Результат интеллектуальной деятельности: СПАСАТЕЛЬНОЕ СУДНО НА ВОЗДУШНОЙ ПОДУШКЕ ДЛЯ МОБИЛЬНОЙ ДОСТАВКИ ПОСТРАДАВШИХ И ГРУЗОВ ИЗ МЕСТ, ПОДВЕРГНУВШИХСЯ ЧРЕЗВЫЧАЙНЫМ СИТУАЦИЯМ, В ПУНКТЫ ВРЕМЕННОГО РАЗМЕЩЕНИЯ

Изобретение относится к спасательным средствам для ликвидации последствий чрезвычайных ситуаций, в частности к объектам спасательного судостроения, и может быть использовано в надстроечных конструкциях судов на воздушной подушке.

Наиболее близким техническим решением по технической сущности и достигаемому результату является спасательное судно, представляющее собой конструкцию смонтированной на скеговой платформе на воздушной подушке надстройки, состоящей из носовой, центральной и кормовой частей, являющихся соответственно кабиной управления, пассажирским отсеком и машинным отделением, переходящим в нагнетательно-движительную секцию с задним комплексом горизонтальных и вертикальных поворотных рулей (см. патент РФ 88626 на полезную модель «Судно на воздушной подушке», B60V 1/18, 2007 - прототип).

Недостатком прототипа является то, что он содержит традиционный вариант стационарного выполнения пассажирского отсека и, как следствие - повышенный уровень шума в каютах для размещения пострадавших и кабине управления.

Технически достижимый результат - расширение области применения судна на воздушной подушке в результате универсализации назначения судна за счет обеспечения возможности его трансформирования под различные специальные транспортные задачи, а также снижение уровня шума от машинного отделения, переходящего в нагнетательно-движительную секцию с задним комплексом горизонтальных и вертикальных поворотных рулей.

Это достигается тем, что в спасательном судне на воздушной подушке для мобильной доставки пострадавших и грузов из мест, подвергнувшихся чрезвычайным ситуациям, в пункты временного размещения, представляющем собой конструкцию смонтированной на платформе надстройки, состоящей из носовой, центральной и кормовой частей, являющихся соответственно кабиной управления, транспортным отсеком и машинным отделением, переходящим в нагнетательно-движительную секцию с задним комплексом горизонтальных и вертикальных поворотных рулей, при этом транспортный отсек выполнен для обеспечения его трансформирования под различные специальные транспортные задачи судна в виде проема в корпусе надстройки между задней стенкой кабины управления и передней стенкой машинного отделения с возможностью его заполнения съемными корпусными элементами и транспортным оборудованием, оперативно прикрепляемыми к указанным стенкам и платформе с помощью средств фиксации, в комбинированном исполнении, например для водной эвакуации при проведении спасательных работ или оказания скорой медицинской помощи, транспортный отсек снабжен съемными крышей, боковой стенкой с окнами и боковым тентом с окном со стороны погрузки, а также набором транспортного оборудования для размещения спасательного и/или медицинского персонала и пострадавших или больных и соответствующего спецоборудования, а также малошумной судовой каютой с подвесным акустическим потолком для пассажиров и обслуживающего персонала, при этом малошумная судовая каюта содержит металлический штампосварной каркас, состоящий из несущих профильных конструкций, внутри которых установлены пакеты звуковибротеплоизоляционных элементов, каждый из звуковибротеплоизоляционных элементов включает слои вибродемпфирующего материала на битумной основе и, по крайней мере, один слой пористого звукопоглощающего материала и перфорированную декоративную панель, причем между панелью и слоем пористого звукопоглощающего материала образован воздушный зазор, а каркас каюты соединен с несущими конструкциями судна посредством виброизолирующей системы, состоящей из верхнего подвеса, включающего в себя, по крайней мере, два резиновых виброизолятора верхнего подвеса каюты и, по крайней мере, два виброизолятора нижнего подвеса каюты, при этом пакеты звуковибротеплоизоляционных элементов могут быть выполнены либо цельными, либо состоящим из элементов, вписанных в контур каркаса кабины, а звукопоглощающий материал звуковибротеплоизоляционных элементов выполнен в виде плиты из минеральной ваты на базальтовой основе и по всей своей поверхности облицован акустически прозрачным материалом. Виброизоляторы нижнего подвеса каюты выполнены в виде цилиндрических винтовых пружин со встроенным демпфером, каждая из которых содержит цилиндрическую винтовую пружину, состоящую из двух частей со встречно направленными концами, одна часть из которых имеет витки прямоугольного сечения, а другая часть пружины выполнена полой, при этом встречно направленный конец первой части размещен в полости второй, зазоры сегментного профиля контактирующих частей пружины заполнены антифрикционной смазкой, при этом на конце второй части пружины установлена уплотнительная манжета для предотвращения утечки смазки, а первую часть винтовой пружины, выполненную с витками прямоугольного сечения с закругленными кромками, охватывает трубка из демпфирующего материала, например полиуретана, а зазоры, в первой части винтовой пружины, выполненной с витками прямоугольного сечения, которую охватывает трубка из демпфирующего материала, заполнены крошкой из фрикционного материала, зазоры, в первой части винтовой пружины, выполненной с витками прямоугольного сечения, которую охватывает трубка из демпфирующего материала, заполнены крошкой из фрикционного материала, выполненного из композиции, включающей следующие компоненты при их соотношении, мас. %: смесь резольной и новолачной фенолоформальдегидных смол в соотношении 1:(0,2-1,0) в количестве 28÷34%; волокнистый минеральный наполнитель, содержащий стеклоровинг или смесь стеклоровинга и базальтового волокна в соотношении 1:(0,1-1,0) в количестве 12÷19%: графит в количестве 7÷18%; модификатор трения, содержащий технический углерод в виде смеси с каолином и диоксидом кремния в количестве 7÷15%; баритовый концентрат в количестве 20÷35%; тальк в количестве 1,5÷3,0%.

На фиг. 1 показан общий вид спасательного судна на воздушной подушке для мобильной доставки пострадавших и грузов из мест, подвергнувшихся чрезвычайным ситуациям, в пункты временного размещения с отсеком для кают пассажиров, на фиг. 2 - вариант судна для транспортирования грузов, на фиг. 3 изображен общий вид малошумной судовой каюты, на фиг. 4 представлена конструкция подвесного акустического потолка для пассажирского отсека и кабины управления, на фиг. 5 представлен общий вид виброизолятора нижнего подвеса каюты, на фиг. 6 - его фронтальный разрез, на фиг. 7 - вариант выполнения виброизоляторов 18 и 19 нижнего подвеса каюты, выполненных в виде цилиндрических винтовых пружин со встроенным демпфером, позволяющим повысить комфортность каюты.

Спасательное судно на воздушной подушке для мобильной доставки пострадавших и грузов из мест, подвергнувшихся чрезвычайным ситуациям (ЧС), в пункты временного размещения содержит скеговую платформу 1 (фиг. 1) на воздушной подушке, на которой в стационарном исполнении смонтированы носовая часть надстроечного корпуса в виде кабины управления 2, оснащенной средствами защиты от шума (фиг. 3 и 4), и кормовая часть надстроечного корпуса в виде машинного отделения 3, переходящего в нагнетательно-движительную секцию 4 с задним комплексом 5 горизонтальных и вертикальных поворотных рулей, между которыми предусмотрен корпусной проем, являющийся конструктивной основой транспортного отсека 6.

Транспортный отсек 6 (фиг. 2) предназначен для перевозки грузов пострадавшим в ЧС и выполнен в виде проема в корпусе надстройки между задней стенкой 7 кабины управления 2 и передней стенкой 8 машинного отделения 3 с возможностью его заполнения съемными корпусными элементами и транспортным оборудованием, оперативно прикрепляемыми к указанным стенкам и палубе 9 скеговой платформы 1 с помощью средств фиксации (не показано). В пассажирском исполнении судна (фиг. 1) транспортный отсек 6 снабжен устанавливаемыми для эксплуатации в различных сочетаниях отдельными съемными крышей 10 с люком 11 и боковыми стенками 12 с дверьми 13 и окнами 14, а также набором транспортного оборудования для размещения пассажиров в каютах малошумного исполнения (фиг. 3 и 4) с сиденьями и другим соответствующим транспортным оборудованием - откидными столиками, кроватями (фиг. 3 и 4). В грузовом исполнении (фиг. 2) транспортный отсек 6 снабжен средствами фиксации груза к низко посаженной палубе 9 скеговой платформы 1 и тентом для защиты груза от осадков (средства фиксации, например ленточные захваты, и тент не показаны), а также устанавливаемым над палубой 9 скеговой платформы 1 на уровне боковых бортов скеговой платформы съемным настилом под въезжаемое на настил перевозимое в качестве груза транспортное средство (на фиг. 2 съемный настил не показан). В комбинированном исполнении (не показано), в частности для водной эвакуации при проведении спасательных работ или оказания скорой медицинской помощи, транспортный отсек 6 может быть снабжен съемными крышей, боковой стенкой и боковым тентом с окном со стороны погрузки, а также набором транспортного оборудования для размещения спасательного и/или медицинского персонала - сиденьями и пострадавших или больных и соответствующего спецоборудования - носилками, фиксируемыми к палубе 9 скеговой платформы 1, и другими средствами оказания скорой медицинской помощи.

Малошумная судовая каюта (фиг. 3) представляет собой металлический штампосварной каркас 20, состоящий из несущих профильных конструкций (не показано), внутри которых установлены пакеты звуковибротеплоизоляционных элементов 24, каждый из которых включает слои вибродемпфирующего материала на битумной основе и, по крайней мере, один слой пористого звукопоглощающего материала и перфорированную декоративную панель, причем между панелью и слоем пористого звукопоглощающего материала образован воздушный зазор (не показано). Внутри каюты к потолку и стенам крепятся штучные звукопоглотители (не показано). Каркас 6 каюты соединен с несущими конструкциями 15 судна посредством виброизолирующей системы, состоящей из верхнего подвеса, включающего в себя, по крайней мере, два резиновых виброизолятора 16 и 17 верхнего подвеса каюты и, по крайней мере, два виброизолятора 18 и 19 нижнего подвеса каюты, каждый из которых выполнен в виде виброизолятора шайбового сетчатого и содержит основание 33 в виде пластины с крепежными отверстиями 34, сетчатый упругий элемент 39, нижней частью опирающийся на основание 33 и фиксируемый нижней шайбой 38, жестко соединенной с основанием, а верхней частью фиксируемый верхней нажимной шайбой 37, жестко соединенной с центрально расположенным кольцом 36, охватываемым соосно расположенным кольцом 35, жестко соединенным с основанием 33.

Плотность сетчатой структуры упругого сетчатого элемента находится в оптимальном интервале величин: 1,2 г/см³…2,0 г/см³, причем материал проволоки упругих сетчатых элементов - сталь марки ЭИ-708, а диаметр ее находится в оптимальном интервале величин 0,09 мм…0,15 мм. Плотность сетчатой структуры внешних слоев упругого сетчатого элемента в 1,5 раза больше плотности сетчатой структуры внутренних слоев упругого сетчатого элемента. Упругий сетчатый элемент 39 может быть выполнен комбинированным из сетчатого каркаса, залитого эластомером, например полиуретаном.

При колебаниях виброизолируемого объекта (каюты), закрепленного на верхней нажимной шайбе 37, упругий сетчатый элемент 39 воспринимает как вертикальные, так и горизонтальные нагрузки, ослабляя тем самым динамическое воздействие на виброизолируемый объект, т.е. обеспечивается пространственная виброзащита и защита от ударов.

Внутри каюты расположены стол 21, стул 22 и кровать 23 для обслуживающего судно персонала, причем крепление этих предметов к каркасу 20 каюты может осуществляться жестко, либо через вибродемпфирующие прокладки (не показано). Каюта снабжена подвесным акустическим потолком (фиг. 4).

Пакеты звуковибротеплоизоляционных элементов 24 могут быть выполнены либо цельными, либо состоящими из элементов (не показано), вписанных в контур каркаса 20 кабины, и состоящими из передней со щелевой перфорацией и задней стенок из нержавеющей стали или оцинкованного листа толщиной 0,7 мм с полимерным защитно-декоративным покрытием типа «Пурал» толщиной 50 мкм или «Полиэстер» толщиной 25 мкм, или алюминиевого листа толщиной 1,0 мм и толщиной покрытия 25 мкм. При этом передняя и задняя стенки пакетов могут быть выполнены из конструкционных материалов с нанесенным на их поверхности с одной или двух сторон слоем мягкого вибродемпфирующего материала, например мастики ВД-17, или материала типа «Герлен-Д», а соотношение между толщиной облицовки и вибродемпфирующего покрытия лежит в оптимальном интервале величин 1: (2,5…3,5).

Звукопоглощающий материал звуковибротеплоизоляционных элементов 10 выполнен в виде плиты из минеральной ваты на базальтовой основе типа «Rockwool», или минеральной ваты типа «URSA», или базальтовой ваты типа П-75, или стекловаты с облицовкой стекловойлоком, или вспененного полимера, например полиэтилена или полипропилена, причем звукопоглощающий элемент по всей своей поверхности облицован акустически прозрачным материалом, например стеклотканью типа ЭЗ-100 или полимером типа «Повиден». Звукопоглощающий материал также может быть выполнен из жесткого пористого шумопоглощающего материала, например пеноалюминия, или металлокерамики, или металлопоролона, или камня-ракушечника со степенью пористости, находящейся в диапазоне оптимальных величин: 30…45% (не показан). Звукопоглощающий материал 6 может быть выполнен в виде крошки из твердых вибродемпфирующих материалов, например эластомера, полиуретана, или пластиката типа «Агат», «Антивибрит», «Швим», причем размер фракций крошки лежит в оптимальном интервале величин 0,3…2,5 мм (не показан).

Подвесной акустический потолок (фиг. 4) состоит из жесткого каркаса 26, выполненного по форме в виде прямоугольного параллелепипеда с размерами сторон в плане B×C, отношение которых лежит в оптимальном интервале величин B:C=1:1…2:1, подвешиваемого к потолку производственного здания с помощью подвесок 28, имеющих скобы 29 для прокладки проводов электропитания к светильникам 31, установленным в каркасе 26. Крепление каркаса к потолку осуществляется с помощью дюбель-винтов 30. К каркасу прикреплен перфорированный лист 27, на котором через слой акустического прозрачного материала 32 расположен слой звукопоглощающего материала 25. При монтаже акустического потолка должны соблюдаться оптимальные соотношения размеров: D - от точки подвеса каркаса до любой из его сторон и E - толщины слоя звукопоглощающего материала, причем отношение этих размеров должно находиться в оптимальном интервале величин: E:D=0,1…0,5. Перфорированный лист 27 имеет следующие параметры перфорации: диаметр перфорации 3…7 мм, процент перфорации 10%…15%, причем по форме перфорация может быть выполнена в виде отверстий круглого, треугольного, квадратного, прямоугольного или ромбовидного сечения (на чертеже показаны квадратные отверстия). В случае некруглых отверстий в качестве условного диаметра следует считать максимальный диаметр вписываемой в многоугольник окружности.

В качестве звукопоглощающего материала используются плиты из минеральной ваты на базальтовой основе типа «Rockwool», или минеральной ваты типа «URSA», или базальтовой ваты типа П-75, или стекловаты с облицовкой стекловойлоком, или вспененного полимера, например полиэтилена или полипропилена, а в качестве акустически прозрачного материала, например, стеклоткань типа ЭЗ-100 или полимер типа «Повиден».

В качестве звукопоглощающего материала используются плиты на основе алюминийсодержащих сплавов с последующим наполнением их гидридом титана или воздухом с плотностью в пределах 0,5…0,9 кг/м³ со следующими прочностными свойствами: прочность на сжатие в пределах 5…10 МПа, прочность на изгиб в пределах 10…20 МПа.

В качестве звукопоглощающего материала используются элементы из жесткого пористого шумопоглощающего материала, например пеноалюминия, или металлокерамики, или металлопоролона, или камня-ракушечника со степенью пористости, находящейся в диапазоне оптимальных величин 40…50%.

В качестве звукопоглощающего материала используются элементы с послойной и перекрестной намоткой из пористых нитей, намотанных на акустически прозрачный каркас, например проволочный каркас.

В качестве звукопоглощающего материала используется крошка из твердых вибродемпфирующих материалов, например эластомера, полиуретана или пластиката типа «Агат», «Антивибрит», «Швим», причем размер фракций крошки лежит в оптимальном интервале величин 0,5…2,0 мм.

Спасательное судно на воздушной подушке для мобильной доставки пострадавших и грузов из мест, подвергнувшихся ЧС, в пункты временного размещения работает следующим образом.

Заявляемое техническое решение предназначено для эксплуатации в различных вариантах исполнения транспортного отсека 6 в рамках неменяющейся его стационарной основы надстроечной конструкции кабины управления 2 и машинного отделения 3 с указанным подъемно-движительным и рулевым оснащением. Для улучшения потребительских свойств судна транспортный отсек может быть снабжен отдельными наборами съемных корпусных элементов и транспортного оборудования для его пассажирского, грузового и комбинированного исполнения (не показано). В пассажирском исполнении транспортный отсек снабжен устанавливаемыми для эксплуатации в различных сочетаниях отдельными съемными крышей с люком и боковыми стенками с дверьми и окнами, а также набором транспортного оборудования для размещения пассажиров. В грузовом исполнении транспортный отсек снабжен средствами фиксации груза к палубе скеговой платформы и тентом для защиты груза от осадков, а также устанавливаемым над палубой скеговой платформы на уровне боковых бортов скеговой платформы съемным настилом под въезжаемое на настил перевозимое в качестве груза транспортное средство. В комбинированном исполнении, например для водной эвакуации при проведении спасательных работ или оказания скорой медицинской помощи, транспортный отсек снабжен съемными крышей, боковой стенкой с окнами и боковым тентом с окном со стороны погрузки, а также набором транспортного оборудования для размещения спасательного и/или медицинского персонала и пострадавших или больных и соответствующего спецоборудования. При этом судно готовится к заданному транспортному режиму эксплуатации путем оперативной сборки транспортного отсека 6 с помощью прилагаемых в составе принадлежностей судна, приведенных в примерах выполнения судна, наборов одинаковых съемных конструктивных элементов (крыши и боковых стенок) и различного транспортного оборудования для размещения пассажиров, персонала и закрепления груза или специальных средств в зависимости от транспортной задачи.

Малошумная судовая каюта работает следующим образом.

Пакеты звуковибротеплоизоляционных элементов 24 снижают структурную и реверберационную составляющие шума. Прокладки из пенополиуретана эффективно гасят высокочастотные колебания воздуха, источником которых является энергия потока звукового давления. Пенополиуретан одновременно является надежным теплоизолятором благодаря высокой пористости, изолированной с двух сторон тонкой оплавленной пленкой пенополиуретана. Декоративная перфорированная древесноволокнистая плита является хорошим гасителем колебаний. Переход звуковой энергии в тепловую (диссипация, рассеивание энергии) происходит в порах звукопоглотителя, представляющих собою модель резонаторов "Гельмгольца", где потери энергии происходят за счет трения колеблющейся с частотой возбуждения массы воздуха, находящегося в горловине резонатора о стенки самой горловины, имеющей вид разветвленной сети пор звукопоглотителя. Для предотвращения высыпания мягкого звукопоглотителя предусмотрена стеклоткань, например, типа ЭЗ-100, расположенная между звукопоглотителем и перфорированной стенкой.

Подвесной акустический потолок работает следующим образом.

Подвешивание подвесного акустического потолка осуществляют на подвесках 28, которые крепятся к потолку с помощью дюбель-винтов 30, а другим концом закреплены на каркасе 26. Звуковые волны, распространяясь в производственном помещении, взаимодействуют с заполненными звукопоглотителем полостями. Взаимодействие звуковых волн с активными полостями, заполненными негорючим звукопоглотителем, приводит к шумоглушению в высокочастотном диапазоне, причем за счет наличия полостей увеличивается поверхность звукопоглощения и, как следствие, повышается коэффициент звукопоглощения.

Изготовление предлагаемого судна основано на доступных материалах корпусных элементов и резьбовых и иных средствах фиксации для сборки пассажирского и транспортного отсеков, а также исполнения судна в комбинированном малошумном варианте.

Возможен вариант выполнения виброизоляторов 18 и 19 нижнего подвеса каюты, выполненных в виде цилиндрических винтовых пружин со встроенным демпфером (фиг. 7).

Цилиндрическая винтовая пружина со встроенным демпфером содержит цилиндрическую винтовую пружину, состоящую из двух частей 42 и 43 со встречно направленными концами 45 и 44 соответствующих витков этих пружин. На опорных витках пружины выполнены опорные кольца 40 и 41 для прочной и надежной фиксации концов пружин при их работе.

Первая часть винтовой пружины 42 выполнена с витками прямоугольного (или квадратного) сечения с закругленными кромками, а вторая часть 43 пружины выполнена полой, например, круглого сечения, при этом встречно направленный конец 45 первой части пружины размещен в полости встречно направленной второй части пружины с концом 44, при этом второй ее конец, закрепленный на опорном кольце 41, загерметизирован, например, при помощи резьбовой пробки (не показана).

В полости второй части 43 пружины, выполненной полой круглого сечения, образованы с четырех сторон, относительно прямоугольного сечения первой части 42 пружины, зазоры 46 сегментного профиля в сечении, перпендикулярном оси контактирующих частей 42 и 43 пружины. Первую часть 42 винтовой пружины, выполненную с витками прямоугольного (или квадратного) сечения с закругленными кромками, охватывает трубка 47 из демпфирующего материала, например полиуретана. Зазоры в первой части 42 винтовой пружины, выполненной с витками прямоугольного сечения, которую охватывает трубка 47 из демпфирующего материала, заполнены крошкой из фрикционного материала (не показано).

Возможен вариант, когда зазоры, в первой части винтовой пружины, выполненной с витками прямоугольного сечения, которую охватывает трубка из демпфирующего материала, заполнены крошкой из фрикционного материала, выполненного из композиции, включающей следующие компоненты при их соотношении, мас. %: смесь резольной и новолачной феноло-формальдегидных смол в соотношении 1:(0,2-1,0) в количестве 28÷34%; волокнистый минеральный наполнитель, содержащий стеклоровинг или смесь стеклоровинга и базальтового волокна в соотношении 1:(0,1-1,0) в количестве 12÷19%; графит в количестве 7÷18%; модификатор трения, содержащий технический углерод в виде смеси с каолином и диоксидом кремния в количестве 7÷15%; баритовый концентрат в количестве 20÷35%; тальк в количестве 1,5÷3,0%.

Цилиндрическая винтовая пружина со встроенным демпфером работает следующим образом.

Регулировка жесткости пружины осуществляется укорочением или удлинением высоты пружины. При вращении опорных колец 40 и 41 витки пружины перемещаются относительно друг друга во взаимно противоположных направлениях относительно продольной оси пружины, т.е. ввинчиваются или вывинчиваются. В первом случае (при ввинчивании) жесткость пружины увеличивается, а во втором случае (при вывинчивании) - уменьшается, что позволяет упростить регулировку жесткости пружины.

Таким образом, пружина благодаря избирательным свойствам обеспечивает эффективную пространственную виброизоляцию оборудования по всем шести направлениям колебаний (по трем осям Х.У, Z и поворотные колебания вокруг этих осей) с демпфированием колебаний на резонансе, и при различных условиях работы.