплексом (6) и блок управления автономным необитаемым подводным аппаратом (7). Забортная часть структурной схемы комплекса включает в себя: автономный необитаемый подводный аппарат (8); штатное оборудование обитаемого подводного аппарата: манипулятор, пробоотборник, драгу, телекамеру, фотокамеру, светильники и акустический гидролокатор (9); штатные измерительные приборы обитаемого подводного аппарата: измерительные каналы температуры, электрической проводимости и гидростатического давления забортной воды, измерительные каналы скорости и направления вектора скорости течения (10); сменное оборудование: сварочное, механической резки металлов, монтажный инструмент, пробоотборник придонной воды и ила, пробоотборник биологических объектов (11); сменные измерительные приборы гидрохимических, гидрооптических и радиационных параметров (12).

Приборы и оборудование, приведенные в таблице, изготавливаются в соответствии с требованиями стандартизации, т.е. они имеют унифицированные посадочные места, унифицированные разъемные механические и электрические соединения и унифицированную разводку электрических разъемных соединений.

При этом основой многофункционального манипуляционно-технологического комплекса обитаемого подводного аппарата является штатный комплект приборов и оборудования, который используется практически при проведении всех работ. Вариант штатного оборудования обитаемого подводного аппарата приведен на чертеже под номерами (8, 9, 10).

Дополнительно многофункциональный манипуляционный комплекс может быть укомплектован сменным оборудованием: сварочным, механической резки металлов, монтажным инструментом, пробоотборниками придонной воды и ила, пробоотборниками биологических объектов (11).

В состав сменного оборудования входят измерительные приборы: гидрохимических и гидрооптических параметров забортной воды, радиационные измерительные приборы (12). Сменные приборы и оборудование манипуляционно-технологического комплекса выполнены с учетом требований по стандартизации.

Монтаж сменного оборудования и сменных измерительных приборов, предназначенных для решения конкретных исследовательских и подводно-технических задач, осуществляется в экспедиционных условиях.

Возможность осуществления.

Оснащение обитаемых подводных аппаратов многофункциональным манипуляционно-технологическим оборудованием в соответствии с разработанной структурной схемой комплекса многофункционального манипуляционно-технологического оборудования и океанологических измерительных приборов обитаемых подводных аппаратов позволяет выполнять широкий комплекс научно-исследовательских и подводно-технических работ, выполняемых обитаемыми подводными аппаратами.

Материалы таблицы, в которой приведен перечень задач, решаемых с использованием обитаемых подводных аппаратов, свидетельствуют о том, что приборы и оборудование, которыми оснащается подводный аппарат, задействуются при решении отдельных задач частично и устанавливаются на ОПА перед выполнением определенных задач или класса задач.

Учитывая, что приборы и оборудование манипуляционного комплекса выполнены с учетом требований по стандартизации, формируем рабочую схему при установке сменного рабочего оборудования с унифицированной системой управления, используя обитаемый подводный аппарат как единую базовую транспортную систему.

При этом в качестве штатного оборудования многофункционального манипуляционно-технологического комплекса ОПА входят: автономный необитаемый подводный аппарат (8); штатное оборудование обитаемого подводного аппарата: манипулятор, пробоотборник, драга, телекамера, фотокамера, светильники и акустический гидролокатор (9); штатные измерительные приборы обитаемого подводного аппарата: измерительные каналы температуры, электрической проводимости и гидростатического давления забортной воды, измерительные каналы скорости и направления вектора скорости течения (10). Дополнительно многофункциональный манипуляционный комплекс может быть укомплектован сменным оборудованием: сварочным, механической резки металлов, монтажным инструментом, пробоотборниками придонной воды и ила, пробоотборниками биологических объектов (11). В состав сменного оборудования входят измерительные приборы гидрохимических и гидрооптических параметров забортной воды, радиационные измерительные приборы (12).

Методика проведения подводно-технических работ обитаемым подводным аппаратом, оснащенным манипуляционно-техническим комплексом, заключается в том, что в районе нахождения объекта работ оператор обитаемого подводного аппарата выполняет рекогносцировочное погружение на аппарате, оснащенном штатным оборудованием и штатными измерительными приборами, для детального определения характера и объема работ, которые необходимо выполнить на данном объекте. Одновременно оператор ОПА определяет состав приборов и оборудования манипуляционно-технологического комплекса, который необходим для выполнения данных работ.

Обитаемый подводный аппарат поднимается на борт судна-носителя ОПА, где непосредственно в экспедиционных условиях производится установка необходимых приборов и оборудования манипуляционно-технологического комплекса, позволяющих выполнить полностью или частично объем подводно-технических работ на объекте. При этом может быть заменена часть штатного оборудования и установлено сменное оборудование. Операция по замене приборов и оборудования манипуляционно-технологического комплекса может быть проведена неоднократно по мере необходимости для выполнения всего объема работ на объекте. Все работы по изменению состава манипуляционно-технологического комплекса ОПА выполняются в экспедиционных условиях, что позволяет значительно сократить экспедиционное время и стоимость выполнения работ на объекте

Электронные блоки системы имеют единые алгоритмы обработки информации и способны работать на ОПА в любом их сочетании.

Перечень задач, решаемых с обитаемых подводных аппаратов, и используемое при этом оборудование, механизмы и приборы.

Источники информации, принятые во внимание при составлении заявки

1. Хэкмен Д., Коди Д. Подводный инструмент: Пер. с англ. – Л.: – Судостроение, 1985. – 128 с.

2. Ракитин И.Я. Подводные робототехнические системы. – М.: 2002, 191 с.

3. Морские технологии Под общей редакцией академика М.Д.Агеева, Вып.3, Подводные роботы и их системы, Дальнаука, Владивосток, 2000.

4. Войтов Д.В. Подводные обитаемые аппараты. – М.: ООО «Издательство АСТ»: ООО «Издательство Астрель», 2002. – 303 с, 16 л. ил.

5. Смирнов Г.В., Беленький В.Н. Патент на изобретение 2314229 от 10 января 2008 г. Способ комплексного освещения внешней (подводной) обстановки обитаемых подводных аппаратов.

Формула изобретения

1. Способ производства подводных работ, заключающийся в неоднократном погружении обитаемого подводного аппарата (ОПА) с набором исследовательских приборов и механических инструментов, изготовленных в соответствии с требованиями по стандартизации, и производстве работ на глубине, отличающийся тем, что в районе нахождения объекта работ оператор обитаемого подводного аппарата выполняет рекогносцировочное погружение на аппарате, оснащенном штатным оборудованием и штатными измерительными приборами, для детального определения характера и объема работ, которые необходимо выполнить на данном объекте, определяет состав штатных и сменных приборов и оборудования манипуляционно-технологического комплекса, который необходим для выполнения данных работ, обитаемый подводный аппарат поднимается на борт судна-носителя ОПА, где непосредственно в экспедиционных условиях производится установка на ОПА необходимых приборов и оборудования манипуляционно-технологического комплекса, позволяющих выполнить полностью или частично объем подводно-технических работ на объекте, операция по замене состава приборов и оборудования манипуляционно-технологического комплекса может быть проведена неоднократно на борту судна-носителя по мере необходимости для выполнения планируемых работ на объекте в полном объеме.

2. Комплекс для осуществления подводных работ, содержащий набор исследовательских приборов и механических инструментов на борту обитаемого подводного аппарата (ОПА), систему гидроакустической навигации, системы видео и лазерного наблюдения, устройство связи с судном-носителем ОПА, отличающийся тем, что все приборы и оборудование изготовлены в соответствии с требованиями стандартизации, т.е. они имеют унифицированные посадочные места, унифицированные разъемные механические и электрические соединения и унифицированную разводку электрических разъемных соединений, электронные блоки системы имеют единые алгоритмы обработки информации и способны работать на ОПА в любом их сочетании.

РИСУНКИ