Устройство для моделирования буксируемой системы

;РС 7 ф1 БРЕТЕНИЯ ПИСА ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТ ви ина- воз 979,ораз- и геоГОСУДЯРСТВЕНЮЕ ПЯТЕНТНОВЕДОМСТВО СССР(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ МОДЕЛИРОВА УКСИРУЕМОЙ СИСТЕМЫ,.1 Ц 1833823 А метрических и силовых характеристик буксируемой линейной группы сейсмических приборов. Сущность изобретения: устройство для моделирования снабжено имитаторами отрезков кабеля, которые выполнены в виде гибких связей 7, 8. А также имитаторами сил гидродинамического сопротивления в виде грузиков 16, 17, 18 последовательно соединенных между собой гибкими связями, При этом имитаторы отводящих сил выполнены в виде грузиков 19, подвешенных на свободных концах дополнительных гибких связей 9, переброшенных через блок 13, соединенный с ползунами 10 на направляющей 14. 3 ил.30 35 закрепленного на корме судна-буксировщи.40 Изобретение относится к морской сейсморазведке, в частности к устройствам для моделирования геометрических и силовых характеристик буксируемой линейной группы сейсмических приборов, включающей в себя хвостовой буй, поплавки с подводными крыльями и буксировочный трос,Целью изобретения является расширение класса решаемых задач морской сейсморазведки за счет определения силовых и геометрических характеристик буксируемой линейной группы сейсмических приборов.На фиг, 1 показано предлагаемое устройство; на фиг.2 - схема буксируемой линейной группы сейсмических приборов, включающей в себя хвостовой буй, поплавки с подводными крыльями, сейсмические приборы и. буксируемый трос; на фиг,З - металлическая цепочка, подвешенная за оба конца.Устройство содержит вертикальный щит 1, штырь 2, кольцо 3, металлическую цепочку 4, кольца 5, суровые нити 6, 7. 8 и дополнительные гибкие связи 9, ползуны 10 и 11 с блоками 12 и 13, направляющую 14,грузы 15, 16, 17, 18, 19 и 20. Цепочка 4 одним своим концом "к" подвешена при помощи кольца 3 на штыре 2, а другим концом "а" присоединена к двум нитям 6 и 7, из которых нить 6 переброшена через расположенный на ползуне 10 вертикальной направляющей 14 блок 12 и снабжена грузом 15. В обоснование имитаторов, которыми снабжено предлагаемое устройство, приведем следующие рассуждения.Буксируемая линейная группа сейсмических приборов(БЛ ГСП) состоит иэ буксирного кабель-троса 21, коренным концом "У 1" ка, на другом конце А буксирного троса 21 расположен концевой поплавок с отводящим подводным крылом 22, к которому присоединена линейная группа сейсмических приборов 23, соединенных между собой отрезками кабеля 24 (фиг.2), По всей линии присоединены промежуточные поплавки с отводящими подводными крыльями 25, на конце линии присоединен хвостовой буй 26. При буксировке линии группысейсмических приборов поплавки с отводящими подводными крыльями 22 и 25 отводят ее по траверзу (под действием сил Т 1 и Тэ), при этом действием сил Т 1 и Т 4, и гидродинамических сопротивлений Р 1 и Рг поплавков с крыльями 22 и 25, и хвостового буя 26, линия принимает прямолинейную форму, а буксируемый трос 21 под действием гидро- динамических сопротивлений и натяжения То поплавка с отводящим подводным кры 10 15 20 45 50 55 лом 2 Й - часть форму катерной кривойК 1 ОК 2, уравнение которой имеет вид:У - (сЬ - Х - 1)То Гог Тгде То - натяжение на конце А буксирноготроса 18,г- погонное гидродинамическое сопротивление буксирного троса 16, обтекаемогопотоком жидкости со скоростью буксировкич под углом 90 о;Х и У - координаты буксирного троса 21,принимающего при буксировке со скоростью ч часть К 1 А формы катерной кривой сначалом координаты в точке О (см,фиг,2).Известно, что металлическая цепочка27, подвешенная за концы "К 1 К 2", принимает форму цепной линии, уравнение которойимеет виду= - (сЬх)у. т 1где о 1 - горизонтальная составляющая натяжения металлической цепочки 24;у- погонная масса ее;х и у - координаты металлической цепочки 27, принимаемой в поле силы тяжести9 форму цепной линии с началом координатв точке 01 (см.фиг.З),Из рассмотрения уравнения (1) и (2) следует, что:- натяжение То соответствует т 1;- погонное гидродинамическое сопротивление г - погонной массе у;- координаты Х и У - х и у;- форма катерной кривой К 10 К 2 - формецепной линии К 101 К 2,Отсюда можно сделать вывод, что силовые и геометрические характеристикиБЛГСП могут быть найдены при помощи металлической цепочки, подвешенной соответствующим образом.Иэ рассмотрения (1) и (2) также следует,что форма буксирного троса 18 будет подобна отрезку металлической цепочки 4, еслибудут соблюдены силовой и линейный масштабы;То гп 11 То гг у т ц уили= - (3).Х. У 1ф %а (4)х у 1где. и 1 - длина буксирного троса 18 иметаллической цепочки 4;гп- линейный масштаб,Очевидно, что имитаторами сил Т 1, Т 2,Тэ, Т 4, Р 1 и Рг являются соответствующие имгрузы 11, Ыз, М, г 1, г 2, а имитаторами отрезков кабеля - соответствующие им гибкиесвязи (например, в аиде суровых ниток).Работа с устройством осуществляется вследующей последовательности, 1833823Предположим, что для БЛНСП известны длины отрезков кабеля О, длинабуксирного кабель-троса 18, силы Т 1, Т 2, Тз, Т 4 и сопротивления г, 81 и 82 необходимо найти отвод Х 1 линии от курса корабля-букси ровщика.1 Выбирают линейный масштаб п 1 = - и) цепочку длиной 1 с любым погонным весом у; Определяют веса имитаторов-груза, соот ветствующих заданным силам, имея в виде силовой масштаб (3), т зь - п : Т. , д Т" т,т,груз 16-т 2 = т 1 сщд, где д = агс 19 Т 1 15 Т 2 груз 19 - тз = Тз вв , груз 18 - е 4 = Т 4 в ) -ПЗГ П 1 Г. груз 17 - г 1"- 81 -- , груз 20 - г 2 = В 2 --П 1 Г П 1 Г 20Подвешивают грузы на соответствующих суровых нитках 6, 7, 8, 9, при этом нитку 6 и дополнительные гибкие связи 9 располагают путем. перемещения по направляющей 14 ползунов 10 и 11 с блоками 12 и 13 25 горизонтально, т.к. силы Т 1 и Тз влево от линии приборов.При этом цепочка 4 займет положение, аналогичное положению буксирного кабеля-троса 21. При его буксировке грузы 16, 30 17, 18 и 20 повиснут вертикально и отвод линии приборов от курса будет Х 1 = тх 1, а отстояние т 1 = п 1 у 1.Предположим, что рассмотренную группу приборов надо буксировать с отво дом Х 2 и отстоянием У 1, Очевидно, что зна.чения грузов 15 и 19, и длину цепочки 4 надо уменьшить, и взять их такими, при которых конец "а" цепочки перейдет в точку "в". По полученным значениям 11 и тз грузов 15 и 19. 40 находим величины отводящих сил Т 1 фг =вО -и Тз = п 1 тз - , при которых линия приу у боров будет буксироваться с отводом Х 2, В этом случае длину буксирного кабеля-троса 451 21 следует взять 1 = т 1, где -длина цепочки "Кв", а форма кабель-троса будет определяться пунктирной линией 28.Предлагаемое устройство наряду с обеспечением определения силовых и гео метрических, характеристик БЛГСП позволят определять влияние на форму(а значит и на все характеристики) буксирного троса величины скорости буксировщика, изменения его диаметра, размеров сейсмических приборов, поплавков с подводными крыльями и хвостового буя, Это влияние сказывается через изменение силового масштаба,Кроме того, предлагаемое устройство позволяет в классной аудитории демонстрировать положение элементов БЛГСП и влияние на их положение скорости букоировки различных типов поплавков с подводными крыльями, буксирных тросов, сейсмических приборов и хвостовых буев.Формула изобретения Устройство для моделирования буксируемой системы, содержащее вертиКальный щит с вертикальной направляющей и полэуном и подвешенную одним концом на штыре щита металлическую цепочку, другой конец которой подсоединен к первой и второй невесомым нитям, при этом первая из них переброшена через расположенный на полэуне вертикальной направляющей блок и снабжена на своем свободном конце грузом. о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью расширения класса решаемых задач морской сейсморазведки за счет определения силовых и геометрических характеристик буксируемой линейной группы сейсмических приборов, устройство дополнительно снабжено имитаторами отрезков кабеля, выполненными в виде гибких связей, имитаторами сил гидродинамического сопротивления концевого поплавка, сейсмических приборов и хвостового буя, выполненными в виде грузиков, последовательно соединенных между собой гибкими связями и присоединенных к свободному концу второй невесомой нити, а также имитаторами отводящих сил и сил гидродинамического сопротивления промежуточных поплавков с .вертикальными подводными крыльями, выполненными в виде грузиков, подвешенных на свободных концах дополнительных гибких связей, переброшенных через расположенные на полэунах вертикальной направляющей дополнительные блоки, при этом второй конец дополнительных гибких связей присоединен между грузиками к соответствующим точкам гибких связей при помощи быстросьемных деталей.1833823 ректор С. Пекарь оставитель С. Ирюти ехред М. Моргентал актор В, Трубченко Заказ оизводственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул,Гага 0 684. Тираж ПодписноеИПИ Государственногокомитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СС113035, Москва, Ж, Раушская наб., 4/5