Устройство для буксировки груза

(51) 5 В 64 СОтОЗ СОВЕТСКИХсОциАлистических РБОтувликГОсудАРстВетшОе пАтБнтнОеВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР)ОПИСАНИЕ И ЕТЕН К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬ енное объединени ов МА Я БУКСИР сится к обпа конструкции ких связях Цеспечения б м сопротивл вать груз Э(57) Изобретение отнотехники, в частности ксируемых на двух гибэнергозатрат за счет обс минимальным лобовыство позволяет буксиро ОВКИ ГРУЗА сти авиационной устройств, букель - снижение уксировки груза ением Устройо стабилиэатором 14, закрепленный на буксировщике 2 с помощью двухканатной подвески выполненной в виде переднего каната 1 и заднего каната 4, который связан с лебедкой 5 через ролик 9. На переднем канате 1 сбоку от груза 3 установлен датчик 6 угла атаки груза 3. На буксировщике 2 установлен датчик 7 изменения длины заднего каната 4, который расположен на измерительном ролике 12, связанном с редуктором 13 Оба датчика 6 и 7 связаны своими выходами с измерителем-усилителем 8. Запитка датчика 6 угла атаки груза 3 и съем сигнала с него осуществляются посредством кабеля 19 6 ил.Изобретение относится к области авиационной техники, в частности к конструкцииустройств, буксируемых на двух гибких связях, и может быть использовано для стабилизации как крупногабаритных и.длинноразмерных, так и других грузов, буксируемых в различных средах. например ввоздухе, вдоль потока,Известно устройство для буксировкигруза. содержащее двухканатную подвеску,выполненную в виде переднего каната, жестко прикрепленного своими концами к буксировщику и к грузу, и заднего каната,жестко прикрепленного одним концом кгрузу, а другим - к установленной на буксировщике лебедке,Недостатком данного устройства являются высокие энергозатраты при буксировке груза, обусловленные тем, что вначальный момент после подьема груза на 5 10 15 20 заданную высоту он занимает горизонтальное положение, а при перемещении груза иувеличении скорости до требуемого значения груз занимает равновесное положение под действием силы лобового сопротивле ния СЬ силы веса Ор и сил натяжения канатов Т; и Тг (см, фиг,4), При этом из-за отклонения груза от исходного положения под действием оаенодейетвующей силы30 В , равной сумме сил лобового сопротивления Ор и веса бр груза, изменяются величины сил натяжения кана 1 оа Т и Т 2, Перераспределение усилий, действующих на концы каждого каната от силы веса груза, с учетом различных характеристик канатов. например материала (капрон, нейлон, металл и другой), диаме-ра, модуля упругости, направления свивки, приводит к их различному удлинению и возникновению угла атв ки (в прямолинейном полета угла тангажа) груза, При увеличении скорости буксировки и достижении ею значения, соответствующего равенству нулю плеча от силы натяжения каната Т 1 (см, фиг.5), направление вектора силы натяжения переднего каната проходит через центр масс буксируемого груза, Сумма моментов, действующих относительно центра масс буксируемого груза, не равна нулю и момент тангажа равен 50 Млик-Т 2 х 2. Для компенсации этого момента груз должен еще больше отклониться по углу атаки, что выводит его на закритические углы атаки и ведет к неустойчивому движению груза. Разные величины усилий, действующих на каждый из канатов, возникают также при несимметричном их креплении относительно центра масс буксируемого груза, что может иметь место в реальных условиях. Возникновение угла тангажа О буксируемого груза, равного углу атаки а груза в прямолинейном полете, ведет к повышенному расходу топлив 1. Еще одним недостатком двухканатной системы подвески является необходимость увеличения расстояния между канатами с точки зрения повышения безопасности при буксировке, что в свою очередь сужает виды летательных аппаратов. которые можно испольэовать в данном случае.Цель изобретения - снижение энергозатрат за счет обеспечения буксировки груза с минимальным лобовым сопротивлением.Цель достигается тем, что устройство для буксировки груза, содержащее двухканатную подвеску, выполненную в виде переднего каната, жестко прикрепленного своими концами к буксировщику и к грузу, и заднего каната, жестко прикрепленного одним концом к грузу, а другим - к установленной на буксировщике лебедке, согласно изобретению снабжено установленным на переднем канате сбоку от буксируемого груза датчиком угла атаки груза и устаЧовпенным на буксировщике датчиком изменения длины заднего каната, кинематически связанного с ним, при этом выходы обоих датчиков связаны через установленный на буксировщике сумматор-усилитель с лебедкой.Пример конструкции устройства приведен на фиг. 1-6, где на фиг,1 показано устройство в изометрии; на фиг, 2 конструкция системы стабилизации буксируемого груза вдоль направления потока; нэ фиг.3 - конструкция крепления датчика угла атаки груза на переднем канате; на фиг.4 - равновесное положение буксируемого груза при отсутствии его стабилизации вдоль потока: на фиг,5 - схема, поясняющая возникновение момента по углу тангажа; на фиг.6 - равновесное положение буксируемого груза при стабилизации его вдоль потока,Устройство для буксировки груза содержит (см, фиг.1) двухканатную подвеску, выполненную в виде переднего каната 1, жестко прикрепленного своими концами к буксировщику 2, например вертолету, к грузу 3, и заднегс каната 4, жестко прикрепленного одним концом к грузу 3, а другим - к установленной на буксировщике 2 лебедке 5,Устройство также снабжено установленным на переднем канате 1 и сбоку от буксируемого груза 3 (см. фиг,1-3) датчиком 6 угла атаки груза и установленным на буксировщике 2 датчиком 7 изменения длинызаднего каната 4, кинемэтически связанно. го с ним, при этом выходы обоих датчиков б и 7 связаны через установленный на буксировщике 2 сумматор-усилитель 8 с лебедкой 5. Задний канат 4 кинематически через ролик 9 связан с лебедкой 5.Лебедка 5 выполнена в виде двигателя 10 с барабаном 11 намотки заднего каната 4 (см, фиг.2).Выходной вал двигателя 10 лебедки 5 соединен через барабан 11, задний канат 4, измерительный ролик 12, редуктор 13 с датчиком 7 изменения длины заднего каната,Для обеспечения путевой устойчивости груза на нем может быть закреплен вертикальный стабилизатор 14 (см, фиг.1).Датчик 6 угла атаки груза крепится посредством съемного приспособления, состоящего из Г-образного уголка 15 (см, фиг,3) и выполненной с возможностью охвата переднего каната 1 дверной петли 16, причем уголок 15 и петля 16 скрепляются между собой болтовым соединением 17. Нз уголке 15 выполнено отверстие для крепления корпуса датчика б угла атаки груза посредством винтового соединения 18Запитка датчика б угла атаки груза и съем сигнала с него осуществляются посредством кабеля 19, который может быть прикреплен к переднему канату 1 (или к заднему канату 4),Стыковка кабеля 19 с датчиком б угла атаки груза может осуществляться посредством штепсельного раэьема,В качестве источника питания для запитки системы стабилизации груза вдоль потока можно использовать энергооборудование буксировщика, например источник постоянного тока +27 В.Датчик 7 изменения длины заднего каната выполнен в виде петенциометрического датчика.Устройство работает следующим образом.При вертикальном подьеме груза 3 и нулевой скорости его перемещения вдоль поверхности земли ч - 0 он занимает горизонтальное положение После достижения заданной высоты буксировки груз 3 транспортируется с помощью буксировщика 2 и двух канатов 1 и 4 в заданном диапазоне скоростей. При этом он отклоняется от исходного положения с воэникновениел у ла атаки в прямолинейном полете, Для стабилизации буксируемого груза 3 вдоль потока при изменении скорости буксировщика 2 идостижения заданного значения, т,е обеспечения его угла атаки а =0 и л 1 инимальноголобового сопротивлсния буксируемого гру 5 ру 2зз 0=Схо- - Я, производят измерение угла атаки груза 3, установленного напереднем канате 1, датчиком б и сигнал снего подают через сумматор-усилитель 8 надвигатель 10 лебедки 5, Двигатель 1 О начинает изменять длину заднего каната 4, сматывая (или наматывая) задний канат 4 сбарабана 11 в зависимости от знака напряжения на управляющих обмотках двигателя1 О, Изменение длины заднего каната 4 происходит до тех пор, пока сигнал с потенциометра датчика 7 изменения длины заднегоканата 4 не компенсирует выходной сигналс датчика б угла атаки груза Шток потенциол 1 етра датчика 7 изменения длины заднегоканаа перемещается при вращрнии измерительного ролика 12 и связанного с нимредуктора 13 задним канатом 4, При компенсации сигнала датчика б угла атаки груза3 он занимает новое балансировочное положение (сл 1. фиг,б), соответствующее минимальному лобовому сопротивлению дляданной скорости буксировки, Датчик 7 изменения длины заднего каната тарированпо углу агаки груза в прямолинейном полете,Устройство для буксировки груза позволяет снизить энергозатраты за счет обеспечения буксировки груза с минимальнымлобовым сопротивлением путем выдерживания угла атаки груза в пряглолинейном,Полете в"заданном диапазоне скоростейбуксировки, Это позволяет снизить потребную тягу и расход топлива буксировщика,Кроме того, устройство позволяет расширить класс буксируемыхрузов, т,е, обеспечить буксировку грузов как при наличии наних управляющих поверхностей, так и приик отсутствии, а также буксировать какдлинноразмерные и крупногабаритные грузы, тзк и другие,Еще одним преимуществом устройстваявляется возможность использования большего числа типов летательных аппаратовдля буксировки грузов иэ-за возможностиизменения расстояния л 1 ежлч канатами взависимости от размеров буксируемых грузов1704379, Формула изобретенияУСТРОЙСТВО ДЛЯ БУКСИРОВКИ ГРУЗА. содержащее двухканатную подвеску выполненную в виде переднего каната, жестко прикрепленного своими концами к буксировщику и к грузу, и заднего каната, жестко прикрепленного одним концом к грузу, а другим - к установленной аа буксировщике лебедке, отличающееся тем, что, с целью снижения энергозатрат за счет обеспечения буксировки руза с минимальным лобовым сопротивлением, оно снабжено установленным на переднем канате сбоку от груза датчиком угла атаки груза и 5 установленным на буксировщике датчикомизменения длины заднего каната, кинематически связанного с ним, при этом выходы обоих датчиков связаны через установленный на буксировщике сумматор-усилитель с лебедкой.Составитель А. Куренк Техред М, Моргентал едактор Е. Хори РРектор М. Куль акаэ 3472 Тираж Подписно НПО "Поиск" Роспатента113035. Москва. Ж. Раушскад наб., 4/5 арина, 101 Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород. у