Способ и установка для маскировки, а также морской корабль, снабженный по меньшей мере одной такой установкой - RU2616489C2

Чертежи

Описание

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ, К КОТОРОЙ ОТНОСИТСЯ ИЗОБРЕТЕНИЕ

Изобретение относится к способу и установке для маскировки морского корабля, такого как танкер, прогулочный теплоход или морское судно, а также к морскому кораблю, снабженному, по меньшей мере, такой установкой.

Сутью изобретения является защита морского корабля при стоянке или в движении и окружающей его территории маскирующим корабль облаком, по меньшей мере, в области видимого излучения. Эта маскировка направлена на исключение любого акта агрессии или абордажа этого корабля.

Изобретение касается выполнения непрозрачного окружения, образованного, в основном частицами, например, жидкостями, во взвешенном состоянии в воздухе для образования облака или, например, твердыми телами во взвешенном состоянии в воздухе для образования дыма.

В случае, когда защищаемый морской корабль находится в движении на воде, выполнение непрозрачного окружения должно совпадать с перемещением корабля. Должна быть предусмотрена установка средств производства такого окружения на или в корабле. Более того, при маскировке, предназначенной для закрывания всего или, по меньшей мере, основной части корабля, следует убедиться, что окружение обеспечивает такое покрытие в пространстве и во времени.

СОСТОЯНИЕ УРОВНЯ ТЕХНИКИ

Для создания дымовых завес известно использование дымовых шашек. Однако эти завесы имеют небольшие размеры и эффективны только в течение короткого времени и дают лишь слабый результат. Более того, эффективность маскировки является недостаточной, так как непрозрачное покрытие не является однородным.

В общем, пиротехника выдает дымы, которые не могут достаточно маскировать морской корабль (размеры, продолжительность, эффективность) и имеют повышенную стоимость, а также существенную степень опасности при манипуляциях.

СУЩЕСТВО ИЗОБРЕТЕНИЯ

Изобретение направлено на устранение этих недостатков путем предложения осуществления эффективной маскировки, покрывающей длительное время весь или основную часть морских судов и окружающей их территории, а также экипаж. Целью является также дезориентация и введение в заблуждение возможных агрессоров для удержания противника от любой попытки абордажа. Для этого в изобретении предусматривается совмещение воздушного потока с инжектированием текучей среды, способной вызвать образование облака, и ориентация этого облака для оптимизации покрывания защищаемого корабля во времени и в пространстве.

Точнее говоря, объектом настоящего изобретения является способ маскировки, предпочтительно в движении, морского корабля, содержащего, по меньшей мере, одну палубу и корпус. Способ заключается в том, что встраивают в корабль, по меньшей мере, один генератор дыма, причем это встраивание может быть осуществлено на палубе и/или в корабле, в особенности, по существу, на уровне или выше ватерлинии, инжектируют текучую среду на выходе генератора дыма и наводят поток газа, наполненный таким образом текучей средой во взвешенном состоянии, называемый дымовым потоком, по меньшей мере, в направлении выхода, образованного в корпусе корабля, таким образом, чтобы направлять упомянутый поток, например, к корме или носу корабля предпочтительно из положения, по существу, на уровне или выше ватерлинии корабля. Генератор или генераторы дыма могут быть установлены в любом месте корабля, таком, например, как на уровне носовой части, в середине или на корме корабля.

В соответствии с предпочтительными вариантами воплощения:

- на выходе газа или ниже по потоку от выхода газа осуществляют также инжектирование цветных, порошкообразных, пахучих или дымообразующих добавок;

- на выходе генератора дыма осуществляют также инжектирование порошка графита для осуществления маскировки в области инфракрасных излучений;

- наведение потока расширяется на выходе генератора дыма для того, чтобы, по существу, уменьшить скорость дыма;

- наведение потока дыма выполняется таким образом, что выход наведения наружу из корпуса осуществляется между серединой и передней частью морского корабля и на уровне или выше ватерлинии;

- наведение является адаптируемой ориентацией на выходе корпуса морского корабля путем ориентации в опорной плоскости, параллельной базовой поверхности, параллельной палубе(ам) корабля, и/или в плоскости, перпендикулярной базовой плоскости, для ориентации дымового потока на выходе на уровне ватерлинии в зависимости от перемещения корабля и условий навигации таким образом, что дымовой поток на выходе направлен между палубой(ами) и ватерлинией;

- наведение является изменяемой величиной для того, чтобы оно было адаптировано к размерам корпуса корабля;

- дымовой поток охлаждается и уплотняется путем увлажнения перед выходом из корпуса корабля для того, чтобы вызвать испарение на выходе и удержать дым, стелющийся по поверхности воды, которая окружает корабль;

- поток дыма регулируется, чтобы его скорость на выходе была почти нулевой.

Изобретение относится также к установке для маскировки морского корабля, предназначенной для осуществления способа. Эта установка содержит газовую турбину, состоящую из газогенератора и трубы выпуска газов, соединенную с топливным баком. Труба выпуска снабжена, по меньшей мере, инжектором текучей среды, соединенным, по меньшей мере, с одним баком, для инжектирования этой среды, в частности масла, в выпускаемый газ газовой турбины для формирования газового потока с текучей средой во взвешенном состоянии (F3), называемого дымовым потоком, и соединенной, по меньшей мере, с одним трубопроводом для наведения дымового потока.

В соответствии с предпочтительными вариантами воплощения:

- трубопровод или каждый трубопровод содержит, по меньшей мере, одну расходящуюся часть в форме усеченного конуса, соединенную с трубой для уменьшения, по существу, скорости дымового потока;

- трубопровод или каждый трубопровод или ответвление снабжен на конце решеткой, ориентируемой в зоне конца трубопровода, при этом решетка выполнена с возможностью направления и/или смешивания дымового потока, который проходит по трубопроводу или ответвлению;

- инжектор наружного потока в потоке газа размещен в краевой зоне трубопровода или каждого трубопровода или ответвления для охлаждения и уплотнения дымового потока, при этом наружной текучей средой является, в частности, морская вода, с температурой, по существу, меньшей температуры газового потока на уровне упомянутой зоны;

- трубопровод или каждый трубопровод или ответвление снабжены на конце насадкой, ориентируемой, по меньшей мере, в одной плоскости, например, в любом направлении, для направления дымового потока на выходе трубопровода или ответвления таким образом, чтобы маскировка была наиболее эффективной в зависимости от условий (метеорологических, движения, атаки и т.д.) вокруг корабля;

- трубопровод или каждый трубопровод содержит часть, вдвинутую в трубопровод или ответвление, со средствами телескопического регулирования для того, чтобы иметь возможность изменять или адаптировать по длине трубопровод или каждый трубопровод или ответвление;

- трубопровод или каждый трубопровод рассчитан и сконструирован для регулировки потерь напора потока при заданном пределе для исключения повышенного давления на уровне турбины;

- трубопровод или каждый трубопровод может содержать средства регулирования потока газа (расходящиеся в форме усеченного конуса, краны, клапаны и т.д.) для уменьшения скорости потока газа и снижения ее практически до нулевой величины на выходе трубопровода;

- на конце трубопровода размещена заслонка, управляемая для открывания при запуске газовой турбины, эта заслонка позволяет препятствовать проникновению морской воды в трубопровод до газовой турбины и исключить проблемы коррозии, герметизации и т.д.;

- газогенератор, сопло и баки встроены в защитную камеру, при этом баки, предпочтительно, отделены от газогенератора и сопла, по меньшей мере, защитной перегородкой;

- установка содержит, по меньшей мере, один инжектор добавок, выполненный для осуществления инжектирования цветных, порошкообразных, пахучих и/или дымообразующих добавок на выходе газа или ниже по потоку от выхода газа.

Изобретение касается также морского корабля, снабженного, по меньшей мере, одной палубой, корпусом и, по меньшей мере, одной такой установкой. Установка или установки могут быть размещены на палубе либо в трюме в любом месте корабля. Длины трубопроводов и ответвлений определены таким образом, чтобы выходить наружу корпуса корабля через заранее выполненные отверстия.

Предпочтительным образом, установка расположена в передней части корабля по центру и содержит трубопровод с двумя ответвлениями, имеющими общий конец для соединения с соплом газовой турбины и концы, открывающиеся на каждой половине корпуса. Трубопровод может быть расположен на выходе или входе газовой турбины, предпочтительно, с ответвлениями, ориентированными, в общем, к задней части корабля в обоих случаях.

Когда корабль содержит, по меньшей мере, две установки, каждая установка может быть расположена сбоку вблизи полукорпуса корабля и содержать только один трубопровод, конец которого открывается наружу полукорпуса.

Установка или каждая установка может быть встроена в камеру, когда эта установка расположена на палубе корабля, для защиты установки от больших волн и брызг и для упрощения циркуляции на палубе.

Кроме того, трубопровод или трубопроводы установок размещены таким образом, что поток дыма выходит к передней части корабля, например, вблизи ватерлинии. Предпочтительно, трубопровод или трубопроводы установок содержат, по меньшей мере, горизонтальную часть и/или вертикальную часть.

Средства ориентации концевой насадки трубопровода или каждого трубопровода позволяют регулировать угол выхода дымового потока, например, в зависимости от перемещения корабля и условий навигации таким образом, что выходящий дым направлен в заданном направлении, например, между палубой(ами) и ватерлинией.

ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ

В дальнейшем изобретение поясняется нижеследующим описанием, не являющимся ограничительным, со ссылками на сопровождающие чертежи, на которых:

- фиг. 1 изображает дополнительный двигатель как пример газовой турбины установки для маскировки согласно изобретению;

- фиг. 2 изображает частичный вид сбоку корабля, снабженного установкой для маскировки в камере, установленной на палубе этого корабля;

- фиг. 3 изображает вид сбоку короткого корабля, оснащенного установкой для маскировки в переднем трюме корабля;

- фиг. 4а и 4b изображают частичные виды сверху корабля по фиг. 3 с двойным трубопроводом установки для маскировки, встроенной в передний трюм корабля, соответственно ниже по потоку и выше по потоку от газовой турбины;

- фиг. 5 изображает частичный увеличенный вид установки по фиг. 4а, детализирующий конструктивные элементы на конце ответвления двойного трубопровода, и

- фиг. 6а и 6b изображают виды сбоку и сверху длинного танкера, оснащенного четырьмя установками для маскировки согласно изобретению.

ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ

Далее в тексте понятия «выше по потоку» и «ниже по потоку» относятся к относительному расположению элементов морских кораблей в направлении обычного движения этих кораблей. Передняя часть такого судна находится выше по потоку и соответствует носу, тогда как задняя часть находится ниже по потоку и соответствует корме корабля. Кроме того, «горизонтальный» означает параллельный палубе(ам) корабля, а «вертикальный» означает перпендикулярный этой или этим палубам.

На схеме на фиг. 1 двигатель типа газовой турбины, такой, например, как двигатель типа GPU (аббревиатура от “Ground Power Unit'' (наземная силовая установка) в английской терминологии), модифицирован для того, чтобы служить «дымовой турбиной» в установке 10 для маскировки согласно изобретению. Агрегат GPU является неподвижной или перемещаемой газовой турбиной, обеспечивающей запуск основных двигателей и генерирование недвигательной мощности (пневматическая, электрическая и гидравлическая мощности) транспортного средства или летательного аппарата.

Агрегат GPU1 состоит, в основном, из газогенератора 2 и сопла 3 выпуска газов,и соединен с топливным баком 41 и, по меньшей мере, с баком текучей среды 42, в данном случае - масла Н1, способного оставаться в выпускаемом газе в форме капельной взвеси. Газогенератор 2 содержит: воздушный компрессор 21 - воздух поступает (стрелка F1) аксиально или радиально через патрубок 5; камеру сгорания 22 топливовоздушной смеси, причем топливо вводится из бака 41 в камеру 22 топливными инжекторами 23; а также турбину 24 расширения газообразных продуктов горения и приведения в действие компрессора 21 с помощью вала 25. Газообразные продукты горения (стрелка F2) выбрасываются через сопло 3. Эти компоненты обычно закрыты кожухом 6, открытым со стороны входа 5а патрубка 5 и на выходе 3s сопла 3, которое одновременно является выходом агрегата GPU 1.

Для формирования дымовой турбины агрегат GPU 1 модифицирован дополнением, на выходе сопла 3 выпуска, кругового кольца 7, соединенного с кожухом 6 и снабженного инжекторами текучей среды 71, например масла, поступающего из бака 42. Инжектирование текучей среды осуществляется насосом 72, распыляется инжекторами 71 в выпускаемые горячие и высокоскоростные газы, выходящие из сопла 3.

Такое распыление позволяет сформировать газовый поток, наполненный капельками текучей среды во взвешенном состоянии (стрелка F3), называемый « наполненным газовым потоком» или «дымовым потоком». Круговое кольцо 7 соединено с трубопроводом 11 отвода дымового газа наружу для осуществления маскировки корабля. Трубопровод 11 выполнен, например, из нержавеющей стали. Длина этого трубопровода 11 и его конфигурация адаптированы таким образом, чтобы открываться в корпусе морского корабля, для которого предназначена установка 10. Эта адаптация, в частности, зависит от размеров корабля и предусмотренного места размещения - на палубе или в корпусе - этой установки. Фиг. 2 и 3 далее изображают размещение на палубе и на дне трюма корабля таких установок, которые содержат трубопроводы, дымовые турбины 1 и баки 41, 42.

Предпочтительно, кроме масла, цветные, порошкообразные, пахучие и/или дымообразующие добавки могут впрыскиваться инжекторами 71 или любым другим инжекционным распределителем для создания или усиления неожиданного и устрашающего эффекта дымового потока. Предпочтительно, также инжектировать графитовый порошок, который позволяет обеспечить маскировку в области инфракрасного излучения. Альтернативно, следует воздержаться от распыления графитового порошка, если нужно направлять корабль с помощью инфракрасных биноклей через дымовой поток после того, как он будет образован вокруг корабля.

Фиг. 2 изображает частичный боковой вид корабля 100, снабженного установкой 10 для маскировки по изобретению, содержащей дымовую турбину 1, например агрегат GPU, описанный со ссылкой на фиг. 1, баки 41 и 42, а также трубопровод 11. Дымовая турбина 1 и баки 41 и 42 размещены в защитной камере 8, установленной на палубе 10Р этого корабля 100.

Трубопровод 11 содержит расходящуюся в форме усеченного конуса часть 12 - называемую «диффузором» - соединенную с соплом 3 на выходе дымовой турбины 1. Этот диффузор 12 позволяет существенно уменьшить скорость газового потока F3 таким образом, что на выходном конце 14 трубопровода 11 через отверстие 13, выполненное в корпусе 101 корабля 100, эта скорость будет, практически, нулевой. Трубопровод 11 включает колена С1 - С3, горизонтальную часть Р1 и вертикальную часть Р2.

Горизонтальная часть Р1 позволяет перемещать выход 14 трубопровода 11 к передней части AV корабля 100, а вертикальная часть позволяет выходить на выходе 14 вблизи ватерлинии LF корабля 100. Действительно, следует разместить выход 14 выше по потоку - для того, чтобы обеспечить полное покрытие дымом всего корабля 100 вследствие относительной скорости корабля - и вблизи ватерлинии LF, так как дым остается «сцепленным» с водным пространством, а затем со временем поднимается. Выход 14 остается над этой ватерлинией LF для того, чтобы исключить попадание высоких морских волн или брызг.

Трубопровод 11 рассчитан и сконструирован так, чтобы количество колен, в данном случае, три колена С1 - С3, было уменьшено до минимума для минимизации потерь напора дымового потока F3 ниже верхнего предела, определяемого заранее с целью исключения повышенных давлений на уровне дымовой турбины 1.

Предпочтительно, заслонка 16 для открывания/закрывания выхода 14 из трубопровода 11 на корпусе 103 размещена на конце трубопровода. Эта заслонка 16 управляется из центра управления (не изображенного на чертеже) корабля 100 для того, чтобы открывание выхода 14 осуществлялось при запуске дымовой турбины 1. Было бы действительно вредным допускать проникновение высоких волн и брызг в трубопровод 11 через этот открытый выход 14 при неработающей установке для маскировки. Так исключаются проблемы коррозии, герметичности или тому подобные, вызываемые наличием морской воды.

Фиг. 3 и 4а (частично) изображают виды сбоку и сверху короткого корабля 102, другого примера установки в переднем трюме 31 уже описанной газовой турбины 1. Корабль называется «коротким», когда он не превышает 50 м в длину.

Установка для маскировки 10' содержит, в данном случае, уже описанную дымовую турбину 1 и трубопровод 11' с двумя ответвлениями 11'a и 11'b, содержащими общую часть 11'c, соединяемую с выходом дымовой турбины 1. В этом примере трубопровод 11' встроен на выходе дымовой турбины 1. Тот факт, что корабль 102 является коротким, позволяет уменьшить количество установок до одной, размещенной в передней части AV корабля 102 для того, чтобы дымовой поток F3 выходил из трубопровода 11' также спереди корабля 102.

Как изображено на верхнем виде 4а, два ответвления трубопровода 11'a и 11'b выходят на каждый боковой полукорпус 103а и 103b корпуса 103. Ответвления 11'а и 11'b являются симметричными относительно вертикальной плоскости симметрии Pv корабля 102 и, вследствие их кривизны, в основном ориентированы (стрелка F4) к задней части АR корабля 102. Таким образом, дымовой поток F3 также, в основном, ориентирован к задней части АR корабля 102.

Как вариант фиг. 4а, частичный вид сбоку фиг. 4b показывает трубопровод 11'' типа фиг. 4а, но соединенный выше по потоку от дымовой турбины 1. В этом случае симметричные ответвления 11''a и 11''b также ориентированы к задней части AR корабля 102 для того, чтобы дымовой поток F3 протекал вдоль корабля от положения выше по потоку в направлении ниже по потоку.

Фиг. 5 детально изображает конструктивные элементы концевой зоны 15 ответвления 11'a трубопровода 11', позволяющие улучшить направление и качество маскировки дымового потока на выходе ответвлений 11'a и 11'b. Частичный вид фиг. 5 представляет собой увеличенный вид установки по фиг. 4а. Как на фиг. 1, GPU 1 соединен с кольцом 7, оборудованным инжекторами текучей среды 71, которое само соединено с трубопроводом 11'.

Концевая зона 15 каждого ответвления 11а и 11b (на фиг. 5 представлен только конец ответвления 11а) снабжена ориентируемой решеткой 17g с клапанами 17с. Клапаны 17с решетки 17g с совокупностью осей вращения 17а управляются на расстоянии из центра управления (не изображенного на чертеже). Решетка 17g, точнее, представлена в этом примере на выходном конце 14 ответвления 11'a. Дымовой поток F3, таким образом, точно ориентирован в горизонтальной плоскости фиг. 5.

Кроме того, водяные инжекторы 18 установлены в упомянутой зоне 15 выше по потоку от упомянутой решетки 17g. Вода, в данном случае, морская вода с низкой температурой (10-20°С), по существу, меньшей температуры дымового потока (превышающей 40°С), подается, в данном случае, через инжекторы 18. Это инжектирование позволяет охладить и уплотнить дымовой поток F3 для его утяжеления и «прицепления» к поверхности воды, которая окружает корабль 102. Дымовой поток F3 далее отрывается от поверхности воды и маскирует весь корабль. Кроме того, каждое ответвление 11а, предпочтительно, снабжено на выходном конце 14 насадкой 19, ориентируемой в горизонтальной плоскости чертежа и вертикальной плоскости, перпендикулярной горизонтальной плоскости. Для этого предусмотрены шарнирные средства двух осей 19А, встроенные в насадку 19 вблизи ее конца 19е. Дымовой поток, таким образом, ориентируется так, чтобы стелиться по поверхности воды, которая окружает корабль 102. Кроме того, насадка 19 телескопически вставлена в ответвление трубопровода 11а. Соединение регулируется с помощью зубчатых регулирующих средств 19с, также управляемых из центра управления. Можно также изменять и адаптировать по длине ответвление 11'а (аналогичным образом 11b).

На фиг. 6а и 6b схематично представлены боковой и верхний виды длинного танкера 104 (например, длиной, превышающей 300 м), снабженного четырьмя установками для маскировки, размещенными на дне переднего трюма 32 и трюма средней части 33 танкера 104. Две установки 10''а встроены вблизи бокового полукорпуса 105а корпуса 105 корабля 104 и две установки 10''b встроены вблизи полукорпуса 105b корпуса 105. Вблизи каждого бокового полукорпуса 105а и 105b установки 10''a и 10''b размещены, по существу, на середине MI и в сторону передней части AV корабля 105.

Установки 10''a и 10''b состоят из описанных выше дымовых турбин 1, соединенных с трубопроводами 11''a и 11''b, соответствующих соответственно ответвлению 11'a и ответвлению 11'b, описанным выше со ссылкой на фиг. 4а или на фиг. 5. Длины трубопроводов 11'a и 11'b определены заранее для того, чтобы они могли выходить из корпуса 105 корабля через предварительно выполненные отверстия 13.

Изобретение не ограничено описанными и представленными примерами воплощения. Так, можно добавить средства регулировки потока дыма: краны, клапаны и т. д. Добавляемая к выпускаемому газу текучая среда для создания суспензии и формирования дыма может быть любой жидкостью органической или водной природы, предназначенной для изготовления суспензии.

Кроме того, в случае корабля средней длины, например превышающей или равной примерно 100 м, можно ограничить количество установок для маскировки до двух, размещенных спереди корабля.

Кроме того, иные средства, нежели компрессоры газовых турбин, могут быть использованы в качестве генератора дыма, например вентиляторы адаптированных размера и расхода.

Также, предпочтительно, использовать существующие трубопроводы в морских кораблях для отвода дыма согласно изобретению, по меньшей мере, частично.

Реферат

Изобретение относится к способу и установке для маскировки морского корабля, а также к морскому кораблю, снабженному такой установкой. В соответствии с изобретением установка для маскировки содержит газовую турбину (1), соединенную с трубопроводом (11') для инжектирования потока дыма (F3), состоящего из горючих газов со взвешенными в них капельками взвеси. В соответствии с формой воплощения трубопровод (11') содержит два ответвления (11'a, 11'b), которые выходят за каждый боковой полукорпус (103а, 103b) корпуса (103) корабля (102). Ответвления (11'a, 11'b) симметричны относительно вертикальной плоскости Pv симметрии корабля (102) и, вследствие их кривизны, имеют общее ориентированное направление к задней части (AR) корабля (102). Таким образом, дымовой поток (F3) также ориентирован к задней части (AR) корабля (102). Применяется, в частности, в любом морском корабле. Технический результат заключается в повышении эффективности маскировки всего или части морского корабля, окружающей его среды на длительное время. 3 н. и 7 з.п. ф-лы, 6 ил.

Формула