Подводный буксируемый аппаратурный носитель
Изобретение относится к буксируемым подводным аппаратам, способным изменять траекторию своего движения по глубине. Цель изобретения - повышение эффективности работы носителя путем улучшения его управляемости. Носитель содержит корпус, имеющий основание, перпендикулярно продольной оси которого приварены центральный и боковые цилиндры, снабженные боковыми пластинами. Торцы основания выполнены в виде полуосей, на которые установлены крылья, имеющие стреловидную форму и образующие с корпусом единую несущую поверхность. Крылья прикреплены к боковым пластинам корпуса с возможностью изменения угла атаки. Каждый вертикальный киль выполнен в виде герметичного обтекаемого контейнера, закрепленного на боковом цилиндре корпуса с возможностью продольного перемещения при помощи планки с пазом. На основании установлен кронштейн для крепления грузонесущего кабеля, выполненный в виде двух параллельных планок 17 с дискретными отверстиями. Хвостовое оперение состоит из несущей трубы, являющейся продолжением центрального цилиндра корпуса, на которой закреплены вертикальный стабилизатор и руль глубины. Вертикальный стабилизатор выполнен в виде пластин 19 и 20, несимметричных относительно несущей плоскости. Руль глубины состоит из неподвижной симметричной пластины 21, на конце которой шарнирно установлен закрылок 23, кинематически связанный с рулевым приводом 26, размещенным в несущей трубе хвостового оперения. 6 з.п.ф-лы, 6 ил.
Изобретение относится к буксируемым подводным аппаратам, способным изменять траекторию своего движения по глубине. Цель изобретения повышение эффективности работы носителя путем улучшения его управляемости. На фиг. 1 изображен предлагаемый носитель, вид сверху; на фиг. 2 то же, вид сбоку; на фиг. 3 то же, вид спереди; на фиг. 4 узел крепления крыла к корпусу носителя; на фиг. 5 вид по стрелке А на фиг. 4; на фиг. 6 узел крепления грузонесущего кабеля. Носитель океанографического комплекса содержит корпус 1, крылья 2, два вертикальных киля 3, кронштейн для крепления грузонесущего кабеля и хвостовое оперение 4. Корпус 1 выполнен из центрального 5 и четырех боковых 6 герметичных цилиндров, которые размещены в одной плоскости и вварены одним концом в основание 7, расположенное перпендикулярно продольным осям цилиндров и выполненное в виде полого герметичного продолговатого тела обтекаемой формы, например в виде цилиндра. Пары боковых цилиндров 6 вварены в основание 7 соосно и симметрично в носовой и хвостовой частях, а центральный цилиндр 5 вварен в основание со стороны хвостовой части, параллельно боковым цилиндрам 6, на равном расстоянии между ними. Для усиления механической жесткости корпуса 1 цилиндры 5 и 6 дополнительно скреплены сваркой с поперечными планками 8 и продольными боковыми пластинами 9. Для повышения эксплуатационной надежности цилиндры 5 и 6 при помощи основания 7 разделены на отсеки, которые герметизируются при установке измерительной аппаратуры в цилиндры. К торцам основания 7 приварены полуоси 10. Боковые пластины 9 имеют профилированные пазы 11, расположенные по обе стороны от полуоси 10 и выполненные по дуге симметрично относительно полуоси с центральным углом 
5o. На каждую полуось 10 надето крыло 2 с возможностью поворота, для чего оно имеет трубу 12, повторяющую форму полуоси 10. Крыло 2 при помощи болтов и гаек, пропущенных через пазы 11, прикреплено к боковым пластинам 9. Установка крыльев 2 на полуосях 10 и фиксация их в пазах 11 пластин 9 по обе стороны от полуоси 10 обеспечивает жесткое крепление крыльев с корпусом носителя, а наличие профилированных пазов 11 в пластинах 9 позволяет изменять угол атаки крыла в пределах 5o. Крылья 2 имеют стреловидную форму в плане и авиационный симметричный профиль. Стреловидность крыла составляет 60o. Крыло 2 снабжено закрылком 13, являющимся его продолжением и соединенным с ним шарнирно. Это позволяет изменять форму крыла, а значит и его гидродинамические качества, и компенсировать неточности изготовления и установки крыльев. По концам крыльев 2 установлены шайбы 14, препятствующие перетеканию потока вдоль крыла 2. Крылья конструктивно выполнены в виде жесткой фермы, обтянутой тонким листовым металлом. Вода имеет свободно проникать через отверстия внутрь обшивки и этим снижаются требования к ее прочности. Пространство между цилиндрами 5 и 6, основанием 7, планками 8 и 9 закрыто сверху и снизу пластинами, прикрепленными к основанию 7 и планкам 8 и пластинам 9 так, что создается единая несущая поверхность с крыльями 2, обеспечивающая необходимое заглубляющее усилие. Каждый вертикальный киль 3 выполнен в виде герметично продолговатого контейнера 15 обтекаемой формы, закрепленного на планке 16, например, гайками и болтами. Планка 16 имеет паз, что обеспечивает возможность продольного перемещения контейнера 15. Планки 16 прикреплены к боковым цилиндрам 6 корпуса параллельно одна другой. На центральном цилиндре 5 корпуса 1 приварен кронштейн для крепления грузонесущего кабеля. Кронштейн выполнен в виде двух параллельных планок 17 с дискретно расположенными отверстиями, причем отверстия выполнены с переменным шагом по длине и высоте, например, так, что центры отверстий лежат на двух наклонных параллельных прямых. Это позволяет регулировать в широких пределах положение точки буксировки относительно центра тяжести аппарата. Хвостовое оперение 4 служит для обеспечения требуемой поперечной устойчивости и состоит из несущей трубы 18, вертикального стабилизатора и руля глубины. Несущая труба 18 соединена болтами с центральным цилиндром 5 корпуса 1 так, что является ее продолжением. Для изменения длины хвостового оперения 4 и установки дополнительной исследовательской аппаратуры между цилиндром 5 и несущей трубой 18 можно вставить цилиндр переменной длины переменную вставку. Соединение выполняется жестким, например болтовым. Вертикальный стабилизатор выполнен в виде пластин 19 и 20, приваренных к трубе 18 несимметрично относительно горизонтальной плоскости носителя, причем площади пластин 19 и 20 соотносятся, как 3,5:1. Это обеспечивает лучшую стабилизацию аппарата в вертикальной плоскости. Несимметричный профиль пластин 19 и 20 выбирается из соображений хорошей обтекаемости. Руль глубины состоит из неподвижных пластин 21, имеющих симметричный профиль и приваренных к несущей трубе 18 в горизонтальной плоскости носителя. Пластины 21 снабжены концевыми шайбами 29, на концах которых шарнирно установлен закрылок 23, являющийся продолжением пластин 21. Площади неподвижных пластин 21 и закрылка 23 соотносятся между собой, как 1:2. Закрылок 23 выполняет функцию руля глубины. Он кинематически, например, через тягу 24 и рычаг 25 соединен с рулевым приводом 26, размещенным в несущей трубе 18 хвостового оперения 4. Угол поворота закрылка 23 составляет 40o относительно горизонтальной плоскости носителя. Рулевой привод 26 выполнен в виде электродвигателя с редуктором, соединенного муфтой с винтовым механизмом, который преобразует вращательное движение электродвигателя в поступательное движение штока. Шток соединен тягой 24 с рычагом 25 закрылка 23, что обеспечивает его поворот вокруг горизонтальной оси, и снабжен упорами, взаимодействующими с концевыми выключателями питания электродвигателя. Рулевой механизм снабжен потенциометром, который кинематически при помощи гибкой связи и шкивов соединен с штоком. Электрический сигнал потенциометра пропорционален углу поворота закрылка 23. Цилиндры 5 и 6 корпуса и контейнеры 15 вертикального киля 3 служат для размещения измерительной аппаратуры. Датчики измеряемых параметров размещают на передних и задних герметизирующих крышках 27, установленных на торцах цилиндров 5 и 6 корпуса 1. Грузонесущий кабель при помощи зажима крепится к планкам 17 и через сальниковый ввод, установленный в крышке 28 основания 7, подключается к измерительной аппаратуре. Для облегчения доступа к подключению измерительной аппаратуры в основании 7 выполнены герметичные люки 29. Носитель работает следующим образом. Сначала выполняют предварительную настройку аппарата, которая заключается в том, что устанавливают крылья 2 на необходимый угол атаки и одновременно проверяют их симметрию относительно несущей плоскости корпуса, закрылки 13 крыла 2 устанавливают в положение выше или ниже их осевого положения, закрепляют контейнеры 15 таким образом, что центр тяжести масс перемещается в переднюю часть носителя, закрепляют тросовый зажим в одном из средних отверстий планок 17 кронштейна. На начальном этапе работы крылья 2 устанавливают в положение, соответствующее положительному углу атаки. Контейнеры 15 устанавливают на штатном их креплении, т. е. используются первое и последнее отверстия в параллельных планках 17. Тросовый зажим закрепляют в последнем отверстии нижнего ряда. Закрылки 13 крыла 2 устанавливают на положительный угол атаки, равный 5o. Для вытравливания троса необходимо, чтобы нагрузка в тросе была наименьшей, для этого закрылок 23 нуля глубины устанавливают в верхнее положение, соответствующее его положению на всплытие (10-15o). После спуска носителя за борт начинается вытравливание троса. Вытравливание троса производится на скорости, равной скорости буксировки. Затем проводится методическая буксировка для опробования носителя на устойчивость, определение его управляемости, т.е. работоспособности руля глубины. Проверка его устойчивости производится по значениям углов крена и дифферента, а также по способности к выравниванию этих параметров после подачи команды на заглубление или всплытие. При недостаточной устойчивости необходимо переместить точку буксировки вперед, т.е. закрепить тросовый зажим во второе (и т.д.) отверстие нижнего ряда. После проведения всех этих мероприятий выполняют рабочую буксировку носителя. Рабочая буксировка производится на скорости 8-10 узлов и глубине погружения до 200 м. Буксировка носителя на скорости свыше 10 узлов производится при следующих положениях элементов носителя, повышающих его устойчивость: крылья 2 устанавливают в среднее положение, вспомогательные контейнеры 15 закрепляют в положении, соответствующем скорости буксировки шести узлов. Точку крепления кабель-троса перемещают во второе (и даже в третье) отверстие верхнего ряда планок 17 кронштейна (окончательное ее положение уточняется после методической буксировки). Описанные выше рабочие буксировки соответствуют траектории движения носителя в режиме сканирования. При буксировке носителя на определенной глубине дополнительно для увеличения его продольной устойчивости возможна установка вставки в разном между средним цилиндром 5 корпуса 1 и хвостовым оперением 4. После общей сборки и опробования аппарата на борту судна производят спуск аппарата за борт и вытравливание грузонесущего кабеля, которое выполняется по ходу судна при скорости не менее четырех-шести узлов. Длина вытравленного грузонесущего кабеля может достигать 400-700 м в зависимости от глубины водной акватории на месте проведения экспедиционных работ. По команде оператора из бортовой аппаратуры по грузонесущему кабелю поступает сигнал для изменения положения руля глубины, тем самым задается траектория движения аппарата: буксирование по пилообразной траектории или на заданном горизонте. Информация от измерителей передается по грузонесущему кабелю на борт судна, где производится ее регистрация, необходимая обработка и вывод для оперативного контроля. Контроль за натяжением грузонесущего кабеля производится датчиком натяжения, установленным на борту судна, а получаемая информация выводится на регистрирующую аппаратуру. Во время проведения буксировочных работ производится регистрация параметров, а также параметров положения аппарата в пространстве. После проведения исследовательских работ производится снижение скорости судна до четырех-шести узлов и выбирание грузонесущего кабеля, а затем подъем аппарата на борт судна.
Формула изобретения
1. Подводный буксируемый аппаратурный носитель, содержащий корпус с хвостовым оперением, выполненный в виде центрального и боковых цилиндров, жестко соединенных между собой при помощи основания обтекаемого профиля, на котором установлен кронштейн для крепления грузонесущего кабеля, выполненный в виде двух параллельных планок с отверстиями, при этом на внешней боковой поверхности каждого бокового цилиндра установлена пластина, на которой закреплено крыло стреловидной формы с закрылком, а на нижней поверхности установлен вертикальный киль, причем хвостовое оперение корпуса включает в себя вертикальный несимметричный относительно корпуса стабилизатор и приводной руль глубины, отличающийся тем, что, с целью повышения эффективности работы носителя путем улучшения его управляемости, основание корпуса выполнено в виде герметичного цилиндра, торцы которого выполнены в виде полуосей, на которых установлены упомянутые крылья с возможностью их поворота и фиксации в требуемом положении при помощи узла крепления, а каждый вертикальный киль снабжен герметичным контейнером, установленным с возможностью его перемещения в продольном направлении, при этом хвостовое оперение снабжено трубчатым элементом, на котором установлены упомянутые вертикальный стабилизатор и руль глубины, который выполнен с закрылком, кинематически связанным с приводом, установленным в полости упомянутого трубчатого элемента, который соединен с центральным цилиндром корпуса при помощи разъемного узла крепления, причем каждая из упомянутых планок кронштейна выполнена ступенчатой формы, а отверстия в ней выполнены с переменным шагом вдоль ее верхней кромки. 2. Носитель по п.1, отличающийся тем, что узел крепления крыла на пластине выполнен в виде штырей, установленных в профилированных пазах пластины. 3. Носитель по пп.1 и 2, отличающийся тем, что профилированные пазы в пластине выполнены по обе стороны от полуоси основания соответственно в носовой и хвостовой частях этой пластины. 4. Носитель по п.1, отличающийся тем, что верхняя и нижняя части вертикального стабилизатора выполнены с соотношением их площадей 3,5 1. 5. Носитель по п.1, отличающийся тем, что закрылок и неподвижная часть руля глубины выполнены с соотношением их площадей 2 1. 6. Носитель по п.1, отличающийся тем, что центральные и боковые цилиндры корпуса разделены основанием на изолированные герметичные отсеки. 7. Носитель по пп. 1 и 6, отличающийся тем, что в основании выполнены люки.РИСУНКИ
Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4, Рисунок 5, Рисунок 6MM4A Досрочное прекращение действия патента Российской Федерации на изобретение из-за неуплаты в установленный срок пошлины за поддержание патента в силе
Номер и год публикации бюллетеня: 36-2000
Извещение опубликовано: 27.12.2000
