Устройство для передачи энергии автономному подводному аппарату


 


Владельцы патента RU 2554910:

Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт автоматики и процессов управления Дальневосточного отделения Российской академии наук (ИАПУ ДВО РАН) (RU)

Устройство для передачи энергии автономному подводному аппарату содержит источник энергии на борту судна-носителя, кабель-трос, герметичный светодиодный излучатель высокой интенсивности, герметичную светоприемную панель. Излучатель на кабель-тросе опускают под воду и вводят в контакт со светоприемной панелью. Излучатель и светоприемная панель расположены навстречу друг к другу своими прозрачными слоями. Светоприемная панель преобразует свет в электрическую энергию, накапливаемую в аккумуляторных батареях автономного подводного аппарата. Обеспечивается надежная и экономичная передача энергии на борт подводного аппарата. 1 ил.

 

Изобретение относится к технике освоения океана. Оно позволяет обеспечить более надежную, быструю и экономичную передачу энергии на борт автономного подводного аппарата (АПА) от централизованного источника.

Известен герметичный разъем, состоящий из двух частей, вилки и розетки, с контактными элементами, розетка снабжена герметизирующей втулкой, установленной подвижно в ее полости так, что между ее внутренней торцевой поверхностью и внутренней торцевой поверхностью розетки образован зазор, форма поперечного сечения герметизирующей втулки выполнена одинаково с формой поперечного сечения вилки, герметизирующая втулка выполнена в виде цилиндра, внешняя поверхность которого взаимодействует с внутренней полостью розетки, а внутренняя - с внешней поверхностью вилки, при этом втулка установлена с возможностью перемещения навстречу перемещению вилки так, что объемы выдвинутой части втулки и выдвинутой части вилки равны (А.с. СССР №1453488, кл. H01R 13/52, 1989).

Недостатком этого устройства является малая надежность его работы в морской соленой среде, когда все поверхности быстро покрываются солями и наростами, препятствующими свободному перемещению трущихся частей, обеспечивающих герметизацию токопроводящих контактов. Кроме того, при использовании указанного устройства требуется обеспечивать очень точное соосное перемещение токопроводящих контактов навстречу друг другу, что очень сложно реализуемо в реальных условиях эксплуатации подводной техники при наличии переменных и неизвестных морских течений.

Известно также устройство для передачи энергии и сигналов к подводному аппарату, содержащее кабель-трос и автоматические электрические разъемы, которые выполнены в виде герметичных половин трансформатора, установленных на упругих элементах, причем половина с первичной обмоткой установлена на кабель тросе, а половина с вторичной обмоткой - на подводном аппарате, эти половины трансформаторов установлены с возможностью скольжения в направляющих, которые снабжены упорами-ограничителями хода (А.с. СССР №1390962, кл. B63B 21/66, 1996). Описанное устройство по своей технической сущности является наиболее близким к заявляемому техническому решению и принято за прототип.

Недостатком известного технического решения является то, что оно не обеспечивает качественную и надежную передачу энергии от централизованного источника на борт АПА, поскольку при неизбежном наличии зазора между двумя разъединенными половинами трансформатора наблюдаются большие потери. Кроме того, при работе в морской соленой среде все поверхности быстро покрываются солями и наростами, что препятствует свободному скольжению половин трансформатора в направляющих и приводит к перекосам этих половин. Последнее еще больше увеличивает зазор между этими половинами, а в результате приводит к большим потерям при передаче энергии на борт АПА.

Задачей заявляемого технического решения является устранение указанного выше недостатка, а именно обеспечение более надежной и качественной передачи энергии от централизованного источника на борт АПА.

Технический результат, который может быть получен при реализации заявляемого решения, выражается в быстрой и надежной передаче этой энергии от централизованного источника на борт АПА с помощью светодиодов-источников и полупроводниковых панелей-приемников, не требующих обеспечения их точного совмещения в пространстве.

Поставленная задача решается тем, что в устройстве для передачи энергии автономному подводному аппарату, содержащему кабель-трос, соединяющий источник энергии, находящийся на борту судна-носителя, с герметичным излучателем, опускаемым под воду, излучатель является герметичным светодиодным излучателем высокой интенсивности, который под водой через его прозрачный слой и прозрачный слой герметичной светоприемной панели, обращенные навстречу друг к другу, входит в контакт с этой панелью, расположенной на борту автономного подводного аппарата и преобразующей свет в электрическую энергию, накапливаемую в аккумуляторных батареях этого аппарата.

Сопоставительный анализ заявляемого технического решения с его аналогом и прототипом свидетельствует о его соответствии критерию «новизна».

Заявленная совокупность признаков, приведенная в отличительной части формулы изобретения, позволяет более надежно, быстро и с наименьшими потерями обеспечить передачу энергии от централизованного источника на борт АПА с помощью светового потока.

Сущность заявляемого технического решения поясняется чертежом, где на чертеже представлена функциональная схема устройства для передачи энергии АПА.

Устройство для передачи энергии автономному подводному аппарату (на рисунке не показан) содержит кабель-трос 1, соединяющий источник 2 энергии, находящийся на борту судна-носителя 3, с герметичным излучателем 4, опускаемым под воду. Причем, излучатель 4 является герметичным светодиодным излучателем высокой интенсивности, который под водой через его прозрачный слой 5 и прозрачный слой 6 герметичной светоприемной панели 7, обращенные навстречу друг к другу, может входить в контакт с этой панелью, расположенной на борту автономного подводного аппарата и преобразующей свет в электрическую энергию, накапливаемую в аккумуляторных батареях 8 этого аппарата.

Заявляемое устройство работает следующим образом.

По кабель-тросу 1 энергия передается от источника 2 энергии, расположенного на борту судна-носителя 3, герметичному светодиодному излучателю 4, опускаемому под воду. Подводный аппарат, оснащенный соответствующей бортовой системой управления, после разрядки его аккумуляторной батареи до определенного уровня может подходить вплотную к этому излучателю 4 и бесконтактным способом получать от источника 2 энергию, которая поступает к нему через светоприемную панель 7 и накапливается в аккумуляторных батареях 8. Причем излучатель 4 имеет прозрачный слой 5, который под водой может контактировать (плотно соприкасаться) с прозрачным слоем 6 также герметичной светоприемной панели 7, которая под воздействием светового потока, поступающего от излучателя 4, преобразует его в электрическую энергию, передаваемую к аккумуляторным батареям.

После подзарядки по сигналу бортовой системы управления подводный аппарат отходит от кабель-троса 1 с его светодиодным излучателем 4 и продолжает выполнение заданной миссии.

Таким образом, предложенное устройство позволяет осуществить быструю, надежную и экономичную передачу энергии на борт ПА. При этом контакт электрического канала с водной средой полностью исключатся.

Устройство для передачи энергии автономному подводному аппарату, содержащее кабель-трос, соединяющий источник энергии, находящийся на борту судна-носителя с герметичным излучателем, опускаемым под воду, отличающееся тем, что, излучатель является герметичным светодиодным излучателем высокой интенсивности, который под водой через его прозрачный слой и прозрачный слой герметичной светоприемной панели, обращенные навстречу друг к другу, может входить в контакт с этой панелью, расположенной на борту автономного подводного аппарата и преобразующей свет в электрическую энергию, накапливаемую в аккумуляторных батареях этого аппарата.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к электротехнической промышленности и может быть использовано при проектировании автономных систем электропитания искусственных спутников Земли (ИСЗ). Технический результат - повышение удельных энергетических характеристик и надежности автономной системы электропитания ИСЗ. Предлагается способ питания нагрузки постоянным током в автономной системе электропитания искусственного спутника Земли от солнечной батареи и комплекта из вторичных источников электроэнергии - аккумуляторных батарей, содержащих Nакк аккумуляторов, соединенных последовательно, заключающийся в стабилизации напряжения на нагрузке, проведении заряда и разряда аккумуляторных батарей через индивидуальные зарядные и разрядные преобразователи, при этом разрядные преобразователи выполнены без вольтодобавочных узлов, для чего число аккумуляторов Nакк в каждой аккумуляторной батарее выбирают из соотношения: Nакк≥(Uн+1)/Uакк.мин, где Nакк - число аккумуляторов в последовательной цепи каждой аккумуляторной батареи; Uн - напряжение на выходе автономной системы электропитания, В; Uакк.мин - минимальное разрядное напряжение одного аккумулятора, В, зарядные преобразователи выполнены без вольтодобавочных узлов, для чего напряжение в рабочей точке солнечной батареи выбирают из соотношения:Uрт>Uакк.макс·Nакк+1, где Uрт - напряжение в рабочей точке солнечной батареи в конце гарантированного ресурса ее работы, В; Uакк.макс - максимальное зарядное напряжение одного аккумулятора, В, при этом рассчитанное число аккумуляторов Nакк дополнительно увеличивают исходя из соотношения: Nакк≥(Uн+1)/Uакк.мин+Nотказ, где Nотказ - число допустимого отказа аккумуляторов, а стабилизацию напряжения на нагрузке и заряд аккумуляторных батарей проводят с использованием экстремального регулирования напряжения солнечной батареи.

Изобретение относится к электротехнической промышленности и может быть использовано при создании автономных систем электропитания преимущественно связных космических аппаратов (КА).

Электросамолет содержит фюзеляж, крылья, двигатели, оперение и шасси. На фюзеляже и крыльях установлены солнечные батареи, соединенные с аккумуляторами и двигателями.

Изобретение относится к области электротехники. Технический результат заключается в расширении эксплуатационных возможностей системы, увеличении его нагрузочной мощности и обеспечении максимальной бесперебойности работы при поддержании оптимальных параметров работы аккумуляторной батареи при питании потребителей постоянным током.

Изобретение относится к области электротехники. Описаны системы и способы использования различных типов аккумуляторов для выборочного аккумулирования и отдачи энергии.

Изобретение относится к области солнечной энергетики, в частности к непрерывно следящим за Солнцем солнечным установкам как с концентраторами солнечного излучения, так и с плоскими кремниевыми модулями, предназначенным для питания потребителей, например, в районах ненадежного и децентрализованного электроснабжения.

Изобретение относится к электротехнической промышленности и может быть использовано при проектировании автономных систем электропитания искусственных спутников Земли (ИСЗ).

Изобретение относится к электротехнике, а именно к преобразовательной технике и может быть использовано для электропитания удаленных от электрических сетей объектов, например автономных метеостанций, строительных объектов, электроинструментов служб спасения и пр.

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано при проектировании и создании автономных энергетических установок, предназначенных для питания потребителей от фотоэлектрических солнечных батарей, эксплуатируемых длительное время при существенно изменяющихся условиях эксплуатации.

Устройство разъемного герметичного электрического соединителя по типу «мокрый контакт» предназначено для электрического соединения кабельной линии в проводящей среде.

Изобретение относится к электрическим контактным муфтам для колейных транспортных средств, в частности для железнодорожных транспортных средств. Контактная муфта содержит корпус (1), защитную откидную крышку (4), уплотнительную прокладку (3).

Изобретение относится к электротехнике, а именно к устройствам, применяемым при геофизических исследованиях скважин, и для контроля параметров в работающих скважинах, и предназначается для электрического и механического соединения геофизического кабеля со скважинными приборами.

Изобретение относится к высоковольтному устройству ввода высокого давления для подводного, надводного и наземного применения. .

Изобретение относится к электротехнике и к вакуумной технике. .

Изобретение относится к соединительным узлам для соединения силового электрического кабеля (1) к подводному морскому трубопроводу (8) и/или отсоединения его от него, в частности для прямого электрического нагрева.

Изобретение относится к электрическим соединительным устройствам, в частности к клеммным коробкам или коммутационным блокам. .

Изобретение относится к области геофизики и может быть использовано при проведении морских сейсморазведочных работ. Заявлена система сейсмоприемной косы и связанные способы оценки формы управляемой в поперечном направлении сейсмоприемной косы.
Наверх