ПОДВОДНЫЙ ПОИСКОВЫЙ АППАРАТ Российский патент 1995 года по МПК B63B21/66 

Изобретение относится к техническим средствам освоения океана, а именно к подводным аппаратам, предназначенным для выполнения поисковых работ и осмотровых работ на дне.

Известен подводный аппарат, содержащий корпус, движители вертикального и горизонтального хода, кабель и телекамеру (а.с. N 1334579, кл. B 63 B 21/00, 1987).

Недостатком этого подводного аппарата является то, что для выполнения поиска затонувших объектов на дне требуется высокоскоростное обследование обширных, горизонтальных плоскостей, при котором необходимо для предотвращения столкновений с препятствиями в вертикальной плоскости поворачивать телекамеру дополнительным приводом. Постановка такого привода на малогабаритный аппарат приводит к увеличению массы, ухудшению его гидродинамических характеристик и снижению быстродействия под водой.

Известен подводный аппарат, содержащий корпус, движители вертикального и горизонтального хода, кабель и телекамеру. Указанный подводный аппарат является наиболее близким по своей технической сущности к предлагаемому аппарату.

Недостатком прототипа является то, что с его помощью не удается выполнить поисковые и осмотровые работы на больших горизонтальных плоскостях дна с высоким быстродействием. Это объясняется тем, что угол обзора подводной телекамеры имеет ограничение до 40^о, а корпус телекамеры закреплен жестко на корпусе аппарата. Таким образом, в устройстве-прототипе ограничена возможность проведения осмотровых работ. Кроме того, ограничение угла обзора телекамеры не позволяет увеличить скорость движения аппарата в воде, поскольку это затрудняет оператору восприятие видеоинформации.

Цель изобретения повышение быстродействия подводного аппарата и расширение его функциональных возможностей.

Указанная цель достигается тем, что в подводном аппарате, содержащем корпус, на котором закреплен один конец кабеля, и установленные на корпусе телекамеру, а также движители вертикального и горизонтального хода, корпус выполнен по форме эллипсоида вращения, большая ось которого совпадает с продольной осью аппарата. Оптическая ось телекамеры расположена в диаметральной плоскости аппарата и составляет с большой осью эллипсоида вращения угол, равный половине угла обзора телекамеры. Линия метацентрической высоты аппарата составляет с большой осью эллипсоида угол, равный углу обзора телекамеры. Оси движителей горизонтального хода расположены в плоскости, проходящей через центр масс аппарата, и параллельны большей оси эллипсоида вращения. Оси движителей вертикального хода расположены в плоскости, проходящей через центр величины аппарата, и перпендикулярны большей оси эллипсоида вращения. Конец кабеля закреплен в верхней части аппарата в точке, расположенной в секторе, образованном линией метацентрической высоты и большей осью эллипсоида вращения.

На фиг. 1 изображен подводный аппарат, вид сбоку, разрез, при движении вперед; на фиг. 2 то же, при остановке и осмотре дна; на фиг. 3 вид А на фиг. 1.

Подводный аппарат содержит корпус 1, движители вертикального 2 и горизонтального 3 хода, кабель 4 и телекамеру 5.

Корпус 1 выполнен в виде тела, описываемого эллипсоидом 6 вращения, большая ось 7 которого совпадает с продольной осью 8 аппарата. Оптическая ось 9 телекамеры 5 находится в диаметральной плоскости 10 аппарата и составляет с большей осью 7 эллипсоида угол, равный половине угла обзора телекамеры. Линия 11 метацентрической высоты составляет с большей осью 7 эллипсоида угол, равный углу обзора телекамеры. Оси 12 и 13 движителей 3 горизонтального хода лежат в плоскости 14, проходящей через центр 15 масс аппарата, и параллельны большей оси 7 эллипсоида. Оси 16 и 17 движителей 2 вертикального хода находятся в плоскости 18, проходящей через центр 19 величины аппарата и перпендикулярной большей оси эллипсоида. Кабель 4 закреплен в кормовой части 20 аппарата таким образом, что точка 21 закрепления находится в секторе 22, образованном линией 11 метацентрической высоты и большей осью 7 эллипсоида. Подводный аппарат доставляют в район проведения поиска на судне 23.

Устройство работает следующим образом.

Корпус 1 подводного аппарата опускают с судна 23 на глубину на кабеле 4. Поскольку линия 11 метацентрической высоты составляет с большей осью угол, равный углу обзора телекамеры, а оптическая ось телекамеры является биссектрисой этого угла α, то при выключенных движителях удается осматривать дно непосредственно под аппаратом, а при включенных движителях хода осматривать дно по курсу движения аппарата на значительном удалении от него, что позволяет предупредить столкновение с препятствиями. Закрепление кабеля в секторе 22, образованном линией метацентрической высоты 11 и большей осью 7 эллипсоида 6, в кормовой части 20 корпуса 1 при движении аппарата создается гидродинамическое сопротивление R, пропорциональное квадрату скорости его движения в вязкой среде (воде). Эта сила создает дифференциpующий момент на корму 20 относительно центра 19 величины аппарата. Этим обеспечивается подъем оптической оси 9 телекамеры 5 к плоскости горизонта и, соответственно, увеличение дальности обзора. Указанный эффект тем больше, чем выше скорость движения аппарата. В результате при высоких скоростях перемещения аппарата удается осматривать большие площадки дна до подводного горизонта, а также выявлять препятствия по пути движения аппарата, а на малой скорости детально уточнять особенности исследуемых объектов на дне в непосредственной близости под корпусом аппарата.

Таким образом, предложенным решением удается существенно повысить быстродействие аппарата при проведении осмотровых работ на дне, предохранить его от столкновений с препятствиями и значительно расширить функциональные возможности при поиске затонувших объектов.

Использование: при проведении подводных поисковых и осмотровых работ. Сущность изобретения: подводный поисковый аппарат содержит выполненный в форме эллипсоида вращения корпус с установленными на нем движителями горизонтального и вертикального хода, а также расположенную в корпусе телекамеру. Оптическая ось телекамеры расположена в диаметральной плоскости аппарата и образует с большой осью эллипсоида угол, равный половине угла ее обзора. Линия метацентрической высоты образует с большой осью угол, равный углу обзора телекамеры. Оси движителей горизонтального хода расположены в плоскости, проходящей через центр масс аппарата, и параллельны большей оси эллипсоида. Оси движителей вертикального хода расположены в плоскости, проходящей через центр величины аппарата, и перпендикулярны большей оси эллипсоида. 3 ил.

1. ПОДВОДНЫЙ ПОИСКОВЫЙ АППАРАТ, содержащий корпус, на котором закреплен один конец кабеля и который выполнен с движителями вертикального и горизонтального хода и снабжен телекамерой, отличающийся тем, что корпус выполнен по форме эллипсоида вращения, большая ось которого совпадает с продольной осью аппарата, а оптическая ось телекамеры расположена в диаметральной плоскости аппарата и составляет с большей осью эллипсоида вращения угол, равный половине угла обзора телекамеры, при этом линия метацентрической высоты аппарата образует с большей осью эллипсоида вращения угол, равный углу обзора телекамеры, причем оси движителей горизонтального хода расположены в плоскости, проходящей через центр масс аппарата, и параллельны большей оси эллипсоида вращения, а оси движителей вертикального хода расположены в плоскости, проходящей через центр масс аппарата, и перпендикулярны большей оси эллипсоида вращения, при этом конец кабеля закреплен в верхней части корпуса в точке, расположенной в секторе, образованном линией метацентрической высоты и большей осью эллипсоида вращения.