СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ РАСПРЕДЕЛЕНИЯ ПЛАВУЧЕСТИ ПО ДЛИНЕ ГИБКОЙ БУКСИРУЕМОЙ ГИДРОАКУСТИЧЕСКОЙ АНТЕННЫ Советский патент 2008 года по МПК G01M1/14 

Предлагаемое изобретение относится к области гидроакустики, а именно к технологии измерения распределения плавучести по длине гибкой буксируемой гидроакустической антенны, а также может быть использовано для аналогичных измерений в гидрофонных измерительных линиях, которые применяются в морской геодезической разведке (сейсмокосах), и может найти применение в тех областях техники, где требуется измерять распределение плавучести протяженных гибких устройств.

Известно, что для создания наилучших условий приема сигналов гибкой буксируемой гидроакустической антенной необходимо буксировать ее на определенной глубине (так называемой оптимальной глубине) и по линии, наиболее близкой к расчетной, т.е. соблюдение горизонтального и пространственного положения антенны. Максимальное приближение положения антенны к расчетному, очевидно, зависит от ряда параметров, а именно: скорости носителя антенны, лобового сопротивления и точности регулирования плавучести. Наилучшей для антенны является нейтральная плавучесть. Учитывая, что по длине антенны расположены элементы различного веса, а также то, что жесткость на изгиб разных частей антенны различна, точное определение распределения плавучести по длине антенны без специальных устройств представляет трудность.

Согласно известному и применяемому способу балансировки плавучести антенны производят следующие операции:

1) каждую секцию антенны опускают в ванну, заполненную водой на 0,4 м, причем концевые разъемы секции уложены в поплавки, а секция имеет общую положительную плавучесть;

2) контроль плавучести производят путем навески грузов (полуколец из свинца) по длине секции и визуального контроля стрелы прогиба;

3) изменяют соотношение между весом и водоизмещением секции антенны на величину грузов.

Недостатком известного способа является малая точность при измерении плавучести, обусловленная визуальным качественным, а не количественным ее определением, а также погрешностью, вызванной тем, что части секции антенны, имеющие разную изгибную жесткость и разную положительную плавучесть по длине секции, и, следовательно, по разному выступают относительно линии раздела вода - воздух. Это сказывается на точности определения плавучести отдельных участков секции.

Цель настоящего предлагаемого изобретения состояла в разработке более точного способа измерения распределения плавучести по длине гибкой буксируемой гидроакустической антенны по сравнению с известным способом.

Поставленная цель достигается тем, что секцию антенны полностью погружают в жидкость с удельным весом больше единицы, например глицерин, измеряют ее отклонение от прямой линии с помощью чувствительных элементов, типа регулируемых плавучих емкостей, выставленных в нейтральном положении по прямой линии, горизонтально и свободно перемещающихся под воздействием силы плавучести. Затем восстанавливают положение чувствительных элементов с антенной, т.е. выставляют секцию антенны с чувствительными элементами в положение, которое занимали чувствительные элементы до нагружения их всплывающей секцией.

Предлагаемый способ измерения распределения плавучести по длине гибкой буксируемой гидроакустической антенны осуществляется следующим образом.

Каждую секцию антенны полностью погружают в жидкость с удельным весом больше единицы, например, глицерин (удельный вес 1,249 г/см³), которой заполнена емкость. Длина емкости равна длине секции. Погруженную в жидкость секцию закрепляют в емкости. По длине емкости на опорных площадках дискретно, например, на расстоянии метра устанавливают измерительные механизмы с чувствительными элементами. Выставляют чувствительные элементы, типа регулируемых плавучих емкостей, в нейтральное положение по прямой линии, расположенной горизонтально. Для этого выставляют опорные площадки емкости под измерительные механизмы горизонтально, а плавучие емкости в чувствительных элементах заполняют частично жидкостью, например водой. При выставленных чувствительных элементах освобождают секцию от зажимов. Секция под воздействием силы плавучести свободно всплывает под чувствительные элементы, которые по длине секции фиксируют величину силы плавучести в различных ее точках. Все участки секции антенны обладают положительной плавучестью в глицерине, которым заполнена емкость. Это позволяет повысить точность определения горизонтальности секции антенны, т.к. на горизонтальность секции, кроме силы плавучести, влияют силы упругости, обусловленные жесткостью антенны на изгиб. Итак, после всплытия секции выравнивают плавучесть в измеряемых точках секции за счет нагружения их грузами, т.е. чувствительные элементы с испытуемой секцией выставляют в нейтральное положение, которое они занимали без испытуемой секции. Изменяют отношение водоизмещения к весу определенных точек антенны за счет их нагружения, например, наматывают проволоку из свинца, латуни.

В качестве устройства для измерения распределения плавучести по длине гибкой буксируемой гидроакустической антенны может быть использовано, например, устройство, приведенное на чертежах фиг.1 и 2.

На фиг.1 схематично показан продольный разрез устройства, а на фиг.2 схематично показан поперечный разрез устройства.

Устройство состоит из емкости 1, заполненной жидкостью 2 с удельным весом больше единицы, например глицерином (удельный вес 1,249 г/см³). В жидкость погружен испытуемый образец антенны (секция) 3. По длине емкости на опорных площадках 4 дискретно, например, на расстоянии метра расположены измерительные механизмы. Опорные площадки емкости - горизонтальны и находятся в одной плоскости, Измерительный механизм содержит плату 5, чувствительный элемент в виде регулируемой плавучей емкости 6, заполненный жидкостью 7. Плавучая емкость соединена трубкой 8 с чашкой 9 для грузов 10. Чашка для грузов имеет индекс 11, а на плате закреплена шкала 12, а также установлены взаимно перпендикулярно два уровня 13. Плата имеет три опоры, причем две из опор 14 - регулируемые. Опоры устанавливаются в специальные отверстия 15, предусмотренные в стенках емкости. Концевая часть каждого чувствительного элемента выполнена в виде призмы 16.

Предлагаемый способ может быть использован для измерения распределения плавучести по длине и всей антенны в сборе. В этом случае необходимо иметь два барабана, расположенных по краям емкости и устройства, ограничивающих испытуемую длину антенны, а также надо учитывать эффект заделки. Учитывая, что антенны изготовляются посекционно, то измерение распределения плавучести по длине антенны предпочтительно производить по секциям. Предлагаемый способ может быть использован и при заполнении емкости водой, но при этом потребуются более сложные устройства чувствительных элементов в связи с возможной отрицательной плавучестью отдельных участков секции.

Использование предлагаемого способа измерения распределения плавучести по длине гибкой буксируемой гидроакустической антенны позволяет повысить точность измерений и увеличить скорость измерений, а также позволяет проводить исследования изменения плавучести антенны при меняющихся условиях эксплуатации, например изменение температуры, солености. Кроме того, предлагаемый способ позволяет проводить оценку изгибной жесткости различных конструкций антенн. Применение данного способа требует меньших размеров емкости из-за более точной установки секции в емкости при измерениях.

Способ измерения распределения плавучести по длине гибкой буксируемой гидроакустической антенны путем определения отклонения от прямой линии секции антенны, помещенной в жидкость, состоит в том, что секцию антенны погружают в емкость, заполненную жидкостью с удельным весом больше единицы, например глицерином. Затем закрепляют зажимами, устанавливают измерительные механизмы с чувствительными элементами, типа регулируемых плавучих емкостей, в нейтральное положение по прямой линии горизонтально, освобождают секцию от зажимов, измеряют отклонение от прямой линии, после чего восстанавливают положение чувствительных элементов с антенной. Технический результат - повышение точности измерения распределения плавучести по длине антенны. 2 ил.

Способ измерения распределения плавучести по длине гибкой буксируемой гидроакустической антенны путем определения отклонения от прямой линии секции антенны, помещенной в жидкость, отличающийся тем, что, с целью повышения точности измерения распределения плавучести по длине антенны, секцию антенны погружают в емкость, заполненную жидкостью с удельным весом больше единицы, например глицерином, закрепляют зажимами, устанавливают измерительные механизмы с чувствительными элементами, типа регулируемых плавучих емкостей, в нейтральное положение по прямой линии горизонтально, освобождают секцию от зажимов, измеряют отклонение от прямой линии, после чего восстанавливают положение чувствительных элементов с антенной.