Океанографический буй Советский патент 1984 года по МПК B63B21/52 

Изобретение .относится к технике для исследования океана, в частности к океанографическим буям. Известен океанографический буй, содержащий герметичный контейнер,в верхней части которого закреплены ра диально расположённые относительно, контейнера поплавки lj Однако этот буй характеризуется н достаточной стабилизацией на воде и ограниченными функциональными возможностями в части осуществления замены аппаратуры буя при изменении задачи эксперимента. Цель изобретения - расширение функциональных возможностей и обеспечение стабилизации на волнении. Поставленная цель достигается тем что океанографический буй, содержащий герметичный контейнер, в верхней части которого закреплены радиально расположенные относительно контейнера поплавки, снабжен дополнительными герметичными плавучими контейнерами, расположенными между концами поплавков, которые жестко и герметично при соединены к основнрму контейнеру, причем указанные дополнительные контейнеры жестко связаны между собой и поплавками посредством стежек с обра зованием секторов, которые снабжены прикрепленньтми к ним сверху и снизу решетками, нижняя из которых расположена ниже ватерлинии, имеет выпуклую-каплевидную форму и образует с верхней решеткой полость, центр ве- личины которой смещен к периферии буя, при этом указанная полость заполнена плавучими элементами, которы выше ватерлинии буя закреплены с образованием проницаемости верхней части каждого сектор.а буя в пределах 0,4-0,7. Кроме того, вьш1е ватерлинии буя между верхней и нижней решетками рас положены решетчатые перегородки, образующие концентрические зазоры между плавучими элементами, причем эти зазоры расположены под углом к вертикальной оси. буя. Поплавки и дополнительные контей неры имеют герметичные съемные крьш« ки, -.. I На фиг.1 показан буй, общий вид} иа фиг.2 - то же, периферийная uacTb на фиг.З - сечение А-А на ;фиг. 1| на фиг.4. - контейнер и прикрепленный к нему поплавок. . 1 112 Океанографический буй состоит из герметичного плавучего контейнера 1, на котором установлена антенна 2 и метеоизмерители 3. С контейнером жестко соединены герметичные положительной плавучести поплавки Л. Между поплавками 4 установлены дополнительные короткие герметичные контейнеры 5,жестко соединенные между собой и поплавками 4 стяжками 6, образуя секторы Б . В каждом секторе б расположены решетки или сетки 7 и 8, которые крепятся к поплавкам 4 и стяжкам 6,причем нижняя решетка выпуклая и имеет в сечении форму капли.В . Между указанными решетками расположены плавучие элементы 9, причем центр, величины об-ьема, заполненного поплавками ЦВ, Д, смещенК периферии буя. Выпуклость нижней решетки 8 находится ниже 1затерлинии буЪ (см.фиг.3). Выше ватерлинии между верхней 7 и нижней 8 решетками расположены решетчатые или сетчатые перегородки 10, которые образуют;концентрические зазоры между плавучими эле.ментами 9. Поплавки 4 и дополнительные контейнеры 5 имеют герметичные съемные крышки 11. В контейнере 1, поплавках 4 и дополнительных контейнерах 5 располагаются блоки питания, приборы и элек- . тронное обоурдование. На крышках 11 закреплены датчики-измерители 12, например, температуры, солености и т.п. На повер;з{ности контейнера внутри полых поплавков установлены герметичные электрические выводы 13, через которые проходят кабели 14. Аналогичные выводы И кабели имеются на полых поплавках и дополнительных контейнерах. В нижней части основного цилиндрического контейнера имеетсй узел 15 крепления якорной линии в . I .. . , Предлагаемый буй работает следующим образом.1 , В районе исследования осуществляют постановку, буя на якорную линию. При набегании ватта происходит качка буя. Вследствие значительной проницаемости верхней части конусообразного воротника буй не отслеживает волн, в особенности крутых. Из-за того что значительная часть плавучести буя, создаваемая поплавками, дополнительными контейнерами и плавучими элементами, разнесена на периферии буя, угол отклонения буя от вертикали приближаётся к углу волнового склона.

311

однако остается меньше последнего. Это обусловлено существенньм демпфированием колебаний буя: при перетека|нии воды в межпоплавковом пространст ве буя энергия колебаний буя расходуется на образование мелкомасштабных быстроэатухающих вихрей. Разбивка на отдельные секторы с каплеобразной нижней решеткой предотвращает вращение буя относительно его оси. Конусная форма воротника с утолщением по периферии приводит к тому, что при колебаниях буя в движение вовлекается жидкость, находящаяся под воротником, что увеличивает инерцию буя. Проницае мая ячеистая конструкция зонтообразного воротника также способствует увеличению присоединенной массы буя При вертикальных и угловых колеба ниях буя происходит обтекание поплавков с образованием мелкомасштабных вихрей, причем скорость перетекания жидкости в центральной части больше, чем на периферии. Это способствует устрйчивому движению буя и стабилизации его на волнении, так как предотвращается отрыв крупномасштабных вихрей, вызьшающих дополнительные нестационар ные нагрузки. Концентрические зазоры/ в верхней части конусообразного ворот ника способствуют уменьшению волновых нагрузок на буй. Наклон Концентрических зазоров по отношению к вертикали также способствует уменьшению волновык нагрузок, так как жидкие частицы приволновом движении подходят к поверхности буя под некоторым углом к горизонтали. Этот угол определяется параметрам) волн и изменяется в пределах 5-40., что обусловливает выбор наклона зазоров в пределах оС 15-30 .

При необходимости оперативной замены измерительной аппаратуры на буе

114

вследствие изменения задачи исследования снимают крьш1ки 11 на поплавках 4 и дополнительных контейнерах 5. В случае необходимости замены датчиковизмерителей снимаются герметичные крышки 11 и на их место ставятся другие крышки с соответствующими датчиками. Измеренные гидрологические и метеорологические параметры накапливаются на магнитный носитель, например магнитофон, установленный в контейнере, и передаются через радиоантенну на судно или искусственный спутник Земли. В поверхностном слое океана измерения осуществляются датчиками, расположенными на крышках 11, а для измерений на глубине используются датчики, подвешиваемые к якорной линии.

Использование предлагаемогог буя позволяет повысить по сравнению с прототипом стабилизацию буя на волнении (за счет увеличения демпфирования и И11ерцйи буя и снижения волновых нагрузок уменьшаются угловые и вертикальные колебания, предотвращается также вращение буя относительно его вертикальной оси), расширить функциональные возможности буя за счет возможности оперативной замены аппаратуры, установленной в дополнительных контейнерах и поплавках, без разгерметизации основного контейнера (конструкция буя предопределяет использование модульной измерительной системь с оперативной переналадкой и взаимозаменяемостью отдельных блоков); получить дополнительную, легко изменяемую (по величине) в зависимости от зядач исследований, плавучесть буя за счет установки герметичных поплавков, дополнительных контейнеров и плавучих элементов.

1. ОКЕАНОГРАФИЧЕСКИЙ БУЙ, содержащий герметичный контейнер, в верхней части которого эакрбгшены paдиально расположенные относительно контейнера поплавки, о т л и ч a ю щи и с: я тем, что, с целью расширения функциональных возможностей и обеспечения стабилизации на волнении, он снабжен дополнительными герметичными плавучими контейнерами, расположенными между концами поплавков, которые жестко и герметично присоединены к основному контейнеру, причем указанные дополнительные контейнеры / жесткб связаны между собой и поплавками посредством стяжек с образованием секторов, которые снабжены прикрепленными к ним сверху и снизу решетками, нижняй из которьбс расположена ниже ватерлинии, .имеет выпуклую каплевидную форму и -образует с I верхней решеткой полость, центр вели чины которой смещен к периферии буя, при этом указанная полость заполнена плавучими элементами, которые выше, ватерлинии буя закреплены с образованием проницаемости верхней части каждого сектора буя в пределах 0,4-0,7. 2.Буй по п.i, о т л и ч a ю щи и с я тем, что выше ватерлинии В Iw буя между верхней и нижней решетками расположены решетчатые перегородки, образующие концентрические зазоры межЧГЦЦ ду плавучими элементами, причем эти I зазоры расположены под углом к верти- g кальной оси буя. 3.Буй по п.1, о т л и ч a ю щ и и с я тем, что поплавки и донолО ND ниteльныe контейнеры имеют герметич. ные съемные крышки.

ИI

Ф(П.1