ES2348959T3 - Submarino no tripulado. - Google Patents

Abstract

Submarino no tripulado con un casco (11) presurizado alrededor del cual fluye exteriormente el agua, con una cámara (14) de popa dispuesta en el casco (11) presurizado, en la que se han dispuesto y dimensionado medios de sustentación, que presentan al menos un cuerpo (26) flotante, cuyo material posee una densidad, que es menor que la del agua, de tal modo que una fuerza ascensional, que actúa sobre los medios de sustentación, da lugar a una alineación casi horizontal del casco (11) de presión en el agua, con un grupo propulsor y con al menos un aparato de equipamiento configurado como aparato incorporado o adosado, caracterizado porque la cámara (14) de popa está inundada y al menos un aparato de equipamiento es un rollo (16) de cable (15) de transmisión de datos, instalado en la cámara (14) de popa inundada, y porque el al menos un cuerpo (26) flotante se ha adaptado a la forma de un espacio vacío libre dejado por el rollo (16) de cable en la cámara de popa.

Description

El invento se refiere a un submarino no tripulado del género definido en el preámbulo de la reivindicación 1.

Submarinos no tripulados, autopropulsados se emplean como vehículos, que trabajan de modo autónomo o teledirigido, para llevar a cabo diversos trabajos bajo el agua así, llamados misiones, por ejemplo, para la exploración de la topografía de los fondos marinos y para la detección y destrucción de minas. Además, vehículos de construcción similar se equipan, en cada caso, según el perfil de los requerimientos, con diferentes aparatos y componentes, que debido a su función han de ser instalados forzosamente en determinadas zonas del casco presurizado. La disposición y el peso de los aparatos y componentes afectan notablemente al estado de equilibrio del submarino, de modo que vehículos equipados de diferente modo han de ser estibados especialmente, en cada caso, para que el vehículo adopte una alineación casi horizontal en el agua y, por consiguiente, se estabilice sensiblemente en horizontal y en balanceo.

Un conocido submarino para uno o varios buzos (DE 37 39 887 A1) presenta un casco configurado aerodinámicamente, cuyo espacio interior completo está inundado incluso las partes que ocupan el buzo o los buzos. Para equilibrar el submarino, se prevén cuerpos flotantes, junto a un balasto desplazable longitudinalmente al submarino, cuyas posiciones pueden modificarse en el interior del submarino. Mediante la estiba, tiene lugar también una adaptación a la situación del centro de gravedad del buzo o de los buzos.

Un conocido sumergible para transporte de cargas, que puede moverse formando un convoy de remolques (DE 1 920 653 U1), tiene un tanque de balasto anterior y otro posterior, que son inundados al remolcarlos. Para frenar los sumergibles remolcados, se desaloja el agua, existente en el tanque de balasto anterior, por medio de una válvula de evacuación dispuesta en el tanque de balasto anterior, de modo que por incremento del empuje vertical en la zona de proa, se eleve la proa y se coloque el sumergible de modo inclinado en el agua. Por la resistencia del agua del sumergible incrementada por la posición inclinada, se frena este último.

En un conocido submarino autopropulsado para exploración submarina (DE 1 165 439), se desplaza y se devuelve al origen un volumen de mercurio de un recipiente de mercurio a otro recipiente de mercurio para inclinar y enderezar el submarino.

En un conocido submarino (DE 44 088), se han previsto, para mantener el submarino en posición horizontal, dos cilindros abiertos hacia dentro y hacia fuera, emplazados en los extremos del vehículo, con un pistones móviles en el interior. Los pistones están mutuamente unidos de tal modo que el movimiento hacia dentro de uno de los pistones tengo como consecuencia un movimiento hacia fuera del otro pistón. Los pistones están conectados con un fluido por medio de tuberías, en las que se han dispuesto válvulas y llaves. Mediante la oportuna activación de las llaves y las válvulas, se mueven los pistones por medio del fluido de tal modo que los pistones desalojen agua del cilindro o absorban agua en el cilindro en el extremo delantero o trasero del vehículo.

Un conocido submarino (US 3 343 511) posee un sistema hidráulico para el transporte de mercurio líquido de una zona delantera a una zona trasera y viceversa, para equilibrar o estabilizar el submarino o, en caso de necesidad, dejarlo emerger rápidamente por expulsión del mercurio.

Un conocido barco sumergible [PATENT ABSTRACTS OF JAPAN, tomo 009, número 326 (M-441), 21 diciembre 1985 (1985 12-21) & JP 60 157989 A (MITSUBISHI JUKOGYO KK), 19 agosto 1985 (1985-08-19)] presenta un caso, en el que se han instalado una cápsula presurizada, un tanque auxiliar, un tanque de balasto, un tanque de estiba y similares, habiéndose rellenado el espacio entre dichos tanques y el cuerpo del caso de material flotante. Un cuerpo sumergible está unido de modo desmontable por medio de una barra metálica con el cuerpo del casco. En el cuerpo sumergible se ha instalado una batería para el abastecimiento de corriente al barco sumergible y el espacio entre batería y el casco del cuerpo sumergible está relleno de material flotante.

Un conocido barco sumergible no tripulado, uno llamado ROV (US 4947782), presenta un cuerpo presurizado y un grupo propulsor compuesto de cuatro accionamientos por hélice separados. Los cuatro propulsores de hélice se han fijado exteriormente al cuerpo presurizado, habiéndose dispuesto dos propulsores de hélice en el lado de estribor y dos propulsores de hélice en el lado de babor verticalmente uno sobre otro.

El submarino representativo del género [E.EUGENE ALLMENDIGER: “Submersible Vehicle Systems Design” 1990 (= Diseño de Sistemas de Vehículos Sumergibles). THE SOCIETY OF NAVAL ARCHITECTS AND MARINE ENGINEERS (= La Sociedad de Arquitectos Navales e Ingenieros Marinos), JERSEY CITY, NJ, XP002369081, página 183, figura 75] presenta un casco de embarcación, en el que se han instalado un casco presurizado, un tanque de balasto, un tanque de estiba, baterías, un motor propulsor y similares. Se ha dispuesto exteriormente una hélice, en la popa del casco de la embarcación, accionada por el motor propulsor así como aletas de gobierno. En el interior de la popa se han dispuesto tanques de flotación, y el resto del espacio de popa se ha rellenado de material flotante, por ejemplo, de plástico celular sintáctico.

Se le plantea al invento el problema de crear en un submarino no tripulado una posibilidad de poder corregir aún, de un modo constructivo sencillo, la situación de estiba del submarino tras el montaje, desmontaje, adosado o reconversión de los aparatos de equipamiento necesarios para una misión prefijada en estado casi definitivamente montado.

El problema se resuelve según el invento mediante las características de la reivindicación 1.

El submarino según el invento tiene la ventaja de que con ayuda de los medios flotantes, por un lado, se puede compensar una fuerza de descenso generada en el submarino por los aparatos de equipamiento, que daría lugar a un empeoramiento sustancial de la situación de la estiba del submarino, y, por otro, se podría volver a equilibrar una mala situación inesperada de la estiba del submarino en caso de cambio o reconversión de los aparatos de equipa-miento. La ubicación de los medios flotantes en la cámara de popa inundada es además sensiblemente independiente de la situación especial del aparato o de los aparatos de equipamiento en el interior del casco presurizado o en el costado del mismo. Con ello, se ofrece también la posibilidad de dotar al submarino de aparatos de equipamiento extremadamente diferentes en peso y en volumen sin modificar el propio casco presurizado, es decir, sin tener que adaptar su volumen al peso de los aparatos de equipamiento. La ubicación de material flotante en la cámara de popa tiene además la ventaja de que los medios flotantes no afectan negativamente al rendimiento del vehículo, en especial, a la velocidad del vehículo y al tiempo fuera de circulación del vehículo. No se modifican la resistencia de la corriente del vehículo, su comportamiento en la corriente ni la corriente en el casco presurizado. Además, los medios flotantes dispuestos en la cámara de popa pueden configurarse diferentemente como cuerpos flotantes adaptados a la forma del espacio vacío dejado por el rollo de cable.

Si el rollo de cable se hubiese realizado como bobina, en la que el cable está enrollado en un soporte de bobina cilíndrico hueco, resulta ventajoso que se configure cilíndricamente hueco el al menos un cuerpo flotante y que se introduzca en el espacio interior del cuerpo de la bobina o en un espacio vacío existente entre el rollo de cable y la pared interior de la cámara de popa. Aunque si el rollo de cable carece de soporte de bobina, devanándose el cable por la parte interior del rollo de cable, entonces se configura el al menos un cuerpo flotante de modo cilíndrico hueco y recibe en su interior el rollo de cable. En submarinos en los que únicamente se fija el extremo del cable de transmisión de datos y el rollo de cable devanable se dispone sobre la plataforma que realiza el mando del submarino, el al menos un cuerpo flotante cilíndrico se conforma de modo que su superficie lateral quede adosada a la pared interior de la cámara hueca y se extienda al menos en una parte de la longitud axial de la cámara hueca. El cuerpo flotante presenta un orificio de paso para conducir el cable de transmisión de datos así como una entalladura para recibir una protección contra tracción del cable, que encaja en el cable de transmisión de datos.

El invento se explica más detalladamente por medio de los ejemplos de realización representados en el dibujo. Lo muestran las figuras:

Figura 1 un alzado muy esquematizado de un submarino autopropulsado, no tripulado,

Figura 2 una sección longitudinal de una cámara de popa del vehículo de la figura 1,

Figs. 3 y 4 una vista frontal y una vista lateral de un cuerpo flotante según un segundo ejemplo de realización para instalar en la cámara de popa de la figura 2,

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Figura 5 una representación en perspectiva

del cuerpo flotante según las figuras 3 y 4, y

Figura 6 una representación igual que en la figura 2 de la cámara de popa con cierre modificado de la cámara de popa.

El submarino representado de modo esquemático en el alzado de la figura 1 tiene un caso 11 presurizado, un grupo propulsor con accionamientos eléctricos de hélice unidos mediante brida con el caso 11 presurizado, de los que se han dispuesto dos superpuestos a babor y a estribor, en cada caso, del casco 11 presurizado, así como dos aletas 13 de estabilización dirigidas verticalmente y dos horizontalmente, en cada caso. En la parte trasera del casco 11 presurizado, existe una cámara 14 de popa inundada. El submarino esquematizado de la figura 1 se teledirige desde una plataforma, no representada, para lo cual el submarino está unido sólidamente con la plataforma por medio de un cable 15 de transmisión de datos, por ejemplo, un cable de fibra de vidrio o un cable de cobre. Tal como se puede reconocer en la representación en sección de la figura 2, el cable 15 de transmisión de datos se ha recibido como rollo 16 de cable en la cámara 14 de popa inundada, habiéndose ejecutado el rollo 16 de cable como bobina y habiéndose enrollado, por tanto, el cable 15 en un soporte 17 de bobina cilíndrico hueco, que en una de sus caras frontales lleva una brida 18 radial, preferiblemente de una pieza. Uno de los extremos del rollo 16 de cable es conducido a través de una junta 19 de estanqueidad al interior del caso 11 presurizado, mientras que el otro extremo del cable 15 del rollo 16 de cable es extraído a través de un embudo 20 de salida, que cierra frontalmente la cámara 14 de popa por medio de una pinza.

La extracción del cable 15 del rollo 16 de cable tiene lugar de forma circundante a través de la brida 18 radial, que está adecuadamente redondeada para ello. Para fijar el soporte 17 de la bobina en la cámara 14 de popa, se ha practicado una escotadura 21 en la cara frontal de la brida 18 radial, orientada hacia el embudo 20 de salida, en cuya escotadura 21 se ha insertado un disco 22 con una perforación 23 central. Mediante un bulón 24 roscado conducido a través de la perforación 23 central en el disco 22, que se enrosca en una placa 25 de fondo, que limita del lado del casco presurizado la cámara 14 de popa, se sujeta fijamente el soporte 17 de la bobina axialmente en la placa 25 de fondo.

Para contrarrestar la fuerza de descenso generada en la zona de popa por el rollo 16 del cable con el soporte 17 de la bobina y conseguir una buena situación de la estiba del submarino con alineación casi horizontal del casco 11 presurizado en el agua, la cámara 14 de popa contiene medios flotantes en forma de un cuerpo 26 flotante (figura 2). El cuerpo 26 flotante está compuesto de un material, cuya densidad sea menor que la del agua y que se haya adecuado al espacio vacío existente en la cámara 14 de popa. Seleccionando la densidad del material y las dimensiones del cuerpo 26 flotante, se puede generar en la popa una fuerza ascensional tal que el submarino adopte una situación de estiba exacta.

En el ejemplo de realización de la figura 2, se ha realizado el cuerpo 26 flotante de modo cilíndrico hueco en el espacio interior del soporte 17 de la bobina cilíndrica hueca. En el ejemplo de la figura 2, el cuerpo 26 flotante rellena todo el espacio anular existente entre el bulón 24 roscado y la pared interior del soporte 17 de la bobina. Si se necesitase menos fuerza ascensional, se puede reducir entonces la longitud axial del cuerpo 26 flotante o bien elegir para el cuerpo 26 flotante un material que presente una mayor densidad. Si se requiriese una mayor fuerza ascensional, entonces puede disminuirse la densidad del material del cuerpo 26 flotante y/o – como no se ha representado en la figura 1 – incorporar un cuerpo 26 flotante adicional en la cámara 14 de popa. Un cuerpo 26 flotante adicional semejante se puede instalar, por ejemplo, en la escotadura 21, ocupando la zona de la escotadura 21 no rellena por el disco 22 y la cabeza del bulón 24 roscado.

Como tampoco se ha representado en la figura 2, se puede instalar adicionalmente un cuerpo flotante o en hacerlo en lugar del cuerpo 26 flotante representado en la figura 2 y disponerlo en el espacio vacío existente, dado el caso, entre el contorno exterior del rollo 16 de cable y la pared interior de la cámara 14 de popa. Una disposición semejante de un cuerpo flotante en lugar del cuerpo 26 flotante también es necesaria cuando el rollo 16 de cable no dispone de soporte de bobina y el cable ha de extraerse por el lado interior del cable.

En las figuras 3 a 5, se ha representado un cuerpo 26’ flotante, que se ha previsto para integrarlo en la cámara 14 de popa en aquellos submarinos, que no llevan en ellos rollo 16 de cable alguno, aunque sean teledirigidos desde una plataforma por el cable 15 de transmisión de datos. En este caso, el rollo de cable se dispone en la plataforma y el extremo del cable, que sale del rollo de cable, se conduce únicamente a través de la cámara 14 de popa y se fija en la cámara 14 de popa por medio de una protección contra tracción del cable. La cámara 14 de popa está siempre cerrada por medio del embudo 20 de salida.

Tal como se puede observar en las figuras 3 a 5, el cuerpo 26 flotante se ha realizado cilíndricamente y precisamente de modo que sea capaz de adosarse con su superficie lateral a la pared interior cilíndrica de la cámara 14 de popa. El cuerpo 26’ flotante se extiende, según la fuerza ascensional requerida, más o menos por toda la longitud axial de la cámara 14 de popa. En el cuerpo 26’ flotante, se ha previsto un orificio 27 pasante y una entalladura 28. El orificio 27 pasante sirve para el paso del cable 15 de transmisión de datos desde el embudo 20 de salida hasta la placa 25 de fondo, y la entalladura 28 para recibir una protección contra tracción del cable, no mostrada en este caso, que encaja en la sección del cable 15 de transmisión de datos, conducida a través del orificio 27 pasante, y que fija el cable 15 de transmisión de datos en la cámara 14 de popa a prueba de tracción.

El submarino descrito con casco 11 presurizado y cámara 14 de popa puede aplicarse también, en forma constructiva sin modificar, como submarino no tripulado, auto-propulsado y de trabajo autónomo. Se suprime, con ello, un mando a distancia del submarino a través de la plataforma, de modo que ya no se ha previsto más el cable 15 de transmisión de datos. Se recurre también en un submarino semejante a la cámara 14 de popa para compensar una capacidad de carga de popa del submarino y se la provee de medios flotantes para establecer la deseada situación de estiba del submarino.

Como se ha mostrado en la representación en sección de la figura 6, la cara frontal de la cámara 14 de popa, opuesta al casco 11 presurizado, ya no está cerrada ahora con el embudo de salida, sino con una placa 29 cobertora instalada de modo estanco de forma que la cámara 14 de popa configure un espacio 30 hueco relleno de aire, que se utiliza como medio flotante, o sea, aire. La placa 29 cobertora se ha realizado escalonadamente en diámetro y presenta una sección 291 de placa de diámetro menor y una sección 292 de placa de diámetro mayor. La sección 291 de placa de menor diámetro se ha introducido en la cámara 14 de popa hasta que la sección 292 de placa de diámetro mayor descanse en la cara frontal de la cámara 14 de popa. La fijación de la placa 29 cobertora se realiza por medio de tornillos 31, que sólo se han indicado simbólicamente en la figura 6 y que se atornillan radialmente a través de la pared de la cámara de popa en la sección 291 de placa de menor diámetro. La placa 29 cobertora está hecha preferiblemente de aluminio. La deseada fuerza ascensional en la zona de popa se puede regular modificando el peso de la placa 29 cobertora, modificándose preferiblemente el espesor axial de la placa 29 cobertora. Si la placa 29 cobertora es soportada sobre la cara frontal interior de la sección 292 de placa de mayor diámetro, se reduce entonces exclusivamente el peso de la placa 29 cobertora. Si la placa 29 cobertora fuese soportada sobre la cara frontal interior de la sección 291 de placa de menor diámetro, entonces se modifica, junto con el peso de la placa 29 cobertora, también el volumen del espacio 30 vacío existente en la cámara 14 de popa, de modo que se provoque un claro incremento de la fuerza ascensional. Obviamente, también se puede variar, en este caso, el peso de la placa 29 cobertora seleccionando la densidad del material de la placa.

Evidentemente, también es posible rellenar completa o parcialmente de un material la cámara 14 de popa, vacía en la figura 6, cuya densidad y volumen sean seleccionados de acuerdo con la requerida fuerza ascensional. El material puede instalarse también en forma de uno o varios cuerpos flotantes individuales. La cámara 14 de popa no está entonces cerrada estancamente al agua, sino inundada.

Claims (3)

1. R E I V I N D I C A C I O N E S

   1. Submarino no tripulado con un casco (11) presurizado alrededor del cual fluye exteriormente el agua, con una cámara (14) de popa dispuesta en el casco (11) presurizado, en la que se han dispuesto y dimensionado medios de sustentación, que presentan al menos un cuerpo (26) flotante, cuyo material posee una densidad, que es menor que la del agua, de tal modo que una fuerza ascensional, que actúa sobre los medios de sustentación, da lugar a una alineación casi horizontal del casco (11) de presión en el agua, con un grupo propulsor y con al menos un aparato de equipamiento configurado como aparato incorporado o adosado, caracterizado porque la cámara (14) de popa está inundada y al menos un aparato de equipamiento es un rollo (16) de cable (15) de transmisión de datos, instalado en la cámara (14) de popa inundada, y porque el al menos un cuerpo

   (26) flotante se ha adaptado a la forma de un espacio vacío libre dejado por el rollo (16) de cable en la cámara de popa.

2. 2.

   Submarino según la reivindicación 1, caracterizado porque el rollo (16) de cable es recibido en un soporte (17) de bobina cilíndrico y hueco, y porque el cuerpo (26) flotante se ha configurado de modo cilíndrico hueco y se ha insertado en el espacio interior encerrado por el soporte (17) de bobina o en un espacio libre existente entre el rollo (16) de cable y la pared interior de la cámara (14) de popa.

3. 3.

   Submarino no tripulado con un casco (11) de presión alrededor del cual fluye exteriormente el agua, con una cámara (14) de popa dispuesta en el casco (11) presurizado, en la que se han dispuesto y se han dimensionado medios de sustentación, que presentan al menos un cuerpo (26)

   flotante, cuyo material posee una densidad menor que la del agua, de tal modo que una fuerza ascensional, que actúa sobre los medios de sustentación, da lugar a una alineación casi horizontal del casco (11) de presión en el agua, con 5 un grupo propulsor y con al menos un aparato de equipamiento configurado como aparato incorporado o adosado, caracterizado porque la cámara (14) de popa está inundada y el cuerpo (26’) flotante, configurado cilíndricamente que queda adosado con su superficie lateral cilíndrica contra la 10 pared interior de la cámara (14) de popa, se prolonga al menos por una parte de la longitud axial de la cámara (14) de popa, y porque el cuerpo (26’) flotante presenta una abertura (27) de paso para el paso de un cable (15) de transmisión de datos y una entalladura (28), para recibir 15 una protección contra la tracción del cable de transmisión,

   que encaja en el cable (15) de transmisión de datos.