Буй для сбора данных

 

ОП ИСАН И Е

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (щ 586033

Союз Советских

Социалистических

Реслублии (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 24.12.75 (21) 2304123/18-10 с присоединением заявки № (23) Приоритет (43) Опубликовано 30.12.77. Бюллетень № 48 (45) Дата опубликования описания 02.03.78 (51) М. Кл. В 63В 21/52 тосудврствениый комитет

Сове>а Министров ло делам изооретений и открытий (53) УДК 629.129.23 (088.8) (72) Авторы изобретения

А. М. Мальцев, И. Ф. Лебеда, В. И. Герасимов, В. А. Емельянов, Э. В. Шевченко, В. А. Бевзенко, ж. М. Пьянов и Г. Н. Стеценко (71) Заявитель (54) БУЙ ДЛЯ СБОРА ДАННЪ|Х

Изобретение относится к области приборостроения, а именно к конструированию радиогидрометеорологических станций, буев и других подобных устройств, используемых для работы в океанах, морях и озерах,| и предназначается для сбора и передачи по радиолинии гидрометеорологической и другой информации.

Известен буй для сбора гидрометеорологической информации, который имеет форму, среднюю между столбообразным и дисковым буями. Для уменьшения качки при волнении верхняя надводная часть буя выполнена в виде воронки, а нижняя снабжена перфорированным цилиндрическим гасителем.

Обеспечить минимальные перемещения относительно поверхности воды этого буя возможно только увеличением площади сечения в районе ватерлинии и сопротивления вертикальному перемещению, но это влечет за собой увеличение габаритов буя и необходимость применения специальных кораблей для его постановки в море, Кроме того, буй имеет достаточно большую расширяющуюся к верху надводную часть, которая под действием силы ветровой нагрузки отклоняет буй от вертикали, особенно при разнонаправленных потоках воды и воздуха у поверхности моря.

Известен также буй THn3 вехи Фруда, выполненный в виде вертикальной тумбы-мачты с жестко закрепленными к ней ниже ватерлинии наклонными трубами-поплавками, жестко соединенными между собой в нижней своей части горизонтальными трубами. Он

5 имеет малое по сравнению со своими размерами сечение в районе ватерлинии, достаточно большую подводную часть с малым сопротивлением вертикальному перемещению и поэтому не обеспечивает достаточной стабилизации

10 по вертикали относительно поверхности воды.

Наиболее близким к изобретению является автоматический буй для сбора океанографических и метеорологических данных, содержащий вертикальную тумбу-мачту с приварен15 ными к нижней ее части тремя наклонными опорами-поплавками, к которым на глубине

6 м присоединен корпус (цистерна), выполненный в форме диска диаметром 6,5 м. Корпус имеет отверстия для свободного прохода мор20 ской воды. Вода в корпусе стабилизирует положение буя при волнении. Верхняя часть тумбы переходит в платформу, которая используется для размещения приборов, а также для технического обслуживания.

25 Буй имеет малую площадь сечения в районе ватерлинии по сравнению с площадью сечения в районе корпуса, расположенного на глубине, где волновое движение частиц воды значительно меньше, чем в районе ватерлинии

30 или отсутствует совсем. Такое сочетание площадей и их взаиморасположение вызывает натаянные изменения ватерлинии буя от действия волнения. Кроме того, буй имеет большую надводную часть, что приводит к наклонам его при ветровых нагрузках и особенно при разнонаправленных потоках воды и воздуха. Большие размеры буя и отсутствие устройств складывания в транспортное положение ограничивает его использование в случаях доставки к месту эксплуатации средствами, ограничивающими габариты буя.

Цель изобретения — снижение амплитуды боковой качки и вертикальных перемещений при обеспечении автоматического раскрыва поплавков при качке, а также уменьшение транспортных габаритов буя.

Это достигается тем, что на корпусе предлагаемого буя смонтирована камера с защитным колпаком, блокированным с помощью замков, внутри которой расположены плоский груз, имеющий возможность свободно перемещаться вдоль оси буя, и опускаемые на глубину приборы, опирающиеся на защитный колпак. Колпак соединен гибкими связями с жесткими рычагами с шарнирами ограниченной подвижности относительно поплавков, размещенных в нишах, образованных вдаль образующей мачты расширенными книзу ребрами, соединенными между собой упругими перемычками. Поплавки прикреплены к мачте выше ватерлинии при помощи шарниров, а к корпусу — посредством гибких связей, ограничивающих раскрыв поплавков на угол, соответствующий углу склона расчетной волны.

При этом угол расширения каждого угла соответствует усредненному углу наклона эпюры распределения скоростей частиц потока воды до глубины соответствующей длине буя.

Кроме того, жесткие рычаги соединены с гибкими связями защитного колпака, рассоединяющимися шарнирами.

На фиг. 1 показан буй, общий вид; на фиг.

2 изображено сечение по А — А на фиг. 1; на фиг. 3 представлены поплавки в момент раскрыва; на фиг. 4 показано мгновенное положение ватерлинии и волновое распространение части воды относительно поплавков; на фиг. 5 — положение жестких рычагов при качке буя; на фиг. б — положение поплавков относительно распространения волны.

Буй состоит из вертикальной мачты 1 с прикрепленным к ее нижней части корпусом

2, камеры 3 и защитного колпака 4, смонтированных на корпусе 2, четырех цилиндрических поплавков 5, прикрепленных верхними торцами к мачте 1 посредством шарниров б и соединенных с корпусом 2 нижними своими торцами посредством гибких связей 7, опускаемых на глубину приборов 8 и плоского груза 9, расположенных внутри камеры 3, расширяющихся книзу ребер 10, смонтированных вдоль образующих мачты 1 и образующих ниши 11 (см. фиг. 2), в которых расположены поплавки 5. г

1О

2О

ЗО

4

Ребра 10 соединены между собой упругими перемычками 12 (преимущественно лонжами) .

Плоский груз 9 имеет возможность перемещаться вдоль оси буя и опирается на опускаемые приборы 8, которые в свою очередь опираются на защитный колпак 4, соединенный дополнительно посредством гибких связей 13 с жесткими рычагами 14, закрепленными на поплавках 5 при помощи шарниров 15 ограниченной подвижности (см. фиг. 1). Поплавки 5 удерживаются в нишах 11, а защитный колпак 4 присоединен к камере 3 при помощи стяжных лент 1б с замками 17, сблокированными между собой. Гибкие связи 13 соединены с жесткими рычагами 14 при помощи шарниров 18, рассосдиняющихся после их поворотов на угол, соответствующий свободному ходу плоского груза 9.

Автоматический раскрыв и выход буя в рабочее положение в условиях качки производится следующим образом.

После приводнения буя по команде срабатывают замки 17, разъединяют ленты 1б, которые освобождают поплавки 5 и отсоединяют от камеры 3 колпак 4. Поплавки 5, поворачиваясь в шарнирах б, выходят из межреберных ниш 11 под действием упругих сил перемычек 12 и суммарной силы веса погружающихся колпака 4, опускаемых приборов 8 и груза 9, которая передается к поплавкам через гибкие связи 13 и поворачивает жесткие рычаги 14 в шарнирах 15 ограниченной подвижности. После перемещения груза 9 в крайнее нижнее поло кение рычаги 14, поворачиваясь в шарнирах ограниченной подвижности до ограничения, выталкивают поплавки 5 из межреберных ниш 11 и отсоединяются от связей 13 в шарнирах 18. Дальнейшее дви кение поплавков 5 до положения, ограниченного длиной гибких связей 7, происходит за счет их положительной плавучести, опускаемые приборы 8 и колпак 4 погружаются под собственным весом, а жесткие рычаги 14 занимают положение, предотвращающее возврат поплавков в ниши 11 при качке.

После выхода буя в рабочее положение поплавки 5 располагается под углом к вертикальной мачте 1, равным углу волнового склона расчетной волны, преимущественно бО, камера 3 открывается снизу; плоский груз 9 выдвигается в крайнее нижнее поло>кение.

Расположение поплавков 5 в сочетании с выдвинутыми в крайнее нижнее положение плоским грузом 9 обеспечивает минимальную амплитуду боковой качки буя за счет гого, что поплавки 5 в раскрытом положении располагаются по касательным к орбитальным волновым движениям частиц воды, тем самым обеспечивают минимальное сопротивление при поперечном обтекании буя волновым потоком воды, высокое расположение центра водоизмещения и создают максимальную площадь сечения буя в районе ватерлинии, а плоский кольцевой груз 9 сни кает положение центра тяжести, практическ не увеличивая

586033 сопротивления буя при обтекании его горизонтальными потоками воды.

Расширяющиеся книзу реора имеют угол уклона, соответствующий усредненному углу наклона кривой эпюры распределения скоростей горизонтального потока воды по вертикали, чем обеспечивают то, что равнодействующая силы сопротивления от горизонтального потока приложена в геометрическом центре буя, и поэтому исключают влияние гопизонтального потока на наклоны (амплитуду боковой качки) буя.

Надводная часть буя имеет небольшие размеры по сравнению с его габаритами, что практически исключает влияние ветровой нагрузки на боковую качку.

Сочетание расположения поплавков о с открытой книзу камерой 3 создает дополнительное сопротивление вертикальному перемещению буя и ооеспечивает минимальные вертикальные перемещения буя относительно повсрхности воды.

Кроме того, расположение поплавков обусловливает максимальное сопротивление гопизонтальному движению частиц воды только при определенном их расположении относительно направления фронта рапространения волны или потока воды. что уменьшает вероятность закручивания буя вокруг его вертикальной оси, а ребра 10 создают дополнительное сопротивление этому вращательному движению. Ребра 10 образуют также ниши 11, в которые укладываются поплавки для уменьшения габаритов буя в транспортном положении, а для раскрыва поплавков и предотвращения возврата их в ниши 11 в условиях качки ребра попарно соединены между собой упоугими перемычками 12.

Компоновка буя, обеспечивая компактность в транспортном положении, позволяет оперативно доставить большое количсство буев в любой район мирового океана существующими средствами и одновременно его автоматический раскрыв и выход в рабочее положение при качке на волнении. В раскрытом положении буй обеспечивает живучесть (непереворачиваемость) практически при любом волнении.

Формула изобретения

1. Буй для сбора данных, содержащий вертика Iüíóro мачту, к которой прикреплены корпус с поплавками и опускаемые на глубину приборы, отличающийся тем, что, с цслью уменьшения амплитуды боковой качки и вертикальных перемещений при обеспечении автоматического раскрыва поплавков при качке и уменьшения транспортных габаритов, на корпусе буя смонтирована камера с блокированным посредством замков защитным колпаком, внутри которой расположены плоский груз с возможностью свободного перемещения вдоль оси буя, и опускаемые на глубину приборы, опирающиеся на защитный колпак, который соединен посредством гибких связей с

25 жесткими рычагами с шарнирами ограниченной подвижности относительно поплавков, расположенных в нишах, образованных вдоль образующей мачты ребрами, а поплавки прикреплены шарнирами к мачте выше ватерли30 нии и к корпусу гибкими связями, ограничивающими раскрыв поплавков на угол, соответствующий углу склона расчетной волны.

2. Буй по п. 1, отл и ч а ю шийся тем, что ребра выполнены расширенными книзу, а

35 угол расширения каждого ребра соответствует усредненному углу наклона эпюры распределения скоростей частиц потока воды до глубины. соответствующей длине буя.

3. Буй по п. 1, отличающийся тем, что

40 жесткие рычаги соединены с гибкими связями защитного колпака рассоединяющимися шарнирами, 586033

Фиг. б

Подписное

Заказ 2910/17 Изд. ¹ 1029 Тираж 563

НПО Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

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

Типография, пр. Сапунова, 2

Составитель Н. Фомичев

Редактор Т, Рыбалова Техред И. Карандашова Корректоры: Л. Котова и Л. Орлова