Устройство для моделирования буксируемой системы

 

Использование: в морской сейсморазведке , в частности при моделировании геоVt метрических и силовых характеристик буксируемой линейной группы сейсмических приборов. Сущность изобретения: устройство для моделирования снабжено имитаторами отрезков кабеля, которые выполнены в виде гибких связей 7, 8. А также имитаторами сил гидродинамического сопротивления в виде грузиков 16, 17, 18 последовательно соединенных между собой гибкими связями. При этом имитаторы отводящих сил выполнены в виде грузиков 19, подвешенных на свободных концах дополнительных гибких связей 9, переброшенных через блок 13, соединенный с ползунами 10 на направляющей 14. 3 ил. ч Зх

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (зця G 01 V 1/38

ГОСУДАРСТВЕН-ЮЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПЯТЕНТ СССР) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4904090/25 (22) 22.01.91 (46) 15.08,93. Бюл. М 30 (72) С,Н.Ирютин, Г.Г.Пиянзов и Э.М.Давидов (56) Л.А.Эпштейн, О моделировании динамики системы трос-тело, движущейся в воздухе. Ученые записки ЦАГИ, т. Х, гЬ 1, 1979, с. 64-67.

Судостроение, М 12, 1972. с,19-20. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ МОДЕЛИРОВАНИЯ

БУКСИРУЕМОЙ СИСТЕМЫ (57) Использование: в морской сейсморазведке, в частности при моделировании гео„„! Ц „„1833823 А1 метрических и силовых характеристик буксируемой линейной группы сейсмических приборов. Сущность изобретения: устройство для моделирования снабжено имитаторами отрезков кабеля, которые выполнены в виде гибких связей 7, 8. А также имитаторами сил гидродинамического сопротивления в виде грузиков 16, 17, 18 последовательно соединенных между собой гибкими связями, При этом имитаторы отводящих сил выполнены в виде грузиков 19, подвешенных на свободных концах дополнительных гибких связей 9, переброшенных через блок 13, соединенный с ползунами 10 на направляющей 14. 3 ил.

1833823

35 закрепленного на корме судна-буксировщи-40

Изобретение относится к морской сейсморазведке, в частности к устройствам для моделирования геометрических и силовых характеристик буксируемой линейной группы сейсмических приборов, включающей в себя хвостовой буй, поплавки с подводными крыльями и буксировочный трос, Целью изобретения является расширение класса решаемых задач морской сейсморазведки за счет определения силовых и геометрических характеристик буксируемой линейной группы сейсмических приборов.

На фиг, 1 показано предлагаемое устройство; на фиг.2 — схема буксируемой линейной группы сейсмических приборов, включающей в себя хвостовой буй, поплавки с подводными крыльями, сейсмические приборы и. буксируемый трос; на фиг,3— металлическая цепочка, подвешенная за оба конца.

Устройство содержит вертикальный щит 1, штырь 2, кольцо 3, металлическую цепочку 4, кольца 5, суровые нити 6, 7. 8 и дополнительные гибкие связи 9, ползуны 10 и 11 с блоками 12 и 13, направляющую 14, грузы 15, 16, 17, 18, 19 и 20. Цепочка 4 одним своим концом "к" подвешена при помощи кольца 3 на штыре 2, а другим концом "а" присоединена к двум нитям 6 и 7, из которых нить 6 переброшена через расположенный на ползуне 10 вертикальной направляющей

14 блок 12 и снабжена грузом 15. В обоснование имитаторов, которыми снабжено предлагаемое устройство, приведем следующие рассуждения.

Буксируемая линейная группа сейсмических приборов(БЛГСП) состоит из буксирного кабель-троса 21, коренным концом "К1" ка, на другом конце А буксирного троса 21 расположен концевой поплавок с отводящим подводным крылом 22, к которому присоединена линейная группа сейсмических приборов 23, соединенных между собой отрезками кабеля 24 (фиг.2), По всей линии присоединены промежуточные поплавки с отводящими подводными крыльями 25, на конце линии присоединен хвостовой буй 26.

При буксировке линии группы сейсмических приборов поплавки с отводящими подводными крыльями 22 и 25 отводят ее по траверзу (под действием сил Т1 и Тэ), при этом действием сил Т1 и Т4, и гидродинамических сопротивлений Р1 и Pz поплавков с крыльями 22 и 25, и хвостового буя 26, линия принимает прямолинейную форму, а буксируемый трос 21 под действием гидродинамических сопротивлений и натяжения

То поплавка с отводящим подводным кры10

55 лом 2k — часть форму катерной кривой

К1ОК2, уравнение которой имеет вид:

Y- — (ch — X-1)

То го

r Т где То — натяжение на конце А буксирного троса 18, r - погонное гидродинамическое сопротивление буксирного троса 16, обтекаемого потоком жидкости со скоростью буксировки ч под углом 90;

Х и Y — координаты буксирного троса 21, принимающего при буксировке со скоростью ч часть К1А формы катерной кривой с началом координаты в точке О (см.фиг,2).

Известно, что металлическая цепочка

27, подвешенная за концы "К1К2", принимает форму цепной линии, уравнение которой имеет вид

y= — (сЬ х-1) т1

) где 11 — горизонтальная составляющая натяжения металлической цепочки 24; у- погонная масса ее; х и у — координаты металлической цепочки 27, принимаемой в поле силы тяжести

g форму цепной линии с началом координат в точке 01 (см.фиг.3), Из рассмотрения уравнения (1) и (2) следует, что: — НатЯжЕНИЕ То СООтВЕтСтВУЕт 11; — погонное гидродинамическое сопротивление r - погонной массе у; — координаты Х и У вЂ” х и у; — форма катерной кривой К1ОКг — форме цепной линии К101К, Отсюда можно сделать вывод, что силовые и геометрические характеристики

БЛГСП могут быть найдены при помощи металлической цепочки, подвешенной соответствующим образом.

Иэ рассмотрения (1) и (2) также следует, что форма буксирного троса 18 будет подобна отрезку металлической цепочки 4, если будут соблюдены силовой и линейный масштабы;

То гп 11 То г г 7 t1l \1 )

"или = — . (3) .X . .У1 — == — = fA {4) х у 1 где.L и 1 — длина буксирного троса 18 и металлической цепочки 4;

m — линейный масштаб.

Очевидно, что имитаторами сил Т1, Tz, Тэ, Т4, Р1 и Рг являются соответствующие им грузы t1, t2, 1э. М, r1, г, а имитаторами отрезков кабеля — соответствующие им гибкие связи (например, в аиде суровых ниток).

Работа с устройством осуществляется в следующей последовательности, 1833823

Предположим, что для БЛНСП известны длины отрезков кабеля Ll, длина L буксирного кабель-троса 18, силы Т1, Тг, Тз, Та и сопротивления r, R> и Вг необходимо найти отвод Х1 линии от курса корабля-букси- 5 ровщика.

Выбирают линейный масштаб m = — и

) линии приборов.

При этом цепочка 4 займет положение, аналогичное положению буксирного кабеля-троса 21. При его буксировке грузы 16, 30

17, 18 и 20 повиснут вертикально и отвод линии приборов от курса будет X> = mx>, а отстояние Yl = my).

Предположим, что рассмотренную группу приборов надо буксировать с отво- 35 дом Хг и отстоянием У1. Очевидно, что зна.чения грузов 15 и 19, и длину цепочки 4 надо уменьшить, и взять их такими, при которых конец "а" цепочки перейдет s точку "в". По полученным значениям t1 и t3 грузов 15 и 19. 40 находим величины отводящих сил T> г

=mt> — и Тз = атз —, при которых линия npuó yy боров будет буксироваться с отводом Хг. В этом случае длину буксирного кабеля-троса 45 у I 1

21 следует взять L = ml, где! -длина цепочки ".Кв", а форма кабель-троса будет определяться пунктирной линией 28.

Предлагаемое устройство наряду с обеспечением определения силовых и reo- 50 метрических, характеристик БЛГСП позволят определять влияние на форму (а значит цепочку длиной I c любым погонным весом у. Определяют веса имитаторов-груза, соответствующих заданным силам, имея в виде силовой масштаб (3), груз 15 — tl =To mr где To= Т1 +Тг т1 груз16-ц = tlctgLА, где LA= arctg

Тг груз 19 — тз = Тз †вЂ, груз I8 — t4 = Т4 †)— fll f П1Г. груз 17 — г1=В1 — —, груз 20 — гг = Вг — —

mГ mГ

Подвешивают грузы на соответствующих суровых нитках 6, 7, 8, 9, при этом нитку

6 и дополнительные гибкие связи 9 располагают путем перемещения по направляющей 14 ползунов 10 и 11 с блоками 12 и 13 горизонтально, т.к. силы Т1 и Тз влево от

25 и на все характеристики) буксирного троса величины скорости буксировщика, изменения его диаметра, размеров сейсмических приборов, поплавков с подводными крыльями и хвостового буя. Это влияние сказывается через изменение силового масштаба, Кроме того, предлагаемое устройство позволяет в классной аудитории демонстрировать положение элементов БЛГСП и влияние на их положение скорости букоировки различных типов поплавков с подводными крыльями, буксирных тросов, сейсмических приборов и хвостовых буев.

Формула изобретения

Устройство для моделирования буксируемой системы, содержащее вертиКальный щит с вертикальной направляющей и ползуном и подвешенную одним концом на штыре щита металлическую цепочку, другой конец которой подсоединен к первой и второй невесомым нитям, при этом первая из них переброшена через расположенный на ползуне вертикальной направляющей блок и снабжена на своем свободном конце грузом. о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью расширения класса решаемых задач морской сейсморазведки за счет определения силовых и геометрических характеристик буксируемой линейной группы сейсмических приборов, устройство дополнительно снабжено имитаторами отрезков кабеля, выполненными в виде гибких связей, имитаторами сил гидродинамического сопротивления концевого поплавка, сейсмических приборов и хвостового буя, выполненными в виде грузиков, последовательно соединенных между собой гибкими связями и присоединенных к свободному концу второй невесомой нити, а также имитаторами отводящих сил и сил гидродинамического сопротивления промежуточных поплавков с .вертикальными подводными крыльями, выполненными в виде грузиков, подвешенных на свободных концах дополнительных гибких связей, переброшенных через расположенные на ползунах вертикальной направляющей дополнительные блоки, при этом второй конец дополнительных гибких связей присоединен между грузиками к соответствующим точкам гибких связей при помощи быстросъемных деталей.

1833823

2f

27

АКОГ У

Составитель С. Ирютин

Редактор В, Трубченко Техред М. Моргентал Корректор С. Пекарь

Заказ 2684. Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035. Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул,Гагарина, 101