Подводный аппарат
UNDERWATER VEHICLE

Изобретение относится к подводным необитаемым телеуправляемым аппаратам, предназначенным для осмотровых и технологических операций, осуществляемых в толще воды.
Подводные телеуправляемые аппараты состоят из корпуса, обычно в виде каркаса в форме параллелепипеда, блока плавучести, движителей, манипуляторов и другого технологического оборудования.
Известен малогабаритный телеуправляемый подводный аппарат (см., например, патент RU №2387570), содержащий раму модульной конструкции, движители горизонтального и вертикального хода, прочные герметичные контейнеры для размещения электронной части подводного аппарата, светильники, обзорную и стационарную видеокамеры, датчики глубины и температуры, компенсаторы давления, блок плавучести, установленный в верхней части подводного аппарата, манипуляционный модуль, включающий снабженный охватом манипулятор и герметичный привод, причем манипулятор установлен на выходном валу этого привода, надводный модуль управления, включающий пульт управления, источник электропитания, блок отображения видеоинформации, и кабель связи, соединяющий подводный аппарат с надводным модулем. На другом конце выходного вала привода манипулятора дополнительно установлена видеокамера так, что ее ось визирования постоянно направлена в центр схвата манипулятора, подводный аппарат снабжен съемным перфорированным контейнером для сбора образцов, установленным в верхней части подводного аппарата соосно с его вертикальной осью, а обзорная видеокамера установлена посредством кронштейна над блоком плавучести в диаметральной плоскости подводного аппарата в его кормовой части. При этом для перемещения этот аппарат использует винтовые движители, которые во избежание повреждений при спуске и подъеме аппарата размещают внутри защитного каркаса. Для обеспечения пространственных маневров: вперед-назад, вправо-влево, вверх-вниз, количество движителей увеличено, и оно составляет 8 штук.
Однако размещение движителей внутри контура каркаса аппарата ухудшает условия работы движителей, уменьшает размер пространства для технологического оборудования аппарата, подсасывает забортные загрязнения внутрь каркаса аппарата.
Для повышения маневренности аппарата и сокращения количества движителей известно предложение об установлении движителей внутри каркаса на вертикальных поворотных стойках или колоннах (см., например, сайт фирмы «SPERRE», Норвегия http://sperre-as.com - прототип). Это сокращает количество движителей для перемещения в горизонтальной плоскости, но по-прежнему требует дополнительной пары движителей для перемещения вверх-вниз. Для безопасности при спуске, подъеме и заведении подводного аппарата в док-станцию, движители располагают внутри контура каркаса аппарата. Для обеспечения притока забортной воды к движителям применяют разряженную компоновку оборудования, вследствие чего размеры аппарата приходится увеличивать.
Технический результат, получаемый при реализации заявляемого изобретения, заключается в упрощении конструкции за счет сокращения количества движителей при одновременном повышении маневренности подводного аппарата с сохранением возможного безопасного спуска, подъема и докования, т.е. расположения подводного аппарата в док-станции.
Указанный технический результат достигается тем, что в подводном аппарате, содержащем корпус в форме прямоугольного параллелепипеда, блок плавучести, технологическое оборудование и движители, установленные на вертикальных поворотных колоннах, вертикальные поворотные колонны размещены во внутренних углах корпуса подводного аппарата и снабжены поворотными горизонтальными приводами, к которым присоединены движители, при этом корпус подводного аппарата имеет внутри ниши, соответствующие контурам движителей при их парковке, кроме того, вертикальные поворотные колонны снабжены приводами с возможностью поворота их на угол, по крайней мере, 180°, а горизонтальные приводы, к которым присоединены движители, имеют возможность поворота, по крайней мере, на угол ±90° от исходного положения, соответствующего парковке движителей в нишах внутри корпуса подводного аппарата.
Заявляемое техническое решение поясняется чертежами, где на фиг. 1 представлен фронтальный вид подводного аппарата в собранном исходном состоянии движителей, т.е. при спуске, подъеме и доковании, на фиг. 2 - вид сбоку на подводный аппарат в собранном состоянии движителей, на фиг. 3 - фронтальный вид подводного аппарата при движении «вперед-назад», на фиг. 4 - фронтальный вид подводного аппарата при движении «лагом», на фиг. 5 - фронтальный вид подводного аппарата при движении «вверх-вниз»; на фиг. 6 - общий вид подводного аппарата.
Подводный аппарат состоит из корпуса 1 в форме прямоугольного параллелепипеда, блока плавучести 2, технологического оборудования 3. Во внутренних углах корпуса 1 подводного аппарата установлены вертикальные поворотные колонны 4, которые снабжены поворотными горизонтальными приводами 5, к которым присоединены движители 6. В корпусе 1 подводного аппарата выполнены ниши 7, форма которых соответствует контурам движителей 6. Вертикальные поворотные колонны 4 приводятся в движение поворотными приводами 8, обеспечивающими их поворот, по крайней мере, на 180° Горизонтальные поворотные приводы 5 обеспечивают поворот движителей 6, по крайней мере, на угол ±90° от исходного положения, соответствующего парковке движителей 6 в нишах 7 внутри корпуса 1 подводного аппарата. Захват 9 предназначен для заведения подводного аппарата в док снизу вверх, когда движители 6 подводного аппарата находятся в исходном состоянии.
Подводный аппарат работает следующим образом. При спуске, подъеме и доковании подводного аппарата вертикальные поворотные колонны 4 и горизонтальные приводы 5 находятся в исходном положении, как показано на фиг. 1 При этом движители 6 заведены в ниши 7 корпуса 1 так, чтобы они не выступали за контуры корпуса 1 подводного аппарата. Для движения «вперед-назад» вертикальные поворотные колонны 4 поворачиваются на угол 180°, при этом движители 6 выводятся из ниш 7 и выступают полностью за контуры корпуса 1 подводного аппарата, как показано на фиг. 3. Этим обеспечивается свободный приток забортной воды к движителям 6. Переключение направления движения осуществляется реверсированием движителей 6. Для движения «лагом» вертикальные поворотные колонны 4 поворачиваются на угол 90° от исходного положения, как показано на фиг. 4. Для движения «вверх-вниз» вертикальные поворотные колонны 4 устанавливаются в положение как для движения «вперед-назад», а горизонтальные приводы 5 поворачиваются на угол ±90° от исходного положения, как показано на фиг. 5. Возможны также и промежуточные положения вертикальных поворотных колонн 4, горизонтальных приводов 5 и различные способы включения движителей 6 для создания крена, дифферента и вращения подводного аппарата на месте. Таким образом, максимальное количество движителей 6, обеспечивающих все маневры подводного аппарата, равно четырем, что упрощает в целом конструкцию подводного аппарата. Перед подъемом в док горизонтальные приводы 5 возвращаются в исходное положение и движители 6 убираются в ниши 7 корпуса 1 подводного аппарата.
Предлагаемое размещение движителей 6 на поворотных колоннах 4 и применение горизонтальных приводов 5 повышает маневренность подводного аппарата, предотвращает подсос забортной воды внутрь каркаса корпуса 1 подводного аппарата, обеспечивает лучшие гидродинамические условия для их работы и в то же время исключает их повреждение при спуске, подъеме и доковании. Также появляется возможность более плотной компоновки технологического оборудования внутри каркаса корпуса 1 подводного аппарата и использования корпусов 1 закрытого типа.