БУКСИРУЕМОЕ УСТРОЙСТВО Российский патент 1996 года по МПК B63B21/66 

Изобретение относится к морской технике, в частности к буксируемым за судном на заданном расстоянии от грунта устройством, и предназначенного для использования в конструкциях буксируемых систем для поиска подводных объектов.

Известно буксируемое устройство, содержащее гидродинамический аппарат, последовательно соединенные между собой посредством шарнирных соединений углубляющие элементы (В. И. Егоров. "Подводные буксируемые системы". Л. "Судостроение". 1981, с. 6 7). Это устройство обладает большими габаритами и массой.

Технический результат от использования изобретения заключается в снижении массы и уменьшении габаритов буксируемого устройства.

Этот технический результат достигается тем, что буксируемое устройство, содержащее гидродинамический аппарат и последовательно соединенные между собой посредством шарнирных соединений углубляющие элементы, снабжено крылом, установленным на корпусе гидродинамического аппарата с возможностью поворота вокруг оси, перпендикулярной его диаметральной плоскости, при этом один из крайних углубляющих элементов присоединен с крылу посредством узла крепления, расположенного впереди оси поворота крыла, которая расположена впереди центра крыла.

На фиг. 1 показан общий вид буксируемого устройства; на фиг. 2 сечение А-А на фиг. 1; на фиг. 3 схема сил, действующих на крыло.

Буксируемое устройство содержит гидродинамический аппарат 1, выполненный в виде корпуса сферо-цилиндрической формы с хвостовым оперением. Крыло 2 соединено с корпусом гидродинамического аппарата 1 посредством приваренных к крылу стоек 3. Последние подвешены на двух цапфах 4, вваренных в корпус гидродинамического аппарата 1 перпендикулярно его диаметральной плоскости. Для обеспечения свободного поворота крыла относительно корпуса в стойках 3 имеются отверстия, в которые впрессованы подшипники скольжения 5. Снизу крыла 2 прикреплена планка 6, к которой при помощи скобы 7 присоединяется набор шарнирно соединяющихся между собой углубляющих элементов 3, в частности грузов, надетых на трос 9, чем обеспечивается их шарнирное соединение. Возможно и другое выполнение углубляющих элементов. Например, в виде гидродинамических решеток.

Узел присоединения набора углубляющих элементов располагается впереди оси шарнира крыла 2. Гидродинамический аппарат 1 совместно с набором углубляющих элементов 8 буксируется при помощи гибкой связи 10, прикрепленной к планке 11.

Координаты оси Б шарнирно относительно крыла 2 определяются из расчета равновесия сил, действующих на крыло. Необходимым условием при этом является расположение оси шарнира впереди центра давления крыла 2, а узел присоединения к крылу устройства для обеспечения слежения за грунтом должен располагаться впереди оси шарнира крыла.

Координаты оси шарнира относительно крыла "a", "b", "c", определяются следующим образом.

Пусть расстояние от гидродинамического аппарата до грунта по условиям его эксплуатации может изменяться в пределах от h-Δh до h+Δh. Этим расстояниям соответствуют усилия, действующие со стороны набора углубляющих элементов
и
, (при h-Δh) и и (при h+Δh). Гидродинамические силы, возникающие на крыле, и его углы атаки выбираются из того условия, что при расстоянии от гидродинамического аппарата до грунта
h-Δh,
α=α₁,
,
, а при
h+Δh, α=α₂, , . При этом α₂>α₁.

Диапазон изменения углов атаки крыла α(α₂-α₁) обеспечивает управление ходом гидродинамического аппарата на заданном расстоянии от грунта h с допуском ±Δh. При этом величина выбирается из условия α₂ = 0,9α_кр, где α_кр критический угол атаки крыла, а величина α₁ из условия обеспечения работы устройства на заданных глубинах при приемлемых длинах гибкой связи 10.

Из условия равновесия моментов сил относительно оси шарнира крыла можно записать

где i 1, 2.

Эта система из двух уравнений с тремя неизвестными "a", "b", "c".

Так как положение центра давления крыла известно, то, выбрав из конструктивных соображений место расположения узла присоединения набора углубляющих элементов, можно получить еще одно уравнение
a + b + d (2)
где d известная величина.

Совместное решение системы (1) и уравнения (2) позволяет определить необходимые координаты оси шарнира крыла.

Буксируемое устройство работает следующим образом. При помощи гибкой связи 10 буксируется кораблем, при этом гидродинамический аппарат 1 находится на расстоянии h₁ от грунта, причем h-Δh ≅ h+Δh, набор шарнирно соединенных углубляющих элементов 8 в виде грузов имеет контакт с грунтом (часть из грузов буксируется по грунту), а крыло 2 находится под углом α к потоку (a₁≅ α ≅ α₂).

При изменении профиля грунта, например при его подъеме, расстояние от гидродинамического аппарата 1 до грунта уменьшается, количество буксируемых по грунту грузов увеличивается, а следовательно уменьшается углубляющая сила P_y, создаваемая ими.

В результате этого нарушается равновесие крыла 2 и создаваемая ими гидродинамическая сила Q вызывает поворот крыла вокруг цапф 4 по часовой стрелке, уменьшая его угол атаки.

Уменьшение угла атаки крыла приводит к уменьшению гидродинамической силы Q и некоторому всплытию гидродинамического аппарата 1 таким образом, чтобы его расстояние до грунта увеличилось и находилось в заданных пределах. ЫЫЫ2

Использование: применяется в конструкциях буксируемых систем для поиска подводных объектов. Сущность изобретения: буксируемое устройство содержит гидродинамический аппарат с установленным на его корпусе с возможностью поворота крылом и последовательно соединенные между собой заглубляющие элементы, присоединенных к крылу посредством узла крепления, расположенного впереди оси поворота крыла, которая расположена впереди центра давления крыла. 3 ил.

Буксируемое устройство, содержащее гидродинамический аппарат и последовательно соединенные между собой посредством шарнирных соединений углубляющие элементы, отличающееся тем что оно снабжено крылом, установленным на корпусе гидродинамического аппарата с возможностью поворота вокруг оси, перпендикулярной к его диаметральной плоскости, при этом один из крайних углубляющих элементов присоединен к крылу посредством узла крепления, расположенного впереди оси поворота крыла, которая расположена впереди центра давления крыла.