Результат интеллектуальной деятельности: УСТРОЙСТВО ГИДРОАКУСТИЧЕСКОЙ ЗАЩИТЫ

Изобретение относится к гидроакустике, а именно к средствам гидроакустической защиты (ГАЗ) инженерных конструкций, эксплуатируемых в водной среде, т.е. к средствам, применение которых обеспечивает снижение уровней акустических полей указанных конструкций и уровней помех работе поисковых гидроакустических станций.

Известны применяемые в качестве средств гидроакустической защиты гидроакустические покрытия (ГАП) и материалы, например, по патентам США №№4399526, 4628490, Японии №№53-3242, 4-51034, России №№2035769, 2161825. Указанные изделия, изготавливаемые, как правило, из резиноподобных материалов, устанавливаются на корпусные конструкции защищаемых объектов, например на корпусах кораблей, стенках измерительных гидроакустических бассейнов и т.д.

Наиболее близким по техническому существу аналогом предлагаемого изобретения - его прототипом - является устройство (гидроакустическое покрытие) по патенту РФ №2161825. Указанное устройство представляет собой систему из отпрессованных совместно из трех слоев резиноподобного материала, один из которых - наружный сплошной герметизирующий, а остальные два содержат воздушные полости в виде усеченных конусов с цилиндрическими основаниями, причем поперечное сечение этих полостей увеличивается в сторону, обратную герметизирующему слою.

Указанное устройство изготавливается, как правило, из резин на основе бутадиен-нитрильных каучуков. Бутадиен-нитрильные, называемые иногда дивинил-нитрильными или нитрильными, каучуки являются каучуками специального назначения, а вулканизаты (резины) на их основе отличаются высокими эксплуатационными свойствами (см., например, А.П.Крючков, Общая технология синтетических каучуков, М., Химия, 1965, стр.339-341). Поэтому подавляющее большинство отечественных средств гидроакустической защиты изготавливаются из резин на основе бутадиен-нитрильных каучуков типа СКН. Основной поставщик указанных каучуков - Красноярский завод СК до последнего времени применял технологию их изготовления, основанную на полимеризации исходных компонент в эмульсии с использованием сульфонатного эмульгатора.

Основным недостатком указанного эмульгатора является то обстоятельство, что по завершении полимеризации каучука его отмывают и сбрасывают в воду, а будучи токсичным веществом, он заметно ухудшает экологическое состояние окружающего пространства. Это объясняет недостаток технологии изготовления бутадиен-нитрильных каучуков типа СКН и фактически недостаток средств ГАЗ, в конструкциях которых применены резины из указанных каучуков.

Поэтому серийный выпуск этих каучуков был недавно прекращен по экологическим причинам. При этом было указано, что для продолжения выпуска бутадиен-нитрильных каучуков с сульфонатным эмульгатором заводу необходимо построить, помимо существующих, дополнительные очистные сооружения. Реализация этого требования из-за отсутствия средств практически не возможна, но и при наличии финансирования эти работы потребуют значительного времени и соответствующего увеличения стоимости выпускаемых каучуков. Создавшаяся ситуация с указанными каучуками привела к прекращению выпуска основных типов средств гидроакустической защиты.

Задачей предлагаемого изобретения является улучшение экологической безопасности окружающей среды при производстве устройств гидроакустической защиты без замены имеющейся дорогостоящей технологической оснастки и оборудования, необходимых как при их изготовлении, так и при монтаже, с сохранением в максимально возможной степени всего комплекса технологических, весогабаритных, акустических и эксплуатационных свойств устройств ГАЗ.

Это достигается тем, что в устройстве гидроакустической защиты, состоящей из металлической основы и установленных на ней с наружной стороны прессованных резиновых пластин гидроакустического покрытия, выполненных из внешнего сплошного слоя и совулканизованного с ним и размещенного между указанным сплошным слоем и металлической основой перфорированного слоя с воздушными полостями в виде рупоров, поперечное сечение которых увеличивается в сторону указанной металлической основы и которые герметично закрыты с одной стороны указанным сплошным слоем, а с другой стороны - металлической основой, пластины гидроакустического покрытия изготовлены из резиновых смесей на основе бутадиен-нитрильных каучуков с парафинатным эмульгатором. Использование при производстве бутадиен-нитрильных каучуков нетоксичного парафинатного эмульгатора позволяет обеспечить экологическую безопасность окружающей среды. Получаемые с указанным эмульгатором каучуки, обозначаемые как БНКС, являются аналогами бутадиен-нитрильных каучуков с сульфонатным эмульгатором СКН. Несмотря на отличие техпроцессов полимеризации этих типов каучуков, они обладают схожими физико-механическими свойствами.

Сущность изобретения поясняется чертежом, на котором приведена схема устройства гидроакустической защиты. На наружной стороне металлической основы 1 установлены пластины гидроакустического покрытия, выполненные из сплошного слоя 2 и совулканизированного с ним перфорированного слоя 3, содержащего воздушные полости в виде рупоров 4. Герметичность воздушных полостей 4 обеспечивается с одной стороны сплошным слоем 2, с другой - металлической основой 1.

Предлагаемая замена каучуков СКН на каучуки БНКС в рецептурах резин для изготовления ГАП потребовала экспериментального подтверждения на всех стадиях изготовления и эксплуатации устройств гидроакустической защиты с указанными пластинами покрытия. Подобные исследования носили сравнительный характер и включали в себя исследования свойств собственно каучуков СКН и БНКС и резиновых смесей на их основе, исследования техпроцессов изготовления пластин ГАП, исследования акустической эффективности покрытий на лабораторных образцах и макетах, исследования возможности использования существующих технологий монтажа пластин покрытий из резин на основе каучуков БНКС на металлическую основу с последующим контролем прочности узла крепления к металлу, а также гидравлические, циклические испытания до и после искусственного старения предлагаемого устройства.

Использование тех же имеющихся оснастки и оборудования без необходимости их доукомплектования новыми средствами технологического обеспечения производства и удовлетворение требований экологии при производстве каучуков БНКС обеспечивает стабильное производство пластин гидроакустических покрытий, практически идентичных ранее выпускаемым.

Результаты проведенных исследований обосновали возможность такой замены. Они показали, что замена каучуков СКН на каучуки БНКС не вызвала ухудшений ни технологических, ни акустических и эксплуатационных свойств устройства гидроакустической защиты, включающего пластины гидроакустического покрытия с воздушными полостями в виде рупоров.