Установка для отработки системы стабилизации глубины глубоководного дрейфующего прибора

 

Изобретение относится к области морской техники и может быть использовано для отработки подводных приборов. Установка состоит из штатного глубоководного дрейфующего прибора с бортовой системой управления, измерения и регистрации, в том числе измерения количества балластной воды и глубины дрейфа, герметичной емкости, гидравлических и электрических связей. Между выходной цепью регистрации расхода балластной воды и выходной цепью измерения глубины электрически параллельно установлен компьютер, в программу которого введена система управлений движения. Герметичная емкость гидравлически соединена с патрубками приема и сброса балластной воды и сигнально соединена с выходом компьютера. Достигается сокращение числа дорогостоящих натурных испытаний при опытной отработке сложных глубоководных приборов и повышение качества их подготовки при серийной эксплуатации. 1 ил.

Изобретение относится к области морской техники и может быть использовано для отработки подводных приборов.

Известны подводные объекты и приборы (подводные лодки, морское оружие, приборы для исследования экологии, свойств Мирового океана и т.п.), стабилизация глубины погружения которых обеспечивается регулированием приема или сброса балластной забортной воды.

Для обеспечения необходимой точности поддержания заданного заглубления объекты снабжены сложными системами измерения и управления.

Выбор параметров системы управления этих объектов традиционно проводится математическим моделированием системы в целом, модельными испытаниями, стендовыми отработками и на последнем этапе - натурными испытаниями.

Учитывая большую дороговизну этих испытаний и возможность потери при этом испытываемых образцов, естественно желание разработчиков проводить полномасштабные стендовые испытания с возможно большей имитацией всех условий натурного испытания на полностью собранных и подготовленных "к морю" объектах и приборах.

Одним из известных стендов для исследования работы двигательно-движительной установки морского оружия в натурных условиях является устройство в виде стального каркаса, в котором на пружинных амортизаторах подвешен подводный аппарат, движители которого заменены вращающимися дисками. Устройство позволяет проверить в натурных условиях на различной глубине работу энергетической установки полностью собранного изделия (см. Л. Грейнер. Гидродинамика и энергетика подводных аппаратов. - Л.: Судостроение, 1978, с. 356-363).

Там же приводится описание различных устройств (гидродинамические каналы, подвесная канатная дорога и т.п.). Однако все указанные устройства не обеспечивают полную проверку собранного подводного аппарата, т.е. работу энергосиловой установки, движителей, системы управления на сложной траектории подводного аппарата.

Известны различные подводные приборы, описание устройства которых приведены в литературе (см. Ястребов В.С. и др. Системы и элементы глубоководной техники подводных исследований. - Л.: Судостроение, 1954).

Известен стенд для проверки работоспособности отсеков дрейфующего прибора в целом и отдельных агрегатов в условиях больших противодавлении, имитирующих заглубление прибора на большую глубину. (см. Стенд проверки модуля стабилизации глубины. Руководство по эксплуатации. Черт. 2627.501.000. - С. -П.: ЦНИИ Гидроприбор, 1998).

Стенд состоит из штатных отсеков прибора с бортовыми системами управления, измерения и регистрации, трубопроводов, подключенных к отдельным герметичным емкостям с водой, давление в которых, имитирующее движение по глубине, регулируется вручную от источника воздуха высокого давления.

Указанный стенд принят авторами за прототип изобретения.

Основным методом проверки работоспособности указанных подводных аппаратов, включая прототип изобретения, является раздельная проверка системы управления и работы насосов в стендовых условиях и в дальнейшем проведение натурных испытаний.

Это оправдано при отработках простых дрейфующих приборов, стоимость изготовления которых невелика и можно допустить возможность их потери или поломки.

Целью предлагаемого изобретения является сокращение числа дорогостоящих натурных испытаний при опытной отработке сложных глубоководных приборов и повышения качества их подготовки при серийной эксплуатации.

Указанная цель обеспечивается тем, что предлагаемая установка позволяет при стендовой отработке систем практически полностью имитировать движение прибора по глубине. Для этого в штатной ГДП с бортовой системой управления, измерения и регистрации, в том числе измерения количества балластной воды и глубины дрейфа, герметичной емкости, гидравлических и электрических связей между выходной цепью регистрации расхода балластной воды и выходной цепью измерения глубины, электрически параллельно установлен компьютер, в программу которого введена система уравнений движения, а герметичная емкость гидравлически соединена с патрубками приема и сброса балластной воды и сигнально соединена с выходом компьютера.

Схематически предлагаемая установка изображена на чертеже. Глубоководный дрейфующий прибор 1 с системами управления 2, емкостью для балластной воды 3 и системой измерения количества балластной воды 4, сигнал которой подается на вход компьютера 5. Выход из компьютера - сигнал, пропорциональный изменению глубины, подается в линию измерения глубины 6. Входной и выходные патрубки приема и сброса балласта 7 подсоединены к герметичной емкости 8, давление в которой поддерживают пропорционально изменению глубины.

Установка работает следующим образом (на примере конкретного ГДП, разрабатываемого по тематике предприятия): после запуска прибора на вход компьютера, в программе которого набраны уравнения, описывающие движение прибора в море, подаются дискретные сигналы, пропорциональные количеству балластной забортной воды и определяющие величину переутяжеления прибора в уравнениях движения. Решение компьютером уравнений в виде изменяющейся по времени глубины через цифроаналоговый преобразователь подается в электрическую цепь датчиков давления и далее в систему управления, которая в соответствии с заложенным алгоритмом управления вырабатывает дискретные команды на закачку или откачку балластной воды. Эти команды подаются на исполнительные устройства и параллельно на компьютер, замыкая цепь ГДП - компьютер.

Для полной имитации условий работы к патрубкам системы приема-выброса балласта трубопроводами подключена герметичная емкость, давление в которой изменяется также пропорционально глубине.

По предлагаемому изобретению выполнены следующие работы: разработаны и изготовлены электрические связи прибора с компьютером, включающие цифроаналоговые преобразователи, смонтирована электрическая схема с выводом на экран дисплея параметров траектории движения изделия, изготовлены элементы и смонтирована гидравлическая система с герметичной емкостью.

Проведенные стендовые испытания подтвердили работоспособность предлагаемой установки и широкие возможности ее использования.

Формула изобретения

Установка для отработки системы стабилизации глубины глубоководного дрейфующего прибора, состоящая из штатного глубоководного дрейфующего прибора с бортовой системой измерения, в том числе измерения количества балластной воды и глубины дрейфа прибора, и бортовой системы управления, дополнительной герметичной емкости, гидравлических и электрических связей, отличающаяся тем, что между выходной цепью регистрации расхода балластной воды и выходной цепью измерения глубины электрически параллельно установлен компьютер, в программу которого введена система уравнений движения, а герметичная емкость гидравлически соединена с патрубками приема и выброса балластной забортной воды и сигнально соединена с выходом компьютера.

РИСУНКИ

Рисунок 1