L международная выставка-презентация
научных, технических, учебно-методических и литературно-художественных изданий
АВИАНОСЕЦ
| Название | АВИАНОСЕЦ |
|---|---|
| Разработчик (Авторы) | Некрасов Владимир Иванович, Зиганшин Руслан Альбертович, Медведев Андрей Витальевич |
| Вид объекта патентного права | Изобретение |
| Регистрационный номер | 2620039 |
| Дата регистрации | 26.07.2016 |
| Правообладатель | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Тюменский индустриальный университет" (ТИУ) |
| Область применения (класс МПК) | B63G 11/00 (2006.01) B63B 35/50 (2006.01) |
Описание изобретения
Изобретение относится к области кораблестроения, в частности к авианесущим кораблям и аэродромам морского базирования. Предложен авианосец, который состоит из одинаковых двухпалубных кораблей-модулей, каждая палуба имеет поворотные звенья, оборудованные грузоподъемными механизмами и соединительными межпалубными устройствами, нижнее поворотное звено расположено в передней части нижней палубы, верхнее - в задней части верхней палубы. Технический результат заключается в улучшении эксплуатационных и компоновочных характеристик авианосца. 9 ил.
Изобретение относится к морскому транспорту, к созданию и использованию авианосцев.
Известны авианосцы - корабли для транспортирования и использования боевых самолетов.
Для строительства таких высокотехнологичных кораблей требуются дорогостоящие стапели больших размеров. Каждый авианосец имеет свою неизменную ВВП (взлетно-посадочную полосу) ограниченной длины. Большие габариты авианосцев ограничивают их маневренность, создают существенные сложности при прохождении узких проливов и каналов. Авианосец - это очень крупная мишень, требующая значительных затрат для защиты от поражения противником.
ВВП авианосца можно удлинить за счет использования удлинителя на дополнительной плавающей опоре.
Наиболее близким к предлагаемому изобретению является авианосец - самолетоноситель по патенту CN 202345921 U.
Авианосец по патенту CN 202345921 U имеет ВВП, расположенную на двух соединенных между собой плавающих корпусах, к основному корпусу присоединена дополнительная плавающая опора незначительных размеров, между ними расположен дополнительный участок ВВП.
Недостатком такой конструкции являются ограниченные эксплуатационные и компоновочные характеристики: неизменность длины ВВП, невысокая грузоподъемность дополнительной плавающей опоры, ограниченные размеры дополнительного участка ВВП, затрудняющие посадку самолетов на авианосец.
Задача, на решение которой направлено заявляемое изобретение, заключается в улучшении эксплуатационных и компоновочных характеристик авианосца.
Поставленная задача решается за счет построения авианосца из одинаковых двухпалубных кораблей-модулей.
Сущность предлагаемого устройства заключается в том, что авианосец имеет взлетно-посадочную полосу, расположенную на соединенных между собой плавающих корпусах, при этом он состоит из одинаковых двухпалубных кораблей-модулей, каждая палуба имеет поворотные звенья, оборудованные грузоподъемными механизмами и соединительными межпалубными устройствами, нижнее поворотное звено расположено в передней части нижней палубы, верхнее - в задней части верхней палубы.
Предлагаемое техническое решение обеспечивает возможность ускорения постройки авианосца из отдельных двухпалубных кораблей-модулей на стапелях малого размера, высокую маневренность кораблей-модулей и создание авианосцев требуемой длины при последовательном соединении отдельных модулей. Значительная длина ВВП не потребует летчиков высочайшей квалификации.
На фиг. 1 приведен вид сбоку на принципиальную упрощенную схему компоновки авианосца из отдельных двухпалубных кораблей-модулей. Не показаны вышка управления, средства доставки самолетов из ангаров кораблей на ВВП (взлетно-посадочную полосу) и обратно, а также некоторые другие элементы. Допускается удлинение ВВП за счет присоединения кораблей-модулей как впереди, так и сзади авианосца, приведенного на фиг. 1.
На фиг. 2 показан вид сверху на палубы с ВВП авианосца. Спереди видно поворотное звено нижней палубы.
На фиг. 3 представлен вид сбоку на отдельный двухпалубный корабль-модуль. Сплошными линиями показано положение поворотных звеньев и силовых гидроцилиндров автономного корабля, пунктирными линиями - для соединения с другими кораблями-модулями при создании авианосца с длинной ВВП.
На фиг. 4 показано соединительное межпалубное устройство в разомкнутом состоянии в момент подхода поворотного звена к поворотной оси с клиновым сопряжением.
На фиг. 5 приведено соединительное межпалубное устройство в момент соединения поворотного звена с поворотной осью с клиновым сопряжением.
На фиг. 6 показано соединительное межпалубное устройство в замкнутом состоянии, когда поворотная ось с клиновым сопряжением повернута внутри цилиндрических опор палубы и поворотного звена.
На фиг. 7 представлено положение соединительного межпалубного устройства в момент «захвата» нижнего поворотного звена.
На фиг. 8 приведено соединительное межпалубное устройство в момент соединения кораблей-модулей межпалубным гидроцилиндром.
На фиг. 9 представлен поперечный разрез возможной компоновки корабля-модуля на уровне лифта транспортировки самолетов.
На корпусе 1 корабля-модуля (фиг. 1, 2 и 3) установлены нижняя 2 и верхняя 3 палубы с ВВП (взлетно-посадочными полосами). Между палубами 2 и 3 расположена несущая система 4 верхней палубы 3. Нижнее поворотное звено 5 установлено на оси 6 в передней части нижней палубы 2. Верхнее поворотное звено 7 установлено на оси 6 в задней части верхней палубы 3. Силовые гидроцилиндры двустороннего действия 8 закреплены к опорам 9 палуб 2 и 3, а штоками 10 к опорам 11 поворотных звеньев 5 и 6. Рядом с силовыми гидроцилиндрами 8 установлены насосные станции 12 с гидрораспределителями. Поворотные звенья 5 нижних палуб 2 канатными системами 13 соединены с грузовыми лебедками 14, оснащенными электроприводом (фиг. 3). Цилиндрическая опора 15 торца палубы соединительного межпалубного устройства расположена на торце палуб 2 и 3 (фиг. 1, 3, 4-8). Поворотная ось 16 с клиновым сопряжением соединительного межпалубного устройства установлена в цилиндрических опорах 15 палуб 2 и 3. Цилиндрическая опора 17 с клиновым пазом соединительного межпалубного устройства расположена на торце поворотных звеньях 5 и 7. Силовой гидроцилиндр двустороннего действия 18 соединительного межпалубного устройства опорным пальцем 19 установлен в кронштейне 20 нижней палубы 2 (фиг. 7 и 8 слева). Передняя часть силового гидроцилиндра 18 опирается на дуговую опору 21. Шток 22 силового гидроцилиндра 18 наконечником 23 соединен с пальцем 24, зафиксированным в кронштейне 25 нижнего поворотного звена 5 (фиг. 7 и 8 справа). В корпусе корабля 1 расположены площадка лифта 26 верхней палубы 3 и площадка лифта 27 нижней палубы 2. Сплошными линиями показано положение площадок на уровне палуб 2 и 3, пунктирными - на уровне пола ангаров 28 хранения и обслуживания самолетов (фиг. 9). Под площадками 26 и 27 расположено помещение лифтового хозяйства 29. В нижней части трюма 30 корабля 1 расположены его системы: двигатель, привод винтов, емкости горючего и т.д. Под нижней палубой 2 размещены помещения 31 для экипажа, летного состава и технического персонала. На заднем плане за площадкой 26 показано основание вышки управления полетами 32.
Работа предлагаемого устройства осуществляется следующим образом. К корме флагманского корабля-модуля 1 приближается аналогичный корабль-модуль. В транспортном положении поворотное звено 7 верхней палубы 3 находится в вертикальном, закрытом положении (сплошные линии на фиг. 3 справа). Силовые гидроцилиндры двустороннего действия 8 установлены в опорах 9, расположенных по бортам корабля, а штоки 10 упираются в опоры 11. На корме флагманского корабля-модуля 1 от насосных станций 12 через гидрораспределители рабочая жидкость под давлением подается в гидроцилиндры 8, которые штоками 10 поворачивают на оси 6 верхнее поворотное звено 7 верхней палубы 3 на уровень выше верхней палубы приближающегося корабля-модуля 1 (пунктирные линии на фиг. 3). На баке (передней части) приближающегося корабля-модуля 1 (фиг. 1 и 3) штоками 10 гидроцилиндров 8 опускается нижнее поворотное звено 5 нижней палубы 2 до уровня немного выше нижней палубы 2 флагманского корабля. На флагманском корабле от насосных станций 12, которые обеспечивают гидроцилиндры 8 и 18, рабочая жидкость под давлением подается в силовые гидроцилиндры двустороннего действия 18 соединительного межпалубного устройства. Гидроцилиндр 18 опорным пальцем 19 опирается на кронштейн 20 и выдвигает шток 22 с наконечником 23 в сторону приближающегося корабля. Гидроцилиндр 18 со штоком 22 и наконечником 23 можно поворачивать на опорном пальце 19 по дуговой опоре 21 и совмещать наконечник 23 с отверстиями кронштейна 25 нижнего поворотного звена 5. При совмещении отверстий кронштейна 25 и наконечника 23 их взаимное положение фиксируется пальцем 24 (фиг. 7). Сопряжение 23-25 имеет незначительный люфт для удобства их соединения. При переключении гидрораспределителя насосной станции 12 в другое положение рабочая жидкость под давлением поступает в штоковую полость гидроцилиндра 18 и штоком 22 с наконечником 23 пальцем 24 и кронштейном 25 перемещает нижнее поворотное звено 5 с кораблем-модулем к флагманскому кораблю 1. Для сближения кораблей-модулей 1 можно также использовать канатные системы 13 с грузовыми лебедками 14. Цилиндрическая опора 17 нижнего поворотного звена 5 совмещается с поворотной осью 16 нижней палубы 2 (фиг. 4). Гидроцилиндрами 8 и штоками 10 нижнее поворотное звено 5 опускается до совмещения цилиндрических опор 17 с поворотной осью 16 (фиг. 5). Поворотную ось 16 поворачивают так, чтобы она замкнула цилиндрические опоры 15 и 17 нижней палубы 2 и нижнего поворотного звена 5 (фиг. 6 и 8). Аналогично нижнему поворотному звену 5 гидроцилиндрами 8 опускают верхнее поворотное звено 7 до соприкосновения цилиндрической опоры 17 с поворотной осью 16 цилиндрической опоры 15 торца верхней палубы 3 (фиг. 1) и также замыкают цилиндрические опоры 15 и 17 поворотной осью 16 с клиновым сопряжением (фиг. 4-6). Гидроцилиндры 8 штоками 10 фиксируют положение поворотных звеньев 5 и 7 относительно палуб 2 и 3 (фиг. 1). При последовательном соединении нескольких кораблей-модулей 1 получаем ВВП (взлетно-посадочную полосу) значительной длины, что не требует летчиков экстра класса. При волнении на море возможно вертикальное перемещение кораблей-модулей относительно друг друга при переключении гидрораспределителя в нейтральное положение, в этом случае рабочая жидкость свободно перемещается между полостями гидроцилиндров 8. Гидравлическое сопротивление, возникающее при перемещении рабочей жидкости по гидромагистралям, обеспечивает гашение колебаний относительных перемещений кораблей-модулей. Разъединение кораблей-модулей происходит в обратном порядке. Поворотные оси 16 с клиновым сопряжением из положения, приведенного на фиг. 6, поворачивают в положение, соответствующее фиг. 5. Поворотные звенья 5 и 7 приподнимают и выводят из сопряжения цилиндрические опоры 15 и 17 (фиг. 4). Подъем поворотных звеньев 5 и 7 осуществляется гидроцилиндрами 8 и штоками 10, для звена 5 дополнительно можно использовать канатные системы 13 и грузовые лебедки 14 с электроприводом. При разъединении кораблей-модулей 1 поворотные звенья 5 и 6 приводятся в исходное, вертикальное положение. Верхнее поворотное звено 7 опускается под действием собственного веса, а нижнее поворотное звено 5 поднимается гидроцилиндрами 8 со штоками 10, а также канатными системами 13 и грузовыми лебедками 14 с электроприводом. Хранение и обслуживание самолетов происходит в ангарах 28 (фиг. 9). Для транспортировки самолетов между ангарами 28 и палубами 2 и 3 используются площадка лифта 26 верхней палубы 3 и площадка лифта 27 нижней палубы 2. Перемещение площадок 26 и 27 осуществляется лифтовым хозяйством, размещенным под площадками в помещении 29. Для транспортировки самолета на верхнюю палубу 3 площадка лифта 26 опускается на уровень пола ангаров 28, самолет закатывают на площадку и фиксируют на ней. Устройства лифтового хозяйства 29 перемещают площадку 26 с самолетом на уровень верхней палубы 2. Самолет снимают с фиксаторов и перемещают по палубе на предстартовую площадку. Аналогично площадку лифта 27 совмещают с уровнем пола ангаров 28, закатывают и фиксируют на ней самолет. Поднимают площадку 27 с самолетом до уровня нижней палубы 2, снимают с фиксаторов и перемещают по палубе на предстартовую площадку. Возвращают самолеты в ангары в обратном порядке. Подводят площадку 26 к уровню верхней палубы 3, закатывают на нее самолет, фиксируют его, опускают до уровня пола ангаров 28, снимают с фиксаторов и перемещают в ангар. Подводят площадку 27 к уровню нижней палубы 2, закатывают на нее самолет, фиксируют его, опускают до уровня пола ангаров 28, снимают с фиксаторов и перемещают в ангар. Взлет самолетов можно осуществлять с обеих палуб. На нижней палубе 2 нижнее поворотное звено 5 флагманского корабля-модуля 1 используют как трамплин, устанавливая его с наклоном (фиг. 1) гидроцилиндрами 8 со штоками 10, а также канатной системой 13 с грузовой лебедкой с электроприводом 14 (фиг. 3). Старт самолетов с кормы. На замыкающем корабле-модуле 1 в качестве трамплина используют поворотное звено 7, установленное на корме (фиг. 3 справа). Старт самолетов на верхней палубе 3 с носовой части в сторону кормы. Посадка самолетов осуществляется на верхнюю палубу 3 с кормы замыкающего корабля-модуля 1, перемещая поворотное звено 7 в горизонтальное положение. Допускается установка поворотного звена 7 с небольшим наклоном вниз.
Отдельный корабль-модуль 1 можно использовать как вертолетоносец.
Обозначения:
1. Корпус корабля - модуля.
2. Нижняя палуба с ВВП (взлетно-посадочной полосой).
3. Верхняя палуба с ВВП.
4. Несущая система верхней палубы - межпалубная опора.
5. Нижнее поворотное звено нижней палубы 2.
6. Ось установки поворотных звеньев 5 и 6.
7. Верхнее поворотное звено верхней палубы 3.
8. Силовой гидроцилиндр двустороннего действия поворотных звеньев.
9. Опора крепления силового цилиндра 8 к палубам 2 и 3.
10. Шток силового гидроцилиндра 8.
11. Опора крепления штока 10 силового цилиндра 8 к поворотным звеньям 5 и 7.
12. Насосная станция с гидрораспределителем для силовых гидроцилиндров.
13. Канатная система.
14. Грузовая лебедка с электроприводом.
15. Цилиндрическая опора торца палубы соединительного межпалубного устройства.
16. Поворотная ось с клиновым сопряжением соединительного межпалубного устройства палуб 2 и 3.
17. Цилиндрическая опора с клиновым пазом на торце поворотных звеньев 5 и 7.
18. Силовой гидроцилиндр двустороннего действия соединительного межпалубного устройства.
19. Опорный палец силового гидроцилиндра 18.
20. Кронштейн установки силового гидроцилиндра 18 на нижней палубе 2.
21. Дуговая опора силового гидроцилиндра 18 на нижней палубе 2.
22. Шток силового гидроцилиндра 18 с наконечником.
23. Наконечник штока 22.
24. Палец наконечника штока 22.
25. Кронштейн нижнего поворотного звена 5 для пальца 24 наконечника 23 штока 22.
26. Площадка лифта верхней палубы 3.
27. Площадка лифта нижней палубы 2.
28. Ангары для хранения и обслуживания самолетов.
29. Помещение лифтового хозяйства.
30. Нижняя часть трюма корабля 1 для его систем: двигатель, привод винтов, емкости горючего и т.д.
31. Помещения для экипажа, летного состава и технического персонала.
32. Основание вышки управления полетами.
Формула изобретения
Авианосец, имеющий взлетно-посадочную полосу, расположенную на соединенных между собой плавающих корпусах, отличающийся тем, что он состоит из одинаковых двухпалубных кораблей-модулей, каждая палуба имеет поворотные звенья, оборудованные грузоподъемными механизмами и соединительными межпалубными устройствами, нижнее поворотное звено расположено в передней части нижней палубы, верхнее - в задней части верхней палубы.
Медаль Альфреда Нобеля