Глубоководный подводный аппарат Российский патент 2024 года по МПК B63G8/00 

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

Известен глубоководный обитаемый подводный аппарат «ДОВБ», использующий в качестве маневрового балласта при подходе к грунту металлическую дробь, удерживаемую электромагнитом в специальном бункере, которая может сбрасываться небольшими порциями (см. Войтов Д.В. Подводные обитаемые аппараты. М.: Издательство «Астрель», 2002. - стр. 135-136).

Недостатки данной системы погружения - всплытия связаны со значительными ограничениями вертикальной скорости подводного аппарата для уменьшения вероятности соударения корпуса аппарата с грунтом. Кроме того, данная система погружения - всплытия предполагает дополнительные затраты энергии для работы электромагнитов. При позднем срабатывании электромагнитов для сброса маневрового балласта также возможно соударение корпуса подводного аппарата с грунтом, что снижает его надежность и живучесть.

Известно «Устройство стабилизации глубины глубоководного дрейфующего прибора» (патент RU № 2288864, опубл. 10.12.2006, кл. МПК: B63G 8/22). Устройство стабилизации глубины глубоководного дрейфующего прибора включает в себя датчик давления и систему управления рабочим органом, выполненные в виде предварительно отпарированного объемно-упругого корпуса прибора, и балластную камеру, в которой установлены сменные грузы.

Недостатки данного устройства связаны с предварительной тарировкой объемно-упругого корпуса прибора и точным подбором веса регулировочного груза для обеспечения нулевой плавучести прибора на заданной глубине. При ошибке в определении веса регулировочного груза возможно соударение глубоководного дрейфующего прибора с грунтом. Кроме того, погружение глубоководного дрейфующего прибора происходит с малой скоростью, обусловленной близкой к нулевому значению величиной отрицательной плавучести дрейфующего прибора. Указанные недостатки снижают надежность и живучесть глубоководного дрейфующего прибора.

Известно «Плавучее средство» (пат. RU № 2404902, опубл. 27.11.2010, кл. МПК: B63G 8/14), принимаемое за прототип. Плавучее средство содержит корпус, руль, движитель, перископ, двигатель, устройства работы двигателя на перископной глубине, устройства регулирования плавучести, остойчивости и посадки. Плавучее средство содержит также подвесной балласт на конце каната с возможностью укладки его на грунт и при остаточной положительной плавучести возможности заглубления плавучего средства лебедкой, неподвижного зависания "в секрете" и хода на глубине.

Недостатки данного плавучего средства связаны с ограничением скорости погружения из-за незначительной отрицательной плавучести средства. А также со значительными затратами энергии при движении плавучего средства в горизонтальной плоскости из-за необходимости перемещения подвесного балласта на конце каната. Кроме того, затруднена возможность всплытия плавучего средства с закрепленным на конце каната подвесным балластом. Указанные недостатки снижают надежность и живучесть плавучего средства.

Техническим результатом изобретения является разработка глубоководного подводного аппарата с отделяемым балластом-заглубителем, в котором отсутствуют недостатки прототипа, что позволяет обеспечить погружение глубоководного аппарата на заданную глубину с максимальной скоростью и минимальными затратами энергии, а также устранить возможность соударения корпуса глубоководного подводного аппарата с грунтом. Тем самым, повышается надежность и живучесть глубоководного подводного аппарата.

Сущность изобретения заключается в том, что глубоководный подводный аппарат содержит корпус, двигатель, движитель, устройство регулирования плавучестью, содержащее подвесной балласт-заглубитель, установленный в центральной части корпуса и соединенный со связующим тросом, для возможности укладки на грунт балласта-заглубителя. Корпус снабжен рамой, на которой установлены дополнительные двигатели и движители и на ней же размещен балласт всплытия с устройствами его отдачи. Корпус также снабжен поплавками с клапанами, например четырьмя поплавками с клапанами, при этом поплавки с клапанами соединены стропами с корпусом и размещены в непосредственной близости от балластов всплытия, а балласт-заглубитель выполнен из набора массивных металлических пластин, например, свинцовых, при этом существует возможность опускания балласта-заглубителя на расстояние, регулируемое длиной связующего троса в зависимости от поставленной оператором задачи - миссии, при этом длина связующего троса изменяется, когда глубоководный подводный аппарат находится в надводном положении, при этом балласт-заглубитель снабжен поплавком-демпфером для уменьшения рывка при завершении погружения балласта-заглубителя на всю длину связующего троса и механическим размыкателем с целью освобождения самого балласта-заглубителя от его крепления к корпусу для распрямления связующего троса при погружении балласта-заглубителя.

Сущность изобретения поясняется чертежами, где

на фиг. 1 показана схема глубоководного подводного аппарата вид сбоку;

на фиг. 2 показана схема глубоководного подводного аппарата вид сбоку, после того, как балласт-заглубитель погружается на длину связующего троса;

на фиг. 3 показана схема спуска глубоководного подводного аппарата вид сверху.

Глубоководный подводный аппарат состоит из корпуса 1, движителей 2, 3, 4, 5, двигателей 6, 7, 8, 9, балласта-заглубителя 10 из наборных металлических пластин 11 (в частном случае свинцовых) размещенных в диаметральной плоскости (на фиг. 1 обозначена, как ДП) в центральной нижней части корпуса 1, механического размыкателя 12, поплавка-демпфера 13, устройства отдачи балласта-заглубителя 14, связующего троса 15, поплавков 16, 17, 18, 19 со стропами 20, 21, 22, 23, клапанов поплавков 24, 25, 26, 27, несущей рамы 28, балласта всплытия 29, 30, устройств отдачи балласта всплытия 31, 32.

Глубоководный подводный аппарат работает следующим образом. По команде оператор после выбора длины связующего троса, приводит в действие механический размыкатель 12. Балласт-заглубитель 10 погружается на длину связующего троса 15 (например, от 5 до 10 м в зависимости от поставленной оператором глубоководному подводному аппарату задачи), поплавок-демпфер 13 временно погружается на глубину, например, до 3 м, чем, добавляя плавучесть балласту-заглубителю при погружении, уменьшает рывок при распрямлении связующего троса 15, затем поплавок-демпфер 13 всплывает на поверхность воды. Далее оператор отсоединяет поплавок-демпфер 13. Далее оператор разъединяет стропы 20, 21, 22, 23 с поплавками 16, 17, 18, 19 с глубоководным подводным аппаратом и открывает клапаны 24, 25, 26, 27 на поплавках 16, 17, 18, 19. При этом с помощью работы клапанов 24, 25, 26, 27 на поплавках 16, 17, 18, 19 обеспечивается нейтральная плавучесть глубоководного подводного аппарата для его весовых и объемных параметров, таких как, если бы отсутствовал связующий трос с балластом-заглубителем. Глубоководный подводный аппарат под действием веса балласта-заглубителя 10 начинает погружение. Погружение глубоководного подводного аппарата на заданную глубину (на требуемое расстояние от дна), обеспечивается за счет соответствующей длины связующего троса 15, связывающего балласт-заглубитель 10 и корпус 1 глубоководного подводного аппарата. После достижения заданной глубины срабатывает устройство отдачи балласта-заглубителя 14, связующий трос 15 отсоединяется от глубоководного подводного аппарата и балласт-заглубитель остается на дне.

Балласт всплытия 29, 30 обеспечивает последующее всплытие глубоководного подводного аппарата при срабатывании устройства отдачи балласта всплытия 31, 32 после выполнения миссии и в случае аварийной ситуации.

Преимущества предлагаемого устройства заключаются в обеспечении максимальной скорости погружения глубоководного подводного аппарата, а также минимальных затрат энергии. Максимальная скорость заглубления регулируется весом балласта-заглубителя.

Таким образом, обеспечивается погружение глубоководного подводного аппарата на заданную глубину с максимальной скоростью и минимальными затратами энергии (определяются затратами энергии на управление клапанами и устройствами размыкателями и отдачи), а также исключается возможность соударения глубоководного подводного аппарата с грунтом при погружении за счет выбора длины связующего троса. Все это повышает надежность и живучесть глубоководного подводного аппарата.

Изобретение относится к судостроению, а именно к автономным необитаемым подводным самоходным аппаратам, и может быть использовано для исследования водных акваторий. Глубоководный подводный аппарат содержит корпус, двигатель, движитель, устройство регулирования плавучестью, содержащее подвесной балласт-заглубитель, установленный в центральной части корпуса и соединенный с тросом, для возможности заглубления. Корпус снабжен рамой, на которой установлены дополнительные двигатели и движители и на ней же размещен балласт всплытия с устройствами его отдачи. Корпус также снабжен поплавками с клапанами, например, с четырьмя, стропами соединенными с ним, размещенными в непосредственной близости от балластов всплытия, а балласт-заглубитель выполнен из набора массивных металлических, например, свинцовых пластин с возможностью опускания его на расстояние, регулируемое длиной связующего троса в надводном положении, при этом балласт-заглубитель снабжен поплавком-демпфером для уменьшения рывка при опускании и механическим размыкателем для распрямления связующего их троса. Максимальная скорость заглубления регулируется весом балласта-заглубителя, длиной связующего троса и ограничена фактическим выбегом глубоководного подводного аппарата после касания балласта-заглубителя поверхности дна. Достигается обеспечение погружения глубоководного аппарата на заданную глубину с максимальной скоростью и минимальными затратами энергии, а также исключается возможность соударения глубоководного подводного аппарата с грунтом при погружении, что повышает его надежность и живучесть. 2 з.п. ф-лы, 3 ил.

1. Глубоководный подводный аппарат, содержащий корпус, двигатель, движитель, устройство регулирования плавучестью, отличающийся тем, что устройство регулирования плавучестью содержит подвесной балласт-заглубитель, установленный в центральной части корпуса и соединенный со связующим тросом, причем корпус снабжен рамой, на которой установлены дополнительные двигатели и движители и на ней же размещен балласт всплытия с устройствами его отдачи, также корпус снабжен поплавками с клапанами, при этом поплавки с клапанами соединены стропами с корпусом, а балласт-заглубитель выполнен из набора массивных металлических пластин, при этом существует возможность опускания балласта-заглубителя на расстояние, регулируемое длиной связующего троса в зависимости от поставленной оператором задачи - миссии, при этом длина связующего троса изменяется, когда глубоководный подводный аппарат находится в надводном положении, при этом балласт-заглубитель снабжен поплавком-демпфером для уменьшения рывка при завершении погружения балласта-заглубителя на всю длину связующего троса и механическим размыкателем с целью освобождения самого балласта-заглубителя от его крепления к корпусу для распрямления связующего троса при погружении балласта-заглубителя.

2. Глубоководный подводный аппарат по п.1, отличающийся тем, что содержит четыре поплавка с клапанами.

3. Глубоководный подводный аппарат по п.1, отличающийся тем, что балласт-заглубитель выполнен из набора свинцовых пластин.