Устройство для автоматического регулирования глубины погружения буксируемого в воде объекта

о делам лзабретеннй УДК 550. 83лико та оп крыли кования описания 25. 06. 82 Иностране Жак Шоле (Франция)(72) Автор изобретен Иностранная фирма Знститю Франсэ дю Петр( 54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ АВТОМАТИЧЕСКОГО РЕГУЛИРОВАГЛУБИНЫ ПОГРУЖЕНИЯ БУКСИРУЕМОГО В ВОДЕОБЪЕКТА. и Изобретение относится к автоматическому регулированию глубины погружения какого-либо элемента, действующего в подводной среде, и может быть использовано при подводной сейсмической разведке для стабилизации на определенной ( заданной ) глубине источников сейсмических волн или приемных устройств.Известно устройство для регулирования глубины погружения сейсмического кабеля, содержащее недеформируемое крыло, выполненное с возможностью вращения вокруг оси, жестко скреплен 1 ной с буксируемым объектом, и средства для изменения угла наклона крыла в зависимости от глубины погружения буксируемого кабеля 1 1.Наиболее близким к предлагаемому2 по технической сущности и достигаемому результату является устройство для автоматического регулирования глубины погружения буксируемого в воде объекта, содержащее недеформируемое крыло, заключенное между боковымистенками и образованное верхней и ниней поверхностями, выполненное с возможностью перемещения вокруг оси вращения, жестко связанной с объектом,автоматицеский механизм регулирования глубины погружения, выполненныйв виде чувствительного к изменениюдавления элемента, связанного с механизмом преобразования движений деформации элемента во вращательное движение крыла 12. Недостатком указанных устройствявляется их малая чувствительность,что связано с малыми относительноразмеров крыла размерами чувствительного .элемента,Целью изобретения является повышение чувствительности устройства.Поставленная цель достигается темчто в устройство для автоматическогорегулирования глубины погружения буксируемого в воде объекта, содержащеекрыло, образованное нижней и верхнейповерхностями, заключенное между двумя боковыми стенками и выполненное с воэможностьюперемещения вокруг оси . вращения, жестко связанной с объектом, и автоматический механизм регули-рования глубины погружения, введена дополнительная шарнирная ось и деформируемый элемент, причем нижняя и верхняя поверхности крыла шарнирно закреплены одними концами на указанной О оси и соединены на других концах деформируемым элементом, а автоматический механизм регулирования содержит средства для создания между нижней и верхней поверхностями усилия сдви- з га, равного усилию, образуемому гидро- статическим давлением на заданной глубине, и систему преобразования изме- нений указанного усилия сдвига в усилие для поворота. крыла вокруг оси вращения, при этом средства для образования усилия сдвига между нижней и верхней поверхностями выполнены либо в виде манометрической коробки, расположенной внутри крыла, концы которой закреплены на указанных поверхностях, либо содержат надувной пояс, также расположенный внутри крыла, и пружины, закрепленные на указанных поверхностях, система же преобразования содержит стержень, жестко связанный с крылом, а его концы размещены в отверстиях удлиненной формы, выполненных в боковых стенках и имеющих направление удлинения, отличающееся от направления, соединяющего ось вращения и указанный стержень.На фиг. 1 изображен первый вариант конструкции крыла, общий вид; на фиг. 2 - деформирующаяся пластина,4 О соединяющая две поверхности крыла; на фиг. 3 - боковое соединение между двумя боковыми стенками крыла, частичный разрез; на Фиг. 4 " крыло в положении погружения, разрез; на фиг. 5- крыло в среднем положении, разрез; на фиг. 6 " крыло в положении всплытия, разрез; на фиг. 7 - второй вариант конструкции крыла, общий вид.В первом варианте конструкции (фиг. 1"6) устройство включает крыло 1, имеющее первую профилированную поверхность или верхнюю поверхность 2 и вторую профилированную поверхность или нижнюю поверхность 3, задние кромки которыхребро обтекания) соединены при помощи шарнира 4, а передние кромки соединены при помощи согнутой 5 4пластины 5, изготовленной из деформи"рующегося материала методом формирования (фиг. 2) и образующей переднююкромку (ребро атаки) крыла. Обе пластины крыла имеют боковые стенки 6 и.(Фиг. 3). Верхняя пластина крыла 7приспособлена для того, чтобы вдвигаться в нижнюю пластину, Внутреннийобъем крыла не изолирован герметичноот внешней среды. Когда устройствонаходится в погруженном состоянии,внутренний объем крыла заполняетсяводой.В поперечном направлении крыло пересекает стержень 8, представляющийсобой ось вращения, закрепленную вподшипниках 9, которые крепятся, например, на внутренней поверхности верхней пластины крыла. Две боковые пластины или стенки 10 и 11 расположеныпо обеим сторонам крыла, параллельнобоковым стенкам обеих пластин, ижестко скреплены друг с другом припомощи стержня и двух распорок 12и 13.В пластинах имеются отверстия 14,позволяющие закрепить устройство напогруженном элементе, который необходимо стабилизировать на постояннойглубине.Внутри крыла расположены одна илинесколько манометрических коробок 15,имеющих цилиндрическую Форму и деформирующихся только по оси вращения.торцевые поверхности коробок крепятся болтами 16 к нижней и верхней пластинам. Ианометрические коробки могутбыть изготовлены, например, из резины, усиленной металлическими кольцами. На внешнюю поверхность верхнейпластины выведены клапаны 17, позволяющие надувать манометрические коробки до определенного давления,Внутри крыла расположен также стержень 18, Он пронизывает боковые стенки нижней пластины крыла, а концы егорасполагаются в двух прорезях 19удлиненной формы, проделанных в боковых стенках, параллельных стенкам крыла.Расположенные внутри крыла стержни, которые крепятся к верхней и нижней пластинам, находятся с двух сторон от того места, где манометрическиекоробки упираются в обе пластины крыла, причем стержень 8 расположен ближе к ребру атаки крыла, удлиненныепрорези сделаны с некоторым наклономотносительно сегмента длины 0 (Фиг.4),5 .9387 соединяющего два стержня, но, например, строго параллельно поперечной оси крыла, т.е, оси, соединяющей ребро атаки и ребро обтекания, в случае, когда крыло находится в среднем положении,обеспечивающем перемещение на постоянной глубине погружения (фиг.5).Расстояние О между стержнями выбирается в зависимости от высоты мано-, метрических коробок с тем, чтобы кры ло занимало среднее положение в момент, когда давление газа внутри коробок уравновесит внешнее гидростатическое давление, соответствующее заданной глубине. 5Расстояния В,1 и к между шарниром и указанными стержнями должны быть постоянными.Устройство функционирует следующим образом. 20Если весь буксируемый в погруженном состоянии комплекс опускается ниже уровня, на котором крыло находится в среднем состоянии, гидростатическое давление начинает превышать дав ление газа в манометрических коробках, в результате чего коробки сжи" маются по своим осям, Нижняя и верхняя пластины крыла стремятся сблизиться, и расстояние О между стержнями30 уменьшается. Стержень 18 перемещается в прорези 19 в направлении ребра атаки крыла. Однако ввиду того, что расстояния К,1 и Кд постоянны, такое перемещение становится возможным только в результате поворота шарнира вниз ( фиг. 6). Ребро атаки крыла перемещается вверх, в результате чего под действием гидродинамической тяги крыло вместе со всем буксируемым элементом поднимается и выходит на заданную глубину. Как только будет достигнуто равенство давлений, крыло вновь встанет в среднюю позицию.Если весь буксируемый в погруженном состоянии комплекс поднимается выше заданной глубины ( крыло в среднем положении гидростатическое давление становится ниже давления газа в манометрических коробках. Коробки расширяются по осям вращения и стремятся увеличить расстояние между пластинами крыла (фиг. 4). Расстояние у вели чи вает с я, а сте ржен ь 18 ст реми тся отдалиться от стержня 8, перемеща 55 ясь в прорези 19. Однако такое перемещение становится возможным только в результате поворота шарнира вверх. Ребро атаки крыла отклоняется вниз 55 Ьи гидростатическое давление порождает усилие, стремящееся вернуть крылона заданный уровень.Во втором варианте конструкции1 фиг. ) крыло при помощи стержня идеталей 20 шарнирно закреплено на под.ставке 21, имеющей форму изогнутойтрубы. Манометрические коробки заменены надувным мешком 22 из эластичного материала оборудованным клапаном 23, через который мешок можно накачать воздухом до определенного давления,.еоответствующего нужной глубине погружения. Как и в первом вариантеконструкции, через клапан 23 мешокможет сообщаться с резервуаром, емкостью превосходящим объем мешка исодержащим сжатую жидкость, Пружины 24 крепятся одним концом к верхнейпластине крыла, а другим концом - коси 18, жестко соединенной с нижнейпластиной крыла.Подставка трубчатого сечения 21и детали 20 могут быть заменены пластинами 10 и 11 (фиг. 1) или любойдругой соответствующей системой крепления.Принцип действия этого устройстваидентичен принципу действия устройства по первому варианту исполнения.Однако, когда мешок сжимается под действием гидростатического давления,оказываемого содержащейся в крыле водой, он не может сблизить две пластины крыла, если он не прикреплен к крылу. Роль пружин 24 состоит в том, чтоони сближают пластины крыла, даваятаким образом ребру атаки возможность отклониться вверх.В обоих вариантах конструкции перед погружением устройства в манометрические коробки 15 или в мешок накачивается воздух под давлением, равным гидростатическому давлению назаданной глубине, которое неизбежнопревышает атмосферное давление. В результате этого крыло занимает положение, показанное на фиг. 4. Когда устройство погружается в воду, скоростьпогружения (довольно высокая вначале)постепенно уменьшается в результатеперемещения крыла в среднее положение. Погружение прекращается, кактолько достигается равенство давлений,Конструкция предлагаемого устройства предполагает также замену манометрических коробок или эластичного мешка любым приспособлением, обьемкоторого может изменяться под действием силы давления,Формула изобретения1, Устройство для автоматического 5 регулирования глубины погружения бук" сируемого в воде объекта, содержащее крыло, образованное нижней и верхней поверхностями, заключенное между двумя боковыми стенками и выполненное О с возможностью перемещения вокруг оси вращения, жестко связанной с объектом, и автоматический механизм регулирования глубины погружения, о т л и - ч а ю щ е е с я тем, что, с целью 5 повышения чувствительности устройства, в него введены дополнительная шарнирная ось и деформируемый элемент, причем нижняя и верхняя поверхности крыла шарнирно закреплены одними концами го на укаэанной оси и соединены на других концах деформируемым элементом, а автоматический механизм регулирования содержит средства для создания между нижней и верхней поверхностями 25 усилия сдвига, равного усилию, образуемому гидростатическим давлением на заданной глубине, и систему преобразования изменений указанного усилия сдвига в усилие для поворота крыла зо вокруг оси вращения. 2, Устройство по и. 1, о т л ич а ю щ е е с я тем, что средствадля образования усилия сдвига междунижней и верхней поверхностями выполнены в виде манометрической коробки, расположенной внутри крыла, концы которой закреплены на указанныхповерхностях.3. Устройство по и. 1, о т л ич а ю щ е е с я тем, что средствадля образования между нижней и верхней поверхностями усилия сдвига содержат надувной пояс, расположенныйвнутри крыла, и пружины, закрепленные на указанных поверхностях.Устройство по п. 1, о т л ич а ю щ е е с я тем, что система пре.образования содержит стержень, жестко связанный с крылом, его концы размещены в отверстиях удлиненной формы,выполненных в боковых стенках и имеющих направление удлинения, о т л ич а ю щ е е с я от направления, соединяющего ось вращения и указанныйстержень.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Патент СНА Мф 3375800,кл. 114.235 опублик. 1967.2. Патент США Н 3435797кл, 114,235, опублик. 1967 (прототип),