Научный журнал
Международный журнал прикладных и фундаментальных исследований
ISSN 1996-3955
ИФ РИНЦ = 0,564

ПОГРУЖАЕМО – ВСПЛЫВАЮЩИЙ ПОНТОН ДЛЯ ОБСЛУЖИВАНИЯ САМОЛЕТОВ-АМФИБИЙ

Воронков Ю.С. 1 Воронков О.Ю. 1
1 ОНТТЭ «Ювенал»
Как известно, самолеты – амфибии и гидросамолеты при работе на водной поверхности, требуют больших затрат на их эксплуатацию и техническое обслуживание, чем сухопутные самолеты. Сокращение таких затрат при выполнении перевозок пассажиров, доставки различных грузов, их погрузки – разгрузки, возможно получить обеспечением захода самолетов – амфибий в морские или речные порты. Обслуживание специальными техническими средствами самолетов – амфибий при этом, должно производиться, преимущественно, средствами и оборудованием порта. В перспективе же, оснащение портов, работающих на регулярной основе с самолетами – амфибиями, должно быть дополнено новыми, более эффективными средствами приема и обслуживания самолетов – амфибий на плаву, позволяющими сократить время их обслуживания.
погружение и всплытие понтона
полеты над водными пространствами
заправка и обслуживание без выхода на берег
переход пассажиров из самолета-амфибии на берег
1. Шихеев Ф.М., Горюнов Б.Ф. Устройство морских портов. – М.: «Транспорт», 1976.
2. Справочник «Ежегодник приливов».
3. Патент США №2985412 Способ передачи груза с судна на гидросамолет.
4. Патент США №6176195 от 23.01.01. В63В 35/44.Система для швартовки судна.
5. Кобзев В.А., Лавро Н.А., Калюжный Г.Г., Мушенко А.С., Воронков Ю.С. Патент РФ № 2323121 от 24.08.2006 г. В63В 35/53; В63В 21/00; В64С 25/00.
6. Материалы Благотворительного общества научно-технического творчества и экологии «Ювенал» города Таганрога, 2002. – 2015.
7. Сборник докладов VI научной конференции по гидроавиации «Гидроавиасалон – 2006». – М.: Изд-во ЦАГИ, 2006.
8. Журналы: «Техническая информация» ЦАГИ; «Изобретатель и рационализатор»; «Техника-молодежи»; «Знание-сила»; «Science News» (США); «Изобретения стран мира» Кл. B64C.
9. Сборник докладов Х Международной научной конференции по гидроавиации «Гидроавиасалон – 2014», Сентябрь 5 – 6, 2014, Часть I.

При использовании самолетов – амфибий для транспортировки грузов и пассажиров на регулярной основе, выполнение погрузочно-разгрузочных операций, в зоне их приводнения, напрямую зависит от состояния водной поверхности, и такие операции, в зависимости от метеоусловий, становятся не всегда выполнимыми. Учитывая, что на выполнение указанных операций в зоне приводнения самолетов – амфибий, даже при благоприятной погоде, тратится значительное время, исчисляемое в некоторых случаях часами, становится целесообразным использование закрытой зоны причалов морских или речных портов для швартовки самолетов – амфибий, их погрузки – разгрузки, приема и схода пассажиров. Использование закрытой зоны причалов портов, позволяет выполнять рейсы самолетов – амфибий без ограничения их расчетной бальности. Однако, следует иметь в виду, что и обслуживание самолетов – амфибий в портах требует специального оборудования для контакта с самолетом, плавсредств и создания специальных устройств обеспечения захвата, мягкой фиксации и швартовки самолета.

Цель исследования

Целью исследования является определение возможности создания специального высокоманевренного устройства, позволяющего в своем полупогруженном состоянии подойти под днище самолета – амфибии, путем всплытия обеспечить его мягкий захват, фиксацию, затем, выполнить окончательное всплытие, обеспечив возможность швартовки самолета – амфибии к своей конструкции и транспортировать его к берегу. После швартовки устройства с самолетом к берегу, произвести заправку самолета топливом, сжатыми газами, подзарядить его аккумуляторы, выполнить погрузку – разгрузку, техническое обслуживание и ремонт.

Анализ схем доставки грузов и пассажиров с борта самолета – амфибии на берег

При выборе схемы и компоновки такого устройства были учтены результаты многолетних отечественных и зарубежных исследований, а также, варианты конструкторских проработок автора.

- Вариант проведения погрузочно – разгрузочных работ в зоне приводнения самолета – амфибии с использованием грузопассажирского теплохода. В этом случае место приводнения находится от порта на расстоянии ≈ 16÷18 км, время доставки грузов и пассажиров до порта составляет 2÷3 часа, зависит от интенсивности волны на акватории; оперативности швартовки теплохода к самолету – амфибии; швартовки теплохода к причалу порта и скорости хода судна.

- Проведение погрузочно – разгрузочных работ в зоне приводнения самолета – амфибии с использованием в качестве транспорта 2-х катеров. Процесс занимает время на их погрузку – разгрузку ≈ 5÷6 часов.

- При использовании 4-х катеров, время погрузки – разгрузки сокращается в 1,8 раза. В этом варианте, 2 катера стоят под загрузкой, 2 – находятся в движении. Каждый катер выполняет min 2 рейса. При наличии ветра, погрузка – выгрузка из самолета – амфибии производится с подветренной стороны через один люк.

- Проведение погрузочно – разгрузочных работ на самолете – амфибии с использованием понтонов, доставляемых катером – буксировщиком к причалу порта. Время на проведение такой операции в основном зависит от скорости судна – буксировщика и составляет ≈ 3,5 часа. В этом варианте, возможна, организация паромной связи или связи посредством бонов. Вариант исключает расходы на содержание теплохода, катеров, команд и соответствующих служб порта.

- Проведение погрузочно – разгрузочных работ на самолете – амфибии в порту с использованием понтона – слипа обеспечивающего выход всех опор шасси самолета – амфибии на слип. В данном варианте обеспечения доставки пассажиров на берег, время доставки пассажиров определяется: временем процесса зацепления буксировочного троса со вспомогательного катера за носовые утки самолета – амфибии; скоростью буксировки; временем перецепки буксировочного троса катера с носовых утков самолета – амфибии за его кормовой гак, или постановки кормы самолета на бочку; временем подтягивания самолета – амфибии на понтон – слип.

Такая операция, в итоге, может занять более 2-х часов.

- Проведение погрузочно – разгрузочных работ на самолета – амфибии в порту с использованием понтона – слипа обеспечивающего выход передней опоры шасси самолета – амфибии на слип. Данный вариант швартовки самолета – амфибии аналогичен предыдущему с той лишь разницей, что длина понтона – слипа уменьшена, что удешевляет его производство и доставку к месту назначения. В этих двух вариантах, большие преимущества может открыть установленное на самолете – амфибии подруливающее устройство, обеспечивающее его высокую маневренность на плаву.

- Проведение погрузочно – разгрузочных работ на самолете – амфибии в порту с использованием швартовки у причала. Катером – буксировщиком самолет – амфибия, из зоны приводнения, посредством троса, зацепленного за носовые утки самолета, буксируется в порт, к причалу. В непосредственной близости от причала, производится его постановка на 2 бочки (или один трос с носовых утков на бочку, а другой с кормового гака на берег). Самолет – амфибия, установленный носом к берегу параллельно причалу, подтягивается к нему тросами до контакта с надувными кранцами и швартуется к кнехтам причала. Этот способ применим и для самостоятельного подхода самолета – амфибии в зону нахождения причала при соответствующих метеоусловиях. Если гидрометеоусловия не позволяют производить буксировку самолета только за два носовых утка, из-за рыскания по курсу, вторым катером осуществляется буксировка, с целью стабилизации, за хвостовой гак.

- Швартовка у пирса с вырезом его приемной части. В данном варианте катером – буксировщиком самолет – амфибия, из зоны приводнения, посредством троса, зацепленного за носовые утки самолета, буксируется в порт к пирсу. В непосредственной близости от пирса, производится постановка хвостовой части самолета – амфибии на бочку, или вторым катером осуществляется буксировка, с целью стабилизации, за хвостовой гак.

Буксировочные тросы с катера – буксировщика перебрасываются на лебедки пирса и самолет – амфибия заводится носовой частью в вырез пирса. Трос на хвостовом гаке самолета, постепенно, по мере входа самолета в вырез пирса, ослабляется. Окончательно введенный в вырез пирса самолет, фиксируется швартовочными канатами. Данный вариант характерен тем, что посадка пассажиров и обработка грузов производится одновременно через оба грузолюка самолета – амфибии. Это значительно сокращает время подготовки самолета к вылету. Безопасность обслуживания самолета – амфибии на плаву значительно возрастает.

Анализируя рассмотренные варианты проведения погрузочно – разгрузочных работ на самолетах – амфибиях, в том числе и в портах, можно сделать вывод, что ни один из вариантов не может быть рекомендован, как надежный высокопроизводительный вариант обслуживания самолета – амфибии на плаву (без выхода на берег).

По результатам анализа схем доставки грузов и пассажиров с борта самолета – амфибии на берег, можно сформулировать основные требования к более совершенному варианту технического средства.

Основные требования к средству для швартовки самолета – амфибии

1. Должен быть обеспечен безопасный контакт самолета – амфибии со средством для швартовки самолета – амфибии в условиях волнения водной поверхности.

2. Средство для швартовки самолета – амфибии должно быть самоходным и маневренным.

3. Средство для швартовки самолета – амфибии должно обладать возможностями неглубокого погружения и всплытия, в том числе с самолетом – амфибией на борту.

4. Должна быть обеспечена возможность стыковки средства для швартовки c самолетом – амфибией из небольшой глубины водоема, обеспечен мягкий захват его днища по возможно большей площади.

5. Средство для швартовки самолета – амфибии должно быть легко управляемым малочисленным экипажем с возможностью его работы в автоматизированном режиме.

6. Средство для швартовки самолета – амфибии должно быть оснащено, герметичными кубриками для экипажа, переходными трапами, лебедками, грузоподъемными устройствами для подъема и передачи грузов.

7. Средство для швартовки самолета – амфибии должно быть оснащено буферными устройствами, позволяющими легко и просто подходить и швартоваться к пирсу, кораблю и иным объектам.

Описание технического решения

По результатам анализа ряда схем доставки грузов и пассажиров с борта самолета – амфибии на берег и обратно, а также, в соответствии с предъявляемыми требованиями к причальным устройствам, предлагается следующая конструкция погружаемо – всплывающего понтона (понтона) для обслуживания самолетов-амфибий.

Понтон представляет собой водоизмещающий корпус 1, оснащенный 8-ю водометными устройствами 2, которые запитаны электроэнергией от газотурбогенераторов 3. Внутри понтона размещены с возможностью их заполнения и продувки балластные камеры 4. Ниже верхней палубы 5 понтона расположена приемная площадка 6, в которой уложена пневмопостель 7, сформированная двумя или более слоями эластичных пневмокамер 8. Края верхней палубы 5 по периметру её стыка со стенками приемной площадки 6, выполнены из легко деформируемого, способного восстанавливать свою форму, материала. На верхней палубе 5 установлены колонки заправки сжатыми газами 9, электроэнергией 10, топливом и маслами 11. От колонок заправки идут коммуникации 12 до точек заправки на борту обслуживаемого самолета – амфибии. На верхней палубе 5 понтона, установлены, также, герметично закрывающиеся ходовые рубки 13 с пультами управления движением, погружением, всплытием и всеми остальными процессами на понтоне. Верхняя палуба 5 понтона оснащена складным грузоподъемным устройством 14. Самолет – амфибия 15, прибывающий на приемную площадку 6, после всплытия понтона, швартуется внутри приемной площадки 6 канатами 16 и фиксируется пневмокамерами 8. Неподвижная фиксация самолета – амфибии 15 внутри понтона, позволяет установить трапы и площадки обслуживания 17. Сам понтон с зафиксированным на приемной площадке 6 самолетом – амфибией 15, после контакта с причалом, швартуется к кнехтам 18 канатами 19. Водоизмещающий корпус 1 понтона, в своей нижней части оснащен кингстонами 20. С целью обеспечения безопасности эксплуатации принимаемого самолета – амфибии и самого понтона техническим персоналом, по периметру понтона установлено ограждение 21. Все процессы на борту понтона: встреча, прием самолета – амфибии, его транспортировка, причаливание и его отхода обеспечиваются Системой Автоматизированного Управления (САУ) 22 с возможностью ручной корректировки параметров процесса из ходовой рубки 13.

vor1.tif

Рис. 1

vor2.tif

Рис. 2

vor3.tif

Рис. 3

vor4.tif

Рис. 4

vor5.tif

Рис. 5

Работа погружаемо – всплывающего понтона

По согласованию с руководителем полетов, самолет – амфибия 15, совершивший приводнение в акватории порта, на тяге собственных маршевых двигателей направляется в зону работы понтона. При достижении самолетом 15 определенного расстояния до понтона, двигатели самолета выключаются. Понтон своим ходом, обеспечиваемым водометными устройствами 2, движется кормой вперед к самолету – амфибии 15, курсом, совпадающим с курсом самолета. В момент движения и маневров понтона, которые происходят в автоматизированном режиме, на определенном удалении от самолета – амфибии 15, производится его погружение, обеспечиваемое заполнением водой балластных камер 4, на установленную для принимаемого самолета, глубину. Смещение самолета – амфибии 15 к корме понтона и неравномерное в этом случае его погружение, компенсируется соответствующим заполнением балластных камер 4 понтона, которые выравнивают его в горизонтальное положение. Курс и необходимые поправки курса движения понтона обеспечиваются автоматической отработкой водометных устройств 2. При полном выдерживании курса и обеспечении равенства скоростей понтона и самолета – амфибии 15, понтон, находящийся под днищем самолета – амфибии 15, получает от системы автоматизированного управления (САУ), сигнал на всплытие до охвата пневмопостелью 7 днищевой части самолета 15. После сигнала о завершении охвата лодки – фюзеляжа самолета пневмопостелью 7, производится дозаполнение продольных пневмокамер 8 и лодка – фюзеляж самолета оказывается зафиксированной пневмокамерами 8, передавая нагрузку на стенки внутренней полости приемной площадки 6. Принимаемый самолет – амфибия 15, после всплытия на понтоне, командой понтона, крепится канатами 16 к кнехтам понтона, образуя единую систему находящуюся на водной поверхности.

Понтон транспортирует самолет-амфибию 15 к причалу порта. После прибытия понтона к причалу, производится швартовка его носовой части к кнехтам 18 причала, устанавливаются переходные трапы, площадки обслуживания 17. При отсутствии на причале грузоподъемного устройства, приводится в рабочее состояние бортовое грузоподъемное устройство 14 понтона. Осуществляется сход пассажиров из самолета – амфибии 15 через понтон на берег и проводятся все работы оперативного технического обслуживания самолета – амфибии на плаву по форме А1, а при наличии соответствующего оборудования и оснащения, по формам А2 и Б.

Отход понтона от причала производится по завершении всех работ на самолете – амфибии 15. При этом понтон транспортирует самолет – амфибию 15 на ту часть водной акватории, которая имеет достаточную глубину для погружения понтона и расстыковки с самолетом – амфибией. По завершении расстыковки, понтон возвращается к причалу порта, а самолет – амфибия, запускает маршевые двигатели и выруливает на взлетную полосу для взлета.

Выводы

Предложена конструкция, погружаемо – всплывающего понтона для обслуживания самолетов-амфибий, обеспечивающая высокую безопасность и надежность их швартовки в разных метеоусловиях.

Самоходный высокоманевренный понтон обладает свойствами погружения на небольшую глубину. В погруженном состоянии, имеет возможность подхода и осевого позиционирования, обеспечивающего касание и мягкий охват надувной частью понтона, днища самолета – амфибии на большой площади. В состоянии всплытия, при совпадении осей понтона и самолета – амфибии, обеспечивается последующая фиксация днища самолета. По завершении процесса всплытия понтона, обеспечивается надежная швартовка самолета – амфибии к его конструкции.

Габариты и упруго – демпфирующие свойства конструкции надувной части погружаемо – всплывающего понтона, позволяют выполнять не только операции посадки и высадки пассажиров с борта самолета – амфибии в более комфортных и безопасных условиях, но и выполнять высококачественное техническое обслуживание самолетов – амфибий без выхода на берег.

Возможность транспортировки самолета – амфибии на борту высокоманевренного погружаемо – всплывающего понтона позволяет расширить сеть задействованных для эксплуатации самолетов – амфибий портов не только в нашей стране, но и за её пределами.


Библиографическая ссылка

Воронков Ю.С., Воронков О.Ю. ПОГРУЖАЕМО – ВСПЛЫВАЮЩИЙ ПОНТОН ДЛЯ ОБСЛУЖИВАНИЯ САМОЛЕТОВ-АМФИБИЙ // Международный журнал прикладных и фундаментальных исследований. – 2016. – № 5-2. – С. 172-176;
URL: https://applied-research.ru/ru/article/view?id=9217 (дата обращения: 01.12.2021).

Предлагаем вашему вниманию журналы, издающиеся в издательстве «Академия Естествознания»
(Высокий импакт-фактор РИНЦ, тематика журналов охватывает все научные направления)

«Фундаментальные исследования» список ВАК ИФ РИНЦ = 1.074