Подводный планер-глайдер

Изобретение относится к судостроению, а именно к автономным необитаемым подводным самоходным аппаратам (планерам-глайдерам) для исследования водных акваторий. Подводный планер-глайдер включает в себя систему управления плавучестью, состоящую из балластных цистерн, распределительных электромагнитных клапанов, гидронасосов рабочей жидкости, размещенных в прочном корпусе подводного планера-глайдера, эластомерных емкостей, размещенных в проницаемой части подводного планера-глайдера. Система управления плавучестью разделена на два независимо работающих исполнительных тракта, расположенных симметрично относительно диаметральной плоскости подводного планера-глайдера. Эластомерные емкости выполнены с изменяемым объемом для осуществления смещения точки приложения равнодействующей силы избыточной плавучести относительно диаметральной плоскости, с возможностью накренения и, соответственно, маневрирования подводного планера-глайдера по курсу. Достигается повышение надежности и живучести планера-глайдера. 1 ил.

 

Изобретение относится к судостроению, конкретно к автономным необитаемым подводным самоходным аппаратам (планерам-глайдерам) и может быть использовано для исследования водных акваторий.

Известен подводный планер, состоящий из корпуса, крыла из двух шарнирно прикрепленных к корпусу консолей, киля и системы изменения углов атаки консолей (пат. RU №2490164, опубл. 20.08.2013, МПК: B63G 8/00). Консоли установлены на оси вращения, проходящей за центром давления крыла с возможностью саморегуляции угла атаки крыла в зависимости от скорости и направления набегающего потока без использования дополнительных энергоресурсов.

Недостатки данного подводного планера связаны с трудностями в реализации механизма отклонения консолей на значительных глубинах из-за высокого забортного давления, что снижает его надежность и живучесть.

Известно погружное транспортное средство, разработанное в США (US 2009241826 A1, 01.10.2009). Погружное транспортное средство оборудовано системой управления движением каждой из консолей крыла, обеспечивающей движение консолей крыла вверх, когда транспортное средство опускается вниз и вниз, когда транспортное средство идет вверх. Такое устройство подводного транспортного средства за счет V образности крыла приводит к увеличению его поперечной устойчивости и дает возможность управления курсом за счет удержания электромагнитом или другим устройством одной из консолей в противоположном положении.

Недостатки данного погружного транспортного средства связаны с дополнительными затратами энергии для перемещения консолей крыла, а также достаточно сложным механизмом перемещения консолей крыла, что снижает его надежность и живучесть.

Известен подводный планер-глайдер Slocum, разработанный американской корпорацией Teledyne, принимаемый за прототип (см. Лопота А.В., Николаев А.Б. Морские робототехнические комплексы военного и специального назначения / А.В. Лопота. - СПб.: Издательство ЦНИИ РТК, 2016, стр. 16-17). Перемещение планера-глайдера в водной среде по глубине осуществляется за счет изменения остаточной плавучести. Для этого вместо силовой установки с гребным винтом планер-глайдер оснащают системой автоматического управления плавучестью (САУП), которая формирует управляющие воздействия в виде изменения величины и знака остаточной плавучести глайдера. Исполнительный тракт САУП состоит из балластной цистерны, размещенной в прочном корпусе глайдера, и эластомерной емкости в проницаемой части, распределительных электромагнитных клапанов, гидронасоса рабочей жидкости (обычно минеральное масло). При постоянном массовом водоизмещении объемное водоизмещение аппарата может управляемо меняться при откачке рабочей жидкости из балластной цистерны в эластичную емкость или, наоборот, подаче жидкости из емкости в цистерну, приводя к изменению плавучести. Так как исполнительный тракт САУП является основным потребителем энергии от бортового источника, автономность глайдера в значительной степени зависит как от принятого алгоритма работы САУП, так и от типа исполнительного тракта. При спуске на воду планер-глайдер Slocum постепенно погружается по пологой наклонной траектории со средней скоростью 0,8 узла. Затем он всплывает по восходящей к поверхности траектории и далее цикл повторяется. Управление курсом планера-глайдера осуществляют за счет отклонения кормового вертикального руля за стабилизатором.

Недостатки данного устройства управления планером-глайдером по курсу связаны с трудностями в реализации механизма отклонения кормового вертикального руля на значительных глубинах из-за высокого забортного давления, что снижает его надежность и живучесть.

Задачей изобретения является разработка нового устройства маневрирования подводного планера-глайдера по курсу без перекладок вертикального руля, которое позволяет устранить недостатки прототипа и защитить исполнительные механизмы и конструкции от агрессивного воздействия морской воды и, тем самым, повышает надежность и живучесть подводного планера-глайдера.

Технический результат изобретения заключается в отсутствии необходимости перекладок вертикального кормового руля при маневрировании планера-глайдера по курсу, что устраняет возможные протечки в исполнительных механизмах перекладки кормового вертикального руля и позволяет полностью отказаться от его использования, защищает конструкции от агрессивного воздействия морской воды и повышает его надежность и живучесть.

Сущность изобретения заключается в том, что подводный планер-глайдер, включает систему управления плавучестью, состоящую из балластных цистерн, распределительных электромагнитных клапанов, гидронасосов рабочей жидкости, размещенных в прочном корпусе подводного планера-глайдера, эластомерных емкостей, размещенных в проницаемой части подводного планера-глайдера. Система управления плавучестью разделена на два независимо работающих исполнительных тракта, расположенных симметрично относительно диаметральной плоскости подводного планера-глайдера, а эластомерные емкости выполнены с изменяемым объемом для осуществления смещения точки приложения равнодействующей силы избыточной плавучести относительно диаметральной плоскости, с возможностью накренения и, соответственно, маневрирования подводного планера-глайдера по курсу.

Сущность изобретения поясняется чертежом, где

на фиг. 1 показана схема, отражающая работу двух исполнительных трактов системы управления плавучестью.

Подводный планер-глайдер состоит их прочного корпуса 1, проницаемой части 2 и системы управления плавучестью 3-10, которая разделена на два независимо работающих исполнительных тракта 3, 5, 7, 9 и 4, 6, 8, 10, расположенных симметрично относительно диаметральной плоскости подводного планера-глайдера. Исполнительные тракты системы управления плавучестью состоят из балластных цистерн 3 и 4, гидронасосов рабочей жидкости (обычно минеральное масло) 5, 6, распределительных электромагнитных клапанов 7, 8, размещенных в прочном корпусе 1, а также эластомерных емкостей 9, 10, размещенных в проницаемой части 2.

Эластомерные емкости 9, 10 выполнены с изменяемым объемом для осуществления смещения точки приложения равнодействующей силы избыточной плавучести относительно диаметральной плоскости, с возможностью накренения и, соответственно, маневрирования подводного планера-глайдера по курсу.

Устройство для маневрирования подводного планера-глайдера по курсу работает следующим образом. Задают независимую работу трактов системы управления плавучестью, что приводит к различному объему эластомерных емкостей 9 и 10 в проницаемой части 2. Это, в свою очередь, смещает точку приложения равнодействующей силы избыточной плавучести относительно диаметральной плоскости, что приводит к накренению и, соответственно, маневрированию глайдера по курсу.

Отсутствует необходимость перекладок кормового вертикального руля при маневрировании глайдера по курсу, что устраняет возможные протечки в исполнительных механизмах перекладки кормового вертикального руля и позволяет полностью отказаться от его использования, защищает конструкции от агрессивного воздействия морской воды и, тем самым, повышает надежность и живучесть подводного планера-глайдера.

Подводный планер-глайдер, включающий систему управления плавучестью, состоящую из балластных цистерн, распределительных электромагнитных клапанов, гидронасосов рабочей жидкости, размещенных в прочном корпусе подводного планера-глайдера, эластомерных емкостей, размещенных в проницаемой части подводного планера-глайдера, отличающийся тем, что система управления плавучестью разделена на два независимо работающих исполнительных тракта, расположенных симметрично относительно диаметральной плоскости подводного планера-глайдера, а эластомерные емкости выполнены с изменяемым объемом для осуществления смещения точки приложения равнодействующей силы избыточной плавучести относительно диаметральной плоскости, с возможностью накренения и, соответственно, маневрирования подводного планера-глайдера по курсу.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к области подводной морской техники, в частности к автономным необитаемым подводным аппаратам (АНПА), и может быть применено в разного рода подводных исследованиях.

Изобретение относится к области судостроения и касается вопросов создания средств для осуществления транспортировки, установки, снятия грузов под водой, а также для осмотра, технического обслуживания, ремонта подводных сооружений.

Изобретение относится к области водолазной техники, а конкретно подводным транспортным средствам проницаемого («мокрого») типа для доставки экипажа в легководолазном снаряжении и полезного груза в район проведения водолазных работ.

Изобретение относится к области устройств для локализации источника звука. Подводный планер содержит крылья, рули, двигатели, аккумуляторную батарею, систему управления.

Изобретение относится к гидроакустике, в частности к устройствам пеленга подводных источников шума. Автономный необитаемый подводный аппарат для измерения дифференциальных характеристик векторного звукового поля содержит носовой и кормовой звукопрозрачные обтекатели, носовой и кормовой комбинированные акустические приемники с системой подвеса, носовую и кормовую секции системы регулирования плавучести, левый и правый маршевый движитель, систему бортового управления и навигации с аккумуляторной батареей и набором датчиков, систему изменения остойчивости, герметичный контейнер, блок обработки данных комбинированных акустических приемников.

Изобретение относится к области судостроения, в частности к подводным судам, способным разрушать сплошной ледяной покров при их всплытии. Предложен способ разрушения ледяного покрова подводным судном посредством его прикрепления ко льду при помощи якоря и троса с последующим заполнением балластных цистерн забортной водой, при этом на лед в месте прикрепления судна герметично устанавливают купол, под который периодически с частотой, равной частоте резонансных изгибно-гравитационных волн, возбуждаемых в ледяном покрове динамическими нагрузками, подают воздух под давлением, измеренным в миллиметрах водяного столба, больше суммы толщин ледяного и снежного покровов в месте установки купола.

Изобретение относится к подводным техническим средствам для исследования и освоения мирового океана, а именно к автономным необитаемым подводным аппаратам (ПА). ПА содержит несущую конструкцию в виде последовательно и жестко соединенных между собой в направлении продольной оси ПА с возможностью разъема и с возможностью различной ориентации относительно друг друга каркасов коробчатой формы; прочные корпуса, установленные внутри каркасов; разъемные блоки плавучести, установленные внутри каркасов; и неразъемные блоки плавучести, установленные снаружи каркасов и формирующие совместно с обтекателями внешние обводы ПА.

Изобретение относится к области судостроения и касается выполнения подводных работ. Задание по проверке, контролю, обслуживанию и строительству выполняют на подводной конструкции посредством использования подводного транспортного средства для переноса погружного блока (24) к подводной конструкции.

Изобретение относится к прогулочным лодкам, а именно к их хранению или швартовке. Система удержания лодок при их нахождении на плаву в водоеме после спуска и/или перед их подъемом из воды содержит плавучее устройство, содержащее центральный плавучий элемент и вспомогательные элементы, и первую систему перемещения.

Изобретение относится к области морской техники и предназначено для освещения подводной обстановки. Предлагается способ освещения подводной обстановки, при котором производят поиск подводных объектов автономным необитаемым подводным аппаратом (НПА), оснащенным системой обнаружения цели при его движении по заданному маршруту.

Изобретение относится к области судостроения и касается выполнения подводных работ. Задание по проверке, контролю, обслуживанию и строительству выполняют на подводной конструкции посредством использования подводного транспортного средства для переноса погружного блока (24) к подводной конструкции.

Изобретение относится к способам позиционирования любого подводного оборудования, предназначенного для поиска и диагностики подводных объектов, а также для проведения монтажных работ.

Изобретение относится к области морской техники и предназначено для освещения подводной обстановки. Предлагается способ освещения подводной обстановки, при котором производят поиск подводных объектов автономным необитаемым подводным аппаратом (НПА), оснащенным системой обнаружения цели при его движении по заданному маршруту.

Изобретение относится к области морской техники и может быть использовано для поиска морских объектов. Предложен поисковый подводный аппарат, несущий в качестве полезной нагрузки буи, оборудованные телескопическим поплавком с устройством для плавления льда и выдвижной антенной, оснащенный бортовой системой управления, связи и навигации, источником энергии, двигателем, движителем, приводами рулевых машинок и наружным оперением с рулями, имеющий устройство отделения буев и приемоизлучающее устройство для определения толщины льда.

Изобретение относится к устройствам для поисковых и спасательных мероприятий в водных акваториях. Предложена личная подводная спасательная и навигационная система, работающая в том числе и на стандартной частоте SOS (37.5 кГц), содержащая маяк - «пингер», корпус которого является пьезокерамическим цилиндрическим излучателем гидроакустических сигналов, выполнен с крышками и герметизирован покрытием из звукопрозрачного полиуретана, а также пеленгатор гидроакустических сигналов, который снабжен съемным компасом и защитным экраном гидроакустической антенны и содержит герметичный цилиндрический аппаратурный модуль, с ним механически соединена протяженная линейная гидроакустическая антенна из совокупности двух комплектов пьезоэлектрических элементов с активной поверхностью, перпендикулярной оси аппаратурного модуля, способных геометрически образовывать единый протяженный многоэлементный преобразователь, способна к разделению на две части, независимые друг от друга, с возможностью поворота в горизонтальной и вертикальной плоскости, на тыльной стороне обеих частей акустической антенны закреплена полоса из «акустически мягкого» пористого материала, в аппаратурном модуле герметично установлен многоэлементный двухполосный светодиодный индикатор.
Изобретение относится к способам регистрации координат движущихся объектов и может быть использовано для обнаружения объектов под водой. Для регистрации подводного объекта на дне устанавливают устройство, содержащее управляющий модуль и сети с маркером.
Изобретение относится к области производства подводных работ для зондирования морского дна, прокладки трасс трубопроводов с привязкой к географическим координатам, обнаружения заиленных объектов.
Изобретение относится к телеуправляемым подводным робототехническим системам и может быть использовано при высокоточном обследовании, фотовидеосъемке и профилировании подводных протяженных поверхностей.

Изобретение относится к способам наблюдения за подводной средой и поиска подводных объектов. Для освещения подводной обстановки осуществляют поиск подводных объектов автономным необитаемым подводным аппаратом.

Использование: изобретение относится к области гидроакустической техники и может быть использовано при поиске и распознавании подводных объектов в условиях ограниченной оптической видимости на основе формирования их акустического изображения.

Изобретение относится к области судостроения, в частности к подводным судам, разрушающим ледяной покров. Предложено устройство для разрушения ледяного покрова, состоящее из подводного судна, снабженного якорем, диаметр раскрытия лап которого должен быть больше длины рубки, обеспечивающим при помощи троса прикрепление судна ко льду, и балластными цистернами, заполнение которых забортной водой обеспечивает возникновение отрицательной силы плавучести, достаточной для разрушения ледяного покрова заданной толщины. Точка крепления троса к подводному судну должна совпадать с центром величины объемного водоизмещения судна. Под ледяным покровом на якорном тросе на расстоянии друг от друга, равном половине длины волны статического прогиба льда, установлены катод и анод, на которые подается напряжение от источника постоянного электрического тока. Технический результат заключается в увеличении толщины разрушаемого ледяного покрова. 1 ил.

Изобретение относится к судостроению, а именно к автономным необитаемым подводным самоходным аппаратам для исследования водных акваторий. Подводный планер-глайдер включает в себя систему управления плавучестью, состоящую из балластных цистерн, распределительных электромагнитных клапанов, гидронасосов рабочей жидкости, размещенных в прочном корпусе подводного планера-глайдера, эластомерных емкостей, размещенных в проницаемой части подводного планера-глайдера. Система управления плавучестью разделена на два независимо работающих исполнительных тракта, расположенных симметрично относительно диаметральной плоскости подводного планера-глайдера. Эластомерные емкости выполнены с изменяемым объемом для осуществления смещения точки приложения равнодействующей силы избыточной плавучести относительно диаметральной плоскости, с возможностью накренения и, соответственно, маневрирования подводного планера-глайдера по курсу. Достигается повышение надежности и живучести планера-глайдера. 1 ил.

Наверх