RU214726U1

RU214726U1 - Autonomous uninhabited gliding underwater vehicle

Info

Publication number: RU214726U1
Application number: RU2022107881U
Authority: RU
Inventors: Валерий Викторович Лычев; Александр Павлович Щукин
Filing date: 2022-03-24
Publication date: 2022-11-11

Abstract

Полезная модель относится к судостроению, конкретно к автономным необитаемым подводным самоходным аппаратам планирующего типа, и может быть использована для исследования водных акваторий.The utility model relates to shipbuilding, specifically to autonomous uninhabited self-propelled gliding vehicles, and can be used to study water areas.

Автономный необитаемый подводный аппарат планирующего типа содержит корпус с крылом, систему изменения плавучести и дифферента, системы энергопитания управления и передачи данных. Автономный необитаемый подводный аппарат планирующего типа отличается тем, что система изменения плавучести и дифферента выполнена в виде цистерны, снабженной устройством осушения-заполнения и размещена в корпусе подводного аппарата, при этом объем цистерны и место ее размещения выбрано таким образом, что в заполненном состоянии она обеспечивает отрицательную плавучесть подводного аппарата и дифферент на нос, а в осушенном состоянии обеспечивает положительную плавучесть подводного аппарата и дифферент на корму. Обеспечивается длительное движение подводного аппарата в водной среде, упрощение его конструкции. 3 ил.

The autonomous uninhabited glider-type underwater vehicle comprises a hull with a wing, a system for changing buoyancy and trim, power supply systems for control and data transmission. Autonomous uninhabited glider-type underwater vehicle is characterized in that the buoyancy and trim change system is made in the form of a tank equipped with a drainage-filling device and is located in the body of the underwater vehicle, while the volume of the tank and its location are chosen in such a way that in the filled state it provides negative buoyancy of the underwater vehicle and trim to the bow, and in the drained state provides positive buoyancy of the underwater vehicle and trim to the stern. Provides long-term movement of the underwater vehicle in the aquatic environment, simplifying its design. 3 ill.

Description

Известен подводный планер (Лопота А.В., Николаев А.Б. «Морские робототехнические комплексы военного и специального назначения», СПб., Издательство ЦНИИ РТК, 2016 г., стр. 16-17). Перемещение планера-глайдера в водной среде по глубине осуществляется за счет изменения знака плавучести. Для этого планер-глайдер оснащен системой автоматического управления плавучестью, которая формирует управляющие воздействия в виде изменения величины и знака плавучести планера-глайдера. Система управления плавучестью состоит из балластной цистерны, размещенной в прочном корпусе планера-глайдера, эластомерной емкости в проницаемой части, электромагнитных клапанов и гидронасоса рабочей жидкости. Водоизмещение аппарата может управляемо меняться при откачке рабочей жидкости из балластной цистерны в эластичную емкость или, наоборот, подаче жидкости из емкости в цистерну, приводя к изменению плавучести. При спуске на воду планер-глайдер постепенно погружается по пологой наклонной траектории со средней скоростью 0,8 узла. Затем он всплывает по восходящей к поверхности траектории и далее цикл повторяется. Управление курсом планера-глайдера осуществляют за счет отклонения кормового вертикального руля за стабилизатором. Недостатком известного технического решения является сложность конструкции подводного аппарата планирующего типа, так как требует не только наличие цистерны изменения плавучести, но и дополнительную емкость в проницаемой части аппарата.An underwater glider is known (Lopota A.V., Nikolaev A.B. “Marine robotic complexes for military and special purposes”, St. Petersburg, Publishing house of the Central Research Institute of the RTK, 2016, pp. 16-17). The movement of the glider in the aquatic environment in depth is carried out by changing the sign of buoyancy. To do this, the glider-glider is equipped with an automatic buoyancy control system, which generates control actions in the form of a change in the magnitude and sign of the glider-glider's buoyancy. The buoyancy control system consists of a ballast tank placed in a strong glider body, an elastomeric tank in the permeable part, electromagnetic valves and a working fluid hydraulic pump. The displacement of the apparatus can change in a controlled manner when the working fluid is pumped out of the ballast tank into an elastic tank or, conversely, when fluid is supplied from the tank into the tank, leading to a change in buoyancy. When launched, the glider-glider gradually sinks along a gentle inclined trajectory with an average speed of 0.8 knots. Then it emerges along a trajectory ascending to the surface, and then the cycle repeats. The course of the glider-glider is controlled by deflecting the aft vertical rudder behind the stabilizer. The disadvantage of the known technical solution is the complexity of the design of the gliding type underwater vehicle, as it requires not only the presence of a buoyancy change tank, but also additional capacity in the permeable part of the vehicle.

Известны аналогичные технические решения, например, подводный планер (полезная модель РФ №124245, 2012 г. B63G 8/00, B63G 8/14), подводный планер по патенту РФ №2490164, 2012 г., подводный глайдер (полезная модель РФ №183537, 2018 г.), подводный планер-глайдер по патенту РФ №2 669 244, 2017 г.Similar technical solutions are known, for example, an underwater glider (utility model of the Russian Federation No. 124245, 2012 B63G 8/00, B63G 8/14), an underwater glider according to the patent of the Russian Federation No. 2490164, 2012, an underwater glider (utility model of the Russian Federation No. 183537 , 2018), underwater glider glider according to RF patent No. 2 669 244, 2017

Известен автономный подводный необитаемый аппарат планирующего типа по патенту РФ на полезную модель №16403, 2015 г. и содержащий корпус аппарата с крылом, систему изменения плавучести, систему изменения угла дифферента, систему изменения угла крена и сборку батарей, причем в системе изменения плавучести, которая расположена в кормовой части аппарата, установлен линейный актуатор с цилиндром, а система изменения угла дифферента размещена с возможностью корректировки углов планирования, при этом сборка батарей расположена параллельно оси аппарата и закреплена с возможностью перемещения вдоль этой оси. Движение аппарата организует механизм изменения плавучести, обеспечивающий в зависимости от знака плавучести (отрицательной или положительной) погружение или всплытие аппарата.An autonomous underwater uninhabited gliding vehicle is known according to the RF patent for utility model No. 16403, 2015 and containing the body of the apparatus with a wing, a system for changing the buoyancy, a system for changing the trim angle, a system for changing the roll angle and an assembly of batteries, moreover, in a system for changing buoyancy, which located in the aft part of the apparatus, a linear actuator with a cylinder is installed, and the system for changing the trim angle is placed with the possibility of adjusting the planning angles, while the battery assembly is located parallel to the apparatus axis and fixed for movement along this axis. The movement of the apparatus is organized by a mechanism for changing buoyancy, which, depending on the sign of buoyancy (negative or positive), submerges or ascends the apparatus.

Указанное техническое решение по патенту РФ на полезную модель №16403 принято за прототип.The specified technical solution under the RF patent for utility model No. 16403 is taken as a prototype.

Недостатком технического решения, принятого за прототип, является сложность конструкции подводного аппарата, в то время как главным преимуществом подводный аппаратов планирующего типа является возможность обеспечения длительного движения в водной среде при простой его конструкции.The disadvantage of the technical solution adopted for the prototype is the complexity of the design of the underwater vehicle, while the main advantage of the gliding type underwater vehicles is the ability to provide long-term movement in the aquatic environment with a simple design.

Целью полезной модели является устранение указанных недостатков, а именно - обеспечение длительного движения автономного необитаемого подводного аппарата в водной среде, упрощение конструкции автономного необитаемого подводного аппарата.The purpose of the utility model is to eliminate these shortcomings, namely, to ensure long-term movement of an autonomous uninhabited underwater vehicle in the aquatic environment, to simplify the design of an autonomous uninhabited underwater vehicle.

Указанная цель достигается тем, что в отличие от прототипа, автономный необитаемый подводный аппарат содержит систему изменения плавучести и дифферента, выполненную в виде цистерны, снабженной устройством осушения-заполнения, размещенную в корпусе подводного аппарата, При этом объем цистерны и место ее размещения в корпусе аппарата выбрано таким образом, что в заполненном состоянии она обеспечивает отрицательную плавучесть подводного аппарата и дифферент на нос, а в осушенном состоянии обеспечивает положительную плавучесть подводного аппарата и дифферент на корму.This goal is achieved by the fact that, unlike the prototype, an autonomous uninhabited underwater vehicle contains a system for changing buoyancy and trim, made in the form of a tank equipped with a drainage-filling device, located in the body of the underwater vehicle, while the volume of the tank and its location in the body of the device is chosen in such a way that in the filled state it provides negative buoyancy of the underwater vehicle and trim to the bow, and in the drained state it provides positive buoyancy of the underwater vehicle and trim to the stern.

Предложенное техническое решение поясняется чертежами, где The proposed technical solution is illustrated by drawings, where

на фиг. 1 показан автономный необитаемый подводный аппарат планирующего типа, поперечное сечение;in fig. 1 shows an autonomous uninhabited gliding underwater vehicle, cross section;

на фиг. 2 - автономный необитаемый подводный аппарат планирующего типа, вид сбоку, на фиг. 3 - траектория движения автономного необитаемого аппарата в водной среде.in fig. 2 - autonomous uninhabited underwater vehicle of the planning type, side view, in Fig. 3 - the trajectory of the autonomous uninhabited vehicle in the aquatic environment.

Автономный необитаемый подводный аппарат планирующего типа содержит корпус 1 с крылом 2. В корпусе 1 расположена система изменения плавучести и дифферента, выполненная в виде цистерны 3, снабженная устройством осушения-заполнения, например в виде трубопровода заполнения 4 и трубопровода осушения 5 с клапанами 6, 7 и насосом 8.The autonomous uninhabited glider-type underwater vehicle comprises a body 1 with a wing 2. In the body 1 there is a system for changing buoyancy and trim, made in the form of a tank 3, equipped with a drainage-filling device, for example, in the form of a filling pipeline 4 and a drainage pipeline 5 with valves 6, 7 and pump 8.

Автономный необитаемый подводный аппарат планирующего типа работает следующим образом. Autonomous uninhabited underwater vehicle planning type operates as follows.

При заполнении цистерны 3 аппарат приобретает отрицательную плавучесть и дифферент на нос, осуществляет движение в водной среде вперед-вниз, по достижении заданной глубины погружения по сигналу датчика глубины цистерна 3 посредством насоса 8, трубопровода 5 осушается, аппарат приобретает положительную плавучесть и дифферент на корму, осуществляет движение вперед-вверх. По достижению заданной глубины погружения по сигналу датчика глубины цистерна 3 посредством трубопровода 4 заполняется водой, и цикл повторяется.When the tank 3 is filled, the apparatus acquires negative buoyancy and trim on the bow, moves forward and downward in the aquatic environment, upon reaching a given depth of immersion, at the signal of the depth sensor, the tank 3 is drained by means of the pump 8, the pipeline 5 is drained, the apparatus acquires positive buoyancy and trim to the stern, moves forward and upward. Upon reaching a predetermined immersion depth, the tank 3 is filled with water through the pipeline 4 by a signal from the depth sensor, and the cycle is repeated.

Таким образом, заявленные отличительные признаки, такие как система изменения плавучести и дифферента подводного аппарата выполнена в виде цистерны, снабженной устройством осушения-заполнения, размещенной в корпусе подводного аппарата, при этом объем цистерны и место ее размещения выбрано таким образом, что в заполненном состоянии она обеспечивает отрицательную плавучесть подводного аппарата и дифферент на нос, а в осушенном состоянии обеспечивает положительную плавучесть подводного аппарата и дифферент на корму, обеспечивают длительное движение подводного аппарата в водной среде, при этом обеспечивают простоту конструкции подводного аппарата.Thus, the claimed distinguishing features, such as the system for changing the buoyancy and trim of the underwater vehicle, are made in the form of a tank equipped with a drain-fill device located in the body of the underwater vehicle, while the volume of the tank and its location are chosen in such a way that in the filled state it provides negative buoyancy of the underwater vehicle and trim to the bow, and in the drained state provides positive buoyancy of the underwater vehicle and trim to the stern, provides long-term movement of the underwater vehicle in the aquatic environment, while ensuring the simplicity of the design of the underwater vehicle.

Claims

Autonomous uninhabited glider-type underwater vehicle, containing a hull with a wing, a system for changing buoyancy and trim, power supply systems for control and data transmission, characterized in that the system for changing buoyancy and trim is made in the form of a tank equipped with a drain-fill device located in the hull of the underwater vehicle , while the volume of the tank and its location are chosen in such a way that in the filled state it provides negative buoyancy of the underwater vehicle and trim to the bow, and in the drained state it provides positive buoyancy of the underwater vehicle and trim to the stern.