RU2513343C2 - Round-trip device - Google Patents
Round-trip device Download PDFInfo
- Publication number
- RU2513343C2 RU2513343C2 RU2012135868/11A RU2012135868A RU2513343C2 RU 2513343 C2 RU2513343 C2 RU 2513343C2 RU 2012135868/11 A RU2012135868/11 A RU 2012135868/11A RU 2012135868 A RU2012135868 A RU 2012135868A RU 2513343 C2 RU2513343 C2 RU 2513343C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- cable
- blocks
- lifting
- winch
- input
- Prior art date
Links
Images
Abstract
Description
Изобретение относится к судовой технике, а именно к тем судовым спускоподъемным устройствам (СПУ), которые выполняют операции спуска и подъема подводных объектов (ПО), преимущественно подводных зарядных станций (ПЗС), предназначенных для зарядки под водой электрических аккумуляторных батарей, установленных на автономных необитаемых подводных аппаратах (АНПА).The invention relates to marine technology, and in particular to those ship launching devices (SPU) that carry out the descent and lifting operations of underwater objects (ON), mainly underwater charging stations (CCD), designed to charge under water electric batteries mounted on autonomous uninhabited underwater vehicles (AUV).
Известно спускоподъемное устройство, содержащее установленную на судне подъемную лебедку с устройством управления приводом этой лебедки, трос, один конец которого заведен на барабан подъемной лебедки, а другой прикреплен к подводному объекту, а также задатчик и измеритель скорости троса, акселерометр, подвешенный к оси грузового блока лебедки, и интегрирующий фильтр. Входы устройства управления приводом подъемной лебедки подключены к выходам задатчика и измерителя скорости троса, а также к выходу интегрирующего фильтра, вход которого соединен с выходом акселерометра (United States Patent Application Publication, Pub. No.: 2005/0242332. / Shuji Ueki, Hirohumi Doi, Shogo Miyajima, Kenzo Hasegava, Hiroshi Satoh. Pub. Date: Jul. 2, 2009. ([0007] - [0009], Fig. 4 - аналог)). При отсутствии качки судна устройство управления воздействует на привод лебедки по принципу отрицательной обратной связи так, чтобы разность выходных сигналов задатчика и измерителя скорости троса равнялась нулю. При этом скорость, с которой трос уходит в воду, равна заданной скорости. При наличии качки акселерометр измеряет вертикальную составляющую ускорения качки оси грузового блока лебедки, а выходной сигнал интегрирующего фильтра пропорционален вертикальной составляющей скорости качки оси грузового блока лебедки. Этот сигнал вычитается из задающего сигнала. Поэтому скорость перемещения троса, относительно судна, равна разности скоростей: заданной и качки, а по отношению к невзволнованной поверхности воды скорость троса практически равна заданной скорости. Тем самым происходит компенсация влияния качки судна на скорость перемещения подводного объекта при вертикальном направлении схода троса с грузового блока под воду.A launching device is known comprising a hoist winch mounted on a ship with a hoist drive control device, a cable, one end of which is connected to a hoist winch drum, and the other is attached to an underwater object, as well as a rope gear and speed meter, an accelerometer suspended from the axis of the cargo block winches, and an integrating filter. The inputs of the control device for the hoist winch drive are connected to the outputs of the master and the cable speed meter, as well as to the output of the integrating filter, the input of which is connected to the output of the accelerometer (United States Patent Application Publication, Pub. No .: 2005/0242332. / Shuji Ueki, Hirohumi Doi , Shogo Miyajima, Kenzo Hasegava, Hiroshi Satoh. Pub. Date: Jul. 2, 2009. ([0007] - [0009], Fig. 4 analogue)). In the absence of ship pitching, the control device acts on the winch drive according to the principle of negative feedback so that the difference between the output signals of the master and the cable speed meter is zero. In this case, the speed with which the cable goes into water is equal to the specified speed. In the presence of pitching, the accelerometer measures the vertical component of the pitching acceleration of the axis of the winch cargo block, and the output signal of the integrating filter is proportional to the vertical component of the pitching speed of the axis of the winch cargo block. This signal is subtracted from the reference signal. Therefore, the speed of movement of the cable relative to the vessel is equal to the difference of speeds: the set and the pitching, and with respect to the unexcited surface of the water, the speed of the cable is almost equal to the set speed. This compensates for the effect of the ship's rolling on the speed of movement of the underwater object in the vertical direction of the descent of the cable from the cargo block under the water.
У этого известного устройства имеются следующие недостатки. Во-первых, компенсация скорости, с которой перемещается ось грузового блока лебедки при качке судна, является неполной, когда судно находится в дрейфе, или на подводный объект действует течение. По этим причинам направление схода троса с грузового блока под воду отличается от вертикали.This known device has the following disadvantages. Firstly, the compensation of the speed with which the axis of the winch cargo block moves when the ship is rocking is incomplete when the ship is in drift or a current acts on the underwater object. For these reasons, the direction of descent of the cable from the cargo block under the water is different from the vertical.
Во-вторых, подвешенный акселерометр раскачивается под действием других, кроме вертикальной, видов качки. При этом возникают две дополнительные погрешности измерения ускорения. Первая из них вызвана отклонением оси акселерометра от вертикали. Вторая погрешность связана с тем, что акселерометр, подвешенный к оси грузового блока лебедки, измеряет не только ускорение качки, но и центробежное ускорение, вызванное его качанием вокруг оси подвеса.Secondly, a suspended accelerometer swings under the influence of other types of rolling except vertical. In this case, two additional errors of acceleration measurement arise. The first of them is caused by the deviation of the axis of the accelerometer from the vertical. The second error is due to the fact that the accelerometer suspended from the axis of the winch's cargo block measures not only the pitching acceleration, but also the centrifugal acceleration caused by its swing around the suspension axis.
Третий недостаток заключается в том, что в процессе компенсации влияния качки судна-носителя при малой или нулевой заданной скорости происходит непрерывное сматывание-наматывание троса на барабан лебедки. Такое движение троса сопровождается его изгибными деформациями при прохождении блоков лебедки. Медные жилы кабель-троса допускают всего 1000-2000 изгибов при прохождении через блоки. Этот ресурс может быть израсходован за несколько часов непрерывной работы лебедки. Поэтому аналог можно использовать только в том случае, когда судно и подводный объект связаны не кабель-тросом, а простым тросом (канатом), что исключает возможность передачи электроэнергии на подводный объект, например на подводную зарядную станцию.The third disadvantage is that in the process of compensating for the influence of the rolling of the carrier vessel at a low or zero predetermined speed, there is a continuous winding-winding of the cable on the winch drum. This movement of the cable is accompanied by its bending deformations during the passage of the winch blocks. The copper conductors of the cable rope allow only 1000-2000 bends when passing through the blocks. This resource can be spent in several hours of continuous operation of the winch. Therefore, the analogue can be used only when the vessel and the underwater object are connected not by a cable-cable, but by a simple cable (rope), which excludes the possibility of electric power transmission to an underwater object, for example, to an underwater charging station.
Четвертый недостаток - это неспособность аналога удерживать подводный объект на постоянной глубине в автоматическом режиме. Глубина 3 погружения подводного объекта определяется средним по времени значением длины троса, смотанного с барабана лебедки. Как глубина погружения, так и длина троса в системе автоматического управления аналога являются ненаблюдаемыми величинами. Поэтому даже при заданном с задатчика нулевом значении скорости троса и идеальной работе акселерометра и интегрирующего фильтра глубина погружения подводного объекта будет непрерывно изменяться. Одним из факторов такого поведения системы автоматического управления скоростью лебедки является вес троса. При подъеме грузового блока под действием качки судна длина участка троса, находящегося между грузовым блоком и подводным объектом, под действием сигнала интегрирующего фильтра увеличится. Появится дополнительное усилие в тросе, вызванное приращением веса указанной части троса. Это усилие будет препятствовать полному возвращению смотанного участка троса обратно на барабан лебедки во время опускания грузового блока. Без вмешательства оператора с барабана лебедки постепенно сойдет весь трос, и подводный объект окажется на максимальной глубине.The fourth drawback is the inability of the analog to hold the underwater object at a constant depth in automatic mode. The
Наиболее близким по технической сущности к заявленному устройству является выбранное в качестве прототипа спускоподъемное устройство, которое лишено указанных недостатков аналога (Патент RU 2445230 С2. Спускоподъемное устройство / Кувшинов Г.Е., Наумов Л.А., Чупина К.В., Радченко Д.В., Чепурин П.И. - Опубликовано 20.03.2012, Бюл. №8).The closest in technical essence to the claimed device is a tripping device selected as a prototype, which is devoid of the indicated disadvantages of an analogue (Patent RU 2445230 C2. Launching device / Kuvshinov G.E., Naumov L.A., Chupina K.V., Radchenko D .V., Chepurin P.I. - Published on March 20, 2012, Bull. No. 8).
Оно содержит установленную на судне подъемную лебедку, гибкий тяговый орган подъемной лебедки, который связывает барабан этой лебедки с подводным объектом, снабженное приводом компенсаторное устройство, у подвижного элемента которого ось наклона расположена в плоскости, параллельной плоскости ватерлинии судна. Эта ось плотно соединена с подвижным элементом и установлена на подшипниках, закрепленных в установленной на судне опоре компенсаторного устройства. С указанным подвижным элементом связаны направляющий и грузовой блоки подъемной лебедки. Эти блоки огибает гибкий тяговый орган подъемной лебедки. Подшипник направляющего блока насажен на ось наклона указанного подвижного элемента, а первый грузовой блок прикреплен к тому, переднему, концу этого подвижного элемента, который находится над подводным объектом. В спуско-подъемное устройство входят также акселерометр, прикрепленный к опоре компенсаторного устройства так, что направление измеряемого им ускорения перпендикулярно плоскости ватерлинии судна, первый и второй интегрирующие фильтры, первый и второй командные блоки, первый и второй управляющие блоки, компаратор, измерительные преобразователи перемещения и скорости перемещения указанного подвижного элемента относительно опоры компенсаторного устройства.It contains a hoist winch mounted on the vessel, a flexible traction organ of the hoist winch, which connects the drum of this hoist to an underwater object, equipped with a compensating device, the movable element of which has a tilt axis located in a plane parallel to the plane of the ship’s waterline. This axis is tightly connected to the movable element and mounted on bearings mounted in the support of the compensating device mounted on the vessel. A guide and a load block of a hoist winch are connected to said movable element. These blocks are encircled by a flexible traction body of a hoisting winch. The bearing of the guide block is mounted on the tilt axis of the indicated movable element, and the first cargo block is attached to the front end of this movable element, which is located above the underwater object. The launching device also includes an accelerometer attached to the support of the compensating device so that the direction of the measured acceleration is perpendicular to the plane of the waterline of the vessel, the first and second integrating filters, the first and second command units, the first and second control units, the comparator, displacement transducers and the speed of movement of the specified moving element relative to the support of the compensating device.
Вход первого управляющего блока подключен к первому командному блоку, а выход - к управляющему входу двигательного устройства привода подъемной лебедки. Первый и второй выходы второго управляющего блока подключены соответственно к первому и второму управляющим входам привода компенсаторного устройства. К семи входам второго управляющего блока подключены соответственно следующие выходы: к первому входу второго управляющего блока - выход второго командного блока, ко второму входу - выход акселерометра, к третьему входу - выход первого интегрирующего фильтра, к четвертому входу - выход второго интегрирующего фильтра, к пятому и шестому входам - соответственно выходы измерительных преобразователей наклона и скорости наклона указанного подвижного элемента относительно опоры компенсаторного устройства, к седьмому входу - выход компаратора. Первый, второй и третий входы компаратора подключены соответственно к выходам второго командного блока, упомянутого измерительного преобразователя перемещения и второго интегрирующего фильтра, вход которого подключен к выходу первого интегрирующего фильтра, у которого вход подключен к выходу акселерометра.The input of the first control unit is connected to the first command unit, and the output is connected to the control input of the motor device of the hoist winch drive. The first and second outputs of the second control unit are connected respectively to the first and second control inputs of the drive of the compensating device. The following outputs are connected respectively to the seven inputs of the second control unit: to the first input of the second control unit - the output of the second command unit, to the second input - the output of the accelerometer, to the third input - the output of the first integrating filter, to the fourth input - the output of the second integrating filter, to the fifth and to the sixth inputs, respectively, the outputs of the tilt and tilt speed sensors of the indicated movable element relative to the support of the compensating device, to the seventh input, the output of the comparator. The first, second and third inputs of the comparator are connected respectively to the outputs of the second command unit, the said displacement transducer and the second integrating filter, the input of which is connected to the output of the first integrating filter, whose input is connected to the output of the accelerometer.
Привод компенсаторного устройства выполняет функцию системы автоматического управления тем приложенным к подвижному элементу компенсаторного устройства моментом, который создает двигательное устройство этого привода, при этом указанная система выполняет управление по следующим видам возмущения: по качке судна, скорости и ускорению этой качки.The drive of the compensating device performs the function of the automatic control system of the moment applied to the movable element of the compensating device that creates the motor device of this drive, while this system controls the following types of disturbances: the ship's pitching, speed and acceleration of this pitching.
У прототипа гибким тяговым органом является кабель-трос, а подвижным элементом компенсаторного устройства - подъемно-опускная стрела. Опорой компенсаторного устройства служит установленная на судне колонна. (Направляющий и грузовой блоки, связанные с подвижным элементом компенсаторного устройства, в прототипе названы соответственно дополнительным и головным блоками подъемно-опускной стрелы.)The prototype flexible traction body is a cable cable, and the movable element of the compensating device is a lifting and lowering boom. The support of the compensating device is a column installed on the vessel. (The guide and load blocks associated with the movable element of the compensating device in the prototype are called, respectively, additional and head blocks of the lifting and lowering boom.)
Благодаря тому, что направляющий блок может свободно проворачиваться относительно оси вращения подъемно-опускной стрелы, достигается постоянство длины участка троса от барабана подъемной лебедки до точки схода кабель-троса с головного блока при изменении угла наклона стрелы по отношению к корпусу судна. Тем самым повышается точность компенсации влияния качки судна на глубину погружения подводного объекта.Due to the fact that the guide unit can freely rotate relative to the axis of rotation of the lifting and lowering boom, a constant length of the cable section from the drum of the lifting winch to the point of the cable-cable vanishing from the head unit is achieved when the angle of inclination of the arrow with respect to the hull of the vessel is changed. This increases the accuracy of compensating for the effect of the ship’s rolling on the immersion depth of the underwater object.
Основное перемещение подводного объекта (опускание на поверхность воды, выход на заданную глубину погружения, подъем на судно) осуществляют путем сматывания или наматывания кабель-троса на барабан подъемной лебедки под действием двигательного устройства со скоростью, заданной первым командным блоком.The main movement of the underwater object (lowering to the surface of the water, reaching a predetermined immersion depth, boarding the ship) is carried out by winding or winding the cable-rope onto the winch drum under the action of the propulsion device at the speed set by the first command unit.
Система автоматического управления приложенным к подвижному элементу компенсаторного устройства моментом, который создает двигательное устройство этого привода, благодаря наличию обратной связи по положению подъемно-опускной стрелы, поддерживает скорость головного блока стрелы, относительно плоскости ватерлинии, равной и противоположной по направлению скорости перемещения оси стрелы относительно той же плоскости. В результате скорость оси грузового блока относительно невзволнованной поверхности воды (или морского дна) практически равна нулю. Благодаря наличию сигналов от акселерометра и интегрирующих фильтров осуществляется управление приводом подъемно-опускной стрелы по возмущению - по значениям вызванных качкой судна перемещения, а также скорости и ускорения оси подъемно-опускной стрелы. Тем самым компенсируется влияние инерционных свойств элементов указанного привода, а также сил трения в его механической части.The system of automatic control of the moment applied to the movable element of the compensating device, which creates the motor device of this drive, due to the feedback on the position of the lifting and lowering boom, maintains the speed of the head block of the boom relative to the waterline plane, which is equal and opposite in the direction of travel of the axis of the boom relative to that same plane. As a result, the speed of the axis of the cargo block relative to the unexcited surface of the water (or the seabed) is practically zero. Due to the presence of signals from the accelerometer and integrating filters, the drive of the lifting and lowering boom is controlled according to the disturbance - according to the values of the displacement caused by the rolling of the vessel, as well as the speed and acceleration of the axis of the lifting and lowering boom. This compensates for the influence of the inertial properties of the elements of the specified drive, as well as the friction forces in its mechanical part.
При остановленной подъемной лебедке и наличии перемещений стрелы, которые компенсируют влияние качки судна, обеспечивается стабилизация глубины погружения подводного объекта. При этом грузовой и направляющий блоки стрелы практически не вращаются, а изгибные деформации кабель-троса незначительны и мало влияют на износ кабель-троса, что выгодно отличает предлагаемое устройство от его аналогов.When the lifting winch is stopped and there are boom movements that compensate for the influence of the ship's pitching, stabilization of the immersion depth of the underwater object is ensured. In this case, the load and guide boom blocks practically do not rotate, and the bending deformations of the cable cable are insignificant and have little effect on the wear of the cable cable, which distinguishes the proposed device from its analogues.
Прототипу присущи три основных недостатка.The prototype has three main disadvantages.
1. Гибкий тяговый орган подъемной лебедки имеет одну ветвь, соединяющую подводный объект с механизмом лебедки. При подводном положении этого объекта возможно появление крутильных колебаний в системе трос - подводный объект, которые сопровождаются поворотами подводного объекта в горизонтальной плоскости. В том случае, когда подводным объектом является подводная зарядная станция, крутильные колебания затрудняют процессы входа автономного необитаемого подводного аппарата внутрь подводной зарядной станции и выхода из нее.1. The flexible traction unit of the lifting winch has one branch connecting the underwater object to the winch mechanism. With the underwater position of this object, torsional vibrations may appear in the cable-underwater object system, which are accompanied by the rotation of the underwater object in the horizontal plane. In the case where the underwater object is an underwater charging station, torsional vibrations make it difficult for the autonomous uninhabited underwater vehicle to enter and exit the underwater charging station.
2. В качестве гибкого тягового органа подъемной лебедки использован не трос, а кабель-трос, который значительно тяжелее, толще и дороже троса, а долговечность (ресурс наработки на отказ) кабель-троса ниже, чем у троса. Кроме того, допустимый радиус изгиба кабель-троса значительно больше, чем у троса при той же грузоподъемности, что требует применения у подъемной лебедки блоков большего диаметра. Спуск подводной зарядной станции производится на небольшую глубину, при которой выгоднее использовать не кабель-трос, а два изделия: кабель для передачи электроэнергии и трос для спуска подводной зарядной станции. При таких малых длинах кабеля он не порвется под действием своего веса.2. The cable cable, which is much heavier, thicker and more expensive than the cable, is used as the flexible traction body of the lifting winch, and the cable cable rope has a lower durability (MTBF) than the cable. In addition, the permissible bending radius of the cable is much larger than that of the cable with the same load capacity, which requires the use of larger diameter blocks on the lifting winch. The underwater charging station is launched to a shallow depth, at which it is more profitable to use not a cable-cable, but two products: a cable for transmitting electricity and a cable for lowering the underwater charging station. With such short cable lengths, it will not tear under the influence of its weight.
3. Момент двигателя привода подвижного элемента компенсаторного устройства имеет две составляющие. Первая из них, статическая, обусловлена моментом от распределенного веса этого подвижного элемента и веса в воде троса и подводного объекта. Вторая составляющая, динамическая, определяется приведенным к валу двигателя суммарным моментом инерции привода подвижного элемента. Она пропорциональна угловому ускорению двигателя. При работе двигателя в режиме компенсации влияния качки судна первая составляющая момента двигателя соизмерима с амплитудным значением второй составляющей этого момента. Мощность двигателя, его масса и стоимость существенно больше аналогичных величин, имеющих место при условии, что двигатель не нагружен указанной первой составляющей момента.3. The torque of the drive motor of the movable element of the compensating device has two components. The first of them, static, is due to the moment from the distributed weight of this movable element and the weight in the water of the cable and the underwater object. The second component, dynamic, is determined by the total moment of inertia of the drive of the movable element reduced to the motor shaft. It is proportional to the angular acceleration of the engine. When the engine is in the mode of compensating for the effect of pitching of the vessel, the first component of the engine moment is comparable with the amplitude value of the second component of this moment. The engine power, its mass and cost are significantly higher than the similar values that take place provided that the engine is not loaded with the indicated first component of the moment.
Задачей, на решение которой направлено предлагаемое изобретение, является улучшение технико-экономических показателей спускоподъемного устройства, которое выполняет операции спуска и подъема подводных зарядных станций.The problem to which the invention is directed, is to improve the technical and economic indicators of a lifting device that performs the descent and lifting operations of underwater charging stations.
Поставленная задача достигается тем, что в спускоподъемное устройство, содержащее установленную на судне подъемную лебедку, гибкий тяговый орган подъемной лебедки, который связывает барабан этой лебедки с подводным объектом, снабженное приводом компенсаторное устройство, у подвижного элемента которого ось наклона расположена в плоскости, параллельной плоскости ватерлинии судна, она плотно соединена с этим элементом и установлена на подшипниках, закрепленных в установленной на судне опоре компенсаторного устройства, связанные с указанным подвижным элементом первый направляющий и первый грузовой блоки, которые огибает гибкий тяговый орган подъемной лебедки, причем подшипник первого направляющего блока насажен на ось наклона указанного подвижного элемента, а первый грузовой блок прикреплен к тому, переднему, концу этого подвижного элемента, который находится над подводным объектом, а также акселерометр, прикрепленный к опоре компенсаторного устройства так, что направление измеряемого им ускорения перпендикулярно плоскости ватерлинии судна, первый и второй интегрирующие фильтры, компаратор, измерительные преобразователи перемещения и скорости перемещения указанного подвижного элемента относительно опоры компенсаторного устройства, первый и второй командные блоки, первый управляющий блок, вход которого подключен к первому командному блоку, а выход - к управляющему входу двигательного устройства привода подъемной лебедки, и второй управляющий блок, первый и второй выходы которого подключены соответственно к первому и второму управляющим входам привода компенсаторного устройства, к семи входам второго управляющего блока подключены соответственно следующие выходы: к первому входу второго управляющего блока - выход второго командного блока, ко второму входу - выход акселерометра, к третьему входу - выход первого интегрирующего фильтра, к четвертому входу - выход второго интегрирующего фильтра, к пятому и шестому входам - соответственно выходы измерительных преобразователей наклона и скорости наклона указанного подвижного элемента относительно опоры компенсаторного устройства, к седьмому входу - выход компаратора, первый, второй и третий входы которого подключены соответственно к выходам второго командного блока, упомянутого измерительного преобразователя перемещения и второго интегрирующего фильтра, вход которого подключен к выходу первого интегрирующего фильтра, у которого вход подключен к выходу акселерометра, причем привод компенсаторного устройства выполняет функцию системы автоматического управления тем приложенным к подвижному элементу компенсаторного устройства моментом, который создает двигательное устройство этого привода, при этом указанная система выполняет управление по следующим видам возмущения: по качке судна, скорости и ускорению этой качки, дополнительно введены противовес, второй и третий направляющие блоки, второй и третий грузовые блоки, первый и второй уравнительные блоки, третий командный и третий управляющий блоки, кабель, передающий электроэнергию от судовой электроэнергетической системы на подводный объект, к которому прикреплен нижний конец этого кабеля, и кабельная лебедка, поддерживающая постоянство усилия натяжения указанного кабеля, с барабаном, на который заведен этот кабель, и устройством для соединения токоведущих жил на верхнем конце упомянутого кабеля с судовой электроэнергетической системой, вход третьего управляющего блока подключен к третьему командному блоку, а выход - к управляющему входу двигательного устройства привода кабельной лебедки, опора компенсаторного устройства выполнена в виде двух прикрепленных к корпусу судна колонн, скрепленных сверху перекладиной, подвижный элемент компенсаторного устройства выполнен в виде размещенной между указанными колоннами прямоугольной подъемно-опускной рамы, составленной из расположенных по периметру этой рамы первой и второй продольных, а также передней и задней поперечных балок, концы закрепленной в средних частях первой и второй продольных балок и направленной перпендикулярно им оси наклона этой рамы закреплены в указанных колоннах, внутри упомянутой рамы на эту ось насажены подшипники направляющих блоков, при этом первый и второй из этих блоков расположены соответственно вблизи первой и второй продольных балок, а третий направляющий блок находится посредине между первым и вторым направляющими блоками, в передних концах упомянутых продольных балок подъемно-опускной рамы закреплена ось грузовых блоков, которая расположена параллельно оси наклона этой рамы и на которую насажены подшипники грузовых блоков, при этом первый и второй из этих блоков расположены соответственно вблизи первой и второй продольных балок, а третий грузовой блок находится посредине между первым и вторым грузовыми блоками, противовес прикреплен к задней поперечной балке подъемно-опускной рамы, первый и второй уравнительные блоки прикреплены к верхней части корпуса подводного объекта у краев этой части так, что окружности наименьшего радиуса ручьев первого и второго уравнительных блоков лежат в одной плоскости, в которой, при невозмущенном состоянии системы судно - подводный объект, находится также продольная осевая линия подводного объекта, проходящая через его центр тяжести в подводном положении, а прямая, проходящая через центры указанных окружностей первого и второго уравнительных блоков, параллельна упомянутой продольной осевой линии подводного объекта, в качестве гибкого тягового органа подъемной лебедки использован трос, огибающий последовательно первый направляющий, первый грузовой, первый и второй уравнительные, второй грузовой и второй направляющий блоки, концы троса заведены на барабан подъемной лебедки, причем при вращении барабана ветви троса навиваются на него симметрично и одновременно, сходящий с барабана кабельной лебедки кабель по пути к подводному объекту огибает третий направляющий и третий грузовой блоки, акселерометр прикреплен к перекладине опоры компенсаторного устройства так, что он находится над осью наклона подъемно-опускной рамы посредине между первым и вторым направляющими блоками.The task is achieved by the fact that in the launching device containing the lifting winch installed on the vessel, a flexible traction organ of the lifting winch, which connects the drum of this winch with an underwater object, equipped with a compensating device, the movable element of which has an inclined axis located in a plane parallel to the plane of the waterline the vessel, it is tightly connected to this element and mounted on bearings mounted in the support of the compensating device installed on the vessel, associated with the decree With this movable element, the first guide and the first cargo blocks that envelope the flexible traction body of the lifting winch, the bearing of the first guide block being mounted on the tilt axis of the said movable element, and the first cargo block attached to the front, end of this movable element, which is located above the underwater object, as well as an accelerometer attached to the support of the compensating device so that the direction of the measured acceleration perpendicular to the plane of the waterline of the vessel, the first and second integral control filters, a comparator, measuring transducers of displacement and movement speeds of said movable element relative to the support of the compensating device, first and second command units, a first control unit, the input of which is connected to the first command unit, and the output to the control input of the motor device of the hoist winch drive, and the second control unit, the first and second outputs of which are connected respectively to the first and second control inputs of the drive of the compensating device, to seven inputs m of the second control unit, respectively, the following outputs are connected: to the first input of the second control unit - the output of the second command unit, to the second input - the output of the accelerometer, to the third input - the output of the first integrating filter, to the fourth input - the output of the second integrating filter, to the fifth and sixth inputs - respectively, the outputs of the transducers of the slope and tilt speed of the specified movable element relative to the support of the compensating device, to the seventh input is the output of the comparator, first, second the second and third inputs of which are connected respectively to the outputs of the second command unit, the aforementioned displacement transducer and the second integrating filter, the input of which is connected to the output of the first integrating filter, whose input is connected to the output of the accelerometer, and the compensating device’s drive performs the function of the automatic control system for that applied to the movable element of the compensating device by the moment that creates the motor device of this drive, while The second system performs control according to the following types of perturbation: on the ship's pitching, speed and acceleration of this pitching, an additional counterweight, a second and third guide blocks, a second and third load blocks, a first and second leveling blocks, a third command and third control blocks, a cable, transmitting electric energy from the ship’s electric power system to an underwater object to which the lower end of this cable is attached, and a cable winch that maintains a constant tension of the specified cable, with a drum, on which this cable is connected to, and a device for connecting current-carrying conductors on the upper end of the cable to the ship’s electric power system, the input of the third control unit is connected to the third command unit, and the output to the control input of the motor device of the cable winch drive, the support of the compensating device is made in the form of two columns attached to the hull of the vessel, fastened from above by a crossbar, the movable element of the compensating device is made in the form of a straight line placed between the said columns a angular lifting and lowering frame composed of the first and second longitudinal beams located along the perimeter of this frame, as well as the front and rear transverse beams, the ends fixed in the middle parts of the first and second longitudinal beams and the axis of inclination of this frame perpendicular to them are fixed in the said columns, inside said frame bearings are mounted on this axis of the guide blocks, while the first and second of these blocks are located respectively near the first and second longitudinal beams, and the third guide block is located between the first and second guide blocks, in the front ends of the said longitudinal beams of the lifting and lowering frame, an axis of the cargo blocks is fixed, which is parallel to the inclination axis of this frame and on which the bearings of the cargo blocks are mounted, while the first and second of these blocks are respectively located near the first and the second longitudinal beam, and the third cargo block is located in the middle between the first and second cargo blocks, the counterweight is attached to the rear transverse beam of the lifting and lowering frame, the first and second ur impressive blocks are attached to the upper part of the body of the underwater object at the edges of this part so that the circles of the smallest radius of the streams of the first and second equalization blocks lie in the same plane, in which, with the undisturbed state of the vessel-underwater object system, there is also a longitudinal axial line of the underwater object, passing through its center of gravity in the underwater position, and a straight line passing through the centers of the indicated circles of the first and second equalization blocks is parallel to the said longitudinal axial line under of a water object, a cable is used as a flexible traction unit of a lifting winch, sequentially enveloping the first guide, the first cargo, the first and second leveling blocks, the second cargo and second guide blocks, the ends of the cable are connected to the drum of the lifting winch, and when the drum rotates, the cable branches are wound on it symmetrically and at the same time, the cable coming down from the cable winch reel enters the third guide and the third cargo blocks along the path to the underwater object, the accelerometer is attached to the support bar to compensating device so that it is located above the tilt axis of the lifting and lowering frame in the middle between the first and second guide blocks.
Отличительные признаки предлагаемого решения выполняют следующие функциональные задачи:Distinctive features of the proposed solution perform the following functional tasks:
Признаки «…в спускоподъемное устройство дополнительно введены… третий направляющий и третий грузовой блоки,… кабель, передающий электроэнергию от судовой электроэнергетической системы на подводный объект, к которому прикреплен нижний конец этого кабеля, и кабельная лебедка, поддерживающая постоянство усилия натяжения указанного кабеля, с барабаном, на который заведен этот кабель, и устройством для соединения токоведущих жил на верхнем конце упомянутого кабеля с судовой электроэнергетической системой,… в качестве гибкого тягового органа подъемной лебедки использован трос,… сходящий с барабана кабельной лебедки кабель по пути к подводному объекту огибает третий направляющий и третий грузовой блоки…» обеспечивают снижение массы подъемной лебедки и диаметров ее блоков, а также повышение надежности работы спускоподъемного устройства благодаря замене тяжелого, обладающего пониженными значениями гибкости и ресурса, кабель-троса на сочетание тонкого, гибкого, дешевого и высоконадежного троса с легким, дешевым кабелем, который легко заменить при израсходовании его ресурса работы.The signs "... a third guide and a third cargo block are additionally introduced into the hoisting device ... a cable transmitting electric power from the ship's electric power system to an underwater object to which the lower end of this cable is attached, and a cable winch that maintains a constant tension of the specified cable with a drum , on which this cable is connected, and a device for connecting current-carrying conductors on the upper end of the cable with the ship’s electric power system, ... as a flexible traction cable a cable is used to lift the winch’s body, ... the cable that leaves the reel of the cable winch along the path to the underwater object bends around the third guide and the third cargo blocks ... ”provide a reduction in the mass of the hoist winch and the diameters of its blocks, as well as increase the reliability of the hoisting device by replacing the heavy hoist, which has lower values of flexibility and resource, cable cable for combining a thin, flexible, cheap and highly reliable cable with a light, cheap cable, which is easy to replace when it is used up resource of work.
Признаки «…в спускоподъемное устройство дополнительно введены второй направляющий и второй грузовой блоки, первый и второй уравнительные блоки,… опора компенсаторного устройства выполнена в виде двух прикрепленных к корпусу судна колонн, скрепленных сверху перекладиной, подвижный элемент компенсаторного устройства выполнен в виде размещенной между указанными колоннами прямоугольной подъемно-опускной рамы, составленной из расположенных по периметру этой рамы первой и второй продольных, а также передней и задней поперечных балок, концы закрепленной в средних частях первой и второй продольных балок и направленной перпендикулярно им оси наклона этой рамы закреплены в указанных колоннах, внутри упомянутой рамы на эту ось насажены подшипники направляющих блоков, при этом первый и второй из этих блоков расположены соответственно вблизи первой и второй продольных балок,… в передних концах упомянутых продольных балок подъемно-опускной рамы закреплена ось грузовых блоков, которая расположена параллельно оси наклона этой рамы и на которую насажены подшипники грузовых блоков, при этом первый и второй из этих блоков расположены соответственно вблизи первой и второй продольных балок,… в качестве гибкого тягового органа подъемной лебедки использован трос, огибающий последовательно первый направляющий, первый грузовой,… второй грузовой и второй направляющий блоки, концы троса заведены на барабан подъемной лебедки, причем при вращении барабана ветви троса навиваются на него симметрично и одновременно,…» позволяют устранить вращение подводного объекта в горизонтальной плоскости, что особенно важно, когда этим объектом является подводная зарядная станция, в которую под водой входит и из нее выходит автономный необитаемый подводный аппарат.The signs "... a second guide and a second load block, a first and a second leveling block, an additional support of the compensating device are made in the form of two columns attached to the hull of the vessel, fastened from above by a crossbar, the movable element of the compensating device is made in the form placed between the columns a rectangular lifting and lowering frame composed of the first and second longitudinal and front and rear transverse beams located along the perimeter of this frame the ends of the frame are fixed in the middle parts of the first and second longitudinal beams and the axis of inclination of the frame perpendicular to them are fixed in the said columns, bearings of the guide blocks are mounted on this axis inside the frame, while the first and second of these blocks are located respectively near the first and second longitudinal beams , ... at the front ends of the said longitudinal beams of the lifting and lowering frame, an axis of the cargo blocks is fixed, which is parallel to the tilt axis of this frame and on which the truck bearings are mounted locks, while the first and second of these blocks are located respectively near the first and second longitudinal beams, ... as a flexible traction unit of the lifting winch, a cable is used that envelopes the first guide, the first cargo, ... the second cargo and second guide blocks, the ends of the cable are connected to a hoist winch drum, and when the drum rotates, the rope branches are wound symmetrically and at the same time, ... ”they allow to eliminate the rotation of the underwater object in the horizontal plane, which is especially important when Yes, this object is an underwater charging station, into which an autonomous uninhabited underwater vehicle enters and leaves it under water.
Признаки «…в спускоподъемное устройство дополнительно введен… противовес…» и «…противовес прикреплен к задней поперечной балке подъемно-опускной рамы…» позволяют приложенный к двигателю привода подвижного элемента компенсаторного устройства момент от распределенного веса подъемно-опускной рамы и веса в воде троса и подводного объекта уравновесить моментом, создаваемым противовесом, что обеспечивает снижение расчетной мощности этого двигателя, а также массы и стоимости двигателя и приводного механизма подвижного элемента компенсаторного устройства.The signs "... a counterbalance ... is additionally introduced into the hoisting device ..." and "... a counterweight is attached to the rear transverse beam of the lifting and lowering frame ..." allow the moment from the distributed weight of the lifting and lowering frame and the weight in the cable water applied to the drive motor of the compensating device to balance the underwater object with the moment created by the counterweight, which ensures a decrease in the design power of this engine, as well as the mass and cost of the engine and the drive mechanism of the moving element nsatornogo device.
Признаки «…в спускоподъемное устройство дополнительно введены… первый и второй уравнительные блоки…», «…первый и второй уравнительные блоки прикреплены к верхней части корпуса подводного объекта у краев этой части так, что окружности наименьшего радиуса ручьев первого и второго уравнительных блоков лежат в одной плоскости, в которой, при невозмущенном состоянии системы судно - подводный объект, находится также продольная осевая линия подводного объекта, проходящая через его центр тяжести в подводном положении, а прямая, проходящая через центры указанных окружностей первого и второго уравнительных блоков, параллельна упомянутой продольной осевой линии подводного объекта…», «…в качестве гибкого тягового органа подъемной лебедки использован трос, огибающий… первый и второй уравнительные блоки…» и «…акселерометр прикреплен к перекладине опоры компенсаторного устройства так, что он находится над осью наклона подъемно-опускной рамы посредине между первым и вторым направляющими блоками» позволяют при наличии качки судна в направлении, параллельном плоскости, проходящей через осевые линии колонн, которые входят в состав опоры компенсаторного устройства, практически исключить продольную качку подводного объекта.The signs "... the first and second leveling blocks are additionally introduced into the hoisting device ...", "... the first and second leveling blocks are attached to the upper part of the underwater object body at the edges of this part so that the circles of the smallest radius of the streams of the first and second leveling blocks lie in one the plane in which, in the undisturbed state of the ship-underwater system, the longitudinal axis line of the underwater object is also located, passing through its center of gravity in the underwater position, and the straight line passing Through the centers of the indicated circles of the first and second leveling blocks, parallel to the said longitudinal center line of the underwater object ... "," ... as a flexible traction body of the lifting winch, a cable is used that envelopes ... the first and second leveling blocks ... "and" ... the accelerometer is attached to the crossbar of the compensator support devices so that it is located above the tilt axis of the lifting-lowering frame in the middle between the first and second guide blocks ”allow, if the ship is pitching in a direction parallel to the plane, passing through the center lines of columns, which are part of the support compensatory device virtually eliminate longitudinal rocking of the underwater object.
Данная совокупность общих и отличительных существенных признаков обеспечивает получение технического результата во всех случаях, на которые испрашивается правовая охрана. Именно такая совокупность существенных признаков заявленного спускоподъемного устройства позволила получить технический результат, который выражается в следующем: вращение подводной зарядной станции в горизонтальной плоскости устраняется тем, что гибкий тяговый орган подъемной лебедки имеет две ветви, которые соединяют подводную зарядную станцию с механизмом подъемной лебедки и разносятся друг от друга на расстояние, равное длине этой станции;This combination of common and distinctive essential features provides a technical result in all cases for which legal protection is requested. It is this combination of essential features of the claimed hoisting device that made it possible to obtain a technical result, which is expressed in the following: the rotation of the underwater charging station in the horizontal plane is eliminated by the fact that the flexible traction unit of the lifting winch has two branches that connect the underwater charging station to the lifting winch mechanism and are spaced apart from a friend at a distance equal to the length of this station;
повышается надежность и снижается стоимость спускоподъемного устройства путем замены кабель-троса на трос, выполняющий функцию гибкого тягового органа подъемной лебедки, и кабель, предназначенный для передачи электроэнергии от судовой электроэнергетической системы к подводной зарядной станции, что требует введение кабельной лебедки в состав спускоподъемного устройства;reliability is increased and the cost of the hoisting device is reduced by replacing the cable-cable with a cable that acts as a flexible traction unit of a lifting winch, and a cable designed to transfer electricity from a ship's electric power system to an underwater charging station, which requires the introduction of a cable winch into the composition of a lifting device;
постоянная составляющая момента двигателя привода подвижного элемента компенсаторного устройства устраняется с помощью противовеса, закрепленного на этом подвижном элементе.the constant component of the torque of the drive motor of the movable element of the compensating device is eliminated by means of a counterweight mounted on this movable element.
На основании изложенного можно заключить, что совокупность существенных признаков заявленного изобретения имеет причинно-следственную связь с достигнутым результатом, т.е. благодаря данной совокупности существенных признаков изобретения стало возможным решение поставленной задачи. Следовательно, заявленное изобретение является новым, обладает изобретательным уровнем и пригодно для использования.Based on the foregoing, we can conclude that the set of essential features of the claimed invention has a causal relationship with the achieved result, i.e. due to this combination of essential features of the invention, it became possible to solve the problem. Therefore, the claimed invention is new, has an inventive level and is suitable for use.
Сущность изобретения поясняется чертежами, где на фиг.1 представлено расположение элементов судового спускоподъемного устройства; на фиг.2 показан вид спускоподъемного устройства сверху, совмещенный с функциональными схемами управления приводами подъемной лебедки, компенсаторного устройства и кабельной лебедки; на фиг.3 показан вид судового спускоподъемного устройства с кормы в нос судна.The invention is illustrated by drawings, where figure 1 shows the location of the elements of the ship hoisting device; figure 2 shows a top view of the lifting device, combined with functional control circuits of the drives of the lifting winch, compensating device and cable winch; figure 3 shows a view of the ship hoisting device from the stern to the bow of the vessel.
На фиг.1 показано судовое спускоподъемное устройство 1, расположенное на корме судна и предназначенное для спуска и подъема подводного объекта 2, выполняющего функцию подводной зарядной станции (ПЗС). Спускоподъемное устройство 1 содержит установленную на судне-носителе 3 подъемную лебедку 4 с барабаном 5, на который заведены верхние концы троса 6, выполняющего функцию гибкого тягового органа подъемной лебедки 4. При вращении барабана 5 ветви троса 6 навиваются на него симметрично и одновременно. На судне-носителе 3 установлено компенсаторное устройство 7. Подвижный элемент 8 компенсаторного устройства 7 выполнен в виде прямоугольной подъемно-опускной рамы, составленной из расположенных по периметру этой рамы первой и второй продольных, а также передней и задней поперечных балок (см. фиг.2). Концы закрепленной в средних частях первой и второй продольных балок и направленной перпендикулярно им оси 9 наклона этой рамы входят в подшипники, установленные в двух колоннах 10, которые выполняют функцию опоры компенсаторного устройства 7, скреплены сверху перекладиной и прикреплены к корпусу судна 3. Ось 9 наклона подъемно-опускной рамы 8 расположена в плоскости, параллельной плоскости ватерлинии судна. Рама 8 соединена с приводом 11 компенсаторного устройства 7.Figure 1 shows the
Передаточное устройство привода 11, предназначенное для поворота рамы 8 вокруг оси 9, показано условно в виде механизма с передачей, содержащей зубчатую рейку 12, ось 13 которой закреплена в раме 8, и зубчатое колесо 14. Внутри рамы 8 на ось 9 насажены подшипники направляющих блоков. Первый и второй направляющие блоки 15 расположены соответственно вблизи первой и второй продольных балок подъемно-опускной рамы 8, а третий направляющий блок 16 находится посредине между первым и вторым направляющими блоками 15 (см. фиг.2). В передних концах продольных балок подъемно-опускной рамы 8 закреплена ось грузовых блоков, которая расположена параллельно оси наклона рамы 8 и на которую насажены подшипники грузовых блоков. Первый и второй грузовые блоки 17 расположены соответственно вблизи первой и второй продольных балок, а третий грузовой блок 18 находится посредине между первым и вторым грузовыми блоками 17 (см. фиг.2).The drive transmission device 11, designed to rotate the
В состав СПУ 1 входит установленная на судне 3 кабельная лебедка 19. Кабель 20 передает электроэнергию от судовой электроэнергетической системы на подводный объект 2. Использование троса 6 в качестве гибкого тягового органа и кабеля 20 для передачи электроэнергии от судовой электроэнергетической системы к подводной зарядной станции повышает надежность и снижает стоимость спускоподъемного устройства.
Верхний конец кабеля 20 заведен на барабан 21 кабельной лебедки 19 и устройство для соединения токоведущих жил с судовой электроэнергетической системой. Нижний конец кабеля 20 связан с ПЗС 2. Кабель 20, сходящий с барабана 21 кабельной лебедки 19, по пути к подводному объекту 2 огибает третий направляющий 16 и третий грузовой 18 блоки. При выполнении вспомогательных операций (осмотр кабеля, его замена) кабельная лебедка 19 и ее привод входят в состав системы автоматического управления, которая изменяет ту скорость барабана 21 кабельной лебедки 19, с которой на него наматывается или с него сматывается кабель 20. В основном режиме работы спускоподъемного устройства 1, когда осуществляется заряд аккумуляторов автономного подводного аппарата, упомянутая система автоматического управления выполняет функцию поддержания неизменным усилия натяжения кабеля 20. Подобные системы широко применяются, поэтому структурная схема этой системы и необходимые измерительные преобразователи не показываются.The upper end of the
Противовес 22 прикреплен к задней поперечной балке подъемно-опускной рамы 8 (см. фиг.1 и 2). Акселерометр 23 установлен на перекладине опоры 10 компенсаторного устройства 7 так, что он находится над осью наклона подъемно-опускной рамы 8 посредине между первым и вторым направляющими блоками 15, а направление измеряемого им ускорения перпендикулярно плоскости ватерлинии судна (см. фиг.1 и 3).The
Первый и второй уравнительные блоки 24 прикреплены к верхней части корпуса подводного объекта 2. Трос 6 огибает последовательно первый направляющий 15, первый грузовой 17, первый и второй уравнительные 24, второй грузовой 17 и второй направляющий 15 блоки (см. фиг.1, 2, и 3).The first and second leveling blocks 24 are attached to the upper part of the body of the
Функциональные схемы управления приводами подъемной лебедки, компенсаторного устройства и кабельной лебедки спускоподъемного устройства и его вид сверху показаны на фиг.2.Functional control circuits of the drives of the lifting winch, compensating device and cable winch of the lifting device and its top view are shown in figure 2.
Управляющий вход двигательного устройства 25 привода подъемной лебедки 4 подключен к выходу первого управляющего блока 26, вход которого подключен к первому командному блоку 27. Двигательное устройство 25 вращает барабан 5 подъемной лебедки.The control input of the
Привод 11 компенсаторного устройства 7 включает в себя двигательное устройство 28 подъемно-опускной рамы 8 и передаточное устройство, показанное условно в виде механизма с зубчатой рейкой 12, осью зубчатой рейки 13 и зубчатого колеса 14. С приводом 11 сопряжены измерительные преобразователи скорости 29 и перемещения 30 подъемно-опускной рамы 8 относительно колонны 10 (относительно основания компенсаторного устройства). Первый и второй управляющие входы двигательного устройства 28 привода подъемно-опускной рамы 8 подключены соответственно к первому и второму выходам второго управляющего блока 31, первый вход которого подключен ко второму командному блоку 32. Кроме того, устройство содержит акселерометр 23, который прикреплен к колонне 10 компенсаторного устройства, а также первый 33 и второй 34 интегрирующие фильтры. Выход акселерометра 23 подключен ко второму входу второго управляющего блока 31 и к входу первого интегрирующего фильтра 33, выход которого подключен к третьему входу второго управляющего блока 31 и к входу второго интегрирующего фильтра 34. Выход фильтра 34 подключен к четвертому входу второго управляющего блока 31, пятый и шестой входы которого подключены соответственно к выходам измерительных преобразователей перемещения 30 и скорости перемещения 29 подъемно-опускной рамы 8. Первый вход компаратора 35 соединен с выходом командного блока 32, второй вход компаратора 35 - с выходом измерительного преобразователя перемещения 30 подъемно-опускной рамы 8, а третий вход компаратора 35 - с выходом второго интегрирующего фильтра 34. Выход компаратора 35 подключен к седьмому входу второго управляющего блока 31.The drive 11 of the compensating device 7 includes a
Управляющий вход двигательного устройства 36 привода кабельной лебедки 19 подключен к выходу третьего управляющего блока 37, вход которого подключен к третьему командному блоку 38. Двигательное устройство 36 вращает барабан 21 кабельной лебедки 19. Кабель 20, сходящий с барабана 21 кабельной лебедки 19, по пути к подводному объекту 2 огибает третий направляющий 16 и третий грузовой 18 блоки.The control input of the
На фиг.3 показан вид судового спускоподъемного устройства с кормы в нос судна.Figure 3 shows a view of the ship hoisting device from the stern to the bow of the vessel.
СПУ установлено на корме судна 3. ПО 2 подвешен на двух ветвях троса 6, который проходит через направляющие 15 и уравнительные 24 блоки.SPU is installed at the stern of the
Выполнение подводных работ производится при малой степени волнения - до трех-четырех баллов. Судно располагается навстречу волнению и становится на якорь. Постоянство места расположения судна может также поддерживаться работой его гребной установки. При этом гребной движитель создает упор, устраняющий дрейф судна под действием ветра и морского волнения. При таком расположении судна наиболее выражены два вида его качки: килевая и вертикальная. При этом основное перемещение оси наклона подъемно-опускной рамы происходит в направлении, перпендикулярном плоскости ватерлинии судна, то есть в том же направлении, что и ось максимальной чувствительности акселерометра. Амплитуды килевой и вертикальной качки при указанном расположении судна в несколько раз меньше, чем амплитуды вертикальной и бортовой качки при расположении судна лагом к направлению распространения волн. Именно по этой причине СПУ рассматриваемого назначения располагают на корме, а не на борту судна.Underwater work is carried out with a small degree of excitement - up to three to four points. The ship is positioned towards the excitement and anchors. The constancy of the location of the vessel can also be supported by the operation of its propulsion system. In this case, the propeller creates an emphasis that eliminates the drift of the vessel under the influence of wind and sea waves. With this arrangement of the vessel, two types of pitching are most pronounced: keel and vertical. In this case, the main movement of the axis of inclination of the lifting-lowering frame occurs in the direction perpendicular to the plane of the waterline of the vessel, that is, in the same direction as the axis of the maximum sensitivity of the accelerometer. The amplitudes of the keel and vertical heave at the indicated location of the vessel are several times smaller than the amplitudes of the vertical and side heave when the ship is lagged to the direction of wave propagation. For this reason, SPU of the considered purpose are located at the stern, and not on board the vessel.
Реальное волнение является трехмерным нерегулярным процессом, поэтому и при расположении судна навстречу волнению действуют не только килевая и вертикальная, но и бортовая качка, которая в таком случае имеет минимальный уровень.Real excitement is a three-dimensional irregular process, and therefore, when the vessel is positioned towards the excitement, not only keel and vertical, but also side rolling, which in this case has a minimum level, acts.
Рассмотрим работу СПУ 1 при условии, что бортовая качка судна 3 отсутствует. Гибкий тяговый орган 6 подъемной лебедки 4 имеет две ветви, которые соединяют подводную зарядную станцию 2 с механизмом подъемной лебедки 4 и разносятся друг от друга на расстояние, равное длине этой станции. Благодаря такой конструкции тягового органа 6 устраняется вращение зарядной станции 2 в горизонтальной плоскости, что особенно важно при входе и выходе из нее АНПА. Прикрепленный к задней поперечной балке подъемно-опускной рамы 8 противовес 22 позволяет устранить постоянную составляющую момента двигателя привода 11 подвижного элемента 8 компенсаторного устройства 7, что обеспечивает снижение расчетной мощности, массы и стоимости его двигателя и приводного механизма.Consider the work of
Опускание ПЗС на поверхность воды и последующий его вывод на заданную глубину погружения осуществляют путем сматывания троса 6 с барабана 5 подъемной лебедки 4 под действием двигательного устройства 25 этой лебедки со скоростью, заданной первым командным блоком 27. Заданное значение скорости поступает на управляющий вход двигательного устройства 25 через первый управляющий блок 26. Система автоматического управления (САУ) кабельной лебедки 19 осуществляет поддержание заданного натяжения кабеля. Третьим командным блоком 38 задается значение скорости травления кабеля, соответствующее требуемому усилию натяжения. Этот сигнал поступает на управляющий вход двигательного устройства 36 через третий управляющий блок 37. При увеличении натяжения в тросе САУ отработает таким образом, что скорость травления возрастает, а при уменьшении натяжения - снижается. При подъеме ПЗС 2 на судно 3 кабельная лебедка 19 будет выбирать трос. При этом скорость выбирания будет определяться усилием в кабеле. В рабочем положении, когда ПЗС 2 находится на заданной глубине, подъемная 4 и кабельная 19 лебедки не работают. Из-за наличия уравнительных блоков 24 продольная осевая линия подводного объекта находится в горизонтальном положении, как и прямая, соединяющая центры указанных блоков.Lowering the CCD to the water surface and its subsequent withdrawal to a predetermined immersion depth is carried out by winding the
На глубине порядка 20 м и более качка АНПА практически отсутствует. Благодаря наличию сигналов от акселерометра 23 и интегрирующих фильтров 33 и 34 осуществляется управление двигательным устройством 28 подъемно-опускной рамы 8 по возмущению - по значениям, вызванным качкой судна, перемещения, а также скорости и ускорения оси подъемно-опускной стрелы. Тем самым компенсируется влияние инерционных свойств элементов указанного привода, а также сил трения в его механической части.At a depth of about 20 m or more, the AUV pitching is practically absent. Due to the presence of signals from the
Вследствие указанного действия САУ практически неизменно и положение ПЗС 2. АНПА свободно, без ударов о ПЗС 2 входит внутрь. С помощью специальных устройств состыковываются контактные поверхности АНПА и ПЗС 2. И начинается передача электроэнергии от ПЗС 2 на АНПА. Происходит зарядка аккумулятора АНПА. САУ кабельной лебедкой 19 выполняет функцию поддержания неизменным усилия натяжения кабеля 20. После завершения зарядки аккумулятора происходит расстыковка АНПА и ПЗС 2, и АНПА выходит из ПЗС 2.Owing to the indicated action of self-propelled guns, the position of
Под действием бортовой качки ось наклона не остается в горизонтальном положении, но поворачивается в плоскости, проходящей через осевые линии колонн 10. Это движение вызывает поворачивание с частотой бортовой качки подъемно-опускной рамы 8 вокруг ее продольной осевой линии.Under the action of the side rolling, the tilt axis does not remain in a horizontal position, but rotates in a plane passing through the axial lines of the
Акселерометр 23 измеряет ускорение качки середины оси наклона, а система автоматического управления приводом 11 компенсаторного устройства 7 работает так, что высота середины оси грузовых блоков 17, относительно невзволнованной поверхности воды, остается постоянной. Поэтому практически не изменяется также высота третьего грузового блока 18 и натяжение кабеля 20. Барабан 21 кабельной лебедки 19 остается неподвижным. Из-за указанных поворотов подъемно-опускной рамы 8 вокруг ее продольной осевой линии при наличии бортовой качки судна 3 происходит изменение высоты, относительно невзволнованной поверхности моря, первого и второго грузовых блоков 17. Подъем первого грузового блока при одновременном опускании второго грузового блока вызывает увеличение усилия в одной и его уменьшение в другой ветви троса 6, которые находятся соответственно между первым грузовым 17 и первым уравнительным 24 блоками, а также вторым грузовым 17 и вторым уравнительным 24 блоками. Так как подводный объект 2 обладает значительной суммарной массой, включающей присоединенную массу воды, то его перемещение, вызванное неравенством усилий в ветвях троса, практически отсутствует. Происходит лишь сопровождаемое вращением уравнительных блоков 24 перемещение троса 6 относительно подводного объекта 2. Увеличивается длина ветви троса 6 между первым грузовым 17 и первым уравнительным 24 блоками и уменьшается длина второй ветви троса 6. В результате, при малом моменте трения в подшипниках уравнительных блоков 24, глубина осей уравнительных блоков 24 и горизонтальное положение продольной осевой линии подводного объекта 2 остаются практически неизменными. Аналогичный результат получается и при повороте подъемно-опускной рамы 8 в обратном направлении. Продольная качка подводного объекта 2 отсутствует.The
Claims (1)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2012135868/11A RU2513343C2 (en) | 2012-08-21 | 2012-08-21 | Round-trip device |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2012135868/11A RU2513343C2 (en) | 2012-08-21 | 2012-08-21 | Round-trip device |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2012135868A RU2012135868A (en) | 2014-02-27 |
| RU2513343C2 true RU2513343C2 (en) | 2014-04-20 |
Family
ID=50151604
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2012135868/11A RU2513343C2 (en) | 2012-08-21 | 2012-08-21 | Round-trip device |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2513343C2 (en) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2585500C1 (en) * | 2014-12-10 | 2016-05-27 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт проблем морских технологий Дальневосточного отделения Российской академии наук (ИПМТ ДВО РАН) | Hoisting device |
| RU2721342C1 (en) * | 2019-11-29 | 2020-05-19 | Владимир Васильевич Чернявец | System for emergency evacuation on ice of personnel of emergency oil and gas platforms |
| RU2760798C1 (en) * | 2021-06-03 | 2021-11-30 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт проблем морских технологий Дальневосточного отделения Российской академии наук (ИПМТ ДВО РАН) | Launching and lifting apparatus for small-sized unmanned underwater vehicles and lowered hydroacoustic antennas from the carrier vessel |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB1068632A (en) * | 1964-02-05 | 1967-05-10 | Algonquin Shipping & Trading | A shipboard travelling derrick crane |
| SU1594060A1 (en) * | 1987-08-31 | 1990-09-23 | Предприятие П/Я А-1345 | Shipъs launching and hoisting device |
| SU1736830A1 (en) * | 1990-03-11 | 1992-05-30 | Научно-производственный центр при Николаевском кораблестроительном институте им.адм.С.О.Макарова | Lower-hoist gear of ship for towed multi-module systems |
| RU2445230C2 (en) * | 2010-06-11 | 2012-03-20 | Учреждение Российской академии наук Институт проблем морских технологий Дальневосточного отделения РАН (ИПМТ ДВО РАН) | Launching and lifting gear |
-
2012
- 2012-08-21 RU RU2012135868/11A patent/RU2513343C2/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB1068632A (en) * | 1964-02-05 | 1967-05-10 | Algonquin Shipping & Trading | A shipboard travelling derrick crane |
| SU1594060A1 (en) * | 1987-08-31 | 1990-09-23 | Предприятие П/Я А-1345 | Shipъs launching and hoisting device |
| SU1736830A1 (en) * | 1990-03-11 | 1992-05-30 | Научно-производственный центр при Николаевском кораблестроительном институте им.адм.С.О.Макарова | Lower-hoist gear of ship for towed multi-module systems |
| RU2445230C2 (en) * | 2010-06-11 | 2012-03-20 | Учреждение Российской академии наук Институт проблем морских технологий Дальневосточного отделения РАН (ИПМТ ДВО РАН) | Launching and lifting gear |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2585500C1 (en) * | 2014-12-10 | 2016-05-27 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт проблем морских технологий Дальневосточного отделения Российской академии наук (ИПМТ ДВО РАН) | Hoisting device |
| RU2721342C1 (en) * | 2019-11-29 | 2020-05-19 | Владимир Васильевич Чернявец | System for emergency evacuation on ice of personnel of emergency oil and gas platforms |
| RU2760798C1 (en) * | 2021-06-03 | 2021-11-30 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт проблем морских технологий Дальневосточного отделения Российской академии наук (ИПМТ ДВО РАН) | Launching and lifting apparatus for small-sized unmanned underwater vehicles and lowered hydroacoustic antennas from the carrier vessel |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| RU2012135868A (en) | 2014-02-27 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN109534188B (en) | Rigid-flexible hybrid wave motion compensation device of offshore floating hoisting platform | |
| JP6987152B2 (en) | Motion compensation crane for use on marine vessels | |
| DK2896589T3 (en) | Method and apparatus. | |
| RU2419574C1 (en) | Towed submarine apparatus | |
| US9630814B2 (en) | System and apparatus for motion compensation and anti-pendulation | |
| CN109553005B (en) | Rigid-flexible type multi-dimensional wave motion compensation device for offshore floating platform | |
| RU2513343C2 (en) | Round-trip device | |
| CN103732489A (en) | Method and device for compensating for a load moment and method and measuring equipment for determining the position of a load | |
| US20230016702A1 (en) | Device for recovering a vessel at sea | |
| US3945508A (en) | Devices for transferring heavy loads at sea | |
| EP3105162B1 (en) | Damping system, vessel equipped with damping system and damping method | |
| RU2445230C2 (en) | Launching and lifting gear | |
| NO770632L (en) | CONTROL DEVICE FOR CRANE HOOK. | |
| US5140927A (en) | Motion compensation and tension control system | |
| US3807334A (en) | Motion compensating device for surface supported underwater structures | |
| RU2495784C1 (en) | Method of controlling underwater craft submergence and device to this end | |
| US3675794A (en) | Winch arrangements | |
| NO347456B1 (en) | Vessel comprising a damping device, damping device and method for stabilizing a mass or a vessel | |
| CN110118641B (en) | System and method for measuring towing water power of cantilever type winch | |
| CN109263824B (en) | Automatic posture balancing device for fast rescue unmanned boat | |
| JP7065017B2 (en) | Aquarium test equipment, aquarium test system, and aquarium test method | |
| RU2585500C1 (en) | Hoisting device | |
| RU2584047C1 (en) | Method and system for dry and liquid cargo traverse transfer between ships in motion | |
| US20230019770A1 (en) | Device for recovering a vessel at sea | |
| JP2012188212A (en) | On-board cargo handling system, and ocean floating body provided with the same |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20170822 |