RU183537U1 - Автономный необитаемый надводно-подводный аппарат планирующего типа ГЛАЙДЕР-БОТ - Google Patents
Автономный необитаемый надводно-подводный аппарат планирующего типа ГЛАЙДЕР-БОТ Download PDFInfo
- Publication number
- RU183537U1 RU183537U1 RU2018107268U RU2018107268U RU183537U1 RU 183537 U1 RU183537 U1 RU 183537U1 RU 2018107268 U RU2018107268 U RU 2018107268U RU 2018107268 U RU2018107268 U RU 2018107268U RU 183537 U1 RU183537 U1 RU 183537U1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- buoyancy
- underwater vehicle
- planning type
- autonomous uninhabited
- autonomous
- Prior art date
Links
- 210000000216 zygoma Anatomy 0.000 claims abstract description 5
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 claims abstract description 4
- 238000004891 communication Methods 0.000 claims abstract description 3
- 238000005259 measurement Methods 0.000 claims abstract description 3
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 25
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 description 3
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 description 2
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 2
- 241000195493 Cryptophyta Species 0.000 description 1
- 230000005534 acoustic noise Effects 0.000 description 1
- 238000005265 energy consumption Methods 0.000 description 1
- 230000005484 gravity Effects 0.000 description 1
- 230000002706 hydrostatic effect Effects 0.000 description 1
- 238000007654 immersion Methods 0.000 description 1
- 238000005086 pumping Methods 0.000 description 1
- 238000005070 sampling Methods 0.000 description 1
- 239000013535 sea water Substances 0.000 description 1
- 239000007921 spray Substances 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B63—SHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; RELATED EQUIPMENT
- B63G—OFFENSIVE OR DEFENSIVE ARRANGEMENTS ON VESSELS; MINE-LAYING; MINE-SWEEPING; SUBMARINES; AIRCRAFT CARRIERS
- B63G8/00—Underwater vessels, e.g. submarines; Equipment specially adapted therefor
- B63G8/001—Underwater vessels adapted for special purposes, e.g. unmanned underwater vessels; Equipment specially adapted therefor, e.g. docking stations
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Aviation & Aerospace Engineering (AREA)
- Cultivation Of Plants (AREA)
- Testing Or Calibration Of Command Recording Devices (AREA)
- Manipulator (AREA)
Abstract
Автономный необитаемый надводно-подводный аппарат планирующего типа относится к автономным необитаемым надводно-подводным самоходным аппаратам (глайдерам) и может быть использовано для исследования водных акваторий, а также для доставки оборудования в заданную точку акватории и выполнение задач в опасных и труднодоступных местах на глубине. Предлагаемое устройство автономного необитаемого надводно-подводного аппарата направлено на получение следующего технического результата: повышение эксплуатационных характеристик, а именно увеличение скорости и получение возможности работы при наличии сильных течений. Поставленная задача решается за счёт того, что автономный необитаемый надводно-подводный аппарат планирующего типа содержит корпус, систему изменения плавучести, систему изменения дифферента, двигательно-движительную систему, систему энергопитания, а также системы управления, передачи данных, навигации, связи и контрольно-измерительную систему, причём корпус аппарата выполнен в виде вытянутого в продольном направлении обтекаемого тела, днище которого снабжено скуловыми реданами, содержащими лыжу с горизонтальной полкой, а система изменения плавучести является двухзвенной и включает в себя модуль изменения плавучести, осушительную помпу и электроуправляемый клапан.
Description
Устройство относится к автономным необитаемым надводно-подводным самоходным аппаратам (глайдерам) и может быть использовано для исследования водных акваторий, а так же для доставки оборудования в заданную точку акватории и выполнение задач в опасных и труднодоступных местах на глубине.
Известно устройство под названием АННА «Проект БКЭМ-55 «Беспилотный комплекс экологического мониторинга – 55», представляющий собой безэкипажный автономный катер современной формы – носитель контрольно-измерительной аппаратуры для контроля экологической обстановки и разлива нефтепродуктов, отбора проб воды, мониторинга погодных условий, а также сбора видеоинформации и передачи в режиме реального времени на береговой пост управления. Катер способен по радиокомандам оператора или в соответствии с записанной в память бортового компьютера программой перемещаться по поверхности воды, выполняя заданную миссию.
Основным недостатком «Проекта БКЭМ-55», снижающим его эксплуатационные возможности, является невозможность погружения его на глубину для выполнения требуемых работ под водой.
Известно также большое количество автономных необитаемых подводных аппаратов, основной режим работы которых – движение под водой (Alistar, Enterprise, REMUS, Odyssey и др.). Известны также автономные необитаемые подводные аппараты планирующего типа – подводные глайдеры (Spray, Slocum, Seaglider и др.).
Самым близким, по своей технической сущности, к заявленному устройству является автономный подводный необитаемый аппарат планирующего типа описанный в патенте №164034 с приоритетом от 04.12.2015 г. и содержащий корпус аппарата с крылом, систему изменения плавучести, систему изменения угла дифферента, систему изменения угла крена и сборку батарей, причем в системе изменения плавучести, которая расположена в кормовой части аппарата, установлен линейный актуатор с цилиндром, а система изменения угла дифферента размещена с возможностью корректировки углов планирования, при этом сборка батарей расположена параллельно оси аппарата и закреплена с возможностью перемещения вдоль этой оси.
Основными недостатками подобных аппаратов являются высокие энергозатраты при перемещении в водной толще, а значит, недостаточная автономность, исчисляемая часами, а также акустический шум, связанный с работой маршевого двигательно-движительного комплекса. Движение таких аппаратов организует механизм изменения плавучести (МИП), обеспечивающий в зависимости от знака плавучести (отрицательной или положительной) погружение или всплытие аппарата. Основными недостатками известных подводных глайдеров являются, малая скорость перемещения под водой, низкая энергоэффективность работы в узком коридоре глубин, невозможность работы при наличии сильных течений, возможность потери аппарата (вследствие малой плавучести) из-за резкой смены параметров водной массы (например, при попадании в линзу распреснённой воды).
Предлагаемое устройство автономного необитаемого надводно-подводного аппарата направлено на получение следующего технического результата: повышение эксплуатационных характеристик, а именно увеличение скорости и получении возможности работы при наличии сильных течений.
Поставленная задача решается за счёт того что, Автономный необитаемый надводно-подводный аппарат планирующего типа содержит корпус, систему изменения плавучести, систему изменения дифферента, двигательно-движительную систему, систему энергопитания, а также системы управления, передачи данных, навигации, связи и контрольно-измерительную систему причём, корпус аппарата выполнен в виде вытянутого в продольном направлении обтекаемого тела, днище которого снабжено скуловыми реданами содержащими лыжу с горизонтальной полкой, а система изменения плавучести является двухзвенной, и включает в себя модуль изменения плавучести, осушительную помпу и электроуправляемый клапан.
Выполнение корпуса в виде вытянутого в продольном направлении обтекаемого тела обеспечивает высокие гидродинамические характеристики, обеспечивая при этом надежную устойчивость при движении по поверхности воды, а также имеет достаточную поверхность для размещения дополнительного оборудования, например солнечных панелей. В начальном положении на поверхности воды плавучесть аппарата такова, что его ватерлиния занимает крайнее низкое положение, обеспечивая необходимую устойчивость и водоизмещение для эффективного перемещения аппарата по поверхности воды. Указанное перемещение осуществляется за счёт работы маршевых двигателей. Размещенные на днище скуловые реданы выполняют роль крыльев, и обеспечивают планирование под водой, так называемый режим глайдера. Отсутствие выступающих крыльев существенно повышает эксплуатационные характеристики аппарата, в частности, облегчаются операции спуска/подъёма аппарата, особенно в штормовых условиях, снижается вероятность запутывания аппарата в плавающих сетях, водорослях и тому подобное. Дифферент аппарата изменяется за счёт действия горизонтальных рулей и системы изменения плавучести, что не требует использования специального двигателя. Таким образом аппарат меняет курс за счёт изменения частоты вращения маршевых двигателей, для поворотов ему не требуется изменять крен, а значит, отпадает необходимость в использовании двигателя, смещающего центр тяжести аппарата вокруг продольной оси и зубчатой передачи. Система изменения плавучести является двухзвенной и включает в себя модуль изменения плавучести, электроуправляемый клапан и осушительную помпу для обеспечения возможности изменения положения ватерлинии в надводном положении. Возможность быстро перемещаться по поверхности и в толще воды обеспечивает наличие двигательно-движительного комплекса, а наличие системы изменения плавучести позволяет двигаться в толще воды в режиме планирования т.е. в режиме глайдера без использования маршевых двигателей. Совершение планирующего полёта по заданной траектории вверх и вниз обеспечивается за счёт изменения плавучести и дифферента. Движение автономного необитаемого надводно-подводного аппарата планирующего типа заданным курсом, совершение поворотов и разворотов аппарата осуществляются за счет двух маршевых двигателей, способных работать как в унисон, так и вразнобой.
Суть технического решения поясняется иллюстрациями, где, на фигуре 1 изображены корпус 1, днище 2, скуловые реданы 3, маршевые двигатели 4, горизонтальные рули 5, модуль изменения плавучести 6, осушительная помпа 7, электроуправляемый клапан 8.
Автономный необитаемый надводно-подводный аппарат планирующего типа ГЛАЙДЕР-БОТ работает следующим образом. В начальном положении на поверхности воды плавучесть аппарата такова, что его ватерлиния занимает крайнее низкое положение, обеспечивая необходимую остойчивость и водоизмещение для эффективного перемещения аппарата по поверхности воды. Указанное перемещение осуществляется за счёт работы маршевых двигателей 4. Перед погружением аппарата в заданной точке акватории открывается электроуправляемый клапан 8, размещённый на днище 2 корпуса 1, и забортная вода заполняет свободные полости корпуса 1 аппарата. При полном их заполнении аппарат полностью погружается в воду, и плавучесть его становится равной нулю. Для погружения на заданную глубину модуль изменения плавучести 6 изменяет замкнутый объём аппарата таким образом, что его плавучесть становится отрицательной. При этом корпус 1 аппарата приобретает дифферент на нос. Начинается погружение в планирующем режиме, обеспечиваемом особой формой корпуса 1 и скуловыми реданами 3 днища 2. При достижении заданной глубины, определяемой с помощью датчика гидростатического давления, модуль изменения плавучести 6 изменяет знак плавучести на положительный, создаёт дифферент на корму, и аппарат по пологой траектории всплывает. После всплытия на поверхность включается осушительная помпа 7, выкачивая воду из корпуса 1 аппарата. Аппарат приходит в исходное положение для движения по поверхности воды.
Совокупность признаков нова и позволяет одинаково эффективно работать как на поверхности, так и под водой, большей скорости перемещения как на поверхности, так и под водой, что позволяет работать в условиях сильных течений, большей манёвренности, регулируемой в широких пределах плавучести, большей энергоэффективности работы в узком коридоре глубин, а значит, большей автономности.
Claims (1)
- Автономный необитаемый надводно-подводный аппарат планирующего типа содержит корпус, систему изменения плавучести, систему изменения дифферента, двигательно-движительную систему, систему энергопитания, а также системы управления, передачи данных, навигации, связи и контрольно-измерительную систему, отличающийся тем, что корпус аппарата выполнен в виде вытянутого в продольном направлении обтекаемого тела, днище которого снабжено скуловыми реданами, содержащими лыжу с горизонтальной полкой, а система изменения плавучести является двухзвенной и включает в себя модуль изменения плавучести, осушительную помпу и электроуправляемый клапан.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2018107268U RU183537U1 (ru) | 2018-02-27 | 2018-02-27 | Автономный необитаемый надводно-подводный аппарат планирующего типа ГЛАЙДЕР-БОТ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2018107268U RU183537U1 (ru) | 2018-02-27 | 2018-02-27 | Автономный необитаемый надводно-подводный аппарат планирующего типа ГЛАЙДЕР-БОТ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU183537U1 true RU183537U1 (ru) | 2018-09-25 |
Family
ID=63671358
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2018107268U RU183537U1 (ru) | 2018-02-27 | 2018-02-27 | Автономный необитаемый надводно-подводный аппарат планирующего типа ГЛАЙДЕР-БОТ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU183537U1 (ru) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2726586C1 (ru) * | 2019-07-09 | 2020-07-14 | Владимир Станиславович Тарадонов | Надводно-подводный аппарат |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU106880U1 (ru) * | 2011-03-09 | 2011-07-27 | Учреждение Российской академии наук Тихоокеанский океанологический институт им. В.И. Ильичева Дальневосточного отделения РАН (ТОИ ДВО РАН) | Подводный планер для мониторинга векторных акустических полей |
| US20110297071A1 (en) * | 2010-03-01 | 2011-12-08 | Edison Thurman Hudson | Underwater Vehicle Bouyancy System |
| RU164034U1 (ru) * | 2015-12-04 | 2016-08-20 | федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Самарский государственный аэрокосмический университет имени академика С.П. Королева (национальный исследовательский университет)" (СГАУ) | Автономный подводный необитаемый аппарат планирующего типа |
-
2018
- 2018-02-27 RU RU2018107268U patent/RU183537U1/ru active
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20110297071A1 (en) * | 2010-03-01 | 2011-12-08 | Edison Thurman Hudson | Underwater Vehicle Bouyancy System |
| RU106880U1 (ru) * | 2011-03-09 | 2011-07-27 | Учреждение Российской академии наук Тихоокеанский океанологический институт им. В.И. Ильичева Дальневосточного отделения РАН (ТОИ ДВО РАН) | Подводный планер для мониторинга векторных акустических полей |
| RU164034U1 (ru) * | 2015-12-04 | 2016-08-20 | федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Самарский государственный аэрокосмический университет имени академика С.П. Королева (национальный исследовательский университет)" (СГАУ) | Автономный подводный необитаемый аппарат планирующего типа |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2726586C1 (ru) * | 2019-07-09 | 2020-07-14 | Владимир Станиславович Тарадонов | Надводно-подводный аппарат |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US10589829B2 (en) | Gliding robotic fish navigation and propulsion | |
| US11731748B2 (en) | Autonomous ocean data collection | |
| Webb et al. | SLOCUM: An underwater glider propelled by environmental energy | |
| Roper et al. | Autosub long range 6000: A multiple-month endurance AUV for deep-ocean monitoring and survey | |
| Kimball et al. | The WHOI Jetyak: An autonomous surface vehicle for oceanographic research in shallow or dangerous waters | |
| CN106043632B (zh) | 一种深海无人潜航器的使用方法 | |
| CN110775226B (zh) | 混合能源水下航行器装置 | |
| CN110386238A (zh) | 一种全海深arv水下机器人结构 | |
| Desa et al. | Potential of autonomous underwater vehicles as new generation ocean data platforms | |
| EP2876520B1 (en) | An altitude controlled profiler for use in coastal waters | |
| Wood et al. | State of technology in autonomous underwater gliders | |
| Raimondi et al. | A innovative semi-immergible USV (SI-USV) drone for marine and lakes operations with instrumental telemetry and acoustic data acquisition capability | |
| Jeong et al. | Catabot: Autonomous surface vehicle with an optimized design for environmental monitoring | |
| CN110641637A (zh) | 一种基于温差能发电的航迹可控的海洋观测平台 | |
| Anderlini et al. | Identification of the dynamics of biofouled underwater gliders | |
| CN205916310U (zh) | 一种深海无人潜航器 | |
| RU183537U1 (ru) | Автономный необитаемый надводно-подводный аппарат планирующего типа ГЛАЙДЕР-БОТ | |
| Nakamura et al. | Disk type underwater glider for virtual mooring and field experiment | |
| Spino et al. | Development and testing of unmanned semi-submersible vehicle | |
| Arima et al. | Motion characteristics of an underwater glider with independently controllable main wings | |
| Pyo et al. | Development of AUV (MI) for strong ocean current and zero-visibility condition | |
| Jo et al. | Design of a new high speed unmanned underwater glider and motion control | |
| Morito et al. | Sea urchin survey system in coastal areas using a μ-ASV | |
| Asakawa et al. | Sea trials of an underwater glider for long-term virtual mooring | |
| Wurl et al. | HALOBATES: An autonomous surface vehicle for high-resolution mapping of the sea-surface microlayer and near-surface layer on essential climate variables |