Условия размещения и площадки для размещения статей смотрите здесь
Глава 9. Подводные аппараты с водолазными отсеками
9.5. Системный подход к созданию единого
комплекса обеспечивающее судно-подводный аппарат
Прочее оборудование
В условиях повышенного давления в водолазных отсеках необходимо
учитывать характерные особенности работы некоторых систем и оборудования
подводных аппаратов. Например, расход газа на дыхание в этих условиях
чрезвычайно велик. При ориентировочной норме на человека 90 л/мин и при
давлении, соответствующем глубине погружения 200 м, одного 50-литрового
баллона, заполненного искусственной дыхательной смесью под давлением 20
МПа, хватает всего на 5 мин при дыхании по открытому циклу.
Ясно, что автономные дыхательные аппараты открытого цикла не годятся для
погружений на большие глубины. Необходимы аппараты, соединенные шлангами
с большими газовыми баллонами на борту аппарата. Такие баллоны могут
иметь емкость 1000 л и более при давлениях до 30 МПа. Системы открытого
цикла просты и надежны в работе. Разумеется, их недостатки (большой
расход дорогостоящих газовых смесей, ограниченное время работы) очень
существенны. И все же в некоторых, правда весьма редких, случаях их
применение оказывается оправданным.
Более эффективны полузамкнутые и, конечно, замкнутые системы. При их
использовании важно постоянно и с полной гарантией надежности
контролировать парциальное давление кислорода и углекислого газа. Для
этого служат довольно сложные электронные контрольно-измерительные
приборы. Поэтому специального внимания требует проблема защиты этой"малой" электроники от электрических помех, создаваемых
электрооборудованием аппарата.
На рис. 9.29 показана принципиальная схема кислородной системы на
современном подводном аппарате с водолазным отсеком. Обычно запас
кислорода назначался из расчета обеспечения экипажа в течение 72 ч. В
последнее время это минимальное значение часто существенно повышается.
Дозирующие кислородные клапаны, использованные в системе, состоят из
редуктора давления, собственно дозатораи
расходомера.
Рис. 9.29. Принципиальная схема кислородной
системы на подводном аппарате.1 - кислородные
баллоны; 2 - запорные клапаны; 3 - приемная часть системы; 4, 13 -
бортовые запорные клапаны; 5, 14 - путевые клапаны; 6 - манометр; 7-
общий дозирующий клапан; 8 - дозирующий клапан подачи кислорода в
водолазный отсек; 9 - дозирующий клапан подачи кислорода в основной
отсек; 10 - прибор контроля содержания кислорода в водолазном отсеке; 11
- прибор контроля содержания кислорода в основном отсеке; 12 - датчик
прибора контроля содержания кислорода; 15 - резервные манометры; 16 -
поглотитель углекислого газа в водолазном отсеке; 17 - поглотитель
углекислого газа в основном отсеке.
Расход кислорода на человека поддерживается на уровне 0,3-0,5 л/мин и
постоянно корректируется по фактическому парциальному давлению.
Автоматические устройства регулирования и контроля содержания кислорода
очень дороги в изготовлении и поэтому на подводных аппаратах не
применяются.
Поглотители углекислого газа проектируются из расчета выдыхания его
каждым человеком в количестве 0,35 л/мин. Абсорбирующим веществом служат
гидроокись лития, баралайм, содержащий 80% Са(ОН)2, или содасорб. По
данным фирмы-поставщика, 8-литровый патрон с гидроокисью лития рассчитан
на работу в течение 60 чел./ч.
Системы воздуха высокого давления служат в аппаратах для продувки
балластных цистерн и для аварийного обеспечения людей дыхательным
воздухом. Поэтому требования к его качеству предъявляются довольно
высокие. Типичная воздушная система на подводном аппарате разделена на
две подсистемы. Одна из них обслуживает цистерны регулирования
плавучести (кингстонные цистерны), а другая - шпигатные цистерны. Два
редукционных клапана снижают давление воздуха до рабочего (4 МПа). Запас
воздуха должен быть достаточен для 15-20-кратного продувания на
поверхности воды шпигат-ных цистерн и 3-кратного на максимальной глубине
уравнительных цистерн. Аварийная дыхательная система обеспечивает подачу
воздуха к маскам, надеваемым людьми в случае резкого изменения качества
внутренней атмосферы (например, из-за повышения содержания углекислого
газа).
В прочной переборке, отделяющей основной отсек от водолазного, должен
быть сделан иллюминатор. Через него руководитель погружения может
обмениваться с водолазами информацией, например, с помощью записи. Если
устройство иллюминатора нежелательно или невозможно, в водолазном отсеке
устанавливают телевизионную камеру.
Оригинальная система передачи визуальной информации используется на
аппаратах типа "Мермэйд". В основном и водолазном отсеках установлены
специальные табло. На них особым светящимся шрифтом набраны слова
наиболее часто встречающихся команд. Необходимые команды или сообщения
высвечиваются на табло после нажатия соответствующих клавиш. Нажатием
параллельных клавиш в водолазном отсеке подтверждается получение
сообщения или команды.
Организм человека в воздухе при температуре 22°С поддерживает
термическое равновесие без теплоизоляции. В воде же теплоотдача
организма увеличивается в 25 раз. На небольших глубинах снизить
теплоотдачу удается за счет теплоизолирующей одежды и водолазного
костюма. Тепло, рассеиваемое выдыхаемым воздухом, составляет лишь
седьмую часть всей расходуемой водолазной тепловой энергии и в расчет не
принимается. Однако при дыхании гелиевыми смесями с выдыхаемым газом
уходит в 6-7 раз больше тепла, и с этим уже приходится считаться.
Требование постоянного подогрева искусственной дыхательной смеси
обусловливает высокие затраты энергии, доходящие до 10 кВт. А это для
аппаратов с водолазными отсеками оказывается трудноразрешимой проблемой.
Поэтому приобретает особую важность применение эффективных
теплоизолирующих материалов.
Водолазные костюмы обогреваются электрическим током или горячей водой.
Система электрообогрева не отличается особой надежностью в работе из-за
возможного разрыва проволокв нагревательных
элементах. Поэтому более практичны водяные системы. Хорошо себя
зарекомендовали водяные системы полузамкнутого цикла. Вода в них
подается при температуре примерно 35° С; расход воды составляет 2-3
л/мин.
Рис. 9.30. Система обогрева водолазных костюмов,
действующая на принципе теплового насоса.1 -
циркуляционный насос с электроприводом в герметическом кожухе; 2 -
перепускной клапан; 3 - уравнительный бак; 4-шлаиги обогрева водолазных
костюмов; 5 - теплообменник для пресной воды; 6 - расширительный клапан;
7 - теплообменник для забортной воды; 8 - компрессор с электроприводом в
прочном кожухе.
Западногерманская фирма "Брукер" разработала систему обогрева,
действующую на принципе теплового насоса, которая вдвое увеличивает
возможность непрерывного пребывания водолазов под водой (рис. 9.30).
Система состоит из первичного контура с циркулирующим в нем газом и
вторичного контура с горячей водой. Компрессор
с электроприводом сжимает газ, который нагревается и поступает в
теплообменник, где отдает тепло воде. "Отработанный" газ подвергается
дросселированию, и его температура резко падает до уровня значительно
ниже температуры воды за бортом. В следующем теплообменнике газ получает
тепло от забортной воды. После этого он вновь сжимается компрессором, и
цикл повторяется.
На рис. 9.31 показаны очень важные для рабочего подводного аппарата
приспособления - гидравлические манипуляторы с шестью степенями свободы.
Они относятся к типу ВМ-76 и разработаны для аппаратов типа "Мермэйд".
Каждый манипулятор может поднимать предметы массой до 80 кг при радиусе
действия до 1800 мм. В стандартном исполнении манипуляторы осуществляют
выдвижение и втягивание "плеча" в горизонтальном направлении, поворот
"предплечья" вокруг А пока подводные аппараты с
водолазными отсеками остаются одними из наиболее эффективных технических
средств исследования морских глубин и освоения их многообразных богатств.
Рис. 9.31. Гидравлические манипуляторы с шестью
степенями свободы
