Новые технические средства для работы на больших глубинах - ООО"Дайвтехносервис"

- A + КомментарииПрочитано 4558 раз   |
Последние десятилетия ознаменовались бурным прогрессом в области подводных технологий. Растущая потребность человека в освоении мирового а, выполнении подводных исследований и всевозможных работ привели к созданию целого ряда современных средств, обеспечивающих выполнение человеком таких работ.

Предлагаем Вашему вниманию статью о автономных обитаемых подводных аппаратах - альтернативе дорогостоящим и сложным в эксплуатации жестким ным костюмам.
Традиционным средством выполнения работ под водой является водолазное снаряжение. Сегодня освоенной глубиной для водолазов можно считать 450 метров, однако большинство работ выполняются водолазами – глубоководниками на глубинах, не превышающих 300 метров. Основной проблемой снаряжения является необходимость наличия сложных, громоздких и дорогостоящих средств обеспечения водолазных спусков - глубоководных водолазных комплексов (ГВК). Так, например, вес ГВК в мобильном исполнении составляет около 300 тонн, стоимость 10 – 20 млн. евро. Для ГВК, размещенных на судах стационарно, эти цифры, как минимум, удваиваются. Проблема усугубляется необходимостью размещать ГВК на специализированных судах водоизмещением не менее 2-3 тысяч тонн, оборудованных системами динамического позиционирования для удержания судна точно над местом работ. Транспортировка даже мобильных ГВК возможна только водным транспортом. Таким образом, применение водолазного труда на больших глубинах удовольствие весьма недешевое.
Сравнительно новым средством выполнения работ под водой являются необитаемые телеуправляемые подводные аппараты (НТПА). Прогресс в области создания и применения НТПА, пожалуй, наиболее заметен в последние годы. В мире созданы сотни НТПА различной мощности, габаритов с глубиной примене-ния до 6000 метров. НТПА могут оснащаться широким набором инструментов для выполнения самых разнообразных работ. Все большее число работ под водой, порой весьма сложных, выполняется с помощью НТПА. Это объясняется тем, что НТПА лишены многих недостатков, присущих водолазному способу. Тем не менее, признавая весьма высокую эффективность НТПА, следует отметить, что их применение также связано с необходимостью использования специализированных судов, оборудованных системами динамического позиционирования. В противном случае обеспечивающее судно, находящееся в дрейфе, будет оказывать серьезное возмущающее воздействие через кабель – трос на НТПА. К сожалению, в ВМФ России отсутствуют суда, оборудованные системой динамического позиционирования, и их появление в обозримом будущем не предвидится. Это обстоятельство ограничивает реальную глубину применения НТПА в пределах 100 – 200 метров. Спуско-подъемные устройства (СПУ) НТПА оснащены лебедкой для хранения кабель-троса. Кроме того, СПУ глубоководных НТПА оснащаются, кроме того, либо так называемым «гаражом», либо устройством глубоководного погружения, также имеющим в своем составе лебедку с кабель-тросом. Указанное оборудование существенно увеличивает массу и габариты СПУ НТПА, что затрудняет использование таких аппаратов на судах малого водоизмещения.
Определенные надежды принесла разработка порядка 20 лет назад жестких водолазных скафандров типа HARDSUIT, позволяющих находиться в них человеку при атмосферном давлении. Рабочая глубина таких скафандров 365 или 610 метров. Они оснащены подвижными соединениями вращающегося типа, позволяющими человеку, находящимися внутри, совершать движения ногами и руками. Скафандры относительно легки, не требуют громоздких СПУ. Однако подвижность человека в скафандре весьма отграничена, хождение по грунту или подводному объекту крайне затруднено. Основной способ передвижения скафандра в толще воды – «полет» при помощи установленных на нем движителей.
Жесткий скафандр так же, как НТПА, связан с поверхность кабель – тросом для подачи электроэнергии на движители, систему жизнеобеспечения и связи. В случае обрыва кабель-троса автономное электропитание обеспечивает лишь функционирование системы жизнеобеспечения в аварийном режиме. Перемещение скафандра за счет движителей в аварийном режиме невозможно. Возможно лишь неконтролируемое всплытие.
Стоимость комплекта жесткого скафандра HARDSUIT в комплекте с СПУ составляет порядка 3 - 4 млн. евро, вес комплекта 25 тонн.
Как понятно из модели применения, жесткий скафандр требует наличия судна обеспечения. Использование существующих скафандров с судов, имеющих систему динамического позиционирования крайне затруднительно и небезопасно, т.к. потоки воды, создаваемые движителями системы динамического позиционирования, могут привести к неконтролируемому перемещению скафандра на поверхности и на малых глубинах. Для использования скафандров с судов, оборудованных системой динамического позиционирования, требуется специальная весьма дорогостоящая комплектация скафандров. С другой стороны, отсутствие системы динамического позиционирования на обеспечивающем судне приводит к проблемам возмущающего воздействия дрейфующего судна на скафандр, как в случае с НТПА.
Еще один весьма серьезный недостаток жесткого скафандра – это низкая функциональность его манипуляторов, имеющих всего две функции – захват и поворот вокруг своей оси. Это сильно ограничивает спектр работ, которые можно выполнить человеку в скафандре. На манипулятор скафандра нельзя прикладывать сколь-нибудь значимую физическую нагрузку, т.к. она передается на корпус скафандра, не обладающий достаточной для этих целей прочностью. Кроме того, поддержание технической готовности жестких скафандров весьма непростая задача. Она требует наличия специально подготовленного высококвалифицированного обслуживающего персонала, строгого соблюдения регламентов технического обслуживания, а также дорогостоящих запасных частей. Дороговизна технического обслуживания в значительной степени объясняется монопольным положением предприятия изготовителя, компании Ocean Works. Наиболее ответственная часть жесткого скафандра - подвижное вращающееся соединение подлежит ремонту и техническому обслуживанию только специалистами предприятия - изготовителя. По этим причинам жесткие скафандры не получили широкого распространения в мире. Справедливости ради необходимо упомянуть о новой разработке с этой области – жестком скафандре EXOSUIT, имеющем более высокую подвижность конечностей и надежность соединений. Корпус этого скафандра более «анатомический», что существенно увеличивает подвижность человека в нем. Ведется разработка и более совершенного манипулятора для скафандра EXOSUIT. Однако жесткий скафандр EXOSUIT все еще находится на стадии опытного образца и применения пока не имеет.
Все перечисленные выше средства выполнения работ под водой на больших глубинах, за исключение скафандра EXOSUIT, можно условно назвать «привязными», т.е. связанными с поверхностью кабель – тросом и рукавами подачи и возврата дыхательной газовой смеси. Общим недостатком этих средств является необходимость наличия судна обеспечения, оснащенного системой динамического позиционирования. Кроме того, кабель – трос может запутаться и даже оборваться при выполнении работ в сложных условиях или из-за недостаточной подготовки пилота скафандра. К сожалению, в скромной отечественной практике применения НТПА случаев запутывания и обрыва кабель – троса достаточно.
Одним из первых средств выполнения работ под водой, прежде всего исследовательского характера стали   (АОПА), по сути дела миниатюрные подводные лодки. Эти аппараты полностью автономны, имеют собственную энергетическую установку. Управление аппаратами производится людьми, находящимися внутри аппарата. За несколько последних десятилетий активной деятельности человека под водой было создано великое множество самых разнообразных АОПА. Среди отечественных наиболее известные аппараты «Мир». В ВМФ СССР и России АОПА также широко применяются в качестве обследовательско – рабочих (автономные рабочие снаряды – АРС, пр. 1837), а также спасательных (спасательные глубоководные аппараты - СГА, пр. 1850, 18270). Указанные отечественные АОПА проектировались в середине 70-х годов и частично в 80-х годах прошедшего столетия с использованием соответствующих технологий и комплектующих.
Большинство существующих до недавнего времени АОПА имели довольно значительные массо – габаритные характеристики. Так, например вес АРС пр. 1837 имеет массу порядка 50 тонн. При этом энерговооруженность этих аппаратов и время непрерывного нахождения их на глубине невелики. Главной же проблемой таких аппаратов является необходимость иметь специализированное судно-носитель с большим трюмом или палубным пространством и мощным СПУ. В ВМФ России для этих целей используются суда пр. 05360 водоизмещением порядка 8000 тонн, переделанные из лесовозов. Положительным моментом является то, что для обеспечения работы АОПА обеспечивающее судно не обязано иметь систему динамического позиционирования. Тем не менее, количество судов, способных работать с имеемыми в ВМФ России АОПА, крайне ограничено, что существенно снижает оперативность их применения. Стоимость каждого дня эксплуатации столь большого судна также весьма велика.
К счастью, прогресс не стоит на месте и в середине текущего десятилетия канадской компанией NUYTCO RESEARCH Ltd. создан компактный АОПА DeepWorker. Это стало возможно, прежде всего, за счет применения современных аккумуляторных батарей большой емкости и мощности, эффективных движителей постоянного тока, а также современных конструкционных материалов. Важную роль сыграла и оригинальная конструкция самого аппарата. За счет относительно малой массы и габаритов и высокой удельной мощности движителей АОПА DeepWorker имеет отличную маневренность и хорошую скорость погружения. При проектировании аппарата компанией NUYTCO RESEARCH уделялось особое значение эффективности использования, удобству управления, безопасности применения и простоте технического обслуживания.
Конструктивно аппарат состоит из стального прочного корпуса со сферическим акриловым куполом, двух алюминиевых цилиндров, в которых располагаются аккумуляторные батареи, горизонтальных и вертикальных движителей, балластной системы и системы поддержания жизнедеятельности – основной и аварийной.
АОПА DeepWorker способен выполнять не только обследование подводных объектов, но и работы на них. Для этого на аппарате могут быть установлены различные инструменты, применяемые для подводных работ: мощные многофункциональные манипуляторы, гидромониторы, пилы, резаки и т.п. Благодаря прекрасному обзору, обеспечиваемому сферическим куполом, управление ими оператором аппарата удобно и эффективно.
Управление движением аппарата осуществляется пилотом весьма просто при помощи педалей регулируемой чувствительности и весьма просто, что является уникальным решение для подводных аппаратов. Благодаря этому пилот управляет всеми перемещениями АОПА с помощью только ног. Руки остаются свободными для управления манипуляторами и другими системами аппарата.
Многими функциями АОПА DeepWorker пилот управляет простым прикосновением к чувствительному компьютерному дисплею. На случай отказа электроники предусмотрено механическое управление всеми жизненно важными системами аппарата.
В результате обучение пилота несложно и занимает для неподготовленного человека всего неделю. Для контроля параметров основных систем аппарата и задания различных режимов работы предназначена консоль управления, расположенная слева от пилота и представляющая 7-дюймовый сенсорный дисплей. Навигация аппарата осуществляется при помощи компаса и гидролокатора кругового обзора. 10-дюймовый дисплей гидролокатора расположен перед оператором, здесь же установлен джойстик управления манипулятором.
Перед погружением пилот заполняет балластную цистерну водой для придания аппарату минимальной отрицательной плавучести. Дальнейшее погружение осуществляется при помощи движителей. Аппарат оснащен системой поддержания постоянной глубины, предотвращающей провал аппарата ниже рабочей глубины спуска. Погружение на рабочую глубину (600 м) занимает 20 минут. Такое же время занимает всплытие. Остановки по мере погружения/всплытия не требуются. Значение необходимой глубины погружения вводится пилотом перед погружением. Кроме того, аппарат оснащается системой поддержания постоянной высоты над поверхностью дна. Всплытие производится в обратном порядке – сначала пилот при помощи движителей поднимается до глубины примерно 10 метров, где производится визуальный обзор места всплытия. Убедившись в безопасности дальнейшего всплытия, оператор продувает балластную цистерну.
Связь с обеспечивающим судном производится при помощи гидроакустической телефонной связи в подводном положении и при помощи УКВ радиостанции в надводном положении.
В кабане пилота поддерживается нормальное атмосферное давление и никакой декомпрессии после работы под водой не требуется. Для обеспечения жизнедеятельности пилота в автоматическом режиме поддерживается оптимальный состав газовой среды в прочном корпусе. В состав основной системы жизнеобеспечения входит автомат (механический регулятор давления) поддержания необходимого состава кислорода, агрегат поглощения двуокиси углерода и газоанализатор. Аварийная система жизнеобеспечения состоит из лицевой маски, соединенной с баллоном со сжатым воздухом
В аварийной ситуации оператор может сбросить балластный груз или, в крайнем случае, блоки аккумуляторных батарей. Все основные узлы аппарата имеют простой доступ, благодаря чему техническое обслуживание и ремонт не вызывают затруднений.
Благодаря компактной конструкции техническое обслуживание аппарата несложно. Аккумуляторные батареи легко вынимаются из прочных цилиндров для замены или технического обслуживания. Зарядка батарей производится на их штатных местах и занимает от 3 до 6 часов в зависимости от типа применяемого зарядного устройства. Аккумуляторные батареи не выделяют водород в процессе эксплуатации и зарядки. Таким образом, оперативность использования аппарата весьма высока, что особенно важно при проведении спасательных работ.
Еще одним важным преимуществом аппарата DeepWorker является его мобильность. Благодаря относительно небольшому весу и габаритам аппарат может без проблем перевозиться любым видом транспорта: автомобильным, железнодорожным, авиационным, морским. Аппарат может транспортироваться в стандартном 20 – футовом морском контейнере. При этом не требуется каких – либо специальных транспортных средств и разрешений. Могут использоваться широко распространенные, в том числе в Минобороны России, МЧС России и других ведомствах автомобили ГАЗ или КАМАЗ стандартных модификаций, автокраны грузоподъемностью 6 тонн, железнодорожные платформы.
Существует версия АОПА DeepWorker, рассчитанная на двух человек. По своей сути это два одноместных аппарата, соединенных параллельно вместе. Все элементы конструкции одиночного аппарата оставлены без изменений. В двухместном варианте увеличивается эффективность использования аппарата. В этом случае один из членов экипажа является пилотом, обеспечивающим навигацию и движение аппарата, второй член экипажа имеет возможность управлять навесным оборудованием и инструментом, не отвлекаясь на управление самим аппаратом.
Таким образом, современные малогабаритные АОПА становятся эффективным средством выполнения широкого спектра работ на больших глубинах, являясь серьезной альтернативой применяемым в настоящее время телеуправляемым аппаратам рабочего и обследовательско- рабочего (среднего) класса и жестким скафандрам. Аргументы в пользу применения АОПА особенно актуальны в России, где практически нет современных судов с динамическим позиционирова-нием, а также вследствие большой территории требуются мобильные компактные глубоководные системы.
Основные технические характеристики АОПА DEEP WORKER:
Рабочая глубина (м) 600
Длинна (м) 2,4
Ширина (м) 1,6
Высота (м) 1,35
Масса (кг) 1750
Время работы под водой до перезарядки батарей (час) до 6
Скорость хода продольная (узл.) 3
Автономность системы жизнеобеспечения (час) 80
Количество горизонтальных движителей 2
Количество вертикальных движителей 2
Суммарная мощность аккумуляторов (кВт-час) 12
Суммарная мощность движителей (л.с.) 4
Экипаж (чел) 1
Поделиться новостью
"Дайвтехносервис", ООО Россия, Санкт-Петербург+7(812)350-95-44, +7(812)498-88-99, +7(812)498-88-77

Подписка Корабел.ру экономит ваше время
Подпишитесь на ежедневную рассылку новостей и будьте в курсе всего самого важного и интересного!

Комментарии   1.

Чтобы принять участие в обсуждении, пожалуйста Авторизуйтесь или Зарегистрируйтесь или
-0+
#Донской Алексей Владимирович, 24.12.2010, 00:58А каковы стоимости приобретения и чартера данного чуда?

Предыдущая новость