Заспинные буксировщики

Заспинное расположение буксировщиков требует умелого совмещения его с дыхательными аппаратами, так как последние, как правило, располагаются также на спине легководолаза. Решается это различно: буксировщик может располагаться впритык к баллонам дыхательного аппарата, между ними или на них. Во всех случаях систе-ма крепежных ремкей делается общей для дыхательного аппарата и буксировщика.

Необходимость совмещения дыхательного аппарата и буксировщика ограничивает габариты последнего. Поэтому, за исключением буксировщиков для военных и других специальных целей, они делаются из расчета допустимого пребывания легководолаза под водой по запасу воздуха в дыхательном аппарате.

Заспинные буксировщики на аккумуляторных батареях очень схожи по устройству и незначительно отличаются лишь размерами и весом, а также системами управления гребными электродвигателями.

Заспинный буксировщик А. Пестронка является одним из наиболее простых по устройству. Его сварной корпус, рассчитанный на погружения на глубины до 60 м, состоит из двух частей, соединенных хомутом.

Рис. 17. Заспинный буксировщик А. Пестронка: 1 - баллон дыхательного аппарата; 2 - хомут; 3 - крючок; 4 - стакан; 5 - выключатель; 6 - носовая часть корпуса; 7 - ручка; 8 - соединительный хомут; 9 - кормовая часть корпуса; 10 - кронштейн; 11 - мотор; 12 - защитный кожух; 13 - ремни; 14 - резиновая прокладка; 15 - гребной винт; 16 - соединительный кабель; 17 - аккумуляторная батарея

На носу корпуса вварен стакан, в который входит баллон однобаллонного дыхательного аппарата. Их надежно скрепляет скоба, закрепленная хомутом на баллоне и надевающаяся на крючок, приваренный к стакану.

В корме корпуса находится гребной электромотор, заключенный в герметический кожух и несколько выступающий из корпуса. Трехлопастной гребной винт, вращаемый электромотором через редуктор, как и у других подводных буксировщиков, окружен защитным кожухом.

Система управления гребным электромотором максимально упрощена и имеет кнопку-выключатель на носовой части корпуса, фиксирующуюся только в двух положениях. Таким образом электромотор работает лишь с одной скоростью, которая при батарее с напряжением в 12 в обеспечивает движение легководолаза со скоростью в 4 км/час.

Вес этого буксировщика вместе со свинцовой аккумуляторной батареей составляет около 35 кг.

Заспинный буксировщик В. Фогарти, разработанный в США, размещается на спине легководолаза между баллонами дыхательного аппарата. Его фигурный сигарообразный корпус имеет по бокам выемки для баллонов, благодаря чему они плотно удерживаются. Корпус буксировщика разделен на два отсека, свободное пространство которых заполнено губчатой резиной.

В носовом отсеке корпуса размещается аккумуляторная батарея, а в кормовом - блок управления и электромотор. Гребной винт находится на валу, проходящем через сальниковое уплотнение в задней стенке корпуса и присоединенном к электромотору упругим соединением. В отличие от других буксировщиков этот имеет вокруг винта не просто защитный кожух с отверстиями, а сплошной кожух-насадку, из которого выбрасывается струя воды, создающая реактивную толкающую силу.

Рис. 18. Заскииный буксировщик В. Фогарти: 1 - рым; 2 - пробка; 3 - аккумуляторная батарея; 4 - корпус; 5 - блок управления; 6 - электромотор; 7 - кожух-насадка; 8 - упругое соединение; 9 - гребной винт; 10 - вал; 11 - поясной ремень; 12 - кабель; 13 - кнопка; 14 - плечевой ремень; 15 - резиновая подушка; 16 - губчатая резина; 17 - баллон дыхательного аппарата; 18 - крышки

Блок управления буксировщика представляет собой преобразователь тока, повышающий напряжение. Мотор, имеющий одну скорость вращения, включается с помощью кнопки, укрепленной на плечевом ремне.

Технические данные этого образца сходны с буксировщиком Пестронка.

Парогазовый буксировщик, созданный Д. Халбертом (США) для подводных подрывных команд военно-морского флота, представляет собой сложное автономное устройство. Он работает на перекиси водорода, создает движительную силу, обеспечивает легководолаза кислородом для дыхания и теплом для обогрева, а также имеет источник освещения.

Корпус буксировщика сделан из стеклопластика по форме спины легководолаза. Внутри корпуса размещены три проталкивающие камеры, Вода поступает через отверстие в передней части корпуса и затем поочередно выталкивается из камер через отверстие в задней части корпуса, создавая реактивную силу для поступательного движения.

Рис. 19. Парогазовый буксировщик: 1 - приемный раструб; 2 - фонарик; 3 - насос; 4 - турбинка; 5 - генератор; 6 - распределительный валик; 7 - резервуар для кислорода; 8 - сепаратор; 9 - проталкивающая камера; 10-охлаждающая рубашка; 11 - корпус буксировщика; 12 - впускное отверстие; 13 - шланг подачи перекиси водорода; 14 - баллон с гелием; 15 - дроссель управления; 16 - привод дросселя; 17- кнопка; 18 - катализаторная камера; 19 - механизм открытия клапанов

Запас жидкой перекиси водорода заполняет пространство между корпусом и находящимися в нем камерами и другими устройствами. Отсюда перекись водорода подастся в катализаторную камеру, для чего служит небольшой баллончик с сжатым гелием. Поступление перекиси водорода в катализаторную камеру под воздействием небольшого избыточного давления гелия происходит через дроссель, управление которым с помощью гибкого тросика выведено в рукоятку. Здесь имеется кнопка, с помощью которой можно регулировать открытие дросселя, а следовательно, и количество подаваемой перекиси водорода. Если установлен необходимый режим работы буксировщика к скорость движения, кнопка удерживается в нужном положении специальным фиксатором, что освобождает руку легководолаза для других действий.

Разложение перекиси водорода на водяной пар и газообразный кислород происходит с обильным выделением тепла в катализаторной камере, где катализатор - никелевые щитковые элементы, покрытые золотом и серебром.

Как только первые порции перекиси водорода поступают в катализаторную камеру и выделяется парогазовая смесь начинает действовать небольшая турбинка, которая в дальнейшем с помощью насоса подает перекись водорода в катализаторную камеру, приводит в действие клапанную систему проталкивающих камер и вращает небольшой генератор тока для освещения.

Парогазовая смесь из катализаторной камеры поступает поочередно через клапаны в проталкивающую систему, а после отработки - по трубопроводам в устройство для генерации кислорода, которым дышит и обогревается легководолаз.

Познакомимся с энергетическими запасами буксировщика, определяющими преимущества использования химических источников энергии.

Выше было сказано, что парогазовый буксировщик создан для военных целей, естественно, не все сведения о нем были опубликованы. Поэтому дальнейшие расчетные данные могут иметь некоторые отклонения.

Перекись водорода, имеющая удельный вес 1,465 и выделяющая при разложении 44,8 ккал тепла на грамм-молекулу, дает около 2,2 квт/ч энергии на литр. Ее количества в буксировщике, судя по его размерам, может составлять до 20 л, что даже при коэффициенте полезного действия 0,5 определяет энергетический запас буксировщика примерно в 22 квт-ч. Запасы же энергии буксировщиков с аккумуляторными батареями составляют не более 2-3 квт-ч. Что касается запасов кислорода, то они составят в наем примере до 8 000 л при нормальном давлении. Этого количества даже при возможности использования 30% остаточно для обеспечения дыхания человека в течение более 20 час.

Рассматривая схему действия буксировщика, мы остановимся только на основных узлах его устройства.

Схема устройства парогазового буксировщика: 1 - приемный раструб; 2 - топливные трубопроводы; 3 - водяной клапан; 4 - предохранительный клапан; 5 - трубопровод подачи парогазовой смеси; 6 - трубопровод отвода парогазовой смеси; 7 - турбинка; 8 - распределительный валик; 9 - генерационное устройство; 10 - дыхательный мешок; 11 - гелиевый баллон; 12 - выпускной клапан; 13 - выпускное отверстие; 14 - проталкивающие камеры; 15 - запас перекиси водорода; 16 - охлаждающая рубашка; 17 - дроссель управления; 18 - привод дросселя; 19 - невозвратный клапан; 20 - катализаторная камера; 21 - клапан впуска; 22 - трубопровод охлаждения; 23 - клапан выпуска

Буксировщик имеет три проталкивающих камеры 14, работающих поочередно так же, как цилиндры других двигателей. При включении буксировщика с помощью дросселя 17 перекись водорода, заполняющая свободное пространство 15 и находящаяся под давлением гелия, поступающего из баллона 11, самотеком по трубопроводам 2 через насос турбинки 7 попадает в катализаторную камеру 20. Здесь с выделением тепла она превращается в парогазовую смесь, которая поступает к впускным клапанам 21 проталкивающих камер и проводит в действие турбину. Последняя начинает подавать перекись водорода в катализаторную камеру под давлением и с помощью распределительного валика 8 производит открытие и закрытие водяных клапанов и клапанов впуска и выпуска парогазовой смеси из проталкивающих камер.

При открытом водяном клапане вода через приемный раструб 1 заполняет проталкивающую камеру. Так на схеме показана камера I в процессе заполнения и камера III, почти полностью заполненная водой. После заполнения камеры водой распределительный валик закрывает водяной клапан выпуска парогазовой смеси, открывая клапан впуска, как все это видно на камере II.

Поступающая в камеру парогазовая смесь выталкивает воду через выпускные отверстия 13, создавая тем самым реактивную силу, двигающую буксировщик.

С целью маскировки описываемый буксировщик, как созданный для военных целей, имеет устройство, предотвращающее непосредственный выпуск газовых пузырей в воду. Для этого в каждой камере предусмотрен выпускной клапан 12, закрывающийся с помощью специального устройства (на схеме не показано) до подхода к нему уровня воды.

После выталкивания воды из камеры закрывается клапан впуска. Открывается клапан выпуска парогазовой смеси и последняя по трубопроводу выходит в генерационное устройство 9, где разлагается на водяной пар и кислород. Первый конденсируется и выбрасывается в окружающую среду, а кислород в основном поступает в дыхательный мешок 10. Излишек же его в виде мелких пузырьков отводится в воду, где бесследно растворяется.

Кроме описанных устройств, буксировщик имеет еще ряд узлов и приспособлений, не показанных на схеме. Например, клапан 4 служит как предохранительный на слуxfqй избытка давления парогазовой смеси в питающем трубопроводе и позволяет перепускать по желанию легководолаза отработанную парогазовую смесь под костюм для обогрева.

Чтобы обеспечить дыхание на глубинах, когда чистый кислород может действовать отравляюще, дыхательная система снабжена автоматическим устройством, подающим гелий из баллона в дыхательный мешок и поддерживающим оптимальный состав газовой смеси.

Интересно устройство, подающее жидкую перекись водорода к дросселю управления в тех случаях, когда она расходуется и часть объема заполняется гелием. Оно имеет три гибких шланга, идущих от трубопровода в пространства, заполняемые перекисью водорода. Специальные клапаны на концах шлангов действуют под влиянием силы тяжести и пропускают только жидкость. Таким образом, при любом положении буксировщика в трубопровод подается только жидкая перекись водорода.

В заключение следует отметить, что если ограничить данный буксировщик лишь военным назначением, то конструкция его может быть в целом значительно упрощена.

Буксировщики, работающие на сжатом воздухе. Несколькими изобретателями были предложены заспинные буксировщики, использующие энергию сжатого воздуха в дыхательных аппаратах. Однако независимо от конструкции и принципа действия любой из них способен дать незначительный полезный эффект. Дело в том, что энергетические запасы сжатого воздуха или газа в баллонах незначительны и не могут создать необходимой двигательной силы. Так, воздух, находящийся в отечественном дыхательном аппарате АВМ-1м, способен выделить только около 0,1 квт-ч энергии без учета неизбежных потерь. Как указывалось выше, запас, необходимый для нормальной работы, составляет 2- 3 квт-ч, то есть в десятки раз больший.