суббота, 27 августа 2011 г.

Подводные лодки



Подводные аппараты
                                     
Вашему вниманию предлагаются два инвестиционных проекта,  предназначенных для повышения производительности труда водолазов при обследовании больших площадей морского дна и снижения эксплуатационных затрат при использовании техники для подводного туризма. Имеется большой объем экспериментальных исследований и многолетний опыт эксплуатации в реальных условиях, что гарантирует их успешное внедрение. На все проекты можно оформлять авторские свидетельства и патенты.    
Первый проект:  « КРИОГЕННЫЙ  СКУТЕР ДЛЯ ПОДВОДНОГО ТУРИЗМА»
В настоящее время в мире появилось новое развлечение для подводного туризма: подводные скутера (« Hydro BOB»,  «AQVA STAR» см. в интернете «Подводный скутер»). Прекрасное изобретение, очень нужное и полезное. На  мой взгляд скутер можно усовершенствовать при использовании криогенной техники. Это позволит отказаться от громоздких и очень дорогих   аккумуляторов, компрессоров и баллонов высокого давления (150-200 атм.), блоков очистки сжатого воздуха и больших помещений для компрессорной и зарядно-аккумуляторной станций. При этом повышается техника безопасности и улучшаются условия труда при эксплуатации оборудования. Я  предлагаю проект криогенного подводного скутера, который почти полностью устраняет эти недостатки. В 1981 году в Южном центре АН УССР (г. Одесса), специально для производства водолазных работ на экспериментальных подводных хозяйствах по выращиванию морепродуктов, была разработана и изготовлена морская автономная криогенная станция «МАКС-1» (см. фото,  рис.»).      






Она  обеспечивала двух водолазов воздухом в течении 6-ти часов. Воздух хранился в жидком состоянии. Станция была оснащена телефонной связью. Могла менять свою плавучесть и устанавливаться на грунт до 40 метров. Длинные шланги позволяли водолазам производить работы на большой площади. Рабочее давление в блоке хранения жидкого воздуха 6-8 атм. позволяло использовать пневматический инструмент, а небольшой вес стации и габариты транспортировать ее к месту проведения работ любыми маломерными плавсредствами. Многолетняя эксплуатация станции доказала ее явные преимущества по сравнению с аквалангами на сжатом воздухе. Причем эти преимущества значительно возрастают при использовании блоков хранения жидкого воздуха большой емкости. Так цилиндрический блок хранения изготовленный из тонкостенной нержавеющей стали весом около 30 кг и с размерами: высота 1200мм, диаметр 300мм (с учетом экранно-вакуумной изоляции), может вместить в себя запас жидкого воздуха, который после газификации может заменить объем воздуха в 17-ти аквалангах, давление в которых 150-200атм и весят они вместе, примерно 400кг. Вот почему космос осваивают не на сжатых кислороде и водороде, а на сжиженных. Преимущества явные, особенно при больших объемах. Думаю, что у подводной криогенной техники есть будущее, т.к. добывать воздух из воды сомнительная перспектива. И так, если у нас есть очень большой запас воздуха под избыточным давлением 6-8 атм, при небольшом весе блока хранения, то почему бы не заставить этот блок двигаться под водой при помощи пневматических двигателей работающих без смазки, а отработанный воздух подавать на дыхание дайверу, «оседлавшего» этот блок. Примерные, общие виды подводного криогенного «вертолета» и криогенного скоростного скутера «торпеда» показаны на рисунках. При желании подачу воздуха можно организовать под прозрачный колпак, как у зарубежных скутеров и отказаться от легочных автоматов.       

Скорость движения скутера 3-4 км/час. Время работы 4 часа.

Скорость движения скутера 7-8 км/час. Время работы 3 часа


Возможны и другие варианты размещения пневмодвигателей: например, один поворотный, обеспечивающий движение  вперед и развороты по курсу, а второй  для погружения и всплытия. Рекомендации можно взять у специалистов по подобной технике. Что касается криогенного блока хранения для жидкого воздуха, то здесь все отработано на все 100%. Можно приступать к проектированию и изготовлению блока хранения любой емкости. Системы отбора жидкого воздуха (отбирать надо только жидкую фазу, т.к. в ней 21% кислорода, а в паре только 7%), стабилизации давления устанавливающие за 4-5 мин. рабочее давление 6-8 атм., системы регулирования плавучестью и газификации жидкого воздуха были использованы нами при изготовлении и других криогенных систем: автономные дыхательные аппараты (криоланг «АКДА-2») и подводный буксируемый аппарат мокрого типа «ЮГ-7» (см. рис и фото). Практическое применение этих систем, доказало их высокую надежность и эффективность (см. в интернете «ЖИДКАЯ ВОДА, ЖИДКИЙ ВОЗДУХ»). 
Криоланг АКДА- 2 Заменяет 2 акваланга АВМ-5





Криоланг "Спорт" Заменяет акваланг "Украина-2"


Изготавливать криогенные блоки для жидкого воздуха можно в небольшой мастерской, оснащенной недорогим и простым оборудованием: небольшие токарный и фрезеровочный станки, аргонодуговая и газовая сварки, станки для изготовления обечаек и их зиговки, пресс  для изготовления днищ, емкость для обезжиривания и откачной пост. Площадь мастерской 200-300 кв.м. Производительность- 20-30 изделий в месяц. Остальное (например, вентили, редуктора, манометры, клапана, шланги и т.д.) все стандартное и покупное. Теперь о стоимости, ориентировочно. В 1980-1985г.г. криогенный блок на 50-60 литров стоил примерно 1000 советских рублей . Такая цена была установлена на  заводе «Кислородмаш» (г. Одесса), при предоставлении им конструкторской документации. Теперь уже можно открыть «страшную» небольшую тайну. Собирали мы подобные блоки сами на этом же заводе. За два дня один блок. Стоимость- 3 литра медицинского спирта за токарные и сварочные работы и «самовывоз» через забор.   Сколько будет стоить криогенный блок в наше время я не знаю, но наверно около двух тысяч долларов, не больше. Поэтому, может выгодней будет заказывать их изготовление на предприятиях с отлаженной технологией изготовления сосудов Дьюара. А сборку скутеров и криогенных станций с покупными изделиями можно делать и в небольшой мастерской. Что касается малого бизнеса, то наверно не стоит покупать газовую холодильную машину для ожижения воздуха (стоимостью 100-150 тыс. долларов), а можно заправлять каждый день блоки хранения по договору на любой кислородной станции. Отвозить их на  пляж и  организовывать прокат для обучения плавания под водой и подводного туризма. Особенно заманчиво использование, для обучения начинающих, криогенной станции «МАКС-1». Заправив станцию, вы на легковой машине доставляете ее к месту проката, с помощью длинных шлангов, масок, ласт и легочных автоматов обучаете всех желающих плаванию под водой на малой глубине, 0,5-1,0 метра. Успех гарантирован. Подышать жидким воздухом всегда вызывало  живой интерес (имеется большой опыт) даже у профессиональных водолазов. При необходимости можно приобрести стандартные сосуды Дьюара  на 25 литров и производить дозаправку станции «МАКС-1» прямо на месте проката, простым методом перелива жидкого воздуха с одного сосуда в другой. При этом клубы холодного  пара, тоже очень  привлекают внимание окружающих, а демонстрация необычных свойств жидкого воздуха (например, превращение обычного живого цветка в стеклянный, а теплое пиво за 5 секунд в холодное или кусок льда) может привлечь еще  больше клиентов. Небольшая стоимость « подышать под водой» и большое число желающих обеспечат вам высокую прибыль за короткое время. А если учесть, что в настоящее время стоимость 1-го кг. сжиженного воздуха ниже, чем газообразного сжатого до  200 атм., то прибыль будет еще большей. Выводы: использование криогенной техники позволит вам избавится от тяжелых и габаритных аквалангов, компрессоров, аккумуляторов, горюче-смазочных материалов и блоков очистки сжатого до высокого давления воздуха. И наверно главное, это высокая мобильность криогенных систем. Например, два человека, имеющих один скутер и станцию «МАКС-1» заправленных  жидким воздухом на кислородной станции, могут доставить их на небольшом автомобиле в любой район пляжной зоны. А в  случае плохого проката, быстро поменять место. Автономность систем позволит им работать в течении целого дня. Для успешной реализации этого проекта предлагаю свое сотрудничество.                  
Второй проект: «ОДНОМЕСТНЫЙ БУКСИРУЕМЫЙ ПОДВОДНЫЙ АППАРАТ МОКРОГО ТИПА»
Прежде чем ознакомиться с предложением прочитайте статью «Подводные буксируемые аппараты мокрого типа для ландшафтной съемки морского дна, поиска затонувших объектов и подводного туризма» изложенную ниже.


Представе  себе, что вы находитесь в планере, который парит над землей. Вы чувствуете себя как птица в полете. Подобные ощущения у вас возникают и в подводном буксируемом аппарате мокрого типа, летящего в 2-3 м от морского дна. Абсолютная тишина, слышно только сипение легочного автомата при вдохе, большая скорость полета при хорошей видимости и свободное перемещение по глубине и горизонту. Можно при желании делать «бочки». За небольшое время вы получаете большое количество информации. В десятки раз больше, чем при плавании в ластах. Например, за один час полета на глубине 10 метров можно обследовать морское дно протяженностью  10-15 км и шириной 3-5 метра. Причем, вы не замерзнете, т.к. вода, попавшая в аппарат на поверхности с температурой 20-22 градуса по Цельсию, долго остается в кабине теплой  на глубине, где температура воды может быть 7-10 градусов. Аппарат оснащен сбрасываемыми буйками, с помощью которых вы всегда сможете отметить место расположения объектов, заинтересовавших вас на морском дне. Установленные на аппарате связь, телевизионное оборудование, фотокамеры и хорошее освещение позволят вам получить большой объем информации, которая сразу передается на борт буксировщика, оснащенного необходимым навигационным оборудованием. В результате  ландшафтные карты морского дна  выполняются с высокой точностью. Легкая конструкция аппарата и отличная обтекаемость   корпуса позволяют буксировать его маломерными плавсредствами с мощностью двигателя от 25 л.с. и выше. Система регулирования плавучестью и длинные воздушные шланги позволяют, при остановке буксировщика,  ставить аппарат на дно, выходить из него и выполнять необходимые работы. Например, обследование найденного объекта, монтаж научно-исследовательского оборудования, взятие проб грунта и т.д.   Система жизнеобеспечения может применяться любая: аппараты разомкнутого, полуразомкнутого и замкнутого типов, на сжатых или сжиженных газах / см. статью «Жидкая вода, жидкий воздух» в журнале « Популярная механика», июль          2009 г /. Для обеспечения безопасности полета в аппарате предусмотрены: отстрел водолазом буксировочного кабель-троса, разрыв кабель-троса при определенной нагрузке, автоматически открывающийся входной люк, автоматическое всплытие аппарата при отпускании водолазом штурвала и телефонная связь с буксировщиком. Система управления аппаратом отработана и опробована на масштабных моделях и опытных образцах во время  эксплуатации. Она является достаточно надежной и, на наш взгляд, оптимальной. Все вышесказанное подтверждается десятилетним опытом подводных работ (1980-1990 г.г.), проведенных группой водолазов, Южного центра Академии Наук Украины на Черном и Южно-Китайском /Вьетнам/ морях.                                                                                    Из истории одной из    наших  экспедиций, проводившей ландшафтную съемку морского дна на Черном море в Ягорлыцком заливе. Целью экспедиции было определение запасов филлофоры и ущерба нанесенного местной флоре и фауне во время промышленной добычи песка с морского дна.  Август 1983 г., Одесса. Раннее утро. Грузим,              доставленное в порт оборудование, на «Комету» следующую в г. Скадовск. Подводный двухместный аппарат мокрого типа «ЮГ-7», при небольших его габаритах и весе 120 кг, легко устанавливаем на корме. Сосуды Дьара с жидким воздухом, водолазное снаряжение, научно-исследовательские приборы и члены экспедиции размещаются в пассажирском салоне. Отсутствие у нас компрессоров, громоздких баллонов высокого давления, фильтров и канистр с горюче-смазочными материалами не вызывает нареканий и неудобств со стороны пассажиров. Наоборот, вызывает живой интерес к нашей технике. Приходится прочитать лекцию.           После прихода «Кометы» в  Скадовский порт перегружаем оборудование на маленький рыболовецкий траулер, арендованный в местном рыбколхозе. Основной запас жидкого воздуха размещаем на берегу в большомхолодильнике. Так он дольше сохраняется. Ведь работать надо будет почти месяц. Утром, следующего дня, выходим в море. При переходе в район проведения работ производим заправку бортовой криогенной системы жизнеобеспечения аппарата жидким воздухом / см. фото/. Включаем систему стабилизации давления. В криогенном блоке устанавливается рабочее давление 8 атм. , необходимое для нормальной работы легочных автоматов. Запаса воздуха теперь нам хватит на 8-часовой рабочий день. В районе работ устанавливаем буи, делаем привязку к береговым ориентирам и с помощью ручных талей опускаем аппарат за борт /см. фото/. Через открытый люк он заполняется водой, но остается на плаву. Первый экипаж водолаз-пилот и водолаз-биолог, размещается в аппарате. Звучат команды «ход», «погружение» и начинаются ландшафтные исследования морского дна. За рабочий день в аппарате работают 5-6 экипажей, на одной заправке криогенной системы жизнеобеспечения. Протяженность обследованного маршрута 40-50 км. В качестве аварийного запаса мы используем небольшие однобаллонные дыхательные аппараты на сжатом  воздухе. При приобретении определенных навыков, водолазы летают по одному и передают на борт весь объем информации необходимый для составления карт. Это позволяет экономить воздух, время и полезней для здоровья. Приходит моя очередь, идти на погружение. Глубина 12-14 метров. Видимость 7-8 метров. Лечу в двух метрах от дна. Скорость около 4 узлов. Произвожу фото-киносъемку и передаю по связи визуальные наблюдения. Вдруг, ощущаю легкий удар по корпусу аппарата и тут же, в трех метрах впереди по курсу, появляются два  дельфина. Постепенно сбавляя скорость, они приближаются к аппарату и располагаются по бокам. Затем, как бы приглашая меня поиграть, начинают   пересекать курс и, переворачиваясь,  заглядывать  в внутрь аппарата. Зрелище, не забываемое и даже немного жутковатое, учитывая их большие размеры. Больше двух метров. Приняв их игру, я попробовал менять курс и глубину погружения. Они стали активнее, но продолжали следовать за аппаратом. Так длилось около пяти минут и мешало работе. Я запросил борт на всплытие и резко переложил рули. На поверхность я выскочил вместе с дельфинами, которые подпрыгнули в воздухе на метра два. Все было как в цирке. На виду у команды траулера вылетает на поверхность аппарат, а по бокам в воздухе две здоровенные афалины. Все аплодировали и требовали по связи повторить представление.  Но дельфины наверно поняли, что это все бесплатно и решили больше в этом не участвовать. К сожалению, никто не додумался сделать фото на память. В это же день  со мной произошел еще один, уже неприятный, случай. При обследовании подводных карьеров, образованных  в результате добычи морского песка, мне приходилось резко менять глубину полета, с 12 до 25 метров. В результате плохой видимости и моей оплошности / не запросил борт уменьшить ход/  я, на большой скорости зацепил  остатки затонувшей баржи. Мои ощущения. Удара я не почувствовал. Только услышал глухой звук и увидел, что аппарат  остановился. Из-за наличия в кабине воды резкого броска  вперед моего тела, как это бывает  при автомобильной аварии, не было. Меня только слегка качнуло. Затем с тонким вибрирующим звуком, начал натягиваться кабель-трос. У меня было время- 3-4 сек. Я сообщил на борт команду «отстрел», сбросил кабель-трос и аппарат спокойно, самостоятельно поднялся на поверхность. В случае, если бы я не отстрелил  трос он бы просто порвался и аппарат все равно остался бы не поврежденным. Этот случай еще раз подтвердил безопасность работы в аппаратах такого типа.                             После окончания работ      буксируем аппарат без экипажа домой. Устанавливаем его возле пляжа на глубине 1,5-2 метра, вытаскиваем длинные шланги с легочными автоматами и начинаем обучать всех желающих водолазному делу. За  1-2 часа зарабатываем себе на хороший ужин и  прекрасное жигулевское пиво, которое охлаждаем жидким воздухом. Пиво пьем только с свежо-копченой скумбрией,  подаренной рыбколхозом. Прекрасное было время в СССР. Во всяком случае, научные работы были в почете и имели надежную финансовую поддержку со стороны нашей застойной, но любимой родины.
За период с 1980г по 1990г нашей  лабораторией подводно-технических работ Южного центра  АН УССР УКРАИНЫ (г. Одесса ) были выполнены водолазные работы с помощью подводного аппарата мокрого типа в Ягорлицком, Одесском и Тендровском заливах. Основная цель работ- определение запасов зостеры, филлофоры, мидий, устриц и разработка рекомендаций  для их промышленной добычи. Аппарат также использовался для поиска затонувших при испытаниях подводных торпед в г. Ордженикидзе ( Феодосийский залив ), в Южно –Китайском море ( Вьетнам, Г. Начанг ) для  составления карт коралловых рифов и поиска затонувших объектов. Во время работ в Южно- Китайском море видимость по горизонту была 15-20 м. Летали со скоростью до 7- 8 узлов. Впечатления незабываемые. .
Считаю, что при небольших затратах их можно выпускать серийно и продавать как в России, так и за рубежом
Фото 1. Заправка криогенной системы жизнеобеспечения жидким воздухом.
 Фото 2. Подводный буксируемый аппарат «ЮГ-7 м» мокрого типа на плаву.
.
Фото 3. Подводный буксируемый аппарат «ЮГ-7 м» мокрого типа на берегу.
Фото 4. Подводный буксируемый аппарат «ЮГ-7 м». Спуск на воду.
 Рис. 1. Двухместный вариант аппарата «ЮГ-8».
Рис. 2. Одноместный вариант аппарата «ЮГ-8».

Учитывая выше сказанное, предлагаю Вам проект легкого одноместного аппарата полузакрытого типа для подводного туризма, подводной археологии, составления подводных карт распределения морепродуктов (например, мидий, рапаны, филлофоры и др.) и поиска затонувших объектов.                                                                                                                         




Такой аппарат очень прост по конструкции и более безопасен при эксплуатации чем закрытый вариант, т.к. дайвер может легко и быстро покинуть аппарат при необходимости. Для дыхания можно использовать обычные акваланги. Аппарат комплектуется ручной или электрической лебедкой, кабель-тросом, телефонной связью, разметочными буйками, аварийным баллоном с легочным автоматом и тарой для его транспортировки. Для удобства он разбирается на две части: носовую и кормовую, что уменьшает габариты тары и удобно при перевозке. Могу изготовить первый  опытный образец,  документацию для эксплуатации аппарата и его серийного выпуска. Есть предварительные расчеты геометрических и гидродинамических характеристик аппарата. Проведены испытания масштабной модели. Для успешной реализации этого проекта предлагаю свое сотрудничество.