Модернизация жестких водолазных скафандров
Модернизация жестких водолазных скафандров |
ВМС США, Италии, Франции, Японии, Турции, ВМФ России оценили преимущества ЖВС типа «Hardsuit HS1200» перед традиционными водолазными глубоководными комплексами и комплексами телеуправляемых аппаратов при проведении подводно-технических работ и спасательных операций. Основные функции ЖВС — работа с аварийной системой декомпрессии и вентиляции подводной лодки в случае аварии, передача пеналов аварийного снабжения, обеспечение очистки стыковочных узлов и самого процесса стыковки «сухих» спасательных устройств.
В 2002 г. после трагедии АПЛ «Курск» в ВМФ РФ поступило 4 комплекта (8 скафандров) типа «Hardsuit ТМ HS1200» с рабочей глубиной 365 метров, которые вместе с телеуправляемыми подводными аппаратами рабочего класса составили костяк аварийно-спасательных сил на флотах РФ. С тех пор комплекты ЖВС «Hardsuit ТМ HS1200» успешно выполняют тренировочные и учебные задачи службы, осваивают уникальные технологии, участвуют в российских и международных учениях различного уровня и решают практические задачи.
В последствии производитель (OceanWorks International Corporation, Канада) внес в конструкции скафандров ряд последовательных изменений, приведших к появлению нового поколения скафандров «Hardsuit ТМ QUANTUM II» (далее ЖВС «QUANTUM»). Обновления коснулись всего «обвеса» скафандров и поверхностного оборудования, при этом прочный корпус и надежная и проверенная система жизнеобеспечения ЖВС остались практически без изменений. Это обеспечило не только появление новой модели скафандров с расширенным потенциалом, но и позволило существующим владельцам ЖВС ранних модификаций «Hardsuit ТМ HS1000» и «Hardsuit ТМ HS1200» произвести доработку скафандров до уровня нового поколения с наименьшими затратами методом агрегатной замены навесного и поверхностного оборудования в рамках расширенных регламентных работ. 
Для повышения эффективности, OceanWorks разработала технологию проведения работ непосредственно на базе Заказчика, что минимизирует стоимость и время работ, позволяет поддерживать практически постоянную работоспособность скафандров и обеспечивает передачу знаний и навыков эксплуатирующему персоналу «из рук в руки».
Первыми успешно воспользовались данным предложением ВМС Италии, имеющие три скафандра моделей «Hardsuit ТМ HS1000” и «Hardsuit ТМ HS1200». Все три системы ЖВС находятся на службе более 25 лет в рабочем состоянии благодаря регламентному обслуживанию и ступенчатой модернизации. Первая была проведена в 2000-е и включала в себя замену электроники и движителей, а в 2012-2014 гг. все три системы были приведены к конфигурации модели ЖВС «QUANTUM» (http://www.oceanworks.com/admin/news/141.pdf и http://www.oceanworks.com/admin/news/156.pdf). Процесс продления жизненного цикла включал в себя полную инспекцию всех компонентов корпуса, соответствующие модернизации и замены различных элементов.
В 2015 г. ВМС Франции также произвели модернизацию имеющегося в их распоряжении 1 скафандра с мобильным спускоподъемным устройством. Благодаря регулярному регламентному обслуживанию и проведенной модернизации срок службы ЖВС был продлен до 25 лет.
На данный момент производитель ведет переговоры о проведении модернизации с ВМС США, в арсенале которых находятся 4 скафандра Hardsuit ТМ HS2000. 
Осенью 2017 г. компания OceanWorks планирует выпуск новой модели Hardsuit ТМ Quantum III(рабочее название, которое в последствии может быть изменено). Годы успешного опыта, в т.ч. и на коммерческом рынке, позволили сохранить сильные стороны предыдущей конструкции и сфокусировать изменения на том, что действительно необходимо для успешной работы:
1. Улучшенный обзор и ситуационное ориентирование пилота
Установка нового комплекса бортовой электроники повышает безопасность пилота, обеспечивает ему больший контроль всех параметров погружения, улучшает связь, облегчает взаимодействие пилота и руководителя спусков. Это стало возможным благодаря оптоволоконной линии связи в новом кабель-тросе ЖВС. Для подключения практически любого оборудования по системе «plug and play» доступны дополнительные порты Ethernet, а использование нескольких оптоволоконных линий в кабель-тросе гарантирует резервирование пропускной способности для последующей модернизации и повышения надежности. Также предусмотрен резерв по электропитанию.
2. Повышенная эффективность работы на течении и улучшенная подвижность скафандра при снижении эксплуатационных расходов.
В модернизированном блоке двигателей-движителей применены двигатели постоянного тока с электронным управлением, имеющие обычные винты постоянного шага. Мощность двигателей нового поколения увеличена в 2 раза и упор на винтах достигает до 97 кгс (как вертикальных, так и горизонтальных движителей), обеспечивая скафандру уверенную работу на течениях до 2.5 узлов. Исключение из конструкции блока сервоприводов существенно упростило регламентные и ремонтные работы, в то же время, повысив надежность. Расчетная наработка на отказ новой системы составляет 10 000 моточасов. Замена имеющихся движителей на новые не только удваивает эффективность скафандра, но и на порядок сокращает длительность обслуживания и ремонта (а, следовательно, эксплуатационные расходы). Свою лепту в их снижение так же вносит новая запатентованная конструкция упрощенных и удешевленных вращающихся соединений, обладающих улучшенными характеристиками вращения под давлением.
3. Увеличенная полезная нагрузка
Использование современных материалов увеличивает плавучесть скафандра, тем самым увеличивая полезную нагрузку, что означает возможность интеграции большего количества датчиков и инструментов.
4. Экономия места на палубе
Новая конструкция ЖВС создана для наиболее плавного и экономически эффективного перехода на нее с имеющихся моделей ЖВС. При сохранении кранового спускоподъемного устройства и лебедок кабель-троса скафандров, всё поверхностное электронное оборудование и система распределения электроэнергии заменяются на новое, с уменьшением их массогабаритных характеристик практически в 2 раза! Поверхностное диагностическое оборудование и ПО облегчает работу и является интуитивно понятным.
АО «НПП ПТ «Океанос» является единственной в Европе компанией, имеющей высококлассных техников и сертифицированных пилотов ЖВС Hardsuit (в т.ч. нового поколения – Hardsuit Quantum), и на протяжении многих лет обеспечивает от лица производителя авторский надзор, осуществляя обслуживание, необходимый ремонт, модернизацию и полную техническую поддержку находящихся на вооружении глубоководных систем ЖВС. Высокий уровень специалистов АО «НПП ПТ «Океанос» неоднократно подтверждался и отмечался в том числе и зарубежными ведущими специалистами данного профиля.
Как видно из представленных материалов, дальнейшая глубокая модернизация, наряду с уже проделанными и запланированными на ближайшее время работами, способна существенно (до 2 раз) увеличить потенциал и срок службы систем ЖВС, находящихся в эксплуатации в ВМФ РФ, что, в свою очередь, послужит дополнительной гарантией безопасности подводников России.
Источник
Как устроен современный глубоководный скафандр?
Погружение в глубину морей и океанов для человека – дело непростое. Огромное давление, которое увеличивается каждые 10 метров на одну атмосферу, делает невозможным длительное пребывание человека на большой глубине. И в этом случае на помощь приходят технические решения.
Рекорд глубины погружения с задержкой дыхания на сегодня составляет 214 метров и установлен австрийским фридайвером Гербертом Ничем в 2007 году. Но, разумеется, никому не придет в голову использовать задержку дыхания для производства работ на глубине. Для таких целей требуется оборудование.
Наиболее распространенным и удобным решением является акваланг, который относится к легкому водолазному снаряжению. С аквалангом человек имеет возможность погружаться на глубину до 300 метров. На сегодня рекорд – 332 метра, установленный египтянином Ахмедом Габром в 2014 году. Но, к сожалению, аквалангисты подвержены кессонной болезни, возникающей при понижении давления вдыхаемой смеси при подъеме на поверхность, да и запас самой смеси ограничен и уменьшается с глубиной. Поэтому для длительных работ на глубине акваланг использоваться не может.
Более серьезное снаряжение – водолазный костюм. Классический вариант – «трехболтовка», трехболтовое водолазное снаряжение, до сих пор используемое во флотах разных стран. Свое название костюм получил из-за того, что водолазный шлем крепится к манишке тремя болтами. Воздух подается с поверхности помпой по шлангу, но сам костюм мягкий и не изолирует водолаза от давления воды. Поэтому при подъеме водолазу, как и аквалангисту, требуется декомпрессия. Такой костюм позволяет проводить работы на глубинах до 60 метров.
Но настоящий интерес представляет жесткое водолазное снаряжение, так называемый нормобарический водолазный скафандр. Водолаз находится внутри скафандра при нормальном атмосферном давлении (декомпрессия не требуется) и может проводить работы на глубинах до 600 метров. По сути, такой скафандр представляет собой сверхкрепкий кокон, внутри которого располагается человек.
Наиболее распространенным в мире жестким скафандром является Newtsuit, разработанный канадским конструктором и глубоководным исследователем Филом Найттеном (четыре экземпляра имеются и на российском флоте). При испытаниях скафандр выдержал погружение до 900 метров.
Комплекс для погружения состоит из самого скафандра, устройства для погружения и подъема и палубного оборудования. Подготовка к погружению занимает всего несколько часов, что позволяет проводить спасательные работы в кратчайшие сроки. Скафандр соединяется с судном кабель-тросом, по которому скафандр получает электропитание и обменивается данными и голосовыми сообщениями. Трос выдерживает нагрузку на разрыв в 6 тонн.
Сам скафандр изготовлен из литого алюминия и весит около 300 кг. На руках и ногах имеются «суставы», позволяющие сгибать и разгибать конечности. Для этого используются специальные герметичные подшипники особой конструкции. На концах «рук» расположены манипуляторы-клешни, позволяющие захватывать различный инструмент для подводной работы.
Для дыхания используется ребризёр – дыхательный аппарат с замкнутым циклом, рассчитанный на 48 часов работы.
Для перемещения под водой служат пара гребных винтов, приводимых в движение двгателями. Один из них отвечает за вертикальное перемещение, другой – за горизонтальное, а также за поворот. Управляются они педалями.
Особое внимание уделено безопасности. На «борту» имеется резервный аварийный ребризёр и аварийный аккумулятор, способный обеспечивать скафандр энергией на протяжении 5 часов. Трос в случае запутывания можно отрезать специальным механизмом, после чего водолаз сбрасывает ненужное оборудование и всплывает на поверхность, ожидая помощи. Также скафандр оснащен видеокамерой, управляемой с судна: таким образом оператор может следить за окружающей обстановкой, не отвлекая водолаза. Система жизнеобеспечения занимается беспрерывным мониторингом температуры, давления, состава воздуха и других параметров. Также имеется и гидролокатор, передающий данный наверх.
По сути, такой скафандр напоминает индивидуальную подводную лодку тем более, что водолаз в скафандре не стоит, а сидит в специальном седле. Но развитие водолазного дела не стоит на месте. Фил Найттен уже разработал еще более фантастический глубоководный скафандр – Exosuit. Он представляет собой экзоскелет стоимостью 600 тысяч долларов, конечности которого приводятся в действия четырьмя двигателями. Экзокостюм обладает отличной гибкостью в сочленениях, маневренностью и удобством. Что же будет дальше?
Источник
Новое в блогах
История водолазного скафандра
Водолазный скафандр, 1911 год
Патент: Chester E. McDuffee
«Пользуясь прибором Рукеройля-Денейруза, изобретённым вашим соотечественником и усовершенствованным мною, вы можете безо всякого ущерба для здоровья можете погрузиться в среду с совершенно иными физиологическими условиями. Прибор этот представляет собою резервуар из толстого листового железа, в который нагнетается воздух под давлением в пятьдесят атмосфер. Резервуар укрепляется на спине ремнями, как солдатский ранец. Верхняя часть резервуара заключает в себе некое подобие кузнечных мехов, регулирующих давление воздуха, доводя его до нормального…»
Жюль Верн «Двадцать тысяч лье под водой»
Водолазный скафандр Рукеройля-Денейруза, 1870-е
Уже в эпоху Средневековья на помощь человеку пришли простые технические приспособления – водолазный колокол (к которому позднее приспособили мощный поршневой насос) и кессоны. Эти достаточно эффективные решения позволили людям проводить несложные спасательные и технические работы на небольших глубинах, и они были наиболее популярны вплоть до середины XIX века. Впрочем, у этих методов был весьма большой недостаток – ограничение в подвижности работающих под водой людей.
Изобретение водолазного шлема, по сути, — колокола в миниатюре (в совокупности с насосом на поверхности, подающим воздух по гибкому шлангу в подшлемное пространство) было настоящей революцией в водолазном деле. Отныне человек мог свободно перемещаться по дну и выполнять под водой существенно более сложные работы. Он дышал сжатым воздухом, и это уравновешивало внешнее гидростатическое давление, а постоянная смена воздуха обеспечивала непрерывную вентиляцию, из-за чего снаряжение стало называться вентилируемым.
Первый водолазный костюм, в котором уже эффективно можно было работать под водой, сконструировал англичанин Август Зибе в 1819 г. Он состоял из прочного шлема с иллюминаторами и герметично соединённой с ним водонепроницаемой курткой-рубахой. Воздух подавался сверху по шлангу и свободно выходил снизу из-под куртки. При наклонах водолаза вода проникала под рубаху, и это был главный недостаток изобретения, которое, тем не менее, стало с успехом использоваться в водолазной практике.
Позже Зибе усовершенствовал конструкцию, заменив короткую рубаху полноценным герметичным костюмом, снабдив его тяжелыми галошами, нагрудными грузами и, самое главное, смонтировав в шлеме управляемый выпускной клапан для удаления излишков воздуха. Водолаз, при надобности нажимая клапан головой, мог теперь регулировать объём воздуха внутри костюма, регулируя свою плавучесть. Путём таких изменений Зибе фактически завершил эволюцию водолазного костюма с жёстким шлемом.
Примерно в это же время на русском флоте курляндский мастер-механик Гаузен предложил свою конструкцию водолазного скафандра, сходную с ранней разработкой Зибе, и напоминающую видоизменённый водолазный колокол. Водолаз помещал голову в небольшой колокол с застеклёнными окнами, к нижнему фланцу которого была прикреплена изогнутая дугой широкая металлическая шина. Одетый в непромокаемую кожаную одежду человек сидел верхом на ней, а лишний воздух свободно выходил из-под края шлема, поэтому сильно наклоняться водолаз тоже не мог.
Позднее шина, мешающая свободному движению, была заменена двумя ремнями, проходящими под мышками водолаза. Снаряжение Гаузена ограничено применялось в России ( в основном в Кронштадте, возможно – и в Севастополе), по крайней мере, вплоть до 1873 г.
По настоящему работоспособное водолазное снаряжение появилось в России в 1839 г. Оно было закуплено в Англии для нужд Черноморского флота у изобретателя Джона Дина, который придумал некий водолазный «снаряд» (по сути – симбиоз скафандра Зибе с мощной помпой собственной оригинальной конструкции). Скорее всего, именно эта закупка стала началом проникновения английской водолазной школы в Россию.
Снаряжение Дина, быстро совершенствовалось, превратившись к середине века в прототип современного двенадцатиболтового вентилируемого снаряжения.
Второй тип импортного снаряжения, применявшийся в России — трёхболтовое вентилируемое от французского мастера-изобретателя Денейруза. В 1872 г. он стал поставлять свою усовершенствованную модель, весьма близкую к современным конструкциям, в наше отечество.
Ранний шлем Д.Дина, как и в снаряжении Гаузена, не был соединён с рубахой. Излишки воздуха уходили из-под нижнего фланца.
Манишка, жестко прикреплённая к шлему, существенно улучшала удобство расположения шлема на плечах и облегчала его ношение. Выпуклые стёкла отличались прочностью, вдобавок были защищены металлической решеткой. Никаких клапанов на шлеме еще не было.
Английское двенадцатиболтовое водолазное снаряжение Гейнке (копия конструкции Зибе) поступило в Россию во время расчистки Севастопольской бухты в 1857-1859 гг. В 1861 г. оно было официально принято в эксплуатацию, и на Адмиралтейских заводах под Петербургом было налажено отечественное производство.
С начала 1870 гг. двенадцатиболтовое снаряжение в Россию стала поставлять английская фирма Зибе-Гормана. Специалисты именно этой фирмы превратили скафандр Дина в современную конструкцию – герметично соединили водолазную рубаху с манишкой шлема, а также придумали крепление котелка шлема к манишке с помощью секторной резьбы.
К 1860-м годам корабельные водолазы были введены в штатные составы экипажей крупных судов, а профессия водолаза – официально признанной.
Источник
