RU2805898C1

RU2805898C1 - Underwater search vehicle

Info

Publication number: RU2805898C1
Application number: RU2023116231A
Authority: RU
Inventors: Андрей Львович Сухоруков; Иван Федорович Болгарев; Кирилл Алексеевич Коваль
Original assignee: Акционерное общество "Центральное конструкторское бюро морской техники "Рубин"
Filing date: 2023-06-21
Publication date: 2023-10-24

Abstract

FIELD: shipbuilding.

SUBSTANCE: underwater search vehicles used to study water bodies. The underwater search apparatus includes a body made in the form of an ellipsoid of rotation, horizontal thrusters, a video camera and a cable-rope connecting the apparatus to the carrier vessel. The vertical axis of the apparatus body lies in the plane of the midship frame, and the apparatus additionally contains a device for changing the position of the center of gravity located inside the body. Horizontal thrusters are installed in the center plane in the bow and stern of the underwater search vehicle and in the plane of the midship frame on the right and left sides of the underwater search vehicle. Horizontal thrusters are made in the form of channels with working bodies and are installed in a housing with gaps in the form of slits with the possibility of tangential inflow and/or outflow of liquid on the surface of the housing.

EFFECT: increased safety of control of an underwater search vehicle when performing complex maneuvering.

1 cl, 3 dwg

Description

Изобретение относится к судостроению, конкретно к подводным поисковым аппаратам и может быть использовано для исследования водных акваторий. The invention relates to shipbuilding, specifically to underwater search vehicles and can be used to study water areas.

Известен подводный поисковый аппарат по патенту RU №2039678, МПК В63В 21/66, опубл. 20.07.1995, содержащий корпус, на котором закреплен один конец кабеля и который выполнен с движителями вертикального и горизонтального хода и снабжен телекамерой. Корпус выполнен по форме эллипсоида вращения, большая ось которого совпадает с продольной осью аппарата, а оптическая ось телекамеры расположена в диаметральной плоскости аппарата и составляет с большей осью эллипсоида вращения угол, равный половине угла обзора телекамеры. При этом линия метацентрической высоты аппарата образует с большей осью эллипсоида вращения угол, равный углу обзора телекамеры, причем оси движителей горизонтального хода расположены в плоскости, проходящей через центр масс аппарата, и параллельны большей оси эллипсоида вращения, а оси движителей вертикального хода расположены в плоскости, проходящей через центр масс аппарата, и перпендикулярны большей оси эллипсоида вращения, при этом конец кабеля закреплен в верхней части корпуса в точке, расположенной в секторе, образованном линией метацентрической высоты и большей осью эллипсоида вращения. An underwater search apparatus is known according to patent RU No. 2039678, IPC V63V 21/66, publ. 07/20/1995, containing a housing on which one end of the cable is fixed and which is made with vertical and horizontal movers and is equipped with a television camera. The body is made in the shape of an ellipsoid of rotation, the major axis of which coincides with the longitudinal axis of the device, and the optical axis of the television camera is located in the center plane of the device and makes an angle with the major axis of the ellipsoid of rotation equal to half the viewing angle of the television camera. In this case, the line of the metacentric height of the apparatus forms an angle with the major axis of the ellipsoid of rotation equal to the viewing angle of the television camera, and the axes of the horizontal stroke propulsors are located in the plane passing through the center of mass of the apparatus and are parallel to the major axis of the ellipsoid of rotation, and the axes of the vertical stroke propulsors are located in the plane passing through the center of mass of the apparatus, and perpendicular to the major axis of the ellipsoid of rotation, while the end of the cable is fixed in the upper part of the body at a point located in the sector formed by the line of metacentric height and the major axis of the ellipsoid of rotation.

Недостатки данного аппарата связаны с наличием двух пар движителей, требующих значительного энергопотребления и сложного управления, что приводит к необходимости применения кабель-троса большого диаметра и жесткости, что в конечном итоге вызывает дополнительное увеличение гидродинамического сопротивления аппарата и снижение его ходовых качеств. Это, в свою очередь снижает его надежность, живучесть и может быть причиной навигационных аварий. The disadvantages of this device are associated with the presence of two pairs of propulsors, which require significant energy consumption and complex control, which leads to the need to use a cable-rope of large diameter and rigidity, which ultimately causes an additional increase in the hydrodynamic resistance of the device and a decrease in its driving performance. This, in turn, reduces its reliability, survivability and can cause navigation accidents.

Известен подводный поисковый аппарат, принимаемый за прототип (описание полезной модели к патенту RU 192170 U1, опубл. 05.09.2019, МПК: В63С 11/48, В63G 8/00, В63В 21/66). Подводный поисковый аппарат включает корпус, выполненный в виде эллипсоида вращения, движители горизонтального хода, видеокамеру и кабель-трос, соединяющий аппарат с судном-носителем. При этом вертикальная ось корпуса аппарата лежит в плоскости мидель-шпангоута и аппарат дополнительно содержит устройство изменения положения центра тяжести, расположенное внутри корпуса, в свою очередь, движители горизонтального хода закреплены на корпусе в плоскости мидель-шпангоута. An underwater search apparatus is known, taken as a prototype (description of a utility model for patent RU 192170 U1, published 09/05/2019, IPC: B63S 11/48, B63G 8/00, B63B 21/66). The underwater search apparatus includes a body made in the form of an ellipsoid of rotation, horizontal thrusters, a video camera and a cable-rope connecting the apparatus to the carrier vessel. In this case, the vertical axis of the apparatus body lies in the plane of the midship frame and the apparatus additionally contains a device for changing the position of the center of gravity located inside the housing; in turn, the horizontal movers are fixed to the body in the plane of the midsection frame.

Недостатки данного подводного поискового аппарата связаны с тем, что при маневрировании подводного поискового аппарата появляется возможность запутывания кабель-троса за движители, закрепленные на корпусе, что снижает его надежность, живучесть и может быть причиной навигационных аварий. The disadvantages of this underwater search vehicle are related to the fact that when maneuvering an underwater search vehicle, it becomes possible for the cable rope to become entangled in the propellers attached to the hull, which reduces its reliability, survivability and can cause navigation accidents.

Задачей изобретения является повышение надежности и живучести подводного поискового аппарата, а также уменьшение вероятности навигационных аварий.The objective of the invention is to increase the reliability and survivability of an underwater search vehicle, as well as to reduce the likelihood of navigation accidents.

Технический результат изобретения заключается в повышении безопасности управления подводным поисковым аппаратом при выполнении им сложного маневрирования за счет того, что движители подводного поискового аппарата полностью размещены внутри корпуса подводного поискового аппарата, что исключает возможность запутывания кабель-троса, повышается надежность, живучесть, уменьшается вероятность навигационных аварий. The technical result of the invention is to increase the safety of control of an underwater search vehicle when performing complex maneuvering due to the fact that the propulsors of the underwater search vehicle are completely located inside the body of the underwater search vehicle, which eliminates the possibility of cable tangling, increases reliability and survivability, and reduces the likelihood of navigation accidents .

Сущность изобретения заключается в том, что подводный поисковый аппарат включает корпус, выполненный в виде эллипсоида вращения, движители горизонтального хода, видеокамеру и кабель-трос, соединяющий аппарат с судном-носителем. Вертикальная ось корпуса аппарата лежит в плоскости мидель-шпангоута и аппарат дополнительно содержит устройство изменения положения центра тяжести, расположенное внутри корпуса. При этом движители горизонтального хода установлены в диаметральной плоскости в носовой и кормовой части подводного поискового аппарата и в плоскости мидель-шпангоута с правого и левого борта подводного поискового аппарата. Движители горизонтального хода, выполнены в виде каналов с рабочими органами, установлены в корпусе с зазорами в виде щелей с возможностью тангенциального втекания и/или вытекания жидкости на поверхности корпуса.The essence of the invention is that the underwater search apparatus includes a body made in the form of an ellipsoid of rotation, horizontal thrusters, a video camera and a cable-rope connecting the apparatus to the carrier vessel. The vertical axis of the apparatus body lies in the plane of the midship frame and the apparatus additionally contains a device for changing the position of the center of gravity located inside the housing. In this case, the horizontal thrusters are installed in the center plane in the bow and stern of the underwater search vehicle and in the plane of the mid-frame on the right and left sides of the underwater search vehicle. Horizontal movers, made in the form of channels with working bodies, are installed in a housing with gaps in the form of slits with the possibility of tangential inflow and/or outflow of liquid on the surface of the housing.

Сущность изобретения поясняется чертежом, гдеThe essence of the invention is illustrated by the drawing, where

на фиг.1 – показана схема, отражающая вид подводного поискового аппарата сверху;Fig. 1 shows a diagram showing the top view of the underwater search vehicle;

на фиг.2 – показана схема, отражающая сечение подводного поискового аппарата в плоскости мидель-шпангоута;figure 2 shows a diagram showing a cross-section of an underwater search vehicle in the plane of the midship frame;

на фиг.3 – показана схема, отражающая сечение подводного поискового аппарата в диаметральной плоскости. Figure 3 shows a diagram showing a cross-section of an underwater search vehicle in the center plane.

Подводный поисковый аппарат состоит из корпуса 1, выполненного в виде эллипсоида вращения, симметричного относительно диаметральной плоскости 2 и плоскости мидель-шпангоута 3, движителей горизонтального хода 4,5,6,7 установленных в диаметральной плоскости 2 в носовой 8 и кормовой 9 части подводного поискового аппарата и в плоскости мидель-шпангоута 3 с правого 10 и левого 11 борта подводного поискового аппарата. Движители горизонтального хода 4,5,6,7 образуют каналы 12,13,14,15, которые посредством щелей 16-27 соединены с окружающей средой. В каналах 12, 13,14,15 установлены рабочие органы 28,29,30,31 для создания потока в каналах 12,13,14,15 с реверсом. Рабочие органы 28,29,30,31 могут быть любого типа, а именно: винт, насос, генератор вихрей, магнитогидродинамический и т.п. Внутри корпуса 1 размещено устройство изменения положения центра тяжести, выполненное в виде штанг 32,33,34,35 с приводами 36,37,38,39 для перемещения грузов 40,41,42,43. В носовой 8 части подводного поискового аппарата размещена видеокамера 44. The underwater search apparatus consists of a body 1, made in the form of an ellipsoid of rotation, symmetrical relative to the center plane 2 and the plane of the mid-frame 3, horizontal thrusters 4,5,6,7 installed in the center plane 2 in the bow 8 and stern 9 parts of the underwater search apparatus and in the plane of the midship frame 3 from the right 10 and left 11 sides of the underwater search apparatus. Horizontal movers 4,5,6,7 form channels 12,13,14,15, which are connected to the environment through slots 16-27. Working elements 28,29,30,31 are installed in channels 12, 13,14,15 to create a flow in channels 12,13,14,15 with reverse. The working bodies 28,29,30,31 can be of any type, namely: screw, pump, vortex generator, magnetohydrodynamic, etc. Inside the housing 1 there is a device for changing the position of the center of gravity, made in the form of rods 32,33,34,35 with drives 36,37,38,39 for moving loads 40,41,42,43. A video camera 44 is located in the bow 8 part of the underwater search vehicle.

Подводный поисковый аппарат работает следующим образом. Смещая положение грузов 40,41,42,43 вдоль штанг 32,33,34,35 с использованием приводов 36,37,38,39 изменяют положение центра тяжести подводного поискового аппарата, что приводит к изменению угла крена и дифферента подводного поискового аппарата. Предлагаемое расположение движителей горизонтального хода 4,5,6,7 обеспечивает прямолинейное движение аппарата, как в горизонтальной плоскости, так и при погружении/всплытии с углом атаки. Для движения подводного поискового аппарата вперед рабочие органы 29,31 движителей горизонтального хода 5,7 создают направленный поток жидкости в каналах 13,15 при этом жидкость втекает в каналы 13,15 через щели 19,21,26, а вытекает через щели 20,25,27. Для движения подводного поискового аппарата назад рабочие органы 29,31 движителей горизонтального хода 5,7 создают направленный поток жидкости в каналах 13,15 при этом жидкость втекает в каналы 13,15 через щели 20,25,27, а вытекает через щели 19,21,26. Для движения подводного поискового аппарата в сторону правого борта рабочие органы 28,30 движителей горизонтального хода 4,6 создают направленный поток жидкости в каналах 12,14 при этом жидкость втекает в каналы 12,14 через щели 16,18,23, а вытекает через щели 17,22,24. Для движения подводного поискового аппарата в сторону левого борта рабочие органы 28,30 движителей горизонтального хода 4,6 создают направленный поток жидкости в каналах 12,14 при этом жидкость втекает в каналы 12,14 через щели 17,22,24, а вытекает через щели 16,18,23. Маневрирование подводного поискового аппарата по курсу осуществляют за счет выбора работы соответствующих движителей горизонтального хода 4,5,6,7, а также за счет задания углов крена и дифферента. Остановку подводного поискового аппарата осуществляют путем реверса движителей горизонтального хода 4,5,6,7. The underwater search apparatus works as follows. By shifting the position of the weights 40,41,42,43 along the rods 32,33,34,35 using drives 36,37,38,39, they change the position of the center of gravity of the underwater search vehicle, which leads to a change in the roll angle and trim of the underwater search vehicle. The proposed arrangement of horizontal thrusters 4,5,6,7 ensures rectilinear movement of the vehicle, both in the horizontal plane and during diving/ascent with an angle of attack. To move the underwater search vehicle forward, the working bodies 29,31 of the horizontal thrusters 5,7 create a directed flow of liquid in the channels 13,15, while the liquid flows into the channels 13,15 through the slits 19,21,26, and flows out through the slits 20,25 ,27. To move the underwater search vehicle backwards, the working bodies 29,31 of the horizontal thrusters 5,7 create a directed flow of liquid in the channels 13,15, while the liquid flows into the channels 13,15 through the slits 20,25,27, and flows out through the slits 19,21 ,26. To move the underwater search vehicle towards the starboard side, the working bodies 28,30 of the horizontal thrusters 4,6 create a directed flow of liquid in the channels 12,14, while the liquid flows into the channels 12,14 through the slots 16,18,23, and flows out through the slots 17,22,24. To move the underwater search vehicle towards the left side, the working bodies 28,30 of the horizontal thrusters 4,6 create a directed flow of liquid in the channels 12,14, while the liquid flows into the channels 12,14 through the slots 17,22,24, and flows out through the slots 16,18,23. Maneuvering the underwater search vehicle along the course is carried out by selecting the operation of the corresponding horizontal thrusters 4,5,6,7, as well as by setting the roll and trim angles. The underwater search vehicle is stopped by reversing the horizontal thrusters 4,5,6,7.

Таким образом, повышается безопасность управления подводным поисковым аппаратом при выполнении им сложного маневрирования за счет того, что движители подводного поискового аппарата полностью размещены внутри корпуса подводного поискового аппарата, что исключает возможность запутывания кабель-троса, повышается надежность, живучесть, уменьшается вероятность навигационных аварий. Thus, the safety of controlling an underwater search vehicle when performing complex maneuvering is increased due to the fact that the propulsion devices of the underwater search vehicle are completely located inside the body of the underwater search vehicle, which eliminates the possibility of cable tangling, reliability and survivability are increased, and the likelihood of navigation accidents is reduced.

Claims

An underwater search apparatus, including a housing made in the form of an ellipsoid of rotation, horizontal thrusters, a video camera and a cable-rope connecting the apparatus to the carrier vessel, the vertical axis of the apparatus body lies in the plane of the mid-frame and the apparatus additionally contains a device for changing the position of the center of gravity, located inside the hull, characterized in that the horizontal thrusters are installed in the diametrical plane in the bow and stern of the underwater search vehicle and in the plane of the mid-frame on the right and left sides of the underwater search vehicle, the horizontal thrusters are made in the form of channels with working bodies and are installed in a housing with gaps in the form of slits with the possibility of tangential inflow and/or outflow of liquid on the surface of the housing.