RU2669251C1 - Measuring system for determining parameters of water medium in course of ship (options) - Google Patents

Measuring system for determining parameters of water medium in course of ship (options) Download PDF

Info

Publication number
RU2669251C1
RU2669251C1 RU2017144721A RU2017144721A RU2669251C1 RU 2669251 C1 RU2669251 C1 RU 2669251C1 RU 2017144721 A RU2017144721 A RU 2017144721A RU 2017144721 A RU2017144721 A RU 2017144721A RU 2669251 C1 RU2669251 C1 RU 2669251C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
carrier
cable
attack
power supply
wing
Prior art date
Application number
RU2017144721A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Вячеслав Михайлович Карпюк
Владимир Захарович Дыкман
Original Assignee
Федеральное государственное бюджетное учреждение науки "Морской гидрофизический институт РАН"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Федеральное государственное бюджетное учреждение науки "Морской гидрофизический институт РАН" filed Critical Федеральное государственное бюджетное учреждение науки "Морской гидрофизический институт РАН"
Priority to RU2017144721A priority Critical patent/RU2669251C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2669251C1 publication Critical patent/RU2669251C1/en

Links

Images

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B63—SHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; RELATED EQUIPMENT
    • B63B—SHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; EQUIPMENT FOR SHIPPING 
    • B63B21/00—Tying-up; Shifting, towing, or pushing equipment; Anchoring
    • B63B21/56—Towing or pushing equipment
    • B63B21/66—Equipment specially adapted for towing underwater objects or vessels, e.g. fairings for tow-cables
    • B63B21/663—Fairings

Abstract

FIELD: shipbuilding; measuring technology.SUBSTANCE: invention relates to technical means of studying and exploration of seas and oceans using towed underwater vehicles that can change path of motion in depth and is intended to perform sea research. In the first version of invention, system comprises a towed underwater carrier mounted on carrier line with a strong, sealed and equipped with a streamlined wing housing with meters, as well as a sinking device, device for controlling position of carrier, a power supply of meters, and information receiving device placed on the ship. Sinking device is made in form of a streamlined body of predetermined weight and shape mounted on the lower end of cable-rope payed out predetermined depth. Carrier is provided with roller bearings, made with the ability to move the carrier under the action of oncoming flow on cable-cable, and brake. Lift wing is fixed with the possibility of changing angle of attack, and device for controlling position of carrier is made in form of control device for controlling angle of attack of lift wing, which comprises a power supply unit and is placed in housing. Second version of invention differs from the first in that a cable is used as the carrier line, and the carrier is not only automatically controlled, but also autonomous device, due to the fact that device for controlling angle of attack of lift wing and scientific equipment unit are equipped with their own, autonomous, power supplies, and information receiving device is located in the body of carrier.EFFECT: information content is improved, as well as performance of system is improved - increasing its reliability.2 cl, 2 dwg

Description

Изобретение относится к техническим средствам изучения и освоения морей и океанов с использованием буксируемых подводных аппаратов, способных изменять траекторию своего движения по глубине, и предназначено для выполнения морских исследовательских работ, производя измерения параметров водной среды на ходу судна в заданном диапазоне глубин.The invention relates to technical means for the study and development of the seas and oceans using towed underwater vehicles capable of changing the trajectory of its movement in depth, and is intended to perform marine research work by measuring the parameters of the aquatic environment while the ship is in a given range of depths.

В известных измерительных системах применяются несколько типов буксируемых аппаратов.In known measuring systems, several types of towed devices are used.

Известны наиболее простые измерительные системы, например, на основе запатентованного заявителем, Морским гидрофизическим институтом, буксируемо-зондирующего устройства [патент Украины №14187 на изобретение «Зонд для измерения параметров морской воды на ходу судна» по авторскому свидетельству СССР №1354571]. Зонд представляет собой прочный герметичный обтекаемый корпус с установленными на нем измерителями (датчиками), закрепленный к ходовому концу несущей линии (троса или кабель-троса), в то время как другой конец несущей линии прикреплен к установленному на исследовательском судне барабану специальной быстроходной лебедки, обеспечивающей вытравливание необходимой длины кабель-троса при проведении зондирования. Заглубление зонда при проведении горизонтального разреза на требуемой глубине обеспечивается подбором скорости буксировки, а также длиной вытравленного кабель-троса. Такое устройство позволяет также получать информацию и о вертикальном профиле параметров морской воды на ходу судна - путем вытравливания кабель-троса на ходу судна с заданной скоростью, в зависимости от скорости движения судна и необходимой скорости свободного погружения зонда.The simplest measuring systems are known, for example, on the basis of a towed-sounding device patented by the applicant, the Marine Hydrophysical Institute [patent of Ukraine No. 14187 for the invention “Probe for measuring the parameters of sea water on the go” according to the USSR copyright certificate No. 1354571]. The probe is a solid hermetic streamlined body with meters (sensors) installed on it, fixed to the running end of the carrier line (cable or cable), while the other end of the carrier line is attached to the drum of a special high-speed winch mounted on the research vessel, which provides etching the required cable length during sounding. The deepening of the probe during the horizontal section at the required depth is ensured by the selection of the towing speed, as well as the length of the etched cable. Such a device also makes it possible to obtain information about the vertical profile of sea water parameters while the vessel is sailing — by etching the cable rope while the vessel is sailing at a given speed, depending on the speed of the vessel and the necessary speed of free immersion.

Сходными с признаками заявленного изобретения являются такие признаки этого аналога: заглубленная несущая линия с установленным на ней прочным герметичным обтекаемым корпусом с измерителями, связанными с устройством приема информации.Similar to the features of the claimed invention are the following features of this analogue: a recessed carrier line with a solid hermetic streamlined body installed on it with meters connected to the information receiving device.

Существенным недостатком измерительных систем с использованием такого рода зондов является большой период между рядом отдельных вертикальных зондирований, необходимость использования несущей линии (кабель-троса) большой длины, пропорциональной скорости буксировки, а также сложная технология осуществления забортных работ, требующая наличия специального дорогостоящего оборудования (специальной быстроходной лебедки).A significant drawback of measuring systems using such probes is the long period between a number of separate vertical soundings, the need to use a long carrier line (cable cable) proportional to the towing speed, as well as the complicated outboard technology that requires special expensive equipment (special high-speed equipment winches).

В настоящее время одним из наиболее перспективных направлений в методике проведения океанологических работ с использованием буксируемой аппаратуры являются системы с применением носителей океанологических измерителей, буксируемых по волнообразной траектории, так называемых ондуляторов. Попеременно всплывая к поверхности и погружаясь до заданных глубин, ондулятор, несущий комплекс научной аппаратуры, позволяет получать практически непрерывные разрезы по соответствующим параметрам на ходу судна. Как правило, на данные носители устанавливаются CTD измерители или измерители других океанологических параметров, а также поисковые системы рыбопромысловых судов.Currently, one of the most promising areas in the methodology for carrying out oceanological work using towed equipment is systems using carriers of oceanological meters towed along a wave-like path, the so-called undulators. Alternately floating up to the surface and plunging to specified depths, an undulator carrying a set of scientific equipment makes it possible to obtain practically continuous sections according to relevant parameters while the vessel is sailing. As a rule, CTD meters or meters of other oceanological parameters, as well as search systems for fishing vessels, are installed on these media.

Данная технология проведения забортных работ при исследовании моря позволяет значительно сократить количество остановок судна для выполнения зондирования по глубине и, следовательно, затраты дорогостоящего судового времени, а также повысить информативность проводимых измерений.This technology of conducting outboard operations during sea research can significantly reduce the number of ship stops to perform sounding in depth and, consequently, the cost of expensive ship time, as well as increase the information content of the measurements.

Известны измерительные системы с применением различных видов носителей-ондуляторов, например таких, как запатентованный заявителем носитель [патент Украины №14168 на изобретение «Подводный буксируемый аппаратурный носитель» по авторскому свидетельству СССР №1519103], буксируемый подводный аппарат [патент Российской Федерации №2419574], а также таких, как представленные в свободном доступе в Интернете носители «AcrobatLTV-50X» фирмы SeaSciences, «AquashuttleMkIII» и «NuShuttle» фирмы Chelsea Technologies Group, «ScanFish», «MiniBAT» фирмы Guideline.Known measuring systems using various types of carrier-undulators, for example, such as patented by the applicant carrier [patent of Ukraine No. 14168 for the invention “Underwater towed hardware carrier” according to the USSR copyright certificate No. 1519103], towed underwater vehicle [patent of the Russian Federation No. 2419574], as well as such media, AcrobatLTV-50X, available from SeaSciences, AquashuttleMkIII, and NuShuttle, from Chelsea Technologies Group, ScanFish, and MiniBAT from Guideline, which are freely available on the Internet.

Измерительная система на основе носителя «MiniBAT» фирмы Guideline выбрана в качестве прототипа заявленного изобретения.A Guideline based MiniBAT measuring system is selected as a prototype of the claimed invention.

Все измерительные системы с использованием носителей-ондуляторов, в том числе и прототип, обеспечивают возможность производить зондирования и получать информацию как о горизонтальном, так и о вертикальном распределении параметров морской воды на ходу судна, однако обладают рядом недостатков, которые обусловлены, в первую очередь, самим способом крепления носителя, а именно - к ходовому концу кабель-троса.All measuring systems using undulators, including the prototype, provide the ability to make soundings and obtain information about both the horizontal and vertical distribution of sea water parameters in the course of the vessel, however, they have a number of disadvantages, which are caused, first of all, the very method of mounting the carrier, namely, to the running end of the cable.

Недостатки этих измерительных систем заключаются в следующем:The disadvantages of these measuring systems are as follows:

- сама методика управления зондированием, технология таких измерений являются сложными и затратными, что снижает эффективность работы. Это объясняется тем, что для обеспечения забортных работ требуется наличие специальной буксирной лебедки, осуществляющей вытравливание или выборку кабель-троса в нужный момент для обеспечения необходимых условий зондирования: для обеспечения измерений на значительной глубине длина кабель-троса должна быть достаточно большая, и при этом диаметр этого кабель-троса должен быть достаточно большим, соответствующим возникающим при этом гидродинамическим нагрузкам;- the sounding control methodology itself, the technology of such measurements are complex and costly, which reduces work efficiency. This is due to the fact that to ensure outboard work, a special towing winch is required to etch or select the cable at the right time to provide the necessary sensing conditions: to ensure measurements at a considerable depth, the cable length must be large enough and the diameter this cable should be large enough, corresponding to the resulting hydrodynamic loads;

- период всплытия-погружения (сканирования) носителя при изменении горизонтов зондирования достаточно большой, что снижает информативность измерений;- the period of ascent-immersion (scanning) of the carrier when changing the sensing horizons is large enough, which reduces the information content of the measurements;

- при переходе носителя с нижнего горизонта на верхний для проведения исследований в приповерхностном слое моря, на глубинах 0-20 м, возникают технические сложности [труды ВНИРО Левашов Д.Е. Романов А.А, Сапожников В.В 2013 г, том 150], так как большой вес вытравленного кабель-троса, его гидродинамическое сопротивление, а также вес самого носителя с приборным отсеком не дают носителю «всплыть» с максимальной глубины до поверхности, и требуют увеличения скорости буксировки. Результаты проведения исследовательских работ с данными носителями показали, что при скорости буксировки в 11 узлов и длине троса в пределах 200-500 м, меняя длину троса на ходу судна, можно было выбирать среднюю глубину исследуемого слоя в пределах от 20 до 50 м при толщине слоя в 40-45 м. Это снижает оперативность, а, следовательно, и информативность измерений параметров приповерхностного слоя. Улучшить условия перехода носителя с нижнего горизонта на верхний и наоборот (сканирования) не позволяет свойственное таким системам техническое противоречие: для «всплытия» носителя необходимо увеличение скорости его буксировки и/или увеличение площади несущего крыла носителя, но эти меры значительно увеличивают опасность обрыва кабельной линии и потери научного оборудования, что особенно проявляется при неблагоприятных погодных условиях, при сильном волнении. Таким образом, при измерениях в приповерхностном слое моря такие системы являются неэффективными, что сужает область их применения.- when the carrier moves from the lower horizon to the upper one for research in the near-surface layer of the sea, at depths of 0-20 m, technical difficulties arise [works of VNIRO Levashov D.E. Romanov A.A., Sapozhnikov V.V. 2013, Volume 150], since the large weight of the etched cable, its hydrodynamic resistance, and also the weight of the carrier itself with the instrument compartment do not allow the carrier to “float” from the maximum depth to the surface, and require an increase in towing speed. The results of research work with these carriers showed that with a towing speed of 11 knots and a cable length within 200-500 m, changing the length of the cable on the go, it was possible to choose the average depth of the studied layer in the range from 20 to 50 m with a layer thickness 40-45 m. This reduces the efficiency, and, consequently, the information content of the measurements of the parameters of the surface layer. The technical contradiction characteristic of such systems does not allow improving the conditions for transferring the carrier from the lower horizon to the upper one (scanning): for the carrier to “emerge”, it is necessary to increase its towing speed and / or increase the area of the carrier wing of the carrier, but these measures significantly increase the risk of cable line breakage and the loss of scientific equipment, which is especially evident in adverse weather conditions, with strong excitement. Thus, in measurements in the surface layer of the sea, such systems are ineffective, which narrows their scope.

В основу изобретения поставлена задача создания измерительной системы на основе автоматически управляемого, способного работать в автономном режиме, подводного буксируемого носителя океанологических измерителей, совокупностью существенных признаков которой обеспечиваются новые технические свойства: возможность выполнения вертикальных разрезов со значительно меньшим периодом сканирования, что необходимо для оперативной оценки изменчивости процессов, происходящих в водной среде; возможность осуществления информативных и экономически эффективных измерений океанологических параметров в самом приповерхностном слое водной среды; значительное сокращение затрат на оснащение судов.The basis of the invention is the task of creating a measuring system based on an automatically controlled, capable of operating autonomously, underwater towed carrier of oceanological meters, the set of essential features of which provides new technical properties: the ability to perform vertical sections with a significantly shorter scanning period, which is necessary for the rapid assessment of variability processes occurring in the aquatic environment; the ability to carry out informative and cost-effective measurements of oceanological parameters in the very surface layer of the aquatic environment; a significant reduction in the cost of equipping ships.

Указанные новые свойства обуславливают достижение технического результата изобретения: повышение информативности, а также улучшение эксплуатационных характеристик системы - повышение ее надежности и экономической эффективности.These new properties determine the achievement of the technical result of the invention: increasing information content, as well as improving the operational characteristics of the system - increasing its reliability and economic efficiency.

Заявленное изобретение представляет собой группу из двух устройств-вариантов, которые связаны между собой настолько, что образуют единый изобретательский замысел, решают поставленную задачу принципиально одним и тем же путем, но не могут быть охарактеризованы одним общим пунктом формулы изобретения.The claimed invention is a group of two device variants that are so interconnected that they form a single inventive concept, solve the problem in principle in the same way, but cannot be characterized by one general claim.

Указанные новые свойства и достигаемый технический результат присущи каждому из вариантов заявленного изобретения и обеспечиваются за счет совокупности существенных признаков (каждого из его вариантов), характеризующих следующие особенности: исполнения несущей линии и ее постановки; постановки носителя на несущей линии; исполнения устройства управления движением носителя и расположения этого устройства; исполнения устройства заглубления и его постановки; расположения и исполнения устройства приема информации и средств питания.The specified new properties and the achieved technical result are inherent in each of the variants of the claimed invention and are provided due to the combination of essential features (each of its variants) characterizing the following features: execution of the carrier line and its setting; setting carrier on the carrier line; the execution of the media movement control device and the location of this device; the execution of the deepening device and its setting; location and execution of the device for receiving information and media.

Для первого варианта изобретения сходными с признаками прототипа являются такие признаки: установленный на кабель-тросе буксируемый подводный носитель с прочным герметичным иснабженным несущим крылом корпусом обтекаемой формы с измерителями, а также устройство заглубления, устройство управления положением носителя, блок питания измерителей и размещенное на судне устройство приема информации. При этом отличительными от прототипа признаками являются: устройствозаглубления выполнено в виде обтекаемого тела заданного веса и заданной формы, закрепленного на нижнем конце кабель-троса, вытравленного на заданную глубину, носитель снабжен роликовыми опорами, выполненными с возможностью движения носителя под действием набегающего потока по кабель-тросу, и тормозом, несущее крыло закреплено с возможностью изменения угла атаки, а устройство управления положением носителя выполнено в виде устройства управления углом атаки несущего крыла, которое содержит блок питания и размещено в корпусе, в котором также размещен блок питания измерителей.For the first embodiment of the invention, the following features are similar to the features of the prototype: towed underwater carrier mounted on a cable cable with a robust hermetically sealed supporting wing with a streamlined body with meters, as well as a burial device, a media position control device, power meters of the meters and a device placed on the vessel receiving information. At the same time, the distinguishing features from the prototype are: the device is made in the form of a streamlined body of a given weight and a given shape, mounted on the lower end of the cable, etched to a predetermined depth, the carrier is equipped with roller bearings made with the possibility of movement of the carrier under the action of the incoming flow through the cable the cable, and the brake, the carrier wing is fixed with the possibility of changing the angle of attack, and the device for controlling the position of the carrier is made in the form of a device for controlling the angle of attack of the carrier the snout, which contains the power supply and placed in the housing, wherein the measuring devices are also disposed the power supply.

Для второго варианта изобретения сходными с признаками прототипа являются такие признаки: установленный на несущей линии буксируемый подводный носитель с прочным герметичным и снабженным несущим крылом корпусом обтекаемой формы с измерителями, а также устройство заглубления, устройство управления положением носителя, блок питания измерителей и устройство приема информации. При этом отличительными от прототипа признаками являются: устройство заглубления выполнено в виде обтекаемого тела заданного веса и заданной формы, закрепленного на нижнем конце несущей линии, которая в данном варианте изобретения выполнена в виде троса, вытравленного на заданную глубину, носитель снабжен роликовыми опорами, выполненными с возможностью движения носителя под действием набегающего потока по тросу, и тормозом, несущее крыло закреплено с возможностью изменения угла атаки, а устройство управления положением носителя выполнено в виде устройства управления углом атаки несущего крыла, которое содержит блок питания и размещено в корпусе, в котором также размещены блок питания измерителей и устройствоприема информации.For the second embodiment of the invention, the following features are similar to the features of the prototype: a towed underwater carrier mounted on a carrier line with a robust hermetic and streamlined body with streamlined body with meters, as well as a deepening device, a media position control device, power meters of the meters and an information receiving device. Moreover, distinctive features from the prototype are: the deepening device is made in the form of a streamlined body of a given weight and a given shape, mounted on the lower end of the carrier line, which in this embodiment of the invention is made in the form of a cable etched to a given depth, the carrier is equipped with roller supports made with the possibility of movement of the carrier under the action of the incoming flow along the cable, and the brake, the carrier wing is fixed with the ability to change the angle of attack, and the device control the position of the carrier Neno as the angle of attack of the wing bearing control device, which comprises a power supply and placed in the housing, wherein the flow meters also has food and ustroystvopriema information.

Сущность изобретения поясняется со ссылкой на чертежи, на которых изображено: на фиг. 1 - общий вид измерительной системы; на фиг. 2 - конструкция носителя (в двух проекциях), установленного на несущей линии.The invention is illustrated with reference to the drawings, which depict: in FIG. 1 - general view of the measuring system; in FIG. 2 - carrier structure (in two projections) mounted on a carrier line.

Согласно первому варианту изобретения система содержит (фиг. 1) прикрепленную к су дну через буксирную лебедку (изображены, но позициями не обозначены) несущую линию 1 в виде кабель-троса, на ходовом (нижнем) конце которого закреплено устройство заглубления - заглубитель 2 в виде обтекаемого тела заданного веса и заданной формы. В данном случае заглубитель выполнен в виде каплевидного тела с хвостовым стабилизатором, но может быть выполнен и в виде решетки. На кабель-тросе 1 установлен носитель 3 научной аппаратуры.According to the first embodiment of the invention, the system comprises (Fig. 1) a carrier line 1 attached to the bottom through a towing winch (shown, but not indicated by positions) in the form of a cable cable, on the running (lower) end of which there is a deepening device - a deepener 2 in the form streamlined body of a given weight and a given shape. In this case, the deepener is made in the form of a teardrop-shaped body with a tail stabilizer, but can also be made in the form of a lattice. On the cable cable 1 is a carrier 3 of scientific equipment.

Конструкция носителя 3 научной аппаратуры такова, что обеспечивает возможность его движения вдоль несущей линии 1 под действием набегающего потока, а также остановки и фиксирования его положения. Носитель 3 (фиг. 2) представляет собой автоматически управляемое устройство и состоит из прочного герметичного корпуса 4 (приборного контейнера), на двух цилиндрических, лежащих на одной оси, опорах 5 которого подвижно закреплено несущее крыло 6 - его поворот относительно опор 5 изменяет угол атаки и обеспечивает необходимую подъемную или заглубляющую силу при различном угле наклона несущей линии 1. Причем крыло 6 установлено так, чтобы обеспечивалось равенство гидродинамических сил на переднюю и заднюю части крыла - для разгрузки привода изменения угла атаки крыла.The design of the carrier 3 of the scientific equipment is such that it is possible to move along the carrier line 1 under the influence of the incoming flow, as well as stop and fix its position. The carrier 3 (Fig. 2) is an automatically controlled device and consists of a strong sealed casing 4 (instrument container), on two cylindrical, lying on the same axis, supports 5 of which the carrier wing 6 is movably fixed - its rotation relative to the supports 5 changes the angle of attack and provides the necessary lifting or deepening force at different angles of inclination of the carrier line 1. Moreover, the wing 6 is installed so that the hydrodynamic forces are equal on the front and rear parts of the wing to unload the drive Changing the angle of attack of the wing.

В корпусе 4 размещеноустройство 7 (не изображено, но обозначено позицией) управления углом атаки несущего крыла, содержащее электронный блок формирования команд, датчик крена и дифферента, датчик давления, серводвигатель, а также автономный блок питания в виде батарей (блок питания и другие составляющие блока 7 не изображены и позициями не обозначены).Housing 4 contains a device 7 (not shown, but indicated by the position) for controlling the angle of attack of the carrier wing, containing an electronic command generation unit, a roll and trim sensor, a pressure sensor, a servomotor, and an autonomous power supply in the form of batteries (power supply and other components of the unit 7 are not shown and are not indicated by positions).

На корпусе 4 носителя 3 установлен узел 8 крепления носителя к кабель-тросу 1, снабженный двумя роликовыми опорами 9 качения. Одна из роликовых опор 9 снабжена тормозом 10, приводимым в действие по заранее заданной программе, для обеспечения фиксации положения носителя 3 на кабель-тросе для проведения горизонтального разреза на постоянной, заданной глубине, в соответствии с заданным режимом работы.On the housing 4 of the carrier 3 is installed a node 8 for mounting the carrier to the cable cable 1, equipped with two roller bearings 9 rolling. One of the roller bearings 9 is equipped with a brake 10, which is activated according to a predetermined program, to ensure that the position of the carrier 3 is fixed on the cable for horizontal cutting at a constant, predetermined depth, in accordance with a given operating mode.

К нижнему торцу герметичного корпуса 4 носителя прикреплен блок 11 научной аппаратуры - блок с необходимыми измерителями 12 параметров водной среды. Блок 11 снабжен автономным блоком 13 питания измерителей 12, который выполнен в виде блока батарей (не изображен и позицией не обозначен).A block 11 of scientific equipment is attached to the lower end of the sealed housing 4 of the carrier — a block with the necessary meters 12 of the parameters of the aquatic environment. Block 11 is equipped with an autonomous power supply unit 13 of the meters 12, which is made in the form of a battery pack (not shown and not indicated by the position).

Тормоз 10 приводится в действие, по заранее заданной программе, находящимся в корпусе 4 электромагнитным приводом (не изображен и позицией не обозначен), что позволяет проводить горизонтальный разрез на постоянной заданной глубине для обеспечения требований выполнения научно-исследовательских задач. Электромагнитный привод получает питание от блока питания устройства 7 управления углом атаки несущего крыла.The brake 10 is activated according to a predetermined program located in the housing 4 by an electromagnetic drive (not shown and not indicated by the position), which allows a horizontal cut to be made at a constant predetermined depth to meet the requirements of scientific research tasks. The electromagnetic drive receives power from the power supply unit 7 control the angle of attack of the carrier wing.

При необходимости передачи информации в реальном времени (по кабель-тросу 1 от блока 11 научной аппаратуры на бортовое устройство) - носитель 3 дополнительно может быть снабжен индуктором 14 связи, выполненным известным образом. Для этого конструкция может предусматривать штатное место для его закрепления - например, на узле 8 крепления носителя к кабель-тросу.If it is necessary to transmit information in real time (via cable 1 from the scientific equipment unit 11 to the on-board device), the carrier 3 can additionally be equipped with a coupling inductor 14, made in a known manner. For this, the design may provide for a regular place for its fastening - for example, on the node 8 for mounting the carrier to the cable cable.

На судне установлено устройство приема информации (не изображено и позицией не обозначено).An information receiving device is installed on the vessel (not shown and not indicated by position).

Вся конструкция носителя 3 (с корпусом 4, роликовыми опорами 9, тормозом 10, блоком 11 с измерителями 12) снабжена обтекателем 15 для снижения гидродинамического сопротивления.The entire structure of the carrier 3 (with a housing 4, roller bearings 9, brake 10, block 11 with meters 12) is equipped with a fairing 15 to reduce hydrodynamic resistance.

Для обеспечения безопасности работы носителя 3 несущая линия 1 может быть снабжена (фиг. 1) закрепленными на ней верхним 16 и нижним 17 пружинными амортизаторами, установленными в точках, соответствующих верхнему и нижнему горизонтам зондирования - в этих пределах движется носитель 3. Амортизаторы исключают ударные нагрузки носителя в нештатных ситуациях.To ensure the safety of the carrier 3, the carrier line 1 can be equipped (Fig. 1) with spring shock absorbers 16 and bottom 17 mounted on it, installed at points corresponding to the upper and lower sensing horizons - carrier 3 moves within these limits. The shock absorbers eliminate shock loads carrier in emergency situations.

Второй вариант заявленного изобретения (фиг. 1) отличается от первого тем, что в качестве несущей линии 1 используется трос, а носитель 3 представляет собой (фиг. 2) не только автоматически управляемое, но и автономное устройство - за счет того, что устройство 7 управления углом атаки несущего крыла и блок 11 научной аппаратуры снабжены собственными, автономными, блоками питания, а устройство приема (регистрации) информации размещено в корпусе носителя 3, а именно - в блоке 11 научной аппаратуры, и выполнено в виде карты памяти.The second variant of the claimed invention (Fig. 1) differs from the first in that a cable is used as the carrier line 1, and the carrier 3 is (Fig. 2) not only automatically controlled, but also a standalone device - due to the fact that the device 7 control angle of attack of the carrier wing and the block 11 of scientific equipment are equipped with their own, autonomous, power supplies, and the device for receiving (recording) information is located in the carrier 3, namely, in block 11 of the scientific equipment, and is made in the form of a memory card.

Постановка и работа измерительной системы поясняются на конкретном примере осуществления зондирования - по его заданной программе и при имеющемся в наличии судовом оснащении.The setup and operation of the measuring system are illustrated with a specific example of sounding - according to its predetermined program and with available ship equipment.

Предварительно на конце несущей линии 1 закрепляют заглубитель 2 - обтекаемый, снабженный стабилизатором груз, вес которого выбирают таким, чтобы обеспечить, при заданной скорости буксировки, угол наклона буксирной линии порядка 30° от вертикали. Затем на несущей линии 1 закрепляют нижний пружинный амортизатор 17 и носитель 3 с прикрепленным к нему блоком научной аппаратуры (блоком 11 с измерителями 12), причем несущее крыло 6 носителя 3 установлено на заглубление. Далее несущая линия 1 (которая намотана на барабан буксирной лебедки и пропущена через блок буксирной рамы) вытравливается с барабана буксирной лебедки и таким образом вывешивается за кормой судна.Preliminarily, at the end of the carrier line 1, a burrower 2 is fixed - a streamlined load equipped with a stabilizer, the weight of which is chosen so as to ensure, at a given towing speed, the angle of inclination of the towing line is about 30 ° from the vertical. Then, on the carrier line 1, the lower spring shock absorber 17 and the carrier 3 are fixed with a block of scientific equipment attached to it (block 11 with meters 12), and the carrier wing 6 of the carrier 3 is mounted on a recess. Next, the carrier line 1 (which is wound on the drum of the towing winch and passed through the block of the towing frame) is etched from the drum of the towing winch and is thus hung over the stern of the vessel.

Далее, на ходу судна, несущая линия 1 вытравливается за борт на длину, обеспечивающую необходимые условия зондирования. Затем на несущей линии 1 закрепляют верхний пружинный амортизатор 16, и несущая линия 1 вытравливается дополнительно - до заглубления амортизатора 16 на глубину порядка одного метра от водной поверхности.Further, in the course of the vessel, the carrier line 1 is etched overboard to a length that provides the necessary sounding conditions. Then, the upper spring shock absorber 16 is fixed on the carrier line 1, and the carrier line 1 is etched further - until the shock absorber 16 is deepened to a depth of about one meter from the water surface.

При достижении носителем 3 заданной глубины зондирования устройство 7 управления углом атаки несущего крыла 6 по заранее записанной в нем заданной программе выдает команду на изменение угла атаки (подается питание на серводвигатель) для обеспечения всплытия носителя 3 с блоком (контейнером) научной аппаратуры. При достижении носителем 3 с научной аппаратурой верхней заданной точки глубины зондирования устройство 7 по команде управляющей программы подает команду на изменение угла атаки крыла (подается питание на серводвигатель) для обеспечения погружения носителя с блоком научной аппаратуры до заданной глубины зондирования. Таким образом, амплитуда и период сканирования, совершаемого носителем 3 с блоком научной аппаратуры, обеспечиваются в автоматическом режиме.When the carrier 3 reaches a predetermined sounding depth, the device 7 for controlling the angle of attack of the carrier wing 6, according to a predetermined program set in it, gives a command to change the angle of attack (power is supplied to the servomotor) to ensure ascent of the carrier 3 with the block (container) of scientific equipment. When the carrier 3 with the scientific equipment reaches the upper preset point of sounding depth, the device 7, upon the command of the control program, gives a command to change the angle of attack of the wing (power is supplied to the servomotor) to ensure that the carrier with the block of scientific equipment is immersed to the specified sounding depth. Thus, the amplitude and the scanning period performed by the carrier 3 with a block of scientific equipment are provided in automatic mode.

Полученные от измерителей 12 научные данные, согласно первому варианту изобретения, поступают по несущей линии 1 в устройство приема информации, размещенное на борту судна, а согласно второму варианту изобретения - записываются на карту памяти, размещенной в приборном контейнере 3.The scientific data obtained from meters 12, according to the first embodiment of the invention, are transmitted via the carrier line 1 to the information receiving device located on board the vessel, and according to the second embodiment of the invention are recorded on a memory card located in the instrument container 3.

По окончании зондирования производится выборка несущей линии 1 с носителем 3 и блоком научной аппаратуры на борт судна (при установленном малом угле атаки крыла 6 на погружение).At the end of the sounding, the carrier line 1 is sampled with the carrier 3 and a block of scientific equipment on board the vessel (with a small angle of attack of the wing 6 for immersion).

Заявленная система обеспечивает возможность непрерывного автоматического оперативного процесса устойчивых стабильных измерений параметров водной среды, в том числе и приповерхностного слоя. Носитель научной аппаратуры надежен, технологичен в производстве, удобен в эксплуатации. Система имеет широкий диапазон применения и значительно снижает затраты на проведение исследовательских и прикладных работ.The claimed system provides the possibility of a continuous automatic operational process of stable stable measurements of the parameters of the aquatic environment, including the near-surface layer. The carrier of scientific equipment is reliable, technologically advanced in production, and easy to operate. The system has a wide range of applications and significantly reduces the cost of research and applied work.

Работа выполнена в рамках государственного задания по теме №0827-2014-0010 «Комплексные междисциплинарные исследования океанологических процессов, определяющих функционирование и эволюцию экосистем Черного и Азовского морей на основе современных методов контроля состояния морской среды и гридтехнологий».This work was carried out as part of a state assignment on the topic No. 0827-2014-0010 "Complex interdisciplinary studies of oceanological processes that determine the functioning and evolution of the ecosystems of the Black and Azov Seas based on modern methods of monitoring the state of the marine environment and grid technologies."

Claims (2)

1. Измерительная система для определения параметров водной среды на ходу судна, содержащая установленный на кабель-тросе буксируемый подводный носитель с прочным герметичным снабженным несущим крылом корпусом обтекаемой формы с измерителями, а также устройство заглубления, устройство управления положением носителя, блок питания измерителей и размещенное на судне устройство приема информации, отличающаяся тем, что устройство заглубления выполнено в виде обтекаемого тела заданного веса и формы, закрепленного на нижнем конце кабель-троса, вытравленного на заданную глубину, носитель снабжен роликовыми опорами, выполненными с возможностью движения носителя под действием набегающего потока по кабель-тросу, и тормозом, несущее крыло закреплено с возможностью изменения угла атаки, а устройство управления положением носителя выполнено в виде устройства управления углом атаки несущего крыла, которое содержит блок питания и размещено в корпусе, в котором также размещен блок питания измерителей.1. A measuring system for determining the parameters of the aquatic environment while the vessel is on, containing a towed underwater carrier mounted on a cable cable with a robust, streamlined, streamlined body with meters, a burial device, a carrier position control device, meter power supply unit and placed on information receiving device, characterized in that the deepening device is made in the form of a streamlined body of a given weight and shape, mounted on the lower end of the cable-tro CA, etched to a predetermined depth, the carrier is equipped with roller bearings made with the possibility of movement of the carrier under the action of the incoming flow along the cable, and a brake, the carrier wing is fixed with the ability to change the angle of attack, and the device for controlling the position of the carrier is made in the form of a device for controlling the angle of attack carrier wing, which contains a power supply and is placed in the housing, which also houses the meter power supply. 2. Измерительная система для определения параметров водной среды на ходу судна, содержащая установленный на несущей линии буксируемый подводный носитель с прочным герметичным снабженным несущим крылом корпусом обтекаемой формы с измерителями, а также устройство заглубления, устройство управления положением носителя, блок питания измерителей и устройство приема информации, отличающаяся тем, что устройство заглубления выполнено в виде обтекаемого тела заданного веса и формы, закрепленного на нижнем конце несущей линии, выполненной в виде троса, вытравленного на заданную глубину, носитель снабжен роликовыми опорами, выполненными с возможностью движения носителя под действием набегающего потока по тросу, и тормозом, несущее крыло закреплено с возможностью изменения угла атаки, а устройство управления положением носителя выполнено в виде устройства управления углом атаки несущего крыла, которое содержит блок питания и размещено в корпусе, в котором также размещены блок питания измерителей и устройство приема информации.2. A measuring system for determining the parameters of the aquatic environment while the ship is on, containing a towed underwater carrier mounted on a carrier line with a robust, streamlined streamlined body with meters, a burial device, a carrier position control device, meter power supply unit, and an information receiving device , characterized in that the deepening device is made in the form of a streamlined body of a given weight and shape, mounted on the lower end of the carrier line, made in of a cable etched to a predetermined depth, the carrier is equipped with roller bearings configured to move the carrier under the influence of the incoming flow along the cable, and a brake, the carrier wing is fixed with the possibility of changing the angle of attack, and the device for controlling the position of the carrier is made in the form of a control device for the angle of attack of the carrier wing, which contains a power supply and is located in the housing, which also houses the power supply of the meters and a device for receiving information.
RU2017144721A 2017-12-19 2017-12-19 Measuring system for determining parameters of water medium in course of ship (options) RU2669251C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2017144721A RU2669251C1 (en) 2017-12-19 2017-12-19 Measuring system for determining parameters of water medium in course of ship (options)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2017144721A RU2669251C1 (en) 2017-12-19 2017-12-19 Measuring system for determining parameters of water medium in course of ship (options)

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2669251C1 true RU2669251C1 (en) 2018-10-09

Family

ID=63798324

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2017144721A RU2669251C1 (en) 2017-12-19 2017-12-19 Measuring system for determining parameters of water medium in course of ship (options)

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2669251C1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111717349A (en) * 2020-07-01 2020-09-29 鹏城实验室 Underwater stabilizing system

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3805730A (en) * 1973-04-09 1974-04-23 E G & G Int Inc Coupling apparatus for towed underwater vehicle
US4019453A (en) * 1965-11-18 1977-04-26 The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Navy Underwater vehicle
SU1396462A1 (en) * 1986-10-28 1996-11-10 Дальневосточный политехнический институт им.В.В.Куйбышева Undersea towed search system
RU2419574C1 (en) * 2010-04-19 2011-05-27 Сергей Яковлевич Суконкин Towed submarine apparatus

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4019453A (en) * 1965-11-18 1977-04-26 The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Navy Underwater vehicle
US3805730A (en) * 1973-04-09 1974-04-23 E G & G Int Inc Coupling apparatus for towed underwater vehicle
SU1396462A1 (en) * 1986-10-28 1996-11-10 Дальневосточный политехнический институт им.В.В.Куйбышева Undersea towed search system
RU2419574C1 (en) * 2010-04-19 2011-05-27 Сергей Яковлевич Суконкин Towed submarine apparatus

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111717349A (en) * 2020-07-01 2020-09-29 鹏城实验室 Underwater stabilizing system

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US9910176B2 (en) Method and system of a controllable tail buoy
US9766360B2 (en) Marine seismic surveying with towed components below water's surface
US9389328B2 (en) Marine seismic surveying with towed components below water's surface
Dessureault “Batfish” a depth controllable towed body for collecting oceanographic data
US10248886B2 (en) System and method for underwater distance measurement
US10611437B2 (en) Articulating moored profiler system
KR101815064B1 (en) System and method for dynamic positioning of vessel
CN109991669A (en) A kind of underwater magnetic method detection system of unmanned boat towing
JP2001515587A (en) Mooring type water quality inspection device
US9494429B2 (en) Marine streamer inertial navigating drag body
RU2669251C1 (en) Measuring system for determining parameters of water medium in course of ship (options)
JP2997635B2 (en) Underwater towing device and magnetic exploration device using the same
CN110116785B (en) Positioning sinking-floating type ocean detection device and detection positioning platform positioning method thereof
WO2015140526A1 (en) Underwater platform
RU2404081C1 (en) Method for installation of submerged oceanologic float
CN211336351U (en) Positioning sinking and floating type ocean detection device
US10921474B2 (en) Obtaining seismic data in areas covered with ice
DK180209B1 (en) Marine seismic surveying with towed components below water's surface
JP2019182184A (en) Depth adjustment system and depth adjustment method
CN219237309U (en) Floating type ship tail dragging device of shallow stratum profiler
WO2016014926A1 (en) Marine seismic surveying with towed components below water's surface
US20200319226A1 (en) Articulating moored profiler system
CZ305610B6 (en) Device for remote monitoring aquatic animals
JP2019190396A (en) Water current power generation system and method for changing depth of power generation pod
Nicholls-Lee et al. Metocean Data Acquisition, and Live Transmission, for Tidal Array Sites