载人潜水器吊放缓冲装置及吊放方法

技术领域

本发明涉及载人潜水器技术领域，尤其是一种载人潜水器吊放缓冲装置及吊放方法。

背景技术

载人潜水器搭载于母船上，随母船航行至作业海域，通过船载A架将载人潜水器布放至海面，待潜水器完成作业任务后，再使用船载A架将潜水器吊放至甲板。

实际使用中，母船人员可以选择较好的海况条件下进行潜水器布放，且大部分船载A架配备有波浪补偿装置，因此潜水器布放入水时，海水对载人潜水器的冲击可以得到有效控制；但当潜水器在海底完成作业返回海面后，相比布放时，海况可能变差，但母船人员依然要在此状况下回收潜水器。这是因为：高海况下潜水器漂浮于海面较长时间比较危险，另外潜水器生命支持系统工作时间有限，超过其极限工作时间，潜航员生命将得不到保障。

在高海况下，使用船载A架回收潜水器，危险重重，最大的危险来自于：高海况下船舶摇晃起伏剧烈；船载A架在将潜水器吊放至母船甲板时，潜水器也随主缆绳剧烈摇晃；两者叠加，导致潜水器在落至甲板的一瞬间，有极大的冲击力存在。这种冲击力对某些潜水器而言是致命的，例如载人舱等耐压壳体存在大尺寸玻璃观察窗的载人潜水器，严重的冲击力会造成玻璃损坏，如果母船人员未察觉到这种损坏并且继续执行后续下潜任务，将造成灾难后果。

发明内容

本申请人针对上述现有生产技术中的缺点，提供一种结构合理、操作简单的载人潜水器吊放缓冲装置及吊放方法，通过在母船甲板设置缓冲水池，来减小潜水器吊放至甲板上的冲击力，从而实现高海况下潜水器的可靠回收。

本发明所采用的技术方案如下：

一种载人潜水器吊放缓冲装置，应用于母船甲板上，包括缓冲水池，所述缓冲水池的池壁为可拆卸式；蓄水状态下，水位高度低于潜水器设计水线高度100-500mm。

作为上述技术方案的进一步改进：

缓冲水池包括四个组合式池壁，组合式池壁垂直安装在甲板上，与甲板形成容水空间。

所述缓冲水池拆解时，池壁放倒至与甲板之间呈锐角夹角，或平铺于甲板上。

所述缓冲水池的底壁面积大于潜水艇的正投影面积，且池壁与潜水艇之间预留有系固缆绳的安装空间。

缓冲水池的高度与潜水器高度相同。

一种利用权利要求1所述的载人潜水器吊放缓冲装置的吊放方法，包括如下步骤：

对缓冲水池蓄水，水位高度低于潜水器设计水线高度100-500mm；

船载A架通过主缆绳两潜水器吊放至缓冲水池上方；

将潜水器下放至缓冲水池中，潜水器落至缓冲水池底部的甲板上；

将池壁放倒，使用系固缆绳将潜水器系固在甲板上；

将主缆绳和潜水器脱开。

本发明的有益效果如下：

本发明结构简单，操作方便，利用缓冲水池承接潜水器，能够有效降低潜水器落在甲板上时所产生的刚性冲击，保护潜水器不受损。

依据动量定理：mv＝Ft，如需要降低潜水器吊放至甲板接触的冲击力，可以采用减小潜水器和甲板接触速度v，或者减小潜水器质量m，或者增加接触时间t共三种手段。

在高海况情况下，潜水器摆动剧烈，母船也随波浪起伏，很难控制两者之间的运动关系，因此通过降低吊放时潜水器和甲板接触速度技术上不可实现。

如果采用增加接触时间t来减小冲击力，则需增设潜水器吊放缓冲装置，对于数十吨的载人潜水器而言，缓冲装置尺寸必然较大，如果将缓冲装置设置于潜水器上，将会大大增加潜水器重量、尺寸和系统复杂性；如果将缓冲装置设置于甲板上，则在潜水器落至甲板后，需要将缓冲装置移除，否则潜水器无法有效系固在甲板上，同样系统会较为复杂。

因此，本发明在排除上述两种减小冲击力方式后，采用增加简易缓冲水箱的方式，就地取材海水作为缓冲介质，由于水池内的海水高度低于潜水器设计水线高度100-500mm，因此在潜水器下落过程中，潜水器会在重力作用下落至甲板，同时在水池内海水浮力作用下，潜水器和甲板接触时的等效质量大为减小，因此可以非常有效的减小冲击力F；另外由于水池内海水的阻尼作用，可以非常有效减小潜水器下落过程中的摇摆。

在水池被拆解后，海水也能够从甲板上直接流回海中，甲板能够正常使用。

附图说明

图1为潜水器准备起吊至缓冲水池时的状态示意图。

图2为本发明的潜水器落入缓冲水池时的状态示意图。

图3为本发明中的池壁倾倒、潜水器被缆绳系固的状态示意图。

其中：1、主缆绳；2、潜水器；3、缓冲水池；4、甲板；5、海水；6、系固缆绳。

具体实施方式

下面结合附图，说明本发明的具体实施方式。

如图1-图3所示，本实施例的载人潜水器2吊放缓冲装置，应用于母船甲板4上，包括缓冲水池3，缓冲水池3的池壁为可拆卸式；蓄水状态下，水位高度低于潜水器2设计水线高度100-500mm。

缓冲水池3包括四个组合式池壁，组合式池壁垂直安装在甲板4上，与甲板4形成容水空间。

缓冲水池3拆解时，池壁放倒至与甲板4之间呈锐角夹角，或平铺于甲板4上。

缓冲水池3的底壁面积大于潜水艇的正投影面积，且池壁与潜水艇之间预留有系固缆绳6的安装空间。

缓冲水池3的高度与潜水器2高度相同。

本实施例的利用权利要求1的载人潜水器2吊放缓冲装置的吊放方法，包括如下步骤：

对缓冲水池3蓄水，水位高度低于潜水器2设计水线高度100-500mm；

船载A架通过主缆绳1两潜水器2吊放至缓冲水池3上方；

将潜水器2下放至缓冲水池3中，潜水器2落至缓冲水池3底部的甲板4上；

将池壁放倒，使用系固缆绳6将潜水器2系固在甲板4上；

将主缆绳1和潜水器2脱开。

本发明的具体结构及工作原理如下：

本发明通过以下原理，实现潜水器降落至甲板的有效缓冲：

依据动量定理：mv＝Ft，其中m是潜水器2质量、v是潜水器2落至甲板4时的速度、t是潜水器2落至甲板4过程和甲板4的接触时间，F是潜水器2落至甲板4过程的冲击力；

为减小冲击力F，需要减小潜水器2下落速度v，但在高海况下，潜水器2存在剧烈摆动，母船随波浪上下起伏，因此减小v技术上不可行；

为减小冲击力F，需要增加接触时间t，这就需要在潜水器2或甲板4上增加类似汽车避震装置一样的缓冲装置。对于数十吨的载人潜水器2而言，缓冲装置尺寸必然较大，如果将缓冲装置设置于潜水器2上，将会大大增加潜水器2重量、尺寸和系统复杂性；如果将缓冲装置设置于甲板4上，则在潜水器2落至甲板4后，需要将缓冲装置移除，否则潜水器2无法有效系固在甲板4上，同样系统会较为复杂；

本发明水池内海水5高度低于潜水器2设计水线高度100-500mm，因此在潜水器2下落过程中，潜水器2会在重力作用下落至甲板4，同时在水池内海水5浮力作用下，潜水器2和甲板4接触时的等效质量大为减小，因此可以非常有效的减小冲击力；另外由于水池内海水5的阻尼作用，可以非常有效减小潜水器2下落过程中的摇摆。

海水5高度低于潜水器2设计水线高度可以选取端点值100mm、500mm，也可以选择中间值300mm、350mm。

本发明所提供的的载人潜水器吊放方法如下：

S1:将甲板水池3蓄满海水，海水高度低于潜水器设计水线高度100-500mm；

S2：船载A架通过主缆绳1缓慢将潜水器2吊放至甲板水池2上方；

S3：将潜水器2缓慢落至甲板水池4底部甲板上；

S4：迅速将组成甲板水池3的4片钢板放倒，使用系固缆绳6将潜水器2系固在甲板4上；

S5：将主缆绳1和潜水器2脱开。

利用这种吊放方法，能够避免刚性冲击对潜水器2的损伤，确保潜水器2的可靠回收。

以上描述是对本发明的解释，不是对发明的限定，本发明所限定的范围参见权利要求，在本发明的保护范围之内，可以作任何形式的修改。