устройство стабилизации глубины глубоководного дрейфующего прибора

Формула изобретения

Устройство стабилизации глубины глубоководного дрейфующего прибора, содержащее датчик давления, систему управления с рабочим органом и балластную камеру, отличающееся тем, что датчик давления и система управления с рабочим органом выполнены в виде предварительно оттарированного объемно-упругого корпуса прибора, а в балластной камере установлены сменные грузы.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к области морской техники и может быть использовано при создании глубоководных дрейфующих приборов и образцов морской техники.

Известны глубоководные объекты и приборы для исследования свойств Мирового океана, морское оружие и т.п., стабилизация глубины дрейфа которых обеспечивается изменением плавучести (аппарат Ю.А.Шиманского, см. "Эпрон", сборник XXIII-XXIV, 1938 г.) или управлением вращения гребного винта ("Подводные аппараты" М.Н.Дионидов и др., Судостроение, Ленинград, 1966 г.).

Все известные аппараты снабжены сложными системами измерений и управления, что требует для обеспечения их работы больших запасов энергии, ограничивающих время дрейфа и высокой стоимости изготовления этих систем.

Известно устройство стабилизации глубины глубоководного дрейфующего прибора (см. заявка на изобретение №2003115763/11 (016754) от 27.05.2003 г.).

Устройство содержит датчик давления, систему управления, включатель электродвигателя, механически соединенного с рабочим органом, и аккумуляторную батарею, причем рабочий орган выполнен в виде гидронасоса, закачивающего и откачивающего забортную воду в балластную камеру, соединенную системой трубопроводов и клапанов с баллоном воздуха высокого давления и, через предохранительный клапан, с забортной средой.

Указанное устройство принято авторами за прототип изобретения.

Устройство для обеспечения дрейфа на заданной глубине требует периодического включения электродвигателя с гидронасосом, т.е. расхода запасов электроэнергии, а также расхода запасов воздуха высокого давления для поддержания в балластной камере заданного перепада давления. Указанные недостатки усугубляются при увеличении глубины дрейфа, усложняют и повышают стоимость применяемых агрегатов.

Целью предлагаемого изобретения является устранение недостатков прототипа - обеспечение повышенной длительности дрейфа на большой глубине при упрощении системы стабилизации и минимальной стоимости прибора.

Указанная цель обеспечивается тем, что в устройстве стабилизации глубины глубоководного дрейфующего прибора, содержащего датчик давления, систему управления, электродвигатель, механически соединенный с рабочим органом - гидронасосом и балластную камеру - датчик давления и рабочий орган выполнены в виде предварительно оттарированного объемно-упругого корпуса прибора, а в балластной камере установлены сменные грузы.

Устройство схематически изображено на чертеже, где (1) - объемно-упругий корпус прибора (на чертеже условно пунктиром обозначено обжатие корпуса наружным давлением). В балластной камере (2) размещены сменные грузы (3) для регулирования плавучести, а освободившийся внутренний объем прибора использован для исследовательской или иной аппаратуры (4).

Устройство функционирует следующим образом: перед постановкой прибора, в зависимости от заданной глубины дрейфа, в балластную камеру устанавливается регулировочный груз, величину которого выбирают для обеспечения нулевой плавучести прибора на заданной глубине (Н). Для этого определяют дополнительную положительную плавучесть прибора от повышенной плотности воды на глубине (плотность повышается на 1% при изменении глубины на 2000 м) и дополнительную отрицательную плавучесть на глубине за счет обжатия объемно-упругого корпуса давлением воды, определенную предварительной тарировкой. Величина груза ( У) составит

У=Н(K₁-К₂),

где K₁ - коэффициент, учитывающий влияния повышенной плотности воды для корпуса прибора, заданных габаритов;

К₂ - коэффициент, учитывающий уменьшение водоизмещения прибора от наружного давления.

Для примера, величина дополнительного груза для прибора диаметром 0,2 м и длиной 2,0 м при установке на глубину 1000 м составляет ˜0,15 кг.

Для обеспечения всплытия прибора достаточно отделить один или несколько грузов из балластной камеры.

По предложенному изобретению проанализированы результаты натурных испытаний аналогичных приборов, проведены теоретические расчеты и математическое моделирование движения изделия.