DD151283A1 - METHOD AND DEVICE FOR CONTROLLING UNDERWATER TOWING BODIES - Google Patents
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- DD151283A1 DD151283A1 DD22160380A DD22160380A DD151283A1 DD 151283 A1 DD151283 A1 DD 151283A1 DD 22160380 A DD22160380 A DD 22160380A DD 22160380 A DD22160380 A DD 22160380A DD 151283 A1 DD151283 A1 DD 151283A1
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Abstract
Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren und eine Einrichtung zur Steuerung von Unterwasser-Schleppkoerpern. Mit der Erfindung wird bezweckt, Schleppkoerper mit geringem technischen und Energieaufwand horizontal und vertikal zu steuern und jederzeit stabile Lagen in allen Steuerbereichen zu gewaehrleisten. Die technische Aufgabe der Erfindung besteht darin, die relative Lage des dynamischen Schwerpunktes zum statischen Auftriebsschwerpunkt bzw. zum Massenschwerpunkt des Schleppkoerpers veraenderlich zu gestalten und vom Kraengungswinkel unabhaengig zu machen. Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren und eine Einrichtung geloest, bei dem die relative Verlagerung des Masse- und/oder Auftriebsschwerpuktes durch die mittels eines Motors ueber ein Getriebe erzeugte Rotation eines Koerpers innerhalb oder ausserhalb des Schleppkoerpers um dessen Laengsachse erfolgt. Die Erfindung kann zur Steuerung von geschleppten bemannten oder unbemannten Unterwasserfahrzeugen oder Unterwassergleitern, mittels deren Unterwasserbeobachtungen, Messungen oder Unterwassertransporte durchgefuehrt werden, angewendet werden.The invention relates to a method and a device for controlling underwater towed bodies. The invention aims to control towed bodies with little technical and energy expenditure horizontally and vertically and to ensure stable positions in all control areas at all times. The technical object of the invention is to make the relative position of the dynamic center of gravity to the static buoyancy center of gravity or to the center of gravity of the towed veraenderlich and to make the Kraengungswinkel independent. This object is achieved by a method and a device in which the relative displacement of the mass and / or Auftriebsschwerpuktes by the generated by means of a motor via a gear rotation of a body within or outside the Schleppkoerpers around its longitudinal axis. The invention may be used to control towed manned or unmanned submersibles or underwater gliders, by means of which underwater observations, measurements or underwater transports are performed.
Description
.-ι-. 22 16 03.-Ι-. 22 16 03
Erfinder: Lothar WolffInventor: Lothar Wolff
- Hans-Jürgen Keding Dr. Hartwig Starner- Hans-Jürgen Keding Hartwig Starner
Verfahren und Hinrichtung zur Steuerung von Unterwasser-SchleppkörpernMethod and execution for controlling underwater towed bodies
Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Einrichtung zur Steuerung von Unterwasser-Schleppkörpern, insbesondere Unterwassergleitern, die mittels Schleppkabel oder Schlepptrosse von einem Schleppfahrzeug gezogen werden und die sich sowohl horizontal als auch vertikal steuern lassen. Die Erfindung findet Anwendung bei geschleppten bemannten oder unbemannten Unterwasserfahrzeugen oder Unterwassergleitern zur Durchführung von Unterwasserbeobachtungen und -messungen oder Unterwassertransporten.The invention relates to a method and a device for controlling underwater towed bodies, in particular underwater gliders, which are towed by towing cable or towing tow from a towing vehicle and which can be controlled both horizontally and vertically. The invention applies to towed manned or unmanned underwater or underwater gliders for performing underwater observations and measurements or underwater transports.
Es sind Verfahren und Einrichtungen bekannt, bei denen die vertikale Steuerung von Unterwasser-Schleppkörpern durch Veränderung der Lage der am Heck angebrachten Ruder (DS-OS 2537224, US-PS 3618555, "Fischereiforschung" 15 (1977/2) oder durch Veränderung der Anstellwinkel hydrodynamischer Scherflächen (DE-OS 2841o93, US-PS 3618555) bzw.- durch Veränderung des Angriffspunktes des Kabels parallel zur Schlepprichtung durchgeführt wird.Methods and apparatus are known in which the vertical control of underwater towed bodies is achieved by altering the attitude of the stern-mounted rudders (DS-OS 2537224, US-PS 3618555, "Fischereiforschung" 15 (1977/2) or by varying the angles of attack hydrodynamic shear surfaces (DE-OS 2841o93, US-PS 3618555) or by changing the point of the cable parallel to the towing direction is performed.
Die gleichen Verfahren werden auch für die horizontale Steuerung angewendet ("Fischereiforschung" 15 (1977)2).The same methods are also used for horizontal control ("Fischereiforschung" 15 (1977) 2).
Fig. 1 zeigt schematisch die prinzipiellen Beziehungen der Kräfte und Momente, die an einem Unterwasserschleppkörper für die Krängung verantwortlich sind. Der Unterwasserschleppkörper ist hier in Frontansicht dargestellt.Fig. 1 shows diagrammatically the principal relations of the forces and moments responsible for the heeling on an underwater towed body. The underwater drag body is shown here in front view.
Auf den Rumpf wirken die hydrodynamischen seitlichen Kräfte Ptto und vertikalen Kräfte Ρττ-tr sowie die auf diese EbeneOn the fuselage act the hydrodynamic lateral forces Ptto and vertical forces Ρττ-tr as well as those on this plane
üb XlVabout XlV
projiziert en Kabelkräfte ΡΛ. Im Inneren des Rumpfes befinden sich Auftriebsmittel mit der Auftriebskraft P^ und die Massen des Schleppkörpers mit dem Gewicht P„. Auf jede Tragfläche wirken die hydrodynamischen Auftriebskräfte P^. Durch dasprojected cable forces ΡΛ. In the interior of the hull are buoyancy means with the buoyancy P ^ and the masses of the towed body with the weight P ". On each wing act the hydrodynamic buoyancy forces P ^. By the
2~2 ~
Horizontalruder des Schleppkörpers wird das Drehmoment M-o erzeugt. Für die Stabilität (Krängung) des Schleppkörpers sind unter Vernachlässigung der Momente, die durch die Kräfte Pug, Ptttt und ΡΛ erzeugt werden, die Momente M„, M,, M^ verantwortlich, wobei I. « P. . a . sin of , Μ™ = Ρ™ . m . sin or und Of. der Krängungswinkel istHorizontal rudder of the towed body, the torque M-o is generated. Neglecting the moments produced by the forces Pug, Ptttt and ΡΛ, the moments M ", M ,, M ^ are responsible for the stability (heeling) of the towed body, where I.« P.. a. sin of, Μ ™ = Ρ ™. m. sin or and of. the heel angle is
Für das Momentgleichgewicht ist dann: For the moment equilibrium is then:
MR = MA + MM = (PA . a + PM . m)sin orM R = M A + M M = (P A a + P M m) sin or
Die Ausstellung des oder der Seitenruder bewirken ein Ausscheren 'und eine gleichzeitige Drehung des Schleppkörpers wobei die nun angeströmten Tragflächen die Scherkraft verstärken. Entsprechend dieser Beziehung haben die bekannten Einrichtungen den Nachteil, daß sich bei Überschreitung einer bestimmten Seitenruderauslenkung ein labiles Gleichgewicht einstellt. Die Auslenkung des Seitenruders bewirkt ein Ausscheren des Schleppkörpers.The exhibition of the rudder or rudder cause a Ausscheren 'and a simultaneous rotation of the towed body with the now inflated wings reinforce the shear force. According to this relationship, the known devices have the disadvantage that sets a labile equilibrium when exceeding a certain rudder deflection. The deflection of the rudder causes an excursion of the towed body.
Die angeströmten Tragflächen erzeugen ein Drehmoment. -Sin stabiles Drehmoment besteht jedoch nur bis zu einein Winkel von 9o Grad. Danach werden die rückstellenden Kräfte wiederThe streamlined wings generate a torque. -Sin stable torque is only up to an angle of 9o degrees. After that, the restoring forces become again
kleiner, die Lage des Schleppkörpers wird instabil, es kommt zur Rotation des Schleppkörpers um dessen Längsachse. Die bekannten Schleppkörper lassen im stabilen Bereich nur eine sehr begrenzte seitliche Auslenkung des Schleppkörpers zur Schlepprichtung zusmaller, the position of the towed body becomes unstable, it comes to the rotation of the towed body about its longitudinal axis. The known towed bodies allow in the stable area only a very limited lateral deflection of the towed body to the towing direction
PUr die Ruderauslenkung sind erhebliche Kräfte aufzubringen. PUr the rudder deflection are considerable forces to raise.
Mit der Erfindung wird bezweckt, Schleppkörper mit geringem technischem und Energieaufwand horizontal und vertikal zu steuern und jederzeit stabile Lagen in allen Steuerbereichen zu gewährleisten.With the invention is intended to control towed body with low technical and energy costs horizontally and vertically and to ensure stable positions in all tax areas at any time.
Die technische Aufgabe der Erfindung besteht darin, die relative Lage des dynamischen Auftriebspunktes (Druckpunktes) bzw. des statischen Auftriebsschwerpunktes zum Massenschwerpunkt des Schleppkörpers veränderlich zu gestalten und vom Kränkungswinkel unabhängig zu machen. Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch ein Verfahren gelöst, bei dem die Steuerung des Schleppkörpers durch die relative Verlagerung des Schwerpunktes um die Längsachse des Schleppkörpers erfolgt.The technical object of the invention is to make the relative position of the dynamic buoyancy point (pressure point) or of the static buoyancy center of gravity to the center of gravity of the towed body variable and to make the Kränkungswinkel independent. According to the invention this object is achieved by a method in which the control of the towed body is effected by the relative displacement of the center of gravity about the longitudinal axis of the towed body.
Erfindungsgemäß erfolgt die Steuerung des Schleppkörpers durch die relative Verlagerung des Masse- und oder Auftriebsschwerpunktes mittels der Rotation eines Körpers innerhalb oder außerhalb des Schleppkörpers um dessen Längsachse.According to the invention, the control of the towed body by the relative displacement of the mass and or buoyancy center by means of the rotation of a body inside or outside of the towed body about its longitudinal axis.
Die Einrichtung zur Steuerung eines bereits bekannte Tragflächen, Höhenruder und ein Schleppkabel aufweisenden Schleppkörpers weist in seinem Inneren einen von einem Motor über ein Getriebe angetriebenen Körper auf. Entsprechend einer anderen Ausführungsform sind der Motor und das Getriebe innerhalb des Körpers angeordnet.The device for controlling an already known wings, elevator and a tow cable having towed body has in its interior a driven by an engine via a gear body. According to another embodiment, the engine and the transmission are disposed within the body.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist der Körper als wesentlicher Teil des eine stabile Lage einnehmenden Schleppkörpers ausgebildet, wobei die Tragflächen durch den Motor und über das Getriebe um die Längsachse des Schleppkörpers relativ drehbar angeordnet sind.According to a further embodiment, the body is formed as an essential part of a stable position occupying towed body, wherein the support surfaces are arranged relatively rotatably by the motor and the transmission about the longitudinal axis of the towed body.
Erfindungsgemäß wird der Körper im wesentlichen durch Elemente der Nutzlast des Schleppkörpers gebildet.According to the invention, the body is essentially formed by elements of the payload of the towed body.
Die Erfindung soll anhand eines Ausführungsbeispieles näher erläutert werden.The invention will be explained in more detail with reference to an embodiment.
Es zeigen:Show it:
Pig. 1 die prinzipielle Darstellung der am Schleppkörper wirkenden Kräfte und Momente in FrontansichtPig. 1 the basic representation of the forces and moments acting on the towed body in front view
Fig. 2 den Schleppkörper im Zustand gleichbleibender Stabilität in FrontansichtFig. 2 the towed body in the state of constant stability in front view
Fig. 3 den Schleppkörper in SeitenansichtFig. 3 the towed body in side view
Fig. 4 die Einrichtung zur Verlagerung des Schwerpunktes in SeitenansichtFig. 4 shows the device for shifting the center of gravity in side view
Fig. 5 den Schleppkörper in Seitenansicht.Fig. 5 the towed body in side view.
V/ie aus Fig. 3 ersichtlich, weist der Schleppkörper 1 mit den Tragflächen 2 und dem Schleppkabel 4 am hinteren Teil das Höhenruder 3 auf. Mit dem Höhenruder 3 wird der Schleppkörper zur Schlepprichtung geneigt. Damit werden die Tragflächen 2 angestellt und die hydrodynamischen Auftriebskräfte erzeugt.As can be seen from FIG. 3, the towed body 1 with the wings 2 and the towing cable 4 at the rear part has the elevator 3. With the elevator 3, the towed body is inclined to the towing direction. Thus, the wings 2 are employed and generates the hydrodynamic buoyancy forces.
Im Inneren des Unterwasserschleppkörpers 1 befindet sich ein drehbar angeordneter Körper 5, der mittels des Motors 6 und des Getriebes 7 gedreht wirdInside the underwater lugging body 1 is a rotatably arranged body 5, which is rotated by means of the motor 6 and the transmission 7
Der Körper 5 ist so ausgebildet, daß sein Masseschwerpunkt The body 5 is formed so that its center of mass
-5- 2 2 Ί 6 O 3-5- 2 2 Ί 6 O 3
einen möglichst großen Abstand von der Drehachse besitzt.has the largest possible distance from the axis of rotation.
Es ist zweckmäßig, den statischen Auftriebsschwerpunkt und den Masseschwerpunkt des Schleppkörpers ohne Körper 5 auf die Längsachse des Schleppkörpers 1 zu legen.It is expedient to place the static lift center of gravity and the center of gravity of the towed body without body 5 on the longitudinal axis of the towed body 1.
Die Drehachse des Körpers 5 stimmt in diesem Falle mit der Längsachse des Unterwasserschleppkörpers 1 überein.The axis of rotation of the body 5 is consistent in this case with the longitudinal axis of the underwater lice body 1.
Wie aus Fig. 4 ersichtlich, können in einer anderen Ausführungsforia der Motor 6 und das Getriebe 7 innerhalb des Körpers 5 angeordnet sein.As shown in FIG. 4, in another embodiment, the engine 6 and the transmission 7 may be disposed within the body 5.
Entsprechend Fig. 5 kann der Körper 5 auch als wesentlicher Teil des Schleppkörpers 1 ausgebildet sein. Der Schleppkörper wird soweit verkleinert, daß praktisch nur noch die Tragflächen übrig bleiben und somit die Tragflächen 2 um den in der gleichen Lage·;schwimmenden Körper 5 gedreht werden.According to FIG. 5, the body 5 may also be formed as an essential part of the towed body 1. The towed body is reduced to such an extent that practically only the wings remain and thus the wings 2 are rotated about the body floating in the same position.
Claims (7)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DD22160380A DD151283A1 (en) | 1980-06-05 | 1980-06-05 | METHOD AND DEVICE FOR CONTROLLING UNDERWATER TOWING BODIES |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DD22160380A DD151283A1 (en) | 1980-06-05 | 1980-06-05 | METHOD AND DEVICE FOR CONTROLLING UNDERWATER TOWING BODIES |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| DD151283A1 true DD151283A1 (en) | 1981-10-14 |
Family
ID=5524545
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| DD22160380A DD151283A1 (en) | 1980-06-05 | 1980-06-05 | METHOD AND DEVICE FOR CONTROLLING UNDERWATER TOWING BODIES |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| DD (1) | DD151283A1 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE19730092A1 (en) * | 1997-07-14 | 1999-01-28 | Stn Atlas Elektronik Gmbh | Underwater vehicle for load |
-
1980
- 1980-06-05 DD DD22160380A patent/DD151283A1/en not_active IP Right Cessation
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE19730092A1 (en) * | 1997-07-14 | 1999-01-28 | Stn Atlas Elektronik Gmbh | Underwater vehicle for load |
| DE19730092C2 (en) * | 1997-07-14 | 2000-07-27 | Stn Atlas Elektronik Gmbh | Load-bearing underwater vehicle |
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Legal Events
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| ENJ | Ceased due to non-payment of renewal fee |