МД_ Ющенко_ ПМ2_ 2015 (1222226), страница 2

Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла (страница 2)

К автономным объектам относится большинство глубоководныхобитаемыхинеобитаемыхподводныхаппаратов,надводныерыбодобывающие суда, катера и т. п. У неавтономных объектов сохраняетсяпостоянная связь с судном-носителем с помощью гибкой механической связи– тросов и кабелей (кабель-тросов), посредством которой осуществляютсяэнергоснабжение, передача информации и управление объектом [1]. Кнеавтономнымсредствамотносятсяводолазныеколокола,опускныеконтейнеры с научной аппаратурой, буксируемые подводные объекты дляисследований океана и т. д.Наличие постоянной связи с объектом упрощает его ориентацию, чтоважно при подъёмных операциях, особенно в момент контакта объекта сзахватами СПУ.

Спускоподъемные устройства, обеспечивающие работуобъектов на ходу судна, имеют свои особенности. Так, для буксируемыхсистем в зависимости от их назначения скоростные режимы могутсущественно меняться. Конструкция спускоподъемных устройств зависит отсудна-носителя и особенностей обслуживаемых объектов. Судовые СПУотличаются высокой динамичностью режимов работы. Следует такжеотметить тенденцию к ужесточению требований, предъявляемых к работе15судовых СПУ в неблагоприятных гидрометеорологических условиях, чтопозволит увеличить период их эксплуатации в этих условиях. Так,нормальная работа большинства СПУ обеспечивается при волнении до пятибаллов, а аварийная – вплоть до шести баллов [2].Судовые СПУ имеют следующие особенности: широкий диапазонвыполняемых функций; различные принципы действия; значительноевоздействие на архитектурно-конструктивный тип судна.Широкое применение находят устройства в виде специальных кранов,платформ, шарнирных конструкций и т.

п. Эти объекты располагаются насудне по борту, на корме, в судовой шахте, а также между корпусамикатамарана. Таким образом, для спуска подводных аппаратов могутиспользоватьсяразличныетранспортировочныепогружныеиполупогружные понтоны, док-камеры судов-носителей [3].Широкое распространение на научно-исследовательских судах (НИС)получили устройства для спуска научной аппаратуры через судовые шахты.Это вызвано тем, что спуск оборудования большой массы за борт на НИСприводит к значительному крену судна.

Спуск же объектов массой внесколько тонн и даже десятков тонн через такую шахту, расположенную вдиаметральной плоскости судна на или вблизи его миделевого сечения,безопасен. В таком случае, при любом расположении судна относительнораспространения морских волн, оно будет подвержено лишь одномуосновному виду качки – вертикальной. При этом бортовая и килевая качки, атакже рысканье, становятся несущественными [4].Внастоящеевремясуществуетзначительноеразнообразиеконструкций СПУ, работающих в разных условиях взаимодействия с водой,корпусными конструкциями и т.п. Так, для автономных технических средствСПУможноклассифицироватьследующимобразом:бортовые-применяются для операций спуска-подъёма относительно небольших ПО;кормовые – для средних и крупных ПО; шахтные - предназначены дляспуска-подъёма крупных и очень крупных ПО; катамаранные СПУ по своему16предназначению аналогичны шахтным; погружные понтоны являютсядовольно редкой разновидностью судовых СПУ, применяемых для спуска иподъёма на борт судна ПО с широким диапазоном массогабаритныххарактеристик, применяются в основном за рубежом.1.2 Спускоподъемные операции на судне-носителе катамаранного типаПри проведении океанологических работ возникает задача не простоопускать и поднимать ПО на борт судна-носителя, но при этом осуществлятькомпенсацию влияния качки судна-носителя на глубину погружения ПО смаксимальной эффективностью.Спускоподъемные механизмы для подводных объектов отличаются отмеханизмов для подъёма малых судов с волны только наличиемспециального захватного устройства.

При подъёме подводного объекта тросвыбирается, пока это устройство не входит в контакт со специальнойконструкцией, размещённой на подводном объекте. Далее спускоподъёмныймеханизм поднимает подводный объект, отслеживая действие наката волны,которая поднимает и опускает подводный объект. Тем самым не допускаетсяпоявлениерывков,способныхвызватьобрывгрузовоготросаспускоподъёмного механизма. Такие рывки могут иметь место при спадеволны, если при предшествующем накате волны грузовой трос был ослабленбыстрым подъёмом объекта.Морское волнение при отсутствии у АНПА буксирного троса намногоусложняет возможность автоматического выполнения начальных операцийподъёма АНПА на борт судна-носителя: наведения захватного устройстваспускоподъёмногомеханизманасоответствующуюконструкцию,размещённую на АНПА, и стыковки указанного устройства с этойконструкцией.

Необходимо также учитывать, что эта конструкция должнаиметь минимальную массу и не создавать заметное гидродинамическоесопротивление для свободного движения АНПА. В противном случае17заметно снизятся технико-экономические показатели АНПА. По указаннымпричинам до сих пор спускоподъёмные операции АНПА нередко проводят спомощью аквалангистов [5]. При этом для захвата и подъёма АНПАиспользуют простейшее решение: АНПА снабжаются двумя рым-болтами.Аквалангисты прикрепляют к ним стропы, связанные с гаком судового крана,перед подъёмом АНПА и отсоединяют стропы от рым-болтов послеопускания АНПА на воду.Очевидные недостатки этого способа: необходимость содержать насудне-носителеаквалангистов,большаяпродолжительностьспускоподъемных операций и опасность, что при высокой степени волненияаквалангисты могут получить травмы, – вызвали разработку способовавтоматического выполнения спускоподъёмных операций АНПА.

Этиспособы направлены на решение трёх основных задач. Первая задача – этоснижение влияния морского волнения на взаимодействие АНПА испускоподъёмного механизма во время их стыковки. Вторая задача – этоупрощение той конструкции АНПА, которая обеспечивает его стыковку соспускоподъёмным механизмом. Наконец, третья задача – это устранениеопасных рывков в конструкциях АНПА и спускоподъёмного механизма приподъёме АНПА с волны или посадке его на волну. Примеры различныхспускоподъёмных механизмов для АНПА приведены в [3].Первая задача имеет наилучшее решение, когда в качестве суднаносителя используют специализированный катамаран, а спускоподъёмныймеханизм расположен между корпусами катамарана по его миделю.

В этомслучае пространство под спускоподъёмным механизмом находится как бы втени по отношению к направлениям распространения большей частиморских волн. Поэтому в этом месте дисперсия ординат морского волнениязначительно меньше, чем на открытой поверхности воды.

У катамаранабортовая качка выражена гораздо меньше, чем у судов с одним корпусом. Всередине сечения катамарана по его миделю практически проявляется толькоодин вид качки судна – вертикальная качка.18Что касается второй и третьей задачи, то в СПУ катамарана,рассмотренного в [6], они решаются следующим образом: вместо захватаАНПА сверху применяют его посадку на платформу спускоподъёмногомеханизма, опускаемую с катамарана под воду. АНПА садится наснабжённые кранцами кильблоки, расположенные на этой платформе.

Послеэтогоспециальноеустройствозакрепляет АНПА, прижимаяего ккильблокам (рисунок 1.1).Рисунок 1.1 - Схема спускоподъёмного механизма катамарана: 1 – корпусакатамарана; 2 – опускная платформа;3 – кильблоки; 4 – АНПА; 5 – амортизаторыАмортизаторы 5 являются решением третьей задачи. Благодаряупругим свойствам амортизаторов и влиянию таких факторов, как массаопускной платформы 2, присоединённой к ней массе воды, а такжегидродинамического сопротивления платформы, дисперсия вертикальныхперемещений опускной платформы 2 становится значительно меньше, чемдисперсия вертикальных перемещений палубы катамарана.Однако, такому спускоподъемному механизму присущ следующийнедостаток: применение амортизаторов пассивного типа предполагает грубоерешение проблемы стабилизации платформы 2.

Такие амортизаторыобеспечивают удовлетворительную стабилизацию глубины погруженияплатформы 2 при условии, что параметры системы, включающей платформу19с её грузом, амортизаторы и тросы, находятся в достаточно узких пределах. Кэтим параметрам относятся масса платформы с грузом и присоединённойводой, её гидродинамическое сопротивление, жёсткость тросов, жёсткость исопротивление амортизаторов. Если рассчитать параметры амортизаторов напорожнюю платформу, то при этом будут улучшены условия посадки АНПАна платформу. Но увеличатся колебания платформы, сцепленной с АНПА.Если же выбрать параметры амортизаторов на обеспечение минимальныхколебаний платформы, сцепленной с АНПА, то увеличатся ударные нагрузкипри посадке АНПА на платформу. Можно пойти на компромисс, и выбратьнекоторые средние из параметров, найденных для платформы с АНПА и безнего. При таком выборе и в одном, и в другом случае не будут достигнутынаилучшие результаты.

Трудности возникнут и при замене одного АНПАдругим, с другой массой и с другим гидродинамическим сопротивлением.Целесообразнее размещение амортизирующего привода на палубекатамарана, при этом заменив им амортизаторы 5. Предлагается вместоопускаемойплатформыиспользоватьподводнуюдоковуюстанцию,имеющую, например, цилиндрическую форму или форму параллелепипеда.АНПА в автоматическом режиме выходит из захватов доковой станции ивыполняет поставленные перед ним задачи. Одно судно-носитель можетобслуживать группу АНПА, что позволяет сократить время проведенияподводных работ и повысить использование оборудования катамарана и егообслуживающего персонала. Подъём АНПА на палубу катамарана станетвыполняться только после завершения работ в заданном районе или прирезком ухудшении погодных условий, когда катамаран должен покинутьместо стоянки.Новейшиедостиженияэлектротехникиисиловойэлектроникипозволяют выполнять заряд аккумуляторов автономных необитаемыхподводных аппаратов (АНПА) прямо под водой от подводной заряднойстанции (ПЗС), которая опускается под воду с судна-носителя и получает отнего электроэнергию по кабель-тросу.

Реализация такой возможности20позволит существенно увеличить эффективность выполнения подводныхработ с использованием АНПА.Повышение эффективности использования АНПА обеспечиваетсякомпенсацией влияния качки судна-носителя на глубину погруженияподводного объекта (платформы или док-камеры).

При этом увеличиваетсявероятностьвозможностипроведенияспускоподъёмныхоперацийиповышается надёжность предназначенного для этого оборудования.Наиболее крупные АНПА целесообразно обслуживать с помощьюСПУ, которые помещают на катамаранах, в районе центра тяжести судна.

Характеристики

Список файлов ВКР