RU2724920C1 - System for changing buoyancy and trim of unmanned underwater vehicle with automatic control - Google Patents
System for changing buoyancy and trim of unmanned underwater vehicle with automatic control Download PDFInfo
- Publication number
- RU2724920C1 RU2724920C1 RU2019136782A RU2019136782A RU2724920C1 RU 2724920 C1 RU2724920 C1 RU 2724920C1 RU 2019136782 A RU2019136782 A RU 2019136782A RU 2019136782 A RU2019136782 A RU 2019136782A RU 2724920 C1 RU2724920 C1 RU 2724920C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- tanks
- trim
- pressure
- buoyancy
- differential
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B63—SHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; RELATED EQUIPMENT
- B63G—OFFENSIVE OR DEFENSIVE ARRANGEMENTS ON VESSELS; MINE-LAYING; MINE-SWEEPING; SUBMARINES; AIRCRAFT CARRIERS
- B63G8/00—Underwater vessels, e.g. submarines; Equipment specially adapted therefor
- B63G8/14—Control of attitude or depth
- B63G8/26—Trimming equipment
Abstract
Description
Изобретение относится к области подводного судостроения, в частности к системам управления плавучестью и дифферентом подводных устройств. Система изменения плавучести и дифферента автономного необитаемого подводного аппарата (АНПА) содержит две независимые размещенные в оконечностях уравнительно-дифферентные цистерны для приема забортной воды, высоконапорные насосы, трубопроводы с запорной арматурой, блок автоматики с дистанционным управлением. Уравнительно-дифферентные цистерны выполнены с учетом сжатия находящегося внутри воздуха и возможности размещения внутри цистерны в незаполняемом объеме остальных элементов системы.The invention relates to the field of underwater shipbuilding, in particular to systems for controlling the buoyancy and trim of underwater devices. The system for changing the buoyancy and trim of an autonomous uninhabited underwater vehicle (AUV) contains two independent leveling-differential tanks located at the ends for receiving sea water, high-pressure pumps, pipelines with shutoff valves, a remote control automation unit. Leveling tanks are made taking into account the compression of the air inside and the possibility of placing the remaining elements of the system inside the tank in an empty space.
Известна дифферентная система подводного технического средства, включающая дифферентные цистерны, расположенные в оконечностях подводного технического средства для создания дифферентующих моментов, заполняемые забортной водой (Правдин А.А. «Конструкция подводных лодок», М., Оборонгиз, 1947 г., стр. 189), либо связанные между собой дифферентным трубопроводом с насосом (К.Н. Чайников «Общее устройство судов», Л., Судостроение, 1971 г., параграф 42 Корабельные системы подводных лодок).There is a known trim system for underwater technical equipment, including trim tanks located at the ends of the underwater technical means for creating differentiating moments, filled with sea water (Pravdin AA, “Design of submarines”, M., Oborongiz, 1947, p. 189) , or interconnected by a differential pipeline with a pump (K.N. Chaynikov “General device of ships”, L., Shipbuilding, 1971, paragraph 42 Ship submarine systems).
Известна дифферентная система подводного аппарата, которая для уменьшения габаритов системы состоит из груза (балласта) с возможностью его перемещения вдоль корпуса подводного аппарата (патенты RU 2172699 и RU 2282556).Known trim system of the underwater vehicle, which to reduce the size of the system consists of cargo (ballast) with the possibility of its movement along the body of the underwater vehicle (patents RU 2172699 and RU 2282556).
Для снижения размеров дифферентной системы известно техническое решение, состоящее из двух размещенных в оконечностях подводного технического средства дифферентных цистерн, разделенных гибкой диафрагмой на ртутную и масляную полости, попарно соединенные ртутным и масляным трубопроводами с арматурой, и насоса, установленного на масляном трубопроводе. Использование ртути, обладающей высоким удельным весом (13500 кг/м3), позволяет минимизировать размеры дифферентной системы (М.Н. Диомидов, А.Н. Дмитриев. «Подводные аппараты», Л., Судостроение, 1966 г., стр. 310-312, рис. 129).To reduce the size of the trim system, a technical solution is known, consisting of two trim tanks located at the ends of the underwater technical equipment, separated by a flexible diaphragm into mercury and oil cavities, pairwise connected by mercury and oil pipelines with valves, and a pump mounted on the oil pipeline. The use of mercury, which has a high specific gravity (13500 kg / m 3 ), allows one to minimize the size of the trim system (MN Diomidov, AN Dmitriev. “Underwater vehicles”, L., Shipbuilding, 1966, p. 310 -312, Fig. 129).
Известна дифферентная система подводного технического средства (патент №2585392 RU), включающая дифферентные цистерны, расположенные в оконечностях подводного технического средства для создания дифферентующих моментов, заполняемые ртутью и маслом, причем цистерны с ртутью расположены внутри цистерн с маслом для безопасности эксплуатации системы.Known trim system of the underwater technical means (patent No. 2585392 RU), including trim tanks located at the ends of the underwater technical means to create differentiating moments, filled with mercury and oil, and tanks with mercury are located inside the oil tanks for safe operation of the system.
В качестве прототипа принята система вывески и дифферентовки подводного грузового контейнера (патент RU 2585392), состоящая из двух одинаковых независимых систем вывески, которые установлены в носовой и кормовой оконечностях.As a prototype, a signage and trim system for an underwater cargo container (patent RU 2585392), consisting of two identical independent signage systems that are installed in the fore and aft ends, was adopted.
Техническое решение прототипа, применительно к самоходным необитаемым подводным аппаратам имеет ряд недостатков:The technical solution of the prototype, in relation to self-propelled uninhabited underwater vehicles has several disadvantages:
• весьма объемные приборные отсеки (из-за наличия автономных аккумуляторных батарей и газовых баллонов) уменьшают объем грузовых отсеков при неизменных внешних габаритах АННА;• very voluminous instrument compartments (due to the presence of autonomous rechargeable batteries and gas cylinders) reduce the volume of cargo compartments with the constant external dimensions of the ANNA;
• металлическое исполнение дифферентных цистерн в составе корпусных конструкций АНПА и имеющейся компоновки приборного отсека существенно вырастет масса аппарата;• the metal version of the differential tanks as part of the AUVA hull structures and the available instrument compartment layout will significantly increase the mass of the apparatus;
• блок автоматики выполняет задачи только автоматической вывески и дифферентовки на ноль. Работа системы изменения плавучести и дифферента в составе АНПА дополнительно подразумевает создание положительного или отрицательного дифферента и положительной или отрицательной плавучести путем дистанционного управления извне.• the automation unit performs the tasks of only automatic sign and trim to zero. The operation of the buoyancy and trim system as part of the AUV additionally implies the creation of positive or negative trim and positive or negative buoyancy by remote control from the outside.
Задачей, решаемой настоящим изобретением, является устранение указанных выше недостатков, а именно уменьшение объема и массы уравнительно-дифферентной системы, а также ее адаптации к работе в составе АНПА.The problem solved by the present invention is to eliminate the above disadvantages, namely reducing the volume and weight of the equalization-differential system, as well as its adaptation to work as part of the AUV.
Технический результат заявляемого изобретения заключается в придании системе изменения плавучести и дифферента компактности и расширении ее функционала.The technical result of the claimed invention is to make the system change buoyancy and trim compactness and expand its functionality.
Это достигается тем, что носовая и кормовая уравнительно-дифферентные цистерны выполнены без вентиляции, следовательно, при их заполнении происходит сжатие воздуха и повышение давления в них. Для уменьшения массы переборок, отделяющих упомянутые цистерны от остального отсека, объем цистерн увеличен сверх необходимого для принятия воды, а свободное (не заполняемое водой) пространство цистерн занимают другие элементы системы. Такое исполнение позволит определить степень заполнения уравнительно-дифферентных цистерн при помощи замера давления, температуры и влажности воздуха внутри них. Изменен принцип регулирования количества воды в цистернах: исключены аккумуляторные батареи, газовые баллоны с электроклапанами, применены высоконапорные электронасосы. Так как для создания отрицательной плавучести предполагается прием воды из-за борта, то вместе с высоконапорным электронасосом устанавливается клапан ограничения расхода, вместе с которым расход через высоконапорный электронасос будет постоянным на всех режимах работы. Высоконапорный электронасос работает от электроэнергетической системы подводного аппарата. Расширен функционал блока автоматики, который может быть выполнен в одном экземпляре, работая на носовую и кормовую уравнительно-дифферентные цистерны при наличии общей электросети.This is achieved by the fact that the bow and stern equalization-differential tanks are made without ventilation, therefore, when they are filled, air is compressed and the pressure in them increases. To reduce the mass of bulkheads separating the mentioned tanks from the rest of the compartment, the volume of the tanks is increased in excess of that necessary for water intake, and the free (not filled with water) space of the tanks is occupied by other elements of the system. This design will allow you to determine the degree of filling equalization-differential tanks by measuring pressure, temperature and humidity inside them. The principle of regulating the amount of water in tanks has been changed: batteries, gas cylinders with electrovalves are excluded, high-pressure electric pumps are used. Since water intake from the side is assumed to create negative buoyancy, a flow restriction valve is installed with the high-pressure electric pump, along with which the flow through the high-pressure electric pump will be constant at all operating modes. The high-pressure electric pump is powered by the electric system of the underwater vehicle. The functionality of the automation unit has been expanded, which can be performed in one instance, working on the bow and stern of the leveling-differential tanks in the presence of a common power supply.
Функционал блока автоматики: вывеска и дифферентовка АНПА на ноль, создание положительного или отрицательного дифферента и положительной или отрицательной плавучести с возможностью дистанционного управления извне.Functionality of the automation unit: AUV sign and trim to zero, creation of positive or negative trim and positive or negative buoyancy with the possibility of remote control from the outside.
Предлагаемая система изменения плавучести и дифферента АНПА иллюстрируется чертежом, представленным на фиг.1.The proposed system for changing the buoyancy and trim of the AUV is illustrated by the drawing shown in figure 1.
Система изменения плавучести и дифферента АНПА размещена, как правило, внутри прочного корпуса 1 подводного технического средства (или отдельных прочных капсулах) и включает герметичные уравнительно-дифферентные цистерны 2 (носовую с максимальным уровнем заполнения 8 и кормовую с максимальным уровнем заполнения 7), отделенные от остального отсека АНПА переборками 3, выдерживающими повышенное давление внутри соответствующей цистерны, высоконапорные электронасосы 4, трубопроводы для приема и удаления воды из цистерн (на фиг. 1 не показаны), клапаны ограничения расхода 10, расходомеры 5, блоки определения степени заполнения цистерны путем замера давления, температуры и влажности 6, блок автоматики 9.The AUV buoyancy and trim system is usually located inside the
Система изменения плавучести и дифферента АНПА работает следующим образом.The system for changing the buoyancy and trim of the AUV works as follows.
АНПА погружается в воду с носителя или берега с помощью грузового крана или других грузоподъемных устройств. В данном случае АНПА при сухих уравнительно-дифферентных цистернах имеет положительную плавучесть и располагается в воде с определенной осадкой.AUV is immersed in water from a carrier or shore using a cargo crane or other lifting devices. In this case, AUV with dry leveling-differential tanks has positive buoyancy and is located in water with a certain sediment.
Для вывески АНПА на нулевую плавучесть в носовую и кормовую уравнительно-дифферентные цистерны 2 принимается вода посредством управления блоком автоматики 9 включением синхронного открытия/закрытия клапанов ограничения расхода 10. Количество воды, которое поступает в цистерны или откачивается из них, определяется с помощью расходомера 5. Количество воды в уравнительно-дифферентных цистернах контролируется измерением давления, температуры и влажности в них. Если количество воды в уравнительно-дифферентных цистернах превышено, блок автоматики 9 управляет включением высоконапорных электронасосов 4 на откачку воды до требуемой величины.To sign the AUV to zero buoyancy, water is received into the bow and stern equalizing-
Для дифферентовки АНПА на корму блок автоматики 9 управляет включением асинхронной работы высоконапорных электронасосов 4, то есть носовой высоконапорный электронасос включается на откачку воды из носовой уравнительно-дифферентной цистерны, а кормовой высоконапорный электронасос - на прием воды в кормовую уравнительно-дифферентную цистерну и наоборот для дифферентовки АНПА на нос.To differentiate the AUV to the stern, the
Операции изменения плавучести АНПА и его дифферента, а также внештатные операции выполняются под управлением блока автоматики 9 с помощью клапанов ограничения расхода 10, высоконапорных электронасосов 4, уравнительно-дифферентных цистерн 2, блоков определения степени заполнения цистерны путем замера давления, температуры и влажности 6 и расходомеров 5 дистанционно.The operations of changing the buoyancy of the AUV and its trim, as well as non-staff operations are performed under the control of the
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2019136782A RU2724920C1 (en) | 2019-11-15 | 2019-11-15 | System for changing buoyancy and trim of unmanned underwater vehicle with automatic control |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2019136782A RU2724920C1 (en) | 2019-11-15 | 2019-11-15 | System for changing buoyancy and trim of unmanned underwater vehicle with automatic control |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2724920C1 true RU2724920C1 (en) | 2020-06-26 |
Family
ID=71136128
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2019136782A RU2724920C1 (en) | 2019-11-15 | 2019-11-15 | System for changing buoyancy and trim of unmanned underwater vehicle with automatic control |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2724920C1 (en) |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US3343511A (en) * | 1966-06-13 | 1967-09-26 | Ray F Hinton | Hydraulic mercury transfer system |
SU1125575A1 (en) * | 1983-04-01 | 1984-11-23 | Московский Ордена Ленина И Ордена Октябрьской Революции Авиационный Институт Им.Серго Орджоникидзе | System for charging buoyancy of underwater probe |
US20110297071A1 (en) * | 2010-03-01 | 2011-12-08 | Edison Thurman Hudson | Underwater Vehicle Bouyancy System |
RU2585392C2 (en) * | 2014-09-29 | 2016-05-27 | Федеральное государственное казенное военное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Военный учебно-научный центр Военно-Морского Флота "Военно-морская академия имени Адмирала Флота Советского Союза Н.Г. Кузнецова" | Trim system for underwater equipment |
-
2019
- 2019-11-15 RU RU2019136782A patent/RU2724920C1/en active
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US3343511A (en) * | 1966-06-13 | 1967-09-26 | Ray F Hinton | Hydraulic mercury transfer system |
SU1125575A1 (en) * | 1983-04-01 | 1984-11-23 | Московский Ордена Ленина И Ордена Октябрьской Революции Авиационный Институт Им.Серго Орджоникидзе | System for charging buoyancy of underwater probe |
US20110297071A1 (en) * | 2010-03-01 | 2011-12-08 | Edison Thurman Hudson | Underwater Vehicle Bouyancy System |
RU2585392C2 (en) * | 2014-09-29 | 2016-05-27 | Федеральное государственное казенное военное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Военный учебно-научный центр Военно-Морского Флота "Военно-морская академия имени Адмирала Флота Советского Союза Н.Г. Кузнецова" | Trim system for underwater equipment |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US10000265B1 (en) | Controlling buoyancy of an underwater vehicle using a dual-internal-reservoir configuration to enhance efficiency of inflating and deflating an external chamber | |
CN108263154B (en) | Underwater buoyancy adjusting device | |
CN101870351B (en) | Deep-sea oil-pocket buoyancy regulation device | |
CN103085952A (en) | Manless underwater vehicle | |
NO147141B (en) | Self-propelled underwater craft. | |
CN108454810A (en) | A kind of huge discharge buoyancy regulating system suitable for deep-sea high-pressure environment | |
US3837310A (en) | Underwater oil storage | |
EP3297906A1 (en) | Adjusting the buoyancy of unmanned underwater vehicles | |
CN113184150A (en) | Large-variable buoyancy adjusting system of cross-interface ocean navigation vehicle | |
CN108438184A (en) | Submersible buoyancy regulating device and its control system | |
CN110979601A (en) | Buoyancy and attitude adjustment integrated system of manned submersible | |
RU2724920C1 (en) | System for changing buoyancy and trim of unmanned underwater vehicle with automatic control | |
US3736898A (en) | Device for controlling list and level of pontoon | |
UA20094U (en) | Underwater apparatus- transporter | |
Worall et al. | A variable buoyancy system for deep ocean vehicles | |
RU2721638C1 (en) | Equalizing-and-trimming system for autonomous unmanned underwater vehicle with automatic and remote control | |
CN109969355A (en) | Long-range control deep ocean work delivers caisson | |
RU2296693C1 (en) | Non-watertight submersible vehicle buoyancy control system | |
US3664366A (en) | Fluid pressure regulating device | |
US3379404A (en) | Control system | |
US3665884A (en) | Submersible vehicle buoyancy control | |
CN205221046U (en) | Telescopic transparent sightseeing submarine | |
JPH0710080A (en) | Submersible tank barge and its carrying method | |
RU160593U1 (en) | SHIPBALL BALLAST | |
RU2682146C1 (en) | Rescue underwater apparatus |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
QB4A | Licence on use of patent |
Free format text: LICENCE FORMERLY AGREED ON 20220418 Effective date: 20220418 |