RU205389U1 - Autonomous underwater vehicle of "micro" class for monitoring the ecological state of small water bodies - Google Patents
Autonomous underwater vehicle of "micro" class for monitoring the ecological state of small water bodies Download PDFInfo
- Publication number
- RU205389U1 RU205389U1 RU2021105037U RU2021105037U RU205389U1 RU 205389 U1 RU205389 U1 RU 205389U1 RU 2021105037 U RU2021105037 U RU 2021105037U RU 2021105037 U RU2021105037 U RU 2021105037U RU 205389 U1 RU205389 U1 RU 205389U1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- propeller
- underwater vehicle
- vehicle
- steering
- radial magnetic
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B63—SHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; RELATED EQUIPMENT
- B63G—OFFENSIVE OR DEFENSIVE ARRANGEMENTS ON VESSELS; MINE-LAYING; MINE-SWEEPING; SUBMARINES; AIRCRAFT CARRIERS
- B63G8/00—Underwater vessels, e.g. submarines; Equipment specially adapted therefor
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Aviation & Aerospace Engineering (AREA)
- Control Of Position, Course, Altitude, Or Attitude Of Moving Bodies (AREA)
Abstract
Настоящая полезная модель относится к судостроению, а именно к миниатюрным автономным подводным аппаратам, и может использоваться для осуществления экологического мониторинга водоёмов с ограниченным пространством для манёвра (малых водоёмов).Техническим результатом является повышение эксплуатационных характеристик автономного подводного аппарата.Автономный подводный аппарат класса «микро» для мониторинга экологического состояния малых водоёмов, содержащий корпусную несущую конструкцию, систему энергообеспечения на основе аккумуляторной батареи, двигательно-движительную установку, расположенную в кормовой части аппарата, блок навигации и управления, при этом дополнительно вводятся две горизонтальные рулевые плоскости, расположенные по бортам аппарата, устройства для управления ими, содержащие радиальные магнитные муфты для передачи поворачивающего момента от устройств управления к рулевым плоскостям, в кормовой части аппарата расположены хвостовые вертикальные и горизонтальные стабилизаторы, а также двигательно-движительная установка, в которой передача крутящего момента от двигателя к движителю осуществляется за счет радиальной магнитной муфты, причем ось вращения гребного винта совпадает с продольной осью аппарата, носовая часть аппарата состоит из носового обтекателя, имеющего отверстия для свободного заполнения забортной водой, в котором располагаются датчики экологического мониторинга, причем носовой обтекатель соединен с носовой водонепроницаемой переборкой. 6 ил.This utility model relates to shipbuilding, namely to miniature autonomous underwater vehicles, and can be used for environmental monitoring of reservoirs with limited space for maneuver (small reservoirs). The technical result is to increase the operational characteristics of an autonomous underwater vehicle. for monitoring the ecological state of small reservoirs, containing a hull supporting structure, a power supply system based on a battery, a propulsion and propulsion system located in the aft part of the device, a navigation and control unit, while additionally two horizontal steering planes located on the sides of the device are introduced to control them, containing radial magnetic couplings for transmitting the turning moment from the control devices to the steering planes, tail vertical and horizontal stabilizers are located in the aft part of the vehicle torus, as well as a propulsion system, in which the transmission of torque from the engine to the propeller is carried out due to a radial magnetic clutch, and the axis of rotation of the propeller coincides with the longitudinal axis of the apparatus, the nose of the apparatus consists of a nose cone having openings for free filling of the outboard water, in which environmental monitoring sensors are located, and the nose cone is connected to the bow watertight bulkhead. 6 ill.
Description
Настоящая полезная модель относится к судостроению, а именно к миниатюрным автономным подводным аппаратам, и может использоваться для осуществления экологического мониторинга водоёмов с ограниченным пространством для манёвра (малых водоёмов).This utility model relates to shipbuilding, namely to miniature autonomous underwater vehicles, and can be used for environmental monitoring of reservoirs with limited maneuvering space (small reservoirs).
Известен автономный необитаемый надводно-подводный аппарат планирующего типа, содержащий корпус, систему изменения плавучести, систему изменения дифферента, двигательно-движительную систему, систему энергопитания, а также системы управления, передачи данных, навигации, связи и контрольно-измерительную систему, отличающийся тем, что корпус аппарата выполнен в виде вытянутого в продольном направлении обтекаемого тела, днище которого снабжено скуловыми реданами, содержащими лыжу с горизонтальной полкой, а система изменения плавучести является двухзвенной и включает в себя модуль изменения плавучести, осушительную помпу и электроуправляемый клапан (патент на ПМ №183537 публ. 25.09.2018 Бюл. № 27).Known autonomous unmanned surface-underwater vehicle of the planning type, containing a body, a system for changing buoyancy, a system for changing a trim, a propulsion system, a power supply system, as well as a control system, data transmission, navigation, communication and a control and measuring system, characterized in that the body of the apparatus is made in the form of a streamlined body elongated in the longitudinal direction, the bottom of which is equipped with zygomatic steps containing a ski with a horizontal shelf, and the buoyancy change system is two-link and includes a buoyancy change module, a drainage pump and an electrically controlled valve (patent for PM No. 183537 publ. . 25.09.2018 Bul. No. 27).
Существенным недостатком данного аппарата, а также других подводных аппаратов планирующего типа, ограничивающих их применение для решения задач экологического мониторинга малых водоёмов, является необходимость иметь большое водное пространство для совершения манёвров в горизонтальной плоскости. Кроме того, аппараты планирующего типа не могут развивать большую горизонтальную скорость передвижения, что не позволяет применять их в водоёмах с сильными течениями.A significant drawback of this apparatus, as well as other gliding type submersibles, limiting their use for solving problems of environmental monitoring of small reservoirs, is the need to have a large water space for maneuvering in the horizontal plane. In addition, gliding type devices cannot develop a high horizontal speed of movement, which does not allow their use in reservoirs with strong currents.
Известен модульный автономный необитаемый подводный аппарат «Океаника», содержащий пластиковый корпус с размещенными в нем герметичными модулями, корпуса которых выполнены из радиопрозрачного материала, при этом упомянутые модули снабжены собственными источниками электроэнергии и электронной аппаратурой с радиомодулями, объединяющими электронную аппаратуру всех модулей в единую беспроводную информационно-управляющую сеть, с возможностью взаимосвязи аппарата с пультом управления, расположенным на транспортном средстве сопровождения или непосредственно у оператора, отличающийся тем, что в него дополнительно введены надводный модуль, содержащий источник электроэнергии, блок проводной связи, радиомодуль, блок спутниковой системы навигации, электромеханическую аппаратуру для перемещения модуля по водной поверхности, причем надводный модуль связан с подводной частью аппарата проводной линией связи, а с упомянутым пультом управления связан радиомодуль надводной части аппарата (патент на ПМ № 193287 публ. 22.10.2019 Бюл. № 30).Known modular autonomous unmanned underwater vehicle "Oceanica", containing a plastic case with sealed modules placed in it, the cases of which are made of radio-transparent material, while these modules are equipped with their own power sources and electronic equipment with radio modules that combine the electronic equipment of all modules into a single wireless information -control network, with the possibility of interconnection of the apparatus with a control panel located on the escort vehicle or directly at the operator, characterized in that it additionally includes a surface module containing a power source, a wired communication unit, a radio module, a satellite navigation system, electromechanical equipment to move the module along the water surface, and the surface module is connected to the underwater part of the apparatus by a wired communication line, and the radio module of the surface part of the apparatus is connected to the mentioned control panel (patent for PM No. 193287 publ. 10/22/2019 Bul. No. 30).
Основным недостатком данного подводного аппарата является конструкция, состоящая из многочисленных блоков, содержащих автономное питание, а также средство радиосвязи с соседними блоками аппарата. Подобное решение хоть и позволяет повысить универсальность модулей, составляющих аппарат, но в тоже время ведёт к увеличению веса аппарата, уменьшению внутреннего полезного объёма, повышает сложность конструкции и ведёт к увеличению количества точек отказа системы.The main disadvantage of this underwater vehicle is the design, which consists of numerous blocks containing autonomous power supply, as well as a means of radio communication with adjacent blocks of the vehicle. Such a solution, although it allows to increase the versatility of the modules that make up the apparatus, but at the same time leads to an increase in the weight of the apparatus, a decrease in the internal useful volume, increases the complexity of the design and leads to an increase in the number of points of failure of the system.
Известен высокоманевренный автономный необитаемый подводный аппарат, содержащий корпус аппарата и движительную установку, включающую группу из трех или четырех кормовых маршевых реверсивных движителей, расположенных под углом к продольной оси аппарата, и группу носовых подруливающих водометных движителей. Конструктивной особенностью АНПА является установка на нем в качестве подруливающих движителей носовой группы вертикального и лагового реверсивных водометных движителей со сквозными в корпусе аппарата водоводами. Водовод каждого такого движителя выполнен в виде Y-образного канала, состоящего из одного цилиндрического и двух раздельных каналов. В цилиндрической части Y-образного канала установлен гребной винт, а электродвигатель для привода последнего размещен в корпусе аппарата непосредственно между двумя раздельными каналами и кинематически связан с гребным винтом (патент № 2112694 публ. 10.06.1998).Known highly maneuverable autonomous unmanned underwater vehicle, containing the body of the apparatus and the propulsion unit, including a group of three or four aft sustainer reversible thrusters located at an angle to the longitudinal axis of the apparatus, and a group of bow thrusters water jet thrusters. The design feature of the AUV is the installation on it as thrusters of the bow group of vertical and lagged reversible water-jet propellers with through in the body of the apparatus water conduits. The water conduit of each such propeller is made in the form of a Y-shaped channel, consisting of one cylindrical and two separate channels. A propeller is installed in the cylindrical part of the Y-shaped channel, and the electric motor for driving the latter is placed in the body of the apparatus directly between two separate channels and is kinematically connected to the propeller (patent No. 2112694 publ. 10.06.1998).
Основным недостатком данного аппарата является наличия большого количества независимых реверсивных движителей, которые обеспечивают высокую маневренность аппарата, но в тоже время уменьшают время автономной работы.The main disadvantage of this apparatus is the presence of a large number of independent reversible thrusters, which ensure high maneuverability of the apparatus, but at the same time reduce the autonomous operation time.
Наиболее близким аналогом является малогабаритный многофункциональный автономный необитаемый подводный аппарат - носитель сменной полезной нагрузки, содержащий корпусную несущую конструкцию, которая выполнена из отсеков, в том числе из кормового отсека и прилегающего к нему герметичного отсека, последовательно и жестко соединенных между собой с возможностью их разъема в направлении продольной оси подводного аппарата, причем один из отсеков выделен под размещение в нем сменной полезной нагрузки и выполнен проницаемым для забортной воды, а на кормовом отсеке установлены два вертикальных и два горизонтальных стабилизатора, движительно-рулевой комплекс из четырех маршевых движителей и вертикального подруливающего движителя, причем маршевые движители установлены в хвостовой части кормового отсека на стабилизаторах, а вертикальный подруливающий движитель размещен в одном из отсеков (патент № 2681415 06.03.2019 Бюл. № 7).The closest analogue is a small-sized multifunctional autonomous unmanned underwater vehicle - a carrier of a removable payload, containing a hull supporting structure, which is made of compartments, including the aft compartment and an adjacent sealed compartment, sequentially and rigidly connected to each other with the possibility of their connector direction of the longitudinal axis of the underwater vehicle, and one of the compartments is allocated for placing a removable payload in it and is made permeable to sea water, and two vertical and two horizontal stabilizers are installed on the aft compartment, a propulsion and steering complex of four propulsion thrusters and a vertical thruster, moreover, sustainer thrusters are installed in the tail section of the aft compartment on stabilizers, and the vertical thruster is placed in one of the compartments (patent No. 2681415 03/06/2019 Bul. No. 7).
Недостатком данного подводного аппарата является большое количество двигательно-движительных установок, которые обеспечивают высокую маневренность аппарата, но уменьшают время автономной работы. Высокая маневренность является отличительной чертой аппаратов, выполняющих поисковые или осмотровые работы, но для решения задач сбора данных о состоянии водоёма, целесообразно обратить большее внимание на время автономной работы аппарата.The disadvantage of this underwater vehicle is a large number of propulsion systems, which ensure high maneuverability of the vehicle, but reduce the battery life. High maneuverability is a distinctive feature of devices performing prospecting or inspection work, but in order to solve the problems of collecting data on the state of the reservoir, it is advisable to pay more attention to the battery life of the device.
Задача, на решение которой направлено данное техническое решения, заключается в повышении эксплуатационных характеристик подводного аппарата, а именно уменьшение количества точек отказа системы, обеспечивающей активное перемещение подводного аппарата в толще воды (двигательно-движительных установок), с сохранением способности аппарата к активному перемещению и сохранением возможности производить маневрирование в условиях ограниченного пространства.The task to be solved by this technical solution is to increase the operational characteristics of the underwater vehicle, namely, to reduce the number of points of failure of the system that provides active movement of the underwater vehicle in the water column (propulsion systems), while maintaining the ability of the vehicle to actively move and maintain the ability to maneuver in confined spaces.
Данная задача достигается тем, что автономный подводный аппарат класса «микро» для мониторинга экологического состояния малых водоёмов содержащий корпусную несущую конструкцию, систему энергообеспечения на основе аккумуляторной батареи, двигательно-движительную установку, расположенную в кормовой части аппарата, блок навигации и управления, введены две горизонтальные рулевые плоскости, расположенные по бортам аппарата, устройства для управления ими, содержащие радиальные магнитные муфты для передачи поворачивающего момента от устройств управления к рулевым плоскостям, в кормовой части аппарата расположены хвостовые вертикальные и горизонтальные стабилизаторы, а также двигательно-движительная установка, в которой передача крутящего момента от двигателя к движителю осуществляется за счет радиальной магнитной муфты, причем ось вращения гребного винта совпадает с продольной осью аппарата, носовая часть аппарата состоит из носового обтекателя, имеющего отверстия для свободного заполнения забортной водой, в котором располагаются датчики экологического мониторинга, причем носовой обтекатель соединен с носовой водонепроницаемой переборкой.This task is achieved by the fact that an autonomous underwater vehicle of the "micro" class for monitoring the ecological state of small reservoirs containing a hull supporting structure, a power supply system based on a battery, a propulsion system located in the aft part of the device, a navigation and control unit, two horizontal steering planes located on the sides of the apparatus, devices for controlling them, containing radial magnetic couplings for transmitting the turning moment from the control devices to the steering planes, in the aft part of the apparatus there are tail vertical and horizontal stabilizers, as well as a propulsion system in which the transmission of torque moment from the engine to the propeller is carried out due to a radial magnetic clutch, and the axis of rotation of the propeller coincides with the longitudinal axis of the vehicle, the nose of the vehicle consists of a nose cone having openings for free filling behind side water, in which environmental monitoring sensors are located, and the nose cone is connected to the bow watertight bulkhead.
Технически результатом, обеспечиваемым приведённой совокупностью признаков является повышение эксплуатационных характеристик автономного подводного аппарата предназначенного для экологического мониторинга малых водоёмов.The technical result provided by the above set of features is an increase in the operational characteristics of an autonomous underwater vehicle designed for environmental monitoring of small water bodies.
Автономный подводный аппарат класса «микро» для экологического мониторинга малых водоёмов показан на фиг. 1 и фиг. 2 включает носовой обтекатель 1, имеющий отверстия для свободного заполнения забортной водой, в нём располагаются чувствительные элементы датчиков экологического мониторинга 2, носовой обтекатель соединяется с носовой водонепроницаемой переборкой 3, обеспечивающей герметичность внутреннего пространств аппарата, герметичный несущий корпус 4, электронный блок управления для датчиков экологического мониторинга 5, блок навигации и управления подводным аппаратом 6, механизмы поворота рулевых плоскостей, состоящие из рулевых приводов 7, рулевых плоскостей 8 и радиальных магнитных муфт 9, в состав которых входят водонепроницаемые переборки 10, обеспечивающие герметичность внутреннего пространства аппарата, аккумуляторную батарею 11, электронный регулятор скорости (драйвер) 12, обеспечивающий работу главной двигательно-движительной установки, состоящей из электромотора главного привода 13, радиальной магнитной муфты главного привода 14, включающую водонепроницаемую переборку 15, обеспечивающую герметичность внутреннего пространства аппарата, в задней части корпуса аппарата имеются водозаборные отверстия 16, обеспечивающие подвод потока жидкости к гребному винту, расположенному на валу 17, вертикальные и горизонтальные хвостовые стабилизаторы 18. An autonomous underwater vehicle of the "micro" class for environmental monitoring of small reservoirs is shown in Fig. 1 and FIG. 2 includes a
Отличительной особенностью данной полезной модели является наличие в конструкции подводного аппарата трёх радиальных магнитных муфт. Кормовая радиальная магнитная муфта входит в состав главной двигательно-движительной установки. Бортовая радиальная магнитная муфта (на левом и правом борту) входит в состав механизма поворота горизонтальных рулевых плоскостей и обеспечивает передачу крутящего момента от рулевого привода на вал, к которому крепится рулевая плоскость. При повороте вала происходит изменение угла атаки рулевой плоскости, таким образом, аппарат способен маневрировать в вертикальной и горизонтальной плоскости.A distinctive feature of this utility model is the presence of three radial magnetic couplings in the structure of the underwater vehicle. The aft radial magnetic clutch is part of the main propulsion system. An onboard radial magnetic clutch (on the left and right sides) is part of the mechanism for turning the horizontal steering surfaces and ensures the transmission of torque from the steering drive to the shaft to which the steering surface is attached. When the shaft is turned, the angle of attack of the steering plane changes, thus, the apparatus is able to maneuver in the vertical and horizontal plane.
Благодаря наличию всего одной двигательно-движительной установки, в которой передача крутящего момента от двигателя к движителю (гребному винту) осуществляется через радиальную магнитную муфту, уменьшается количество точек отказа системы обеспечивающей способность аппарата к активному перемещению в толще воды.Due to the presence of only one propulsion system, in which the transfer of torque from the engine to the propeller (propeller) is carried out through a radial magnetic clutch, the number of points of failure of the system that ensures the ability of the apparatus to actively move in the water column is reduced.
Представленный автономный подводный аппарат не имеет систему изменения плавучести или дополнительных подруливающих двигательно-движительных установок для погружения и всплытия. Плавучесть аппарата всегда близка к нейтральной, но положительна. Погружение и всплытие осуществляется за счёт совместной работы главной двигательно-движительной установки и рулевых плоскостей. При этом происходит непрерывная работа двигательной установки, а изменение дифферента аппарата за счёт действия горизонтальных рулевых плоскостей. Таким образом, обеспечивается способность аппарата совершать маневры в условиях ограниченного пространства, даже на малых глубинах.The presented autonomous underwater vehicle does not have a buoyancy change system or additional thrusters for diving and ascent. The buoyancy of the apparatus is always close to neutral, but positive. Submersion and ascent is carried out due to the joint work of the main propulsion system and steering surfaces. In this case, there is a continuous operation of the propulsion system, and the change in the trim of the apparatus due to the action of the horizontal steering planes. Thus, the ability of the apparatus to perform maneuvers in a confined space, even at shallow depths, is ensured.
Главная двигательно-движительная установка работает следующим образом (фиг. 5 и фиг. 6). Вал электродвигателя жёстко связан прямым приводом с ведущей магнитной полумуфтой (19) посредством фланца (20), которая расположена внутри корпуса аппарата. Ведущая полумуфта вращается на керамическом шариковом подшипнике (21), ступица которого закреплена на кормовой водонепроницаемой переборке (15). Кормовая водонепроницаемая переборка устанавливается в корпус аппарата, герметичность соединения переборка – корпус обеспечивается за счёт двух уплотнительных колец круглого сечения, устанавливаемые в специальные канавки (23) на внешней поверхности водонепроницаемой переборки. Ведомая магнитная полумуфта (24) устанавливается с внешней стороны водонепроницаемой переборки. Ведомая магнитная полумуфта вращается на керамическом шариковом подшипнике (25), который в процессе эксплуатации постоянно погружён в забортную воду. Данный подшипник запрессовывается в посадочное место, расположенное на внешней части водонепроницаемой переборки. Поток жидкости поступает к гребному винту через водозаборные отверстия в кормовой части несущего корпуса аппарата. Ведущая и ведомая полумуфты находятся в постоянном магнитном зацеплении за счёт постоянных магнитов (26). Ведомая полумуфта жёстко связана с гребным винтом посредство вала (27).The main propulsion system operates as follows (Fig. 5 and Fig. 6). The shaft of the electric motor is rigidly connected by a direct drive with the leading magnetic coupling half (19) by means of a flange (20), which is located inside the body of the apparatus. The driving half of the coupling rotates on a ceramic ball bearing (21), the hub of which is fixed to the aft watertight bulkhead (15). The aft watertight bulkhead is installed in the body of the apparatus, the tightness of the bulkhead - body connection is ensured by two O-rings installed in special grooves (23) on the outer surface of the watertight bulkhead. The driven magnetic coupling half (24) is installed on the outside of the watertight bulkhead. The driven magnetic coupling half rotates on a ceramic ball bearing (25), which is constantly submerged in the seawater during operation. This bearing is pressed into a seat located on the outside of the watertight bulkhead. The fluid flow enters the propeller through the water intake holes in the aft part of the vehicle's main body. The leading and driven half couplings are in permanent magnetic engagement due to permanent magnets (26). The driven coupling half is rigidly connected to the propeller by means of a shaft (27).
Для маневрирования используются две горизонтальные рулевые плоскости, которые приводятся в движение рулевыми механизмами, состоящими из рулевого привода и радиальных магнитных муфт, расположенными по бортам аппарата, таким образом, что рулевые плоскости при нулевом угле атаки принимают горизонтальное положение, а ось вокруг которой осуществляется поворот рулевых плоскостей, перпендикулярна продольной оси аппарата. Рулевые приводы представляют собой сервомоторы, выходной вал которых поворачиваться на заданный угол в диапазоне от -90° до +90° от центрального положения Угол задаётся электронным блоком управления и навигации. Угол поворота передаётся от рулевых приводов к рулевым плоскостям посредством магнитных муфт. Конструкция радиальных магнитных муфт аналогична вышеописанной, за исключением того, что ведущая полумуфта закреплена на выходной оси рулевого привода фланцевым соединением и механически не связана с бортовой водонепроницаемой переборкой. Бортовые водонепроницаемые переборки аналогичны по конструкции кормовой. Ведомая магнитная полумуфта размещается на внешней стороне бортовой водонепроницаемой переборки и вращается на керамическом подшипнике, ступица которого закреплена на переборке. Рулевая плоскость жёстко связана с ведомой полумуфтой, таким образом, что при установке рулевого привода в нейтральное положение, рулевая плоскость приобретает нулевой угол атаки.For maneuvering, two horizontal steering planes are used, which are set in motion by steering mechanisms consisting of a steering gear and radial magnetic couplings located on the sides of the apparatus, so that the steering planes at a zero angle of attack take a horizontal position, and the axis around which the steering is rotated planes perpendicular to the longitudinal axis of the apparatus. Steering drives are servomotors, the output shaft of which can be rotated at a given angle in the range from -90 ° to + 90 ° from the central position. The angle is set by the electronic control and navigation unit. The steering angle is transmitted from the steering gears to the steering surfaces by means of magnetic couplings. The design of the radial magnetic couplings is similar to that described above, except that the driving half of the coupling is flanged to the output axis of the steering drive and is not mechanically connected to the side watertight bulkhead. The side watertight bulkheads are similar in design to the stern. The driven magnetic coupling is located on the outer side of the side watertight bulkhead and rotates on a ceramic bearing, the hub of which is fixed to the bulkhead. The steering plane is rigidly connected to the driven coupling half, so that when the steering gear is set to the neutral position, the steering plane acquires a zero angle of attack.
Автономный подводный аппарат работает следующим образом. Перед запуском подводного аппарата производится установка маршрута движения аппарата в пределах акватории изучаемого водоёма (фиг. 3). Установка маршрута производится по координатам, полученным при помощи системы глобального спутникового позиционирования. Также устанавливаются глубины, на которых будет осуществляться перемещение аппарата.An autonomous underwater vehicle works as follows. Before launching the underwater vehicle, the route of the vehicle movement within the water area of the studied reservoir is set (Fig. 3). The route is set according to coordinates obtained using the global satellite positioning system. The depths at which the vehicle will be moved are also set.
В процессе подготовки аппарата к запуску герметичные переборки (носовая, бортовые и кормовая) удаляются из корпуса, чем обеспечивается доступ к внутренним частям аппарата для загрузки маршрута в блок навигации и управления и проведения мероприятий по техническому обслуживанию подводного аппарата. После завершения работ по техническому обслуживанию герметичные переборки устанавливаются на свои места.In the process of preparing the vehicle for launch, sealed bulkheads (bow, side and aft) are removed from the hull, which provides access to the internal parts of the vehicle for loading the route into the navigation and control unit and carrying out maintenance activities for the underwater vehicle. After completion of maintenance work, the sealed bulkheads are re-installed.
После запуска подводного аппарата он переходит в автоматический режим работы, следуя по заданному маршруту (фиг. 4). При этом аппарат совершает циклы погружения и всплытия между двумя соседними точками маршрута. Такая схема движения необходима для корректной работы системы глобального позиционирования, которая включается в работу, только когда аппарат поднимается на поверхность.After starting the underwater vehicle, it goes into automatic mode of operation, following a predetermined route (Fig. 4). In this case, the device performs cycles of immersion and ascent between two adjacent points of the route. Such a movement pattern is necessary for the correct operation of the global positioning system, which is activated only when the vehicle rises to the surface.
Сразу после запуска аппарата он находится в горизонтальном положении на поверхности водоёма.Immediately after starting the device, it is in a horizontal position on the surface of the reservoir.
Для погружения на заданную глубину включается главная двигательно-движительная установка, при этом аппарат двигается горизонтально. Затем рулевые плоскости (левая и правая синхронно) принимают отрицательный угол атаки и аппарат, продолжая двигаться вперёд, начинает погружаться с дифферентом на нос. Глубина погружения контролируется датчиком гидростатического давления воды, входящий в систему навигации и управления. Пройденное в подводном положении расстояние определяется инерциальной системой навигации, входящей в блок навигации и управления. Для всплытия угол атаки рулевых плоскостей (левая и правая синхронно) изменяется на положительный и аппарат, продолжая движение вперёд, начинает всплытие с дифферентом на корму. После всплытия происходит корректировка положения аппарата за счёт спутниковой системы глобального позиционирования и прокладывается траектория движения к следующей точке маршрута.To dive to a predetermined depth, the main propulsion system is switched on, while the apparatus moves horizontally. Then the steering surfaces (left and right synchronously) take a negative angle of attack and the vehicle, continuing to move forward, begins to dive with a trim on the nose. The immersion depth is controlled by a hydrostatic water pressure sensor, which is part of the navigation and control system. The distance traveled in the submerged position is determined by the inertial navigation system included in the navigation and control unit. For ascent, the angle of attack of the steering surfaces (left and right synchronously) changes to positive and the apparatus, continuing to move forward, begins to ascend with a trim to the stern. After ascent, the position of the device is corrected due to the satellite global positioning system and a trajectory is laid to the next point on the route.
Для осуществления маневрирования в горизонтальной плоскости аппарат погружается на глубину равную размаху рулевых плоскостей, после чего приобретает горизонтальное положение. Глубина погружения контролируется датчиком гидростатического давления. Для осуществления поворота влево, аппарат приобретает крен на левый борт в 90 градусов. Крен достигается за счёт того, что левая рулевая плоскость приобретает отрицательный угол атаки, а правая - положительный. Угол крена контролируется инерциальной системой навигации. После установки угла грена, происходит синхронное задание рулевым плоскостям положительного угла атаки, в результате аппарат поворачивает налево. Угол отклонения курса контролируется инерциальной системой навигации, входящей в блок навигации и управления. После установки необходимого курса аппарат возвращает крен в исходное состояние и продолжает движение.For maneuvering in the horizontal plane, the vehicle is immersed to a depth equal to the span of the steering surfaces, after which it acquires a horizontal position. The immersion depth is monitored by a hydrostatic pressure sensor. To make a turn to the left, the apparatus acquires a roll to the left side of 90 degrees. Roll is achieved due to the fact that the left steering plane acquires a negative angle of attack, and the right one - a positive one. The roll angle is controlled by an inertial navigation system. After setting the beacon angle, the steering planes are synchronously assigned a positive angle of attack, as a result, the device turns to the left. The course deviation angle is controlled by the inertial navigation system included in the navigation and control unit. After setting the required course, the apparatus returns the roll to its original state and continues to move.
В случае если в подводном положении аппарат потеряет способность к активному перемещению, благодаря положительной плавучести он поднимется на поверхность.If the vehicle loses its ability to move actively while underwater, it will rise to the surface due to its positive buoyancy.
В случае если вращение вала главного привода будет невозможно (заклинивание в результате попадания водорослей или других посторонних предметов), радиальная магнитная муфта не позволит электромотору мгновенно остановиться, таким образом, удастся избежать ударных нагрузок на элементы главной двигательно-движительной установки, что позволяет ускорить устранение неисправности аппарата и подготовки его к последующему запуску.If the rotation of the main drive shaft is impossible (jamming due to the ingress of algae or other foreign objects), the radial magnetic clutch will not allow the electric motor to stop instantly, thus, it will be possible to avoid shock loads on the elements of the main propulsion system, which makes it possible to speed up the elimination of the malfunction apparatus and preparing it for the next launch.
После прохождения всех точек маршрута аппарат возвращается в исходную точку (точку запуска), где поднимается из воды оператором. Собранные данные экологического мониторинга изымаются на электронном носителе.After passing all points of the route, the device returns to the starting point (launch point), where the operator rises from the water. The collected data of environmental monitoring are withdrawn in electronic form.
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2021105037U RU205389U1 (en) | 2021-02-28 | 2021-02-28 | Autonomous underwater vehicle of "micro" class for monitoring the ecological state of small water bodies |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2021105037U RU205389U1 (en) | 2021-02-28 | 2021-02-28 | Autonomous underwater vehicle of "micro" class for monitoring the ecological state of small water bodies |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU205389U1 true RU205389U1 (en) | 2021-07-13 |
Family
ID=77020097
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2021105037U RU205389U1 (en) | 2021-02-28 | 2021-02-28 | Autonomous underwater vehicle of "micro" class for monitoring the ecological state of small water bodies |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU205389U1 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2783719C1 (en) * | 2022-02-18 | 2022-11-16 | Акционерное общество "Системы управления и приборы" (АО "СУП") | Propulsion and propulsion installation of underwater vehicle |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2290338C2 (en) * | 2004-12-14 | 2006-12-27 | Институт проблем морских технологий Дальневосточного отделения Российской академии наук (ИПМТ ДВО РАН) | High maneuverability submersible vehicle |
RU164034U1 (en) * | 2015-12-04 | 2016-08-20 | федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Самарский государственный аэрокосмический университет имени академика С.П. Королева (национальный исследовательский университет)" (СГАУ) | AUTONOMOUS UNDERTAKEN UNDERABILABLE PLANNING TYPE |
CN108674617A (en) * | 2018-04-28 | 2018-10-19 | 中国海洋大学 | Underwater intelligent floating instrument device and its control system |
RU2681415C1 (en) * | 2018-05-22 | 2019-03-06 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт проблем морских технологий Дальневосточного отделения Российской академии наук (ИПМТ ДВО РАН) | Compact multi-functional autonomous uninhabited underwater vehicle -carrier vehicle for replaceable actual load |
CN110282100A (en) * | 2019-07-09 | 2019-09-27 | 华南理工大学 | The submarine navigation device of torpedo main body multiple degrees of freedom manipulation |
-
2021
- 2021-02-28 RU RU2021105037U patent/RU205389U1/en active
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2290338C2 (en) * | 2004-12-14 | 2006-12-27 | Институт проблем морских технологий Дальневосточного отделения Российской академии наук (ИПМТ ДВО РАН) | High maneuverability submersible vehicle |
RU164034U1 (en) * | 2015-12-04 | 2016-08-20 | федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Самарский государственный аэрокосмический университет имени академика С.П. Королева (национальный исследовательский университет)" (СГАУ) | AUTONOMOUS UNDERTAKEN UNDERABILABLE PLANNING TYPE |
CN108674617A (en) * | 2018-04-28 | 2018-10-19 | 中国海洋大学 | Underwater intelligent floating instrument device and its control system |
RU2681415C1 (en) * | 2018-05-22 | 2019-03-06 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт проблем морских технологий Дальневосточного отделения Российской академии наук (ИПМТ ДВО РАН) | Compact multi-functional autonomous uninhabited underwater vehicle -carrier vehicle for replaceable actual load |
CN110282100A (en) * | 2019-07-09 | 2019-09-27 | 华南理工大学 | The submarine navigation device of torpedo main body multiple degrees of freedom manipulation |
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
БРАЖНИКОВ Е.В. и др. РАЗРАБОТКА АВТОНОМНОГО ПОДВОДНОГО АППАРАТА КЛАССА МИКРО "ЖЕМЧУЖИНА" ДЛЯ ЭКОЛОГИЧЕСКОГО МОНИТОРИНГА МАЛЫХ ВОДОЁМОВ/ Межвузовский сборник научных статей. - Самара, 2019. С. 203-209. * |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2783719C1 (en) * | 2022-02-18 | 2022-11-16 | Акционерное общество "Системы управления и приборы" (АО "СУП") | Propulsion and propulsion installation of underwater vehicle |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN100443369C (en) | Deep-sea solar diving device | |
Curcio et al. | SCOUT-a low cost autonomous surface platform for research in cooperative autonomy | |
CN111645835A (en) | Unmanned primary and secondary underwater vehicle with multiple underwater belts | |
CN100357155C (en) | Buoyancy and propellor dual-driving-mode long-distance autonomous underwater robot | |
RU2681415C1 (en) | Compact multi-functional autonomous uninhabited underwater vehicle -carrier vehicle for replaceable actual load | |
CN108045530A (en) | A kind of submarine cable detection underwater robot and operational method | |
US20160376000A1 (en) | Submersible unmanned aerial vehicles and associated systems and methods | |
CN105346695B (en) | A kind of quadrotor Minitype underground aircraft | |
KR101507422B1 (en) | Hybrid Autonomous Underwater Vehicle | |
CN103754341B (en) | Deformable solar power under-water robot and control method | |
CN108312151B (en) | Drift detection underwater robot device and control method | |
KR101667269B1 (en) | Apparatus for automatic controlling position of underwater vehicle | |
CN104527952B (en) | Minitype autonomous underwater vehicle | |
WO2014152068A1 (en) | Autonomous sailing vessel | |
CN103287557A (en) | Novel underwater robot motion control device | |
CN110775226A (en) | Hybrid energy underwater vehicle device | |
CN105539779A (en) | Portable underwater aerial photography remote operated vehicle and control method thereof | |
CA2999398A1 (en) | Manoeuvring device and method therof | |
CN111874195A (en) | Full-sea-depth offshore bottom autonomous underwater robot structure | |
RU193287U1 (en) | Modular autonomous uninhabited underwater vehicle "Oceanica" | |
RU203080U1 (en) | Small-sized remote-controlled unmanned underwater vehicle with separate propulsion control | |
JP2006248477A (en) | Navigation controlling method of underwater vehicle, and underwater vehicle | |
RU205389U1 (en) | Autonomous underwater vehicle of "micro" class for monitoring the ecological state of small water bodies | |
CN113232809A (en) | Modular small AUV device | |
KR20160126500A (en) | Steering method for a hybrid underwater glider |