Дрейфующий океанографический буй

Дрейфующий океанографический буй

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

(l l) 75 I7O 8

ОПИСАНИЕ

ИЗО БР ЕТ Е Н И Я

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 01.11.76 (21) 2417133/27-11 с присоединением заявки Ме (23) 1„1риоритет (43) Опубликовано 30.07.80. Бюллетень М 28 (45) Дата опубликования описания 30.07.80 (51);Ц Кл з

В 63В 21/52

Государственный комитет (53) УДК 551.460.18 (088,8) ло делам изобретений и открытий (72) Автор изобретения

А. В. Егишянц (71) Заявитель (54) ДРЕЙФУЮЩИЙ ОКЕАНОГРАФИЧЕСКИЙ БУЙ

Изобретение относится к области гидрологии и океанографии, в частности к дрейфующим океанографическим буям.

Известен дрейфующий океанографический буй, включающий поверхностный поплавок и подводный контейнер с измерительной и телеаппаратурой, соединенный с поверхностным поплавком гибким кабельным тросом (1).

Недостатком известного дрейфующего океанографического буя является недостаточная надежность в эксплуатации.

Целью изобретения является повышение надежности в эксплуатации дрейфующего океанографического буя.

Поставленная цель достигается тем, что буй снабжен автоматическим регулятором плавучести, датчиком глубины, оттяжным тросом, гайдропом и пропульсивной установкой, причем гибкий кабельный трос выполнен в виде неравноплечей петли, подводный контейнер выполнен с плавучестью, равной весу в воде меньшего плеча иеравноплечей петли, а оттяжной трос прикреплен одним концом к верхней части подводного контейнера, а другим концом прикреплен через автоматический регулятор плавучести к большему плечу неравноплечей петли в точке, расположенной выше верхней части подводного контейнера, при этом датчик глубины установлен иа поверхностном поплавке и связан с подводным контейнером гибким каоельным тросом, автоматический регулятор плавучести смон5 тирован на большем плече неравноплечей петли, пропульсивная установка смонтирована иа подводном контейнере, а гайдроп связан с последним. Кроме того, автоматический регулятор плавучести содержит

10 цилиндр с пружиной, поршнем и штоком, при этом в поршне и штоке выполнены отьсрстия, сопряжсиныс между собой, причем отверстие в поршне сообщено с поршневой полостью цилиндра, шток связан с оттяж15 ным тросом, а цилиндр связан с большим плечом неравиоплсчей петли, при этом пропульсивная установка содержит электродвигатель и гребной винт.

На фиг. 1 изображен дрейфующий океанографический буй, общий вид (гайдроп и проиульсивиая установка не показаны); на фиг. 2 — положение дрейфующего океанографического буя при встрече со льдом; на фиг. 3 — узел i на фиг. 1 в разрезе; на фиг. 4 — дрейфующий океанографический буй с гайдропом и пропульсивной установкой.

Дрейфующий океанографический буй включает поверхностный поплавок 1 с вер30 тикальиым килем 2 и подводный контейнер

751708

3 с измерительной и тес!С(!Нп(!ра.л рой, сосдииенный с иовс1? хио(.тн! !х(поплавком 1

Ги 0 к(l M K Я О ел ы l 1>1 м т р О со м -4. В е p I 11 к l. I ь! (ь(l l

Kl I, l l> 2 el!0(Ооств1 ст бол ьиlсй >, стой и вост;

IfoI3cpK11ocTIIoI o IIol! l i)i)Kit 1 ир и J)BI l )K(II I:I 5 и иа волнении. С этой жс цсльlo цси(ры

ТЯЖЕСТИ II П? HB(»(ССТИ ПО )CPXIIOCTIIOI ПОи IHBK(l, а также To>Ii<1 крсплеиия с(0 и Iiiáкому каосльиому тросу 4 смси(сиы K посовой части. 10

Подводньш коптс;шср 3 снабжен верти1<3 i(>FfI>lhtFI lfHP? CilivI II 5 II OЛЯ ГОД(11?и If,":IHKO(v(>v расположению центра тяжести обладает большой ocToc(>I!IBocòüþ. На торцовой части

ПОДВОДНОГО КОНТСиисра 3 уС 1 HIIOB i elf Гид- 15 роакустичсский прсобразо> атель 6. Гибкий кабельный трос 4 прикрсилси к поплавку

1 посредство,l шари((plio-я >(орти ирую(цсго устройства 7.

Д1?Сйфу(0(ций океаиогр(!фи>(секи!! Оуй 20 сн(lбжсп (lв 1 Омятическим pcl > 1)lтором II.73Вучссти, да . >-(ико:>(Г. lуоины (rr 3 >-!с1?т ЕЕ<с пс показан), оттяжш гм тросом 8, гайдропом

9 и пропульсивной установкой.

Гибкий кабсльныи трос 4 выполнен в ви- 25 дс неравпоплсчей петли, подводный контейнер 3 выполнен с пла)зучестыо, равной весу в воде меньшего плеча нсравноплечсй петли, а оттяжной трос 8 прикреплен одним

KoFl1IoivI к ВсРхпс(й! 1 асти пОДВРДПОГО KQEITc! I- 30 нера 3, il другим концом прикреплеп через

ilВТ0М(1ТП>!ССКИII РСГV (SITОР и, 1(IВ>3"ЧCCTI! К большему плечу исравиоплсчей петли B точке, расположенной выше всрхпсй части подводпого контейнера 3. 35

Датчик глубины (на чертежс ие показан) установлен па поверхностном поплавке 1 и

СяяЗаН С ПОдВОдИЬ М КО:!тейпсрО vi ГнбКИМ каосльным тросом 4. Л(Г!(?)(HTIfv!ccKI! if регулятор плавучести смоитироваи иа большем 40 плсче ис ряВноп;!ечеl(п(>тHir, В (ч)естс Kpcftлсиия и последнему огтяя;ного троса 8.

ПропульсиBFIHsl yCTFIIIO(;<<3 C.,foil f fipoflHIIH II 3 подгодном коитсйисрс 3, 3 гайдрои 9 свяЗЯИ С ПОСЛСДНИМ. 45

Автоматический регулятор плавучести содержит цилиндр 10 с пружиной 11, иоршием 12, уплотиитсльиыми кольцами 13 и штоком 14. В поршне 12 и штоке 14 вы- 50 полисны отверстия а и б> сопря>ке!!Пыс (!с>Илу сооой. Отверстие и. в поршпс 12 сообщспо с поршневой полостью A цилиндра

10, шток 14 cBFIHH;f с оттяжиым тросом 8, а цилиндр 10 связан с ()0;II>øèì плечом не- 55 равноплечей пет.ш.

Пропульсивная ycTHI(OBi

Гайдроп 9 содержит шарообразпый груз

16.

Оттяжной трос 8 направлен вверх от подводного контейнера 3, под углом 20—

45 к горизонту для облегчения буксировки поверхностного поплавка 1 при увлсчешш 65 подводного контейнер;! 3 течением в райоИ H < ОКCЯ На, (IОКРЫТ(>I;<, (1>.Д О >(.

C?1oB f1eÌ суЩСС? ВО(. ill )I /HI!I(0(I КОПСТ))y1<1jifrr ??> (! и сГО rinp.".Я((ьиОГО ()упкциor1!!POi3ilIIli)1 ЯВЛЯ(>ТС(! flit. III !ile ИОЧОЖИТСГП>!10!i

IIëiIBó÷ccI (f IIc толы<о у иовсрхиостиого 110илавк-l 1> Flo и у подводного контейнера 3, пр!(чем велич rrr;l положительной плавучести подводного KOIITCI(ffcpH 3 Дол)киа быть

МСН(.ШС П,!ЯВ) ЧССТИ IIOBCP>;If(?CTIIOÃO ПОИЛЯВка 1, но достаточной для уравновешивания мс(гьшсго плеча петли каосльиого троса 4.

Под плавучестью нодразу (CB Icfc)(остаточная плавучесть, т. с. разность мс?Кду весоВЫМ ВОДОИЗМС!ЦЕНИСМ И ВССОМ (В ВОЗДУХЕ) полностью спаряжсииого буя.

Г чуб>iit;i ПОГ1? >?Kei!Bi! О подводногo тсйисра 3, равняя ра:-.iincп! размеров плеч петли каосльиого троса 4, определяется в зависимости от длины и в cH кабельного троса 4 и плавучести Пп подводного контейнера 3 (см, фиг. 1). Вышеизложенное может быть Выражсш) математически слс Iм(ОП(ими зс(висимостя ми.

l, +l,; Г46 --O„G, l2 l„ Il„) 6 v> 62 = ml„ где . — полная Q;II)()il кабс,(ьного троса; ((! — длина меньшего (коптейнерного) илсчя кабсл:,ного троса;

l, — длина большего (иоплачкового) плечг. кабельного троса;

Пб, П„ — плавучести буя (контейнера) и поплавка соотвстственно;

C) f, ((> — массы меньшего и большего илсч троса соответственно; и(— маccfl единицы длины троса в морской воде.

Дрейф) ющий океанографический буй работает следующим образом.

Подводиьш контейнер 3, обладающий большой парусностью, увлекается течением и буксирует з» собой поплавок 1 с помощью тросов 4 11 8. При встрече буя с краем ледяного поля (льдипы) поверхностный noIfëHâîê 1 упирастся в кромку льда, а подводный коптсйнср 3, llpo;(0?tEKHÿ движепие иод действием тс!ения, натягивает гибкий кабслы(ый трос 4 и в еще большей степени оттяжной трос 8 (см. фиг. 2).

Всртикалы(ая сост l;)ляющая (Т„) силы иа>тяжсни)1 7 оття?Иного троса 8 притапливает иовсрхиостпый гоплавок 1, которьп( под дсиствисм силы T:запгя)ч!Вается под лед.

Ввиду одновременного действия сил иitcP(EFIII> ГОРпзоит(lльпо нЯН1? ЯвлсннОГО те>(СИПЯ И BCPTIII<3,11>i!Û ; С!!Л ПОЛОЖИТЕЛЬНОИ и отрицателы(ой пл авучсстей поверхностный поплавок (и Всс» буй) движется по плавным дугообразным кривым, постепенно огибая контур подводной части льдины в направлении течения. Зто обстоятельство мо?Кно использовать для расширения функциональных возможностей дрейфующего

65 буя, для чего спп!ал от датчика глубины погружения через кабельный трос 4 передается в подводный контейнер 3 по акустической линии (пли по радиоканалу) на базу для сбора и накопления информации о толщине подводной части ледового поля.

Возможность передачи данных об измерениях по радио (наряду с гидроакустическим кана IOM) обеспечивается наличием поверхностного поплавка, способного нести радиоантенну, а также электрической связью поверхностного поплавка 1 с подводным контейнером 3 посредством каоельного троса 4. Если буй не будет иметь устройств для накопления информации, например по соображениям малогабаритности, то связь его с базой ограничится в подледном положении гидроакустическим каналом.

Энергия океанского течения, увлекающая буй B под tl0jlIIOM IIO IO?«CIIIIII, до I?!i!I 6bITI достаточной для преодоления сил трения поверхностного поплавка 1 о подводную поверхность льда. Прп сильно изрезанном бугорчатом рельефе поверхности льда cilлы трения могут достигать больших величин.

Увеличенная подвижность буя в таких условиях обеспечивается автоматическим регулятором глубины. При работе последнего дополнительно уменьшается плавучесть поверхностного поплавка 1 прп возрастании сопротивления движению буя.

Поршневая полость А автом атического регулятора плавучести сообщается с морской водой посредством с«возного отверстия а в поршне, а в полости корпуса, где расположена пружина 11, находится воздух.

При возрастании усилия на оттяжном тросе 8 в связи с увеличением сопротивления движению поверхностного поплавка 1 поршень 12 преодолевает упругость пружины 11 и выдвигается нару?ку, в воду, уменьшая объем воздуха и увеличивая объем воды в цилиндре 10, т. е. уменьшая плавучесть.

Регулятор рассчитан так, что прп больших значениях силы натяжения троса плавучесть поверхностного поплавка становится отрицательной и вся буйковая система тонет и под действием течения обходит препятствия. Затем буй всплывает, так как при свободном плаватп!и натяжение оттяжного троса уменьшается, и под действием пружины 11 поршень возвращается в исходное положение, восстанавливая первоначальную величину положительной плавучести.

Демпфирующая способность, обусловленная гидравлическим сопротивлением воды в отверстиях поршня и штока, позволяез увеличить в необходимых пределах время и дистанцию прохождения буем отрезков

)1vnI между смежными точками сопт?икосповснпя с подводной поверхностью ледяного поля. Рациональ»I!; подбором размсроз этих отверст!тй можно зпач:! c. 1ьпо повысить II(?oxoäl!ìoñòi буя в ледовых условиях.

Прп попадании буя г> мертвую зону, где течсппс отсугствуст полностью, I прспятстBIIH NOCTI!TO !!10 BC ill«II, lIOI P? ?IiCIIIIC 6 SI поможет покшд т!> бую эту зону, так как не будет силы, увлекающей буй в горизонтальном направлении. В этом случае включается электродвигатель, работаю!цп!1 оТ

î",Toðåé и приводящий во вращение гребной винт 5. В«л!оченпе электродвигателя

ДО, 1?КНО ПРOПЗВОЛI!TЬСЯ TOЛI>«0 110 . IС(?С НCобходпмости, диет;шциоппо, по «омапдс с базового судна (плп с береговой базы), ведущего набл!одснис за двпжетшсм буя и, следовательно, располагающего информацией об остановке буя.

Прп работе буя па малых глубинаi оксана в районах, покрытых льдом, когда неравноплеч",ÿ петля кабельного троса 4 может касаться диа и подвсргаться пптсиспвпому износу, применяется известное средсгго з ьиде гайдропа 9 (cv.. фпг. 4). состоящего пз шарообразного груза 16 и троса длиной, несколь«о большей длпшт малого

II,Iñча Iicpавноплсчей петли «абсльного троса 4.

Плавучесть поверхностного поплавка и подводного контейнера может колебаться в шпрот<их пределах, пе влияя замсTным образом на основныс характеристики буя.

Формул и изобретения

1. Дрсйфующшi океанографический буй, включающпи поверхностный поплавок и подводный контейнер с измерительной и телсаппаратурой, соедпненньш с поверхност пым поплавком гибким кабельным тросом, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности в эксплуатации, он сн l6??KcII автоматическим (?егулято(?ом тъ!авучсстп, датчпт..ом глусшны, оттяжным тросом, гайдропом и пропульсивной установкой, причем гибкий «абс,!ьный трос выполнен в впдс псравноплсчсй петли, подводный контейнер выполнен с плавучестью, равной весу в воде меньшего плеча I!cpa! IIoiIлечей петли, а оття?1 пой трос при«рсплсн оди!!м концом «верхней (;1cTII подводного

«оптсйнсра, Il д)ту!.пв! концом прикреплен чсрсз 3BToMатичсс«ий регулятор плавучести к большему плечу неравноплечей петли в точке, расположенной выше верхней части подводного контейнера, прп этом датчик глубины установлен на поверхностном поплавке и связан с подводным контейнером гибким кабельным тросом, автоматический регулятор плавучести смонтирован на оольшем плече неравноплечей петли, в месте крепления к последнему оття жного троса, пропульспвная установка смонтирована па подводном контейнере, а гайдроп связан с последним.

751708

2. Буй по п. 1, отличающийся тем. что автоматический регулятор плавучести содержит цилиндр с пружиной, поршнем п штоком, при этом в поршне и штоке выполнены отверстия, сопряженные между собой, причем отверстие в поршне сообщено с поршневой полостью цилиндра, шток связан с оттяжным тросом, а цилиндр — с оолl>Il пм плечом псравпоплсчсй пстлit, прп этом пропульсивная установка содержит электродвигатель и гребной в..шт, 1Лсточ икп информации, прппятыс во внимание прп экспсртпас

1. Патент Франции М 2284512, кл. В 63Б

21/52> 14.05.76 (прототип).

7 1708

73

Редактор А. Купрякова

Корректор P. Беркович

Заказ 1218/4 Изд. ¹ 380 Тираня 497 Подписное

НПО «Поиск» Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Типография, пр Сапунова, 2

П7иа, 3

12

Составитель В. Старых

Техред В. Серякова