Стабилизатор глубины погружения буксируемого в воде объекта

Это отрицательно сказывается на качестве стабилизации при рабочих скоростях буксировки в пределах 1 - 4 м/сек, так как эффективность несущей плоскости (руля) зависит отее размеров и от скорости набегающего по 5тока,Цель изобретения - расширение диапазона задаваемых глубин при сохранении постоянного значения плавучести стабилизатора.Это достигается тем, что в предлагаемомстабилизаторе баллон с запасом сжатого газа выполнен жестким, а мембраны подпружинены, причем датчик давления установлен внутривоздушной камеры.На фиг. 1 схематически изображена компоновка узлов предлагаемого стабилизатора;на фиг. 2 - функциональная схема системы 15автоматического управления давлением (САУД)в воздушной камере гидростатического регулятора угла атаки.Стабилизатор содержит гидростати ческийшток 1 с мембранами 2 и 3, рабочую и скоростную воздушные камеры 4 и 5, соединенные калиброванным отверстием 6, крыло 7,присоединенное к штоку 1 кулисой 8, и муфты - носовую 9 и кормовую для крепленияна сейсмокосу (на чертежах не показана).Система дистанционного управления глубиной погружения стабилизатора включает всебя САУД в воздушной камере, состоящую издатчика давления, 10 (например струнного),блока управления 11, электромагнитных впускного 12 и выпускного 13 клапанов, баллона 14 с запасом газа под высоким давлением,редуктора давления 15 и пружины 16 противодействия избыточному давлению газа в воздушной камере 4.Выпускной клапан 13 соединен с устройством 17, препятствующим проникновению вла- з 5ги внутрь воздушной камеры 4 при открытомклапане в режиме всплытия. Для предотвращения разрыва стабилизатора в случае неисправности клапанов 12 и 13 или редуктора 15предусмотрены предохранительные клапаны 18и 19. Стабилизатор соединеч с задатчиком глу 40бины погружения, находящимся на борту судна-буксировщика, кабелем 20, Блок управления 12 (см. фиг, 2) содержит преобразовательдавления в электрическое напряжение 21, например частотный дискриминатор и фильтр 45нижних частот, электронный элемент сравнения 22, релейный усилитель мощности 23 сзоной нечувствительности.Устройство работает следующим образом,Перед спуском в воду баллон 15 содержитгаз под давлением 200 в 4 кГс/см, задатчик глубины выключен и давление в воздушной камере 4 равно атмосферному.Элементы стабилизатора находятся в следующих положениях;клапаны 13 и 14 в нормально закрытомположении под действием своих пружин;шток 1 с мембранами 2 и 3 перемещеныпружиной 16 к корме стабилизатора до упора;крыло 7 в крайнем положении всплытие,При работе в режиме погружения на задатчике устанавливают требуемую глубину, 6 о САУД газа в воздушной камере регулятора угла атаки с высоким быстродействием отрабатывает поступивший сигнал. В воздушной камере 4 устанавливается соответствующее заданной глубине давление газа, гидростатический регулятор прямого действия поворачивает крыло 7 и стабилизатор погружения на заданную глубину. При этом элементы стабилизатора работает следующим образом.Напряжение задатчика сравнивается с сигналом обратной связи на электронном элементе сравнения 22 и их разность поступает на релейный усилитель мощности 23. Далее открывается нормально закрытый впускной электромагнитный клапан 12, например непрямого действия с сервоклапаном, и газ из баллона,высокого давления через редуктор 15 поступает в воздушную камеру. Датчик давления 10 с преобразователем давления в электрическое напряжение 21 подает сигнал, пропорциональный давлению в воздушной камере 4, и после сравнивания с выходным сигналом релейный усилитель 23 прекращает подачу сигнала на электромагнит выпускного клапана и подача газа прекращается.Под действием внутреннего давления, превышающего внешнее, шток 1 с мембранами 2 и 3, сжимая пружину 16, перемещается к носу стабилизатора, крыло 7 поворачивается до упора вниз (см. фиг. 1). При буксировании изменение угла атаки крыла приводит к изменению гидродинамической силы на крыле и к загЛублению стабилизатора.При достижении заданной глубины мембраны 2 и 3 за имают среднее положение и стабилизатор начинает работать в режиме отработки случайных возмущений, С целью инвариантности САУД к отклонениям давления в воздушной камере 4 регулятора угла атаки в релейный усилитель 23 введена зона нечувствительности, Причем величина зоны нечувствительности подобрана с расчетом на максимальное изменение давления при перемещении мембран. В противном случае изменение объема воздушной камеры (2 О/О от объема воздушной камеры в опытном образце) будет отрабатываться САУД, что приведет к расходу газа из баллона в режиме стабилизации. В связи с тем, что буксировка на заданной глубине длится по нескольку часов, питание САУД отключается. Работа стабилизатора не отличается от работы известного устройства, за исключением того, что в воздушной камере имеется малое избыточное давление (03 кГс/см"), скомпенсированное пружиной. Отклонения глубины в режиме стабилизации у известного устройства составляют +0,5 мточность же САУД на порядок выше за счет применения в опытном образце струнного датчика 10, интегральной схемы сравнения 22, электронного усилителя 23 и электромагнитного клапана непрямого действия 12 с сервоклапаном, требующего малого усилия управления,При работе на всплытие задают требуемую глубину и САУД начинает стравливать газ из воздушной .камеры 4 через выпускной электромагнитный клапан 13. Это возможно только603932 Формула изобретения ю с (г в Гаг нгданено быггнега дабпенЦНИИПИ Заказ 2063/3Тираж 702 ПодписиосФилиал ПГ 1 П Патс нт;,Ужгород, Уа. 11 роектнаи, 1 иг.г при избыточном давлении газа, которое создается задатчиком, с одной стороны, и мембранами 2 и 3 с пружиной 17, с другой стороны. При стравливании газа мембраны 2 и 3 перемещаются к корме стабилизатора, крыло 7 поворачивается и начинается всплытие, Проходное сечение выпускного клапана 13 больше впускного 12, так как перепад давлений между воздушной камерой и водой составляет небольшую величину (в образце 0,3 кГс/см), определяемую жесткость пружины 16. Выпускной клапан 13 соединен с устройством 17, препятствующим проникновению влаги внутрь воздушной камеры 4. В опытном образце оно выполнено в виде сдвоенного обратного выпускного клапана, что позволяет удовлетворить повышенным требованиям к влажности 1 газа,Установка пружины 16 увеличивает надежность стабилизатора при аварийной разгерметизации воздушной камеры 4 и ее затапливании. Это происходит из-за перекладки крыла 7 на всплытие под деиствием пружины 16 и важ 70 но в случае работы вблизи дна, т. е. потеря нулевой плавучести стабилизатора может привести к обрыву сейсмокосы.Предохранительные клапаны 18 и 19 установлены на случай аварийного травления газа 2 из баллона высокого давления,Используемые в настоягцее время в морской георазведке сейсмокосы имеют протяженность до 3000 м, что приводит к необходимости устанавливать от 6 до 10 стабилизаторов глу- зо бины погружения. Подъем такой косы на борт корабля для изменения горизонта буксирования является длительной и трудоемкой опе 6рацией. Кроме того, если стабилизаторы имеют плавучесть, отличную от нейтральной, то щвозможна работа с сейсмокосой на малых с ростях, при которых уровень помех минимальный.Предлагаемый стабилизатор глубины погружения позволяет реализовать диапазон глубин до 1300 м и снизить в случае необходимости скорость буксировки до 1 узла. Стабилизатор глубины погружения буксируемого в воде объекта, содержащий корпусс гидростатическим регулятором прямого действия, выполненным в виде воздушной камерыс мембранами, чувствительными к гидростати.ческому давлению и взаимодействующими срулем глубины, систему дистанционного автоматического управления глубиной погружения,состоящую из баллона с газом, датчика давления, клапанов и электрическую схему управления клапанами, отличающийся тсм, что, сцелью расширения диапазона задаваемых глубин при сохранении постоянного значения плавучести стабилизатора, баллон выполнен жестким, а мембраны подпружинены, причем датчик давления установлен внутри воздушнойкамеры,Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:1, Патент США3375800,кл. 114 - 235,02.04.67. 2. Патент США3680520, кл. 113235,01.08.72.