Плавучий причал

Изобретение относится к области средств обеспечения швартовки, погрузки-разгрузки, а также технического обслуживания на плаву плавсредств. Плавучий причал содержит приемную часть в виде захвата переменного раствора. Причал выполнен компактно-складным, состоящим из двух гибко соединенных плавучих звеньев: ограниченно-жесткого и надувного звена в виде многокамерного переменного раствора приемной части с центральным расположением исполнительно-силовых пневмокамер. Концы надувного звена оснащены балластными камерами притопления и всплытия, покрытыми полимерным материалом с заданными свойствами фрикционного и антифрикционного проявления. Надувное звено причала имеет возможность охвата и мягкой фиксации гидросамолета или судна с креплением вдоль оси к ограниченно-жесткому звену, а поперек - к надувному звену, несущему на своей верхней поверхности элементы раскладного настила с леерным ограждением, выполненного из полимерного материала с перфорацией и противоскользящим покрытием. Достигается повышение безопасности и надежности швартовки плавсредств. 6 ил.

 

Предлагаемое изобретение относится к области средств обеспечения швартовки, погрузки-разгрузки, а также технического обслуживания на плаву самолетов-амфибий, гидросамолетов, экранопланов, судов, гидроциклов и т.д. Плавучий причал может использоваться, в частности, для коммерческих целей гидроавиации, а также судов и иных плавсредств в курортно-туристических, водно-транспортных, иных отраслях экономики страны и обеспечивает пересадку пассажиров, перевозку грузов на самолетах-амфибиях, гидросамолетах, экранопланах, судах в условиях формирования инфраструктуры обеспечения полетов гидроавиации и организации перевозок водным транспортом на акваториях морей, озер, рек и искусственных водоемов.

В числе основных проблем при создании средств обеспечения швартовки, погрузки-разгрузки и технического обслуживания на плаву гидросамолетов отмечаются следующие:

- проблема обеспечения безопасного контакта с причалом фюзеляжа-лодки, имеющего тонкую обшивку, в условиях волнения водной поверхности без остаточных деформаций на поверхности обшивки лодки, а тем более без ее разрушения;

- проблема надежного крепления гидросамолета к причалу;

- обеспечение безопасной посадки и схода пассажиров гидросамолета, погрузки и разгрузки грузов;

- обеспечение минимальных размеров причала при его транспортировке на другую акваторию.

Известны несколько подходов к решению данных проблем.

Так, известна система для швартовки судна (патент США №6176195 от 23.01.01 г. В63В 35/44), которая имеет раму из жесткого материала (металла, стеклопластика и т.д.) с V-образным входным участком. На раме закреплены эластичные резиновые шины. Швартовка посредством этой системы производится следующим образом. Плавсредство подходит к этой системе носом и скользя по V-образному входному участку, упирается носом (форштевнем) в эластичные шины, которые поглощают энергию движения плавсредства и затормаживают его. Далее бросаются с судна концы (канаты) и производится его швартовка.

Недостатками такой системы являются необходимость ведения плавсредства с большой точностью по курсу, чтобы нос плавсредства мог войти в V-образный входной участок. Это не всегда возможно при волнении водной поверхности, и сохраняется опасность удара носа плавсредства о жесткую раму и жесткий входной участок. Особенно это опасно для судов, гидросамолетов с тонкой обшивкой.

Известно также причальное направляющее устройство (патент США №6575110 от 27.11.2001 г. В63В 59/02), выполненное в виде плит, прикрепленных под углом к П-образным стенкам причала. К каждой из плит прикреплены рельсы, которые поглощают энергию швартующегося к причалу плавсредства и минимизируют трение при его контакте со стенкой причала.

Недостатками такого устройства являются: жесткость, постоянство размера входного участка и вертикальные колебания линии жесткого касания борта плавсредства с причалом в зависимости от высоты волны.

Известен также плавучий док для постановки в него плавсредств (патент США №5529013 от 11.07.95 г. В63В 35/44), который содержит плавучие модульные блоки, присоединенные друг к другу и скрепленные специальными шпильками, образуя основание и два плеча, выходящие из основания. Между модульными блоками установлены гибкие соединения, которые позволяют каждому блоку поворачиваться вверх и вниз.

Недостатком такого технического решения является постоянство раствора приемной части, которая весьма ограниченно может использоваться для приема судов одной размерности в жестких морских условиях и требует определенного навыка управления судном для точного попадания плавсредства в раствор приемной части при его причаливании и постановке в док.

Наиболее близким к предлагаемому изобретению по совокупности существенных признаков является устройство для швартовки плавучих средств (а.с. СССР №1439918 от 20.04.87 г. В63В 21/00), содержащее приемную часть из двух штанг с захватными лапами на концах, а обе штанги шарнирно прикреплены одними концами к одному из плавсредств, при этом другие концы штанг соединены между собой ремнем, а устройство выполнено с приводом подъема обеих штанг и их взаимного раздвижения и сближения, имеющим подъемно-поворотное коромысло с блокирующим элементом, шарнирно связанное жесткими тягами со средними частями обеих штанг.

В данном техническом решении использованы жесткие механические узлы и связи с довольно сложной кинематикой управления. В морских условиях при знакопеременных пространственных нагрузках такое техническое решение не обеспечивает безотказную работу механических узлов и их связей, требует квалифицированной настройки и регулярного обслуживания. Кроме того, такое устройство не гарантирует безаварийного касания с бортом гидросамолета ввиду относительно малой площади контакта.

Задачей, на решение которой направлено предлагаемое изобретение, является повышение безопасности и надежности швартовки плавсредства путем создания плавучего причала, обеспечивающего мягкое касание плавсредства с его поверхностью под большим диапазоном углов подхода плавсредства к причалу и обеспечивающего последующее скольжение в режиме мягкого контакта к его середине для последующего надежного охвата бортов плавсредства, преимущественно его носовой части, и фиксации с креплением принятого судна в трех точках. Кроме того, ставится задача обеспечения фиксации плавсредства таким образом, чтобы колебания причала на волне совпадали в фазе с колебаниями плавсредства или были близкими.

Третьей задачей изобретения является повышение безопасности схода пассажиров с борта плавсредства путем получения такого причала, в котором амплитуда воздействующей на него волны от приемного устройства до конца причала - уменьшалась.

Четвертой задачей изобретения является расширение эксплуатационных возможностей плавучего причала путем его свертывания, перевозки на новое место и последующего развертывания.

Пятой задачей является обеспечение безопасной эксплуатации плавсредств на воде для более широкого диапазона их размерностей, с более высокой вероятностью их сезонной эксплуатации.

Поставленные задачи решаются в результате того, что плавучий причал, содержащий приемную часть в виде захвата переменного раствора, выполнен компактно-складным, состоящим из двух гибко соединенных плавучих звеньев: ограниченно-жесткого и надувного многокамерного переменного раствора приемной части с центральным расположением исполнительно-силовых пневмокамер, причем его концы оснащены балластными камерами притопления и всплытия, покрытыми полимерным материалом с заданными свойствами фрикционного или антифрикционного проявления, при этом надувное звено причала имеет возможность охвата и мягкой фиксации гидросамолета или судна с креплением вдоль оси к ограниченно-жесткому звену, а поперек - к надувному, несущему на своей верхней поверхности элементы раскладного настила с леерным ограждением, выполненного из полимерного материала с перфорацией и противоскользящим покрытием.

Предлагаемое изобретение поясняется чертежами, где

- на фиг.1 изображен плавучий причал с вошедшим в него и пришвартованным гидросамолетом, вид сверху;

- на фиг.2 изображен плавучий причал с вошедшим в него и пришвартованным гидросамолетом, вид сбоку;

- на фиг.3 - сечение Б-Б плавучего причала;

- на фиг.4 - сечение В-В балластной камеры причала;

- на фиг.5 - вид Е на поверхность со свойствами фрикционного или антифрикционного проявления;

- на фиг.6 - плавучий причал в походно-транспортной конфигурации.

Буквы Г и Д показывают величину раствора приемной части причала:

Г - величина раствора приемной части в момент подхода плавсредства к причалу:

Д - величина раствора приемной части причала после швартовки и фиксации плавсредства.

Предлагаемый плавучий причал в соответствии с конструктивными решениями содержит: ограниченно-жесткое плавучее звено 1, шарнирно соединенное с ним надувное звено 2 с переменным раствором, состоящее из блоков-камер 3, соединенных с исполнительно-силовыми пневмокамерами 4, которые имеют связь с датчиками 5 наличия плавсредства 6. Блоки камер 3 содержат балластные камеры притопления и всплытия 7, поверхности охвата и мягкой фиксации 8. Причал оснащен канатами крепления (швартовки) 9 плавсредства 6 вдоль его оси к кнехту 10, размещенному на ограниченно-жестком плавучем звене 1, канатами крепления 11 плавсредства 6 поперек его оси к точкам швартовки 12, расположенным на надувном звене 2, несущем раскладные настилы 13 с леерным ограждением 14. Причал оснащен подвижным переходным трапом 15, источником пневматической энергии 16 и съемным транспортировочным шасси 17. Балластные камеры притопления и всплытия 7, в местах вероятного контакта с обшивкой принимаемых плавсредств, покрыты полимерным материалом с заданными свойствами фрикционного и антифрикционного проявления 18.

Плавучий причал работает следующим образом.

Плавсредство 6 (например, самолет-амфибия, совершивший посадку на водную поверхность) на тяге собственных двигателей подруливает к надувному звену 2 причала, обеспечивая попадание в раствор причала 2 носовой частью плавсредства 6. Плавсредство 6 касается и скользит по одной из поверхностей охвата и мягкой фиксации 8, направляясь носовой частью в центральную часть надувного звена 2. В этот момент балластные камеры притопления и всплытия 7 притоплены и обладают антифрикционными свойствами, позволяя плавсредству 6 входить в причал с наименьшим сопротивлением трения обшивки плавсредства 6 о поверхность причала 2. По мере его продвижения в раствор звена 2 срабатывают датчики 5 наличия плавсредства 6, выдавая сигнал исполнительно-силовым камерам 4 на их заполнение воздухом от пневмосети, а также с некоторым замедлением сигнал балластным камерам 7 на их всплытие. Исполнительно-силовые камеры 4 по мере их заполнения сжатым воздухом сводят левые и правые блоки камер 3 надувного звена 2 до полного контакта блоков камер 3 с обшивкой самолета, зажимая его между собой, при этом раствор Г стремится к раствору Д. Окончательное сведение блоков камер 3 надувного звена 2 возможно только после контакта форштевня швартуемого самолета с центральной частью надувного звена 2. После такого контакта происходит всплытие балластных камер 7, обладающих уже фрикционными свойствами, и они совместно с левым и правым блоками камер 3 надувного звена 2 благодаря покрытию полимерным материалом с заданными свойствами фрикционного проявления 18, производят окончательную мягкую фиксацию плавсредства 6. Таким образом, плавсредство 6 зафиксировано в надувном звене 2: спереди центральной частью надувного звена 2, по бокам - поверхностями охвата и мягкой фиксации 8, а выходу из звена 2 плавсредства 6 препятствует повышенное трение балластных камер 7 об обшивку плавсредства 6. После операций входа плавсредства 6 в надувную часть причала 2 и его мягкой фиксации выключаются двигатели. Член экипажа или техперсонал производит закрепление плавсредства 6 по его оси к кнехту 10 канатами 9, а поперек оси плавсредства 6 - к точкам крепления (швартовки) 12 плавучего надувного звена 2. После этого с ограниченно-жесткого звена 1 подается подвижный переходной трап 15 на настил 13 плавучего звена 2, и производится посадка или высадка (сход) пассажиров, погружаются или разгружаются грузы.

Отход (отчаливание) плавсредства 6 от причала производится следующим образом: снимаются с утков плавсредства канаты поперечного крепления 11, затем погружаются балластные камеры 7 и срабатывают исполнительно-силовые камеры 4 на незначительное освобождение корпуса плавсредства 6. Ослабляется осевой канат крепления 9 и по мере его ослабления плавсредство 6 отталкивают багром или шестом кормовой частью вперед от ограниченно-жесткого звена 1 до выхода его из плавучего звена 2. Затем осевой канат 9 сбрасывают с утков плавсредства 6, запускают его двигатели и выходят в море. При наличии у двигателей плавсредства 6 реверса или подруливающего устройства он может выходить из причала на тяге двигателей. Работа частей и агрегатов плавучего причала обеспечивается пневмосистемой, запитанной от источников пневматической энергии 16 (баллонов или компрессорной станции). Для удобства перебазирования причала и учитывая, что он выполнен из двух гибко-соединенных плавучих звеньев 1,2, причал компактно складывается. Ограниченно-жесткое звено 1 является платформой, где выполнены закладные элементы для установки съемного транспортировочного шасси 17, а надувное многокамерное звено 2 после стравливания воздуха из исполнительно-силовых пневмокамер 4 может легко быть размещено на поверхности ограниченно-жесткого звена 1. Складные настилы 13, выполненные с применением противоскользящего покрытия из полимеров, как и складное леерное ограждение 14, также укладываются на поверхность ограниченно-жесткого звена 1, являющегося платформой для транспортировки всех частей и агрегатов причала.

Сущность предполагаемого изобретения заключается в том, чтобы обеспечить швартующимся плавсредствам с тонкой обшивкой безопасный вход в причал с последующим мягким контактом, надежным охватом по возможно большей площади и мягкой фиксацией с креплением к ограниченно-жесткому звену. Этот результат достигается выполнением приемной части причала в виде надувной многокамерной конструкции, которая выполнена с переменным раствором приемной части, изменяемым воздействием исполнительно-силовых пневмокамер 4, прикрепленных гибко к ограниченно-жесткому плавучему звену 1.

Гибкое соединение плавучих звеньев позволяет надувному звену 2 адаптироваться к углу входа плавсредства 6 в причал и обеспечивать независимый подвод плавсредства 6 к ограниченно-жесткому звену 1, соединенному с берегом водоема, в более широком диапазоне углов как по горизонтали, упрощая задачу выдерживания курса, так и по вертикали, повышая бальность процесса швартовки.

Балластные камеры притопления и всплытия 7, покрытые полимерным материалом с заданными свойствами фрикционного и антифрикционного проявления, являющиеся продолжением блоков камер с поверхностями охвата и мягкой фиксации, позволяют в притопленном состоянии направлять швартующееся плавсредство 6 в приемную часть причала. Находясь на некотором расстоянии от поверхности воды, они обеспечивают подводный мягкий контакт плавсредства с причалом в режиме антифрикционного проявления. После входа плавсредства 6 в причал и сведения блоков камер 3 к корпусу плавсредства 6, балластные камеры притопления и всплытия 7, получив команду на всплытие, выполняют ее, обеспечивая своим подъемом фиксацию днищевой части плавсредства 6 в режиме фрикционного проявления. Таким образом, балластные камеры, работая совместно с блоками камер 3 и являясь их продолжением, обеспечивают мягкую фиксацию плавсредства 6 в причале, и их колебания на волне близки по фазе или совпадают. Это обеспечивает более безопасный и комфортный сход пассажиров с плавсредства 6 на причал.

Применение покрытия из полимерного материала с заданными свойствами фрикционного и антифрикционного проявления для балластных камер притопления и всплытия 7 обусловлено тем, что одни и те же поверхности должны обладать фрикционными и антифрикционными свойствами, поскольку это все в воде, то использование для проявления этих свойств электроники нежелательно. Возможным вариантом решения этой задачи является использование той же пневматики, которая обеспечивает работу причала. Так, балластная камера 7 покрыта пленкой из перфорированного фторопласта, а напротив отверстий перфорации находится утоненный материал камеры, например, специальная резина. При давлении в балластной камере, обеспечивающем ее погружение, утонения напротив перфорации не выступают за ее обводы, и камера обладает антифрикционными свойствами. При всплытии камеры давление в ее полости повышается, и утонения из фрикционного материала (резины) выпучиваются (выходят за обводы) камеры, создавая на этой же поверхности трение намного выше исходного.

Ограниченно-жесткое звено 1 может быть выполнено по аналогии с модульными плавучими причалами, конструкция которых основана на модульных блоках, скрепляемых между собой соединительными шпильками. Модульные блоки могут быть изготовлены из полиэтилена высокой плотности, обладающего высокой стойкостью к ударам, температурным колебаниям, разрушительному эффекту солнечных лучей и окислению.

Ограниченно-жесткое плавучее звено 1 может быть также выполнено по типу модульных плавучих причалов, в основе конструкции которых использованы прямоугольные модули из пенополистирола, проклеенные стеклотканью и противоскользящим покрытием, армированные в горизонтальной и вертикальной плоскостях закладными трубами, например, из поливинилхлорида. В такой конструкции вертикальные трубы служат для якорной или свайной фиксации в условиях колебаний уровня воды, для ориентирования причала по ветру или по течению, а также для снижения вертикальной нагрузки волны в сложных метеоусловиях. Горизонтальные трубы обеспечивают гибкое соединение модулей капроновыми канатами, проходящими во внутренних полостях этих труб.

К таким закладным элементам может крепиться и леерное ограждение 14, съемное при необходимости транспортировки и кнехты, обеспечивающие закрепление плавсредств и могут быть навешены узлы крепления съемного транспортировочного шасси 17 причала.

Плавучий причал снабжен раскладными настилами 13 из полимерного материала с противоскользящим покрытием из-за соображений не только компактности при его демонтаже для транспортировки, но и возможности устранения нежелательных нагрузок на настил при работе причала на волне, предотвращения задержки на настилах водных потоков от случайного захлестывания волной.

Таким образом, создана конструкция плавучего причала, обеспечивающая высокую безопасность и надежность швартовки плавсредства за счет мягкого касания плавсредства с его поверхностью под большим диапазоном углов подхода плавсредства к причалу и последующего скольжения в режиме мягкого контакта к его середине для последующего надежного охвата бортов плавсредства, преимущественно его носовой части, а также надежной фиксации с креплением принятого судна в трех точках.

Демпфирующие свойства конструкции надувной части причала позволяют выполнить операции посадки и высадки пассажиров с борта плавсредств в более комфортных и безопасных условиях.

Кроме того, обеспечивается безопасное поведение в аварийных условиях, а также в условиях дрейфа на мелководье за счет мягкой фиксации плавсредства, позволяющей колебаниям причала на волне совпадать в фазе с колебаниями плавсредства или быть близкими.

Повышается безопасность схода пассажиров за счет того, что амплитуда воздействующей на него волны от приемного устройства до конца причала уменьшается.

Обеспечивается возможность его свертывания, перевозка на новое место и последующее развертывание.

Причал позволяет обеспечить безопасную эксплуатацию плавсредств на воде для более широкого диапазона их размерностей, с более высокой вероятностью их сезонной эксплуатации.

Плавучий причал, содержащий приемную часть в виде захвата переменного раствора, отличающийся тем, что он выполнен компактно-складным, состоящим из двух гибко соединенных плавучих звеньев: ограниченно-жесткого и надувного звена в виде многокамерного переменного раствора приемной части с центральным расположением исполнительно-силовых пневмокамер, причем концы надувного звена оснащены балластными камерами притопления и всплытия, покрытыми полимерным материалом с заданными свойствами фрикционного и антифрикционного проявления, при этом надувное звено причала имеет возможность охвата и мягкой фиксации гидросамолета или судна с креплением вдоль оси к ограниченно-жесткому звену, а поперек к надувному звену, несущему на своей верхней поверхности элементы раскладного настила с леерным ограждением, выполненного из полимерного материала с перфорацией и противоскользящим покрытием.