CN2679028Y - 水下系留平台装置 - Google Patents

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张云海
任翀
吴旌
郭晋兵
严建红
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Abstract

本实用新型公开了一种水下系留平台装置，它由系留平台体及前、后系留索组成。系留平台体由半球形头部、圆柱状筒体中部、圆锥筒体尾部及稳定尾翼构成。前、后系留索长度不等，与系留平台体上的前、后系留点铰链连接，构成人字形水平两点系留结构。系留点的位置和间距可通过计算确定。本实用新型迎流阻力系数小，迎流面积小，使系留平台体自身在海流中的阻力大大减小，因而在海流中的姿态稳定，且容易控制。

Description

水下系留平台装置
技术领域
本实用新型涉及水下系留平台技术，特别是涉及一种深海潜标系统用水下系留平台装置。
背景技术：
锚雷和潜标等是使用在海洋环境中的水下系留系统，一般为具有正浮力的系留平台装置、系留索、锚泊装置等。系留平台装置是系统的主要部分，内部装载有作战装置或海洋测量仪器，并为整个系统提供浮力，使系统工作在预先规定的深度。系留平台装置要求能适应各种恶劣的海洋环境，如海流、潮汐、涌等的不断变化。相关资料表明，由于海流始终在变化，使得工作在其中的系留平台也随之产生不停的十分复杂的运动，一方面系留平台以系泊锚为支点作不规则的平移运动，同时又以系留平台系留点为原点作不规则的姿态变化。
传统的锚雷一般采用球形或者类似于球形的平台，由于传统锚雷使用水深较浅，且水雷的控制系统对姿态没有要求，这种形式是可行的。在小流速海域或浅水海域使用的上浮型锚雷也采用圆柱形平台直立在海水中的系留方式。
我国现有的潜标系统，采用多个浮力球组合作为水下系留平台装置，为了保证工作正常，还在系索和索系搭载的测量仪器上下增设浮力球，以解决潜标系统的姿态和偏降。
现代新型大深度锚雷和深水用潜标装置都对系留平台提出了更为严格的要求，即在海流中保持姿态稳定，偏降量小。上述系留平台装置在海流中普遍存在姿态变化剧烈、有流和无流时深度位置相差很大的问题，不适合作为大深度系留平台使用。
近年来出现了海洋测量仪器采用细长流线型平台，如美国LAUREL公司代理的SUBS型流线型浮子，但这些仪器一般是在舰船上拖曳或吊放使用；锚雷如美国的MK56水雷和我国的某型水雷也采用了带翼细长流线型水下系留平台装置，单点系留。这种方案在平台参数不变的情况下，基本能保持姿态稳定。但对于布放海域深度跨度大(4000米)，海面流速达到3kn应能正常工作，流速4kn左右系统不被破坏，在水下系留平台装置的重量、重心、剩余浮力和浮心等参数发生变化的情况下，依然保持姿态相对稳定等要求无法达到。
发明内容
本实用新型的目的是克服现有系留平台装置所存在的问题，适应实时传输潜标系统的使用要求，提出一种新的水下系留平台装置。该装置系留结构合理，阻力小，可保证潜标系统在大流速海区以及系留平台装置结构和流体动力参数发生变化的情况下，仍保持相对稳定的工作姿态，系统偏降小，为进行海洋侦查测量提供良好的工作条件。
本实用新型因此提出了一种新的水下系留平台装置，该装置由系留平台体和系留索组成。系留平台体外形运用流体动力学理论设计，采用低阻力圆柱体流线外形，两点系留，保证系留平台体在海流中始终处于水平状态。它由半球体头部、圆柱筒体中部、圆锥筒体尾部，以及保持姿态稳定的尾翼组成。系留索由前系留索和后系留索构成，前、后系留索长度不等，与系留平台体上设置的前、后系留点铰链连接，构成人字形两点水平系留结构。前、后系留点的位置、间距主要由水下流速、迎流阻力系数、迎流面积、系留平台正浮力、系留平台浮心坐标等参数确定。前后系留索长度主要由水下流速、迎流阻力系数、迎流面积、系留平台正浮力等四项参数确定。尾翼设置在圆锥筒体尾部，通过配置适当的尾翼面积可以保持装置在变化的海流和重量等情况下姿态稳定。
本实用新型的优势在于迎流阻力小，在海流中姿态稳定且容易控制。通过试验比较发现：在提供相同的净浮力的情况下，这种形式的系留平台装置水下迎流阻力系数约为0.12-0.2，比球体或直立圆柱体系留平台装置水下迎流阻力系数小得多，而且迎流面积小，可大大的减小系留平台体自身在海流中的阻力和偏降。带翼结构能保证系留平台体姿态稳定，为ADCP测量提供稳定的环境，能够满足“布放海域深度跨度大(4000米)，海面流速达到3kn应能正常工作，流速4kn左右系统不被破坏，在水下系留平台装置的重量、重心、剩余浮力和浮心等参数发生变化的情况下，依然保持姿态相对稳定”等要求。
附图说明
图1为本实用新型的外形结构图。
图2不同系留平台迎流阻力系数曲线图。
具体实施方式
以下结合附图及实施例对本实用新型作进一步详细说明。如图1所示，本实用新型由系留平台体1及系留索2两部分组成。系留平台体1外形为细长流线型，由半球形头部3，圆柱筒体中部4，圆锥筒体尾部5及稳定尾翼6构成。系留索由前系留索7和后系留索8构成，前、后系留索长度不等，与系留平台体1的前、后系留点9、10铰链连接，构成人字形水平两点系留结构。系留点9、10的位置、间距，系留索7、8的长度可通过计算得到。
本实用新型的系留平台体耐压结构采用经典承压结构，材料为铝合金或玻璃纤维材料，耐压强度按4.5Mpa设计，直径为φ0.65m，长度为3.7m，最大排水量为1062L，释放数个水面浮标后排水量为906L，壳体自重为2500N，装载设备后系留平台体提供的剩余浮力大于4.86KN，系留平台体迎流阻力系数为0.15，迎流面积为0.332m2。通过计算并经拖曳水池试验，得到如下结果：前、后系留索长度分别为850mm和950mm，前系留点9至系留平台头部端点的水平距离为590mm，前、后系留点9、10间的距离为2940mm。

Claims (2)

1、一种水下系留平台装置，包括系留平台体及系留索，系留平台体由半球形头部，圆柱筒体中部，圆锥筒体尾部及稳定尾翼构成，其特征在于：系留索(2)由前系留索(7)和后系留索(8)构成，前、后系留索长度不等，分别与系留平台体(1)上设置的前、后系留点(9、10)铰链连接，构成人字形水平两点系留结构。
2、根据权利要求1所述的平台装置，其特征在于：系留平台体的圆锥筒体尾部(5)的锥度为0.22-0.24。
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