О принципе использования в океане гидростатического давления и других видов энергии для силовых устройств объектов рагиянавтики.

ИНТЕРНЕТ- НИИ «РАГИЯНАВТИКА» mailto:agarev2@mail.ru

Очевидные и невероятные ЗАДАЧИ РАГИЯНАВТИКИ htm

Задача 1. О торможении и силах, действующих на айсберг при транспортировке htm

Задача 2. О принципе Ферма (принцип минимального времени распространения света)

в системах навигации и управления движением рагиядвижителя и айсберга htm

Задача 3. О маршрутах транспортировки айсбергов в мировом океане htm

Задача 4. Способ разработки айсберга для транспортировки его продукции htm

Задача 5. О Принципе использования в океане гидростатического давления и

других видов энергии для силовых устройств объектов рагиянавтики.

Агарёв В.А., к.т. н., академик УАОИ, чл. корр. МСАН

Все что создано вчера, было кем-то изобретено.

Все что создается сегодня, было чьей-то мечтой.

Все что будет завтра, рождается наукой сегодня.

Без науки, мечты и изобретений, не поможет и бог.

Рисунок.

Введение

Мысли плавать, перевозить и работать с грузами под водой владели человеком с древнейших времен. Особенно желал он этого во время войн, когда была острая потребность скрытно под водой приблизиться к противнику и уничтожить его. В мирное время также находится множество проблем, разрешению которых во многом бы способствовали подводные средства, управляемые человеком. Для достижения таких целей появились первые и последующие подводные устройства, сооружения и подводные лодки. Но кто создавал это и кто был первым?

В 1718 г. русский крестьянин-плотник Ефим Никонов в письме Петру 1 убеждает царя в полезности «потаенного судна», которое, незаметно подойдя к вражеским кораблям, «из снаряду может разбивать» их подводную часть. В 1720 г. Петр 1 посылает к Ефиму Никонову штат мастеровых людей и необходимые материалы. В 1721 г. модель подводной лодки была испытана с хорошими результатами. После смерти Петра 1, образец лодки при испытаниях преследовали неудачи, и интерес Адмиралтейства к изобретению пропал.

Прошли десятилетия до подводных лодок других изобретателей. Аварии и катастрофы преследовали и их. Дело доходило до запрета работ. Спустя 145 лет в Петербурге инженер И.Ф. Александровский создал подводную лодку с достаточной плавучестью, но не боеспособной. Прошло еще четверть века и теперь уже американец Дж. Голланд создает боевое подводное судно, вобравшее в себя все достижения техники. После многих доработок судно имело скорость - 8,5 узлов. Идея создания подводной лодки овладела умами инженеров и ученых во всем мире.

Из этого краткого обзора следует поучительный вывод:

1. Идеи, увлекающие мир, иногда приходят к патриотически-настроенным крестьянам быстрее, чем к самодовольным и образованным лжеученым и чиновникам.

2. Изобретения высокого уровня порой требуют сотни лет. Их быстро можно погубить или помешать родиться. Но когда к изобретению применяется суворовский принцип, согласно которому «решение, не очень верное в начале, при настойчивости, становится верным», то такие изобретения рождаются вопреки всему и быстрее чем у других.

3. Больше трех столетий продолжается штурм глубин мирового океана подводными аппаратами. Пионерский вклад в осуществление этой идеи, сделали русский плотник Ефим Никонов и Петр1-император России. «Все остальные, как сказал бы сейчас маршал Советского Союза Жуков, служили передаточными звеньями и не всегда на пользу Родине».

Постановка задачи. Среди изобретательских задач технической океанологии и рагиянавтики имеется область, связанная с устройствами и способами, назначение которых предусматривает выполнение различных видов работ в условиях глубоководного внешнего давления. К этой области относятся проекты, связанные с разработкой полезных ископаемых на дне океана с использованием подводных аппаратов и роботов различного назначения, в том числе при аварийно- спасательных и экологических работах.

Известны такие силовые устройства как грейферы, специальные ковши которых должны иметь мощные раздвижные «челюсти» для захвата и подъема крупных «порций» полезных ископаемых из россыпей с поверхности дна океана. Для перспективных подводных объектов, оснащенных такими «челюстями», в принципе, по силам будет «остановить любого нарушителя» во время охраны морских границ или спасти какой-либо объект в океане по сигналу «SOS». Это могут быть терпящие бедствие плывущие или неподвижно лежащие на дне океана подводные лодки или корабли. Многое зависит от назначения, размеров и энергетических характеристик будущих объектов рагиянавтики, а также от размеров и мощности раздвижных «челюстей» подводных «монстров». При рассмотрении и решении подобных задач возникает один из главных вопросов. Где взять и каким образом использовать энергию для силовых устройств и механизмов? Рисунок.

Решение задачи. В одном из проектов мирного характера, разработанного ещё до разрушения СССР, использовалась идея, согласно которой энергия к грейферу, а точнее к её раздвижным створкам ковша, подавалась не сверху, с плавающего судна, как это делалось раньше, а бралась природная энергия прямо на дне океана [1]. Одним из таких источников энергии в океане, который использовался в проекте, являлось гидростатическое давление. Этой неисчерпаемой, экологически чистой и бесплатной энергией, обладает вся морской вода под поверхностью океана. Забортная морская вода способна самопроизвольно, под действием окружающего гидростатического давления, поступать через клапан в гидроцилиндр и, оказывая огромное давление на поршень, сжать «челюсти» ковша и захватить порцию руды. После подъема ковша с рудой на поверхность океана, с целью раскрытия створок, в гидроцилиндре открывают клапаны для впуска сжатого воздуха с одной стороны поршня и выпуска морской воды с другой стороны поршня. Сжатый воздух, воздействуя на поршень, раскрывает створки ковша до их исходного положения, так как внешнее гидростатическое давление уже не оказывает сопротивления движению поршня. После этого цикла грейфер с раскрытой «пастью» вновь опускается на дно океана за очередной порцией руды. Такой принцип действия силового устройства для подводных механизмов может быть эффективно использован в большей части глубины мирового океана.

Как известно, гидростатическое давление воды возрастает с погружением на каждые десять метров примерно на одну атмосферу. На глубине 110 метров, на которой затонул атомный крейсер «Курск», гидростатическое давление составляет всего 11 атмосфер. К сожалению, при спасении моряков, и с этими атмосферами не удалось справиться «современной» технике и специалистам. На глубинах же (5000 -10000) метров гидростатическое давление, соответственно, будет равно в пределах (500 -1000) атмосфер [2].

Рассматривая диапазон возможностей рассмотренного принципа действия и силового устройства применительно к условиям рагияаппаратов, необходимо учитывать диапазон забортного гидростатического давления для конкретных течений мирового океана, а при разработке конструкторских решений в силовых устройствах важно обеспечить, чтобы гидростатическое давление в гидроцилиндре, осуществляющее сжатие «челюстей» силового механизма, в необходимом месте, достаточно превышало давление энергии от другого источника, используемого для раскрытия «челюстей». Соблюдая это принципиальное условие и используя другие виды энергии, можно разрабатывать различные по назначению и возможностям силовые механизмы и устройства для глубоководных аппаратов с «гибкой» по глубине и времени циклограммой работы. Например, вместо энергии сжатого воздуха, как было указано в проекте, можно использовать энергии механических или электромагнитных пружин, а также «пружин» на основе других видов энергии.

Для обеспечения электроэнергией глубоководных роботов и их силовых устройств при выполнении работ в местах, омываемых географическими течениями мирового океанского конвейера, возможно создание и использование бортовых рагиятурбин и генераторов, преобразующих кинетическую энергию течений в энергию электрическую [3]. Только некоторая часть из известных видов энергий в океане и возможные варианты их «комплексирования» и взаимодействия с другими видами энергии, при создании объектов рагиянавтики, показаны в таблице.

Таблица.

Анализ таблицы показывает. Предлагаемый принцип использования энергии гидростатического давления в океане совместно с другими источниками энергии, после их преобразований, может служить основой при изобретении глубоководных рагияаппаратов и для разработки более полной классификации силовых устройств на новых физических принципах действия.

Заключение

Первые глубоководные рагияаппараты и роботы с силовыми устройствами, разработанных с учетом вариантов, представленных в классификации, будут способны выполнять современные и перспективные требования, предъявляемые для широкого круга подвижных и неподвижных морских объектов, находящихся как на дне океана так и на его поверхности.

Читателям предлагается дополнить разработанные в Интернет-НИИ «Рагиянавтика» классификации различных объектов рагиянавтики и их основных устройств, а также интересные задачи и их решения. Желательно, чтобы при реализации предлагаемых решений был достаточен существующий научно-технический уровень. Все дельные предложения, направленные на развитие науки рагиянавтики, будут опубликованы на сайте Интернет-НИИ с сохранением авторства.

Список использованных первоисточников:

1. «Знание-сила» 11/1982. Двигатель-море.

2. Донат Наумов. Завоевание глубины, «Мир Океана», М. «Молодая гвардия», 1983.

3. Агарёв В.А. Статьи и проекты Интернет-НИИ «Рагиянавтика», 2003-2005

http://www.ragianavtika.narod.ru/default.htm

Доброго вам здоровья и успехов, читатель!

Все ваши предложения и замечания с благодарностью будут приняты.

Приглашаем к сотрудничеству! htm

Для приобретения сборника «Рагиянавтика-наука 21 века»

необходим заказ: mailto:agarev2@mail.ru

В заказе указать: 1. ФИО или организацию. 2. Почтовый адрес с индексом.

3. Телефон для подтверждения заказа.