УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПЕРЕДАЧИ ИНФОРМАЦИИ И СИСТЕМА ДЛЯ ПЕРЕДАЧИ ИНФОРМАЦИИ НАД ВОДНОЙ ПОВЕРХНОСТЬЮ МОРЕЙ И ОКЕАНОВ

Полезная модель относится к системам оповещения и коммуникации в международных пространствах.
Передача информации над поверхностью земли при наличии прямой видимости между удаленными сегментами осуществляется приемопередатчиками с помощью вышек связи.
Отсутствие такого вида связи над водной поверхностью морей и океанов вызывает затруднения в получении информации из удаленных от суши районов. Так, например, прерывается сопровождение наземными диспетчерскими службами воздушного транспорта, удаляющегося от берега на значительное расстояние; затруднено получение гидро-метео и др. информации из удаленных районов международных пространств; затруднено получение информации из таких районов о нахождении подводных и надводных объектов, осложнена связь с ними.
Из уровня техники известна вышка сотовой связи, включающая комбинированную ветросолнечную установку, аккумуляторы электроэнергии, инвертор для преобразования постоянного тока ветроустановки и солнечных батарей. Вышка сотовой связи выполнена в виде стальной цельнометаллической трубы, с которой соединен ветрогенератор, в нижней части стальной цельнометаллической трубы размещен конус, а по ее окружностям расположена солнечная галерея, образованная каркасом со светопрозрачным покрытием и радиально от центра вышки сотовой связи расположенными тепловыми аккумуляторами (RU 83163 U1, 20.05.2009) [1] Известная вышка не предназначена для размещения на водной поверхности и не может быть использована для передачи информации через водные пространства.
Задачей предложенной полезной модели является создание коммуникативной системы в надводных пространствах, которая будет способствовать не только получению информации из удаленных районов, но и общению через морские пространства, а также создание автономного устройства для передачи информации, которое можно размещать непосредственно на поверхности моря, и обеспечивающего устойчивую связь в пределах мирового океана.
Задача решается тем, что устройство для передачи информации над водной поверхностью содержит вышку с оборудованием для приема и передачи сигналов связи, шарнирно соединенную посредством штанг с, по меньшей мере, тремя поплавками, соединенными с устройством для выработки электроэнергии, выполненным с возможностью преобразования работы, совершаемой при относительном перемещении поплавков и вышки в электрическую энергию, а также якорное устройство, расположенное в нижней части вышки. Устройство предпочтительно снабжено солнечной батареей, установленной на вышке с возможностью складывания и раскладывания.
В частном варианте выполнения заявляемой полезной модели устройство для выработки электроэнергии может содержать, по меньшей мере, один гидроцилиндр, корпус которого соединен с вышкой, а его шток - со штангой, или корпус соединен со штангой, а шток с вышкой, пружину или пневмоэлемент, установленные с возможностью обеспечения возвратного перемещения соответствующего поплавка, гидромотор, который на входе соединен через систему обратных клапанов с гидроцилиндром, а на выходе - с генератором.
Устройство для выработки электроэнергии также может дополнительно содержать регулятор давления в гидроцилиндрах и гидроаккумулятор.
Устройство может быть снабжено гидролокатором, и/или датчиками: течения, уровня кислорода в воде, солености и температуры воды, высоты волн, направления и скорости ветра, солнечной радиации, относительной влажности воздуха, осадков, сейсмической активности и т.п.
Центр тяжести всего устройства должен находиться ниже поверхности воды, на которой он установлен, что обеспечивает устойчивость устройства в вертикальном положении.
Задача решается также системой передачи информации над водной поверхностью, содержащей предложенные устройства, расположенные на морской и/или океанической водной поверхности цепью или сетью на расстояниях друг от друга, обеспечивающих устойчивую связь, и фиксированные на местах дислокации с помощью их якорных устройств.
Полезная модель поясняется чертежами.
На фиг.1 изображен схематический вид предложенного устройства в аксонометрии.
На фиг.2 изображена принципиальная гидравлическая схема устройства для выработки электроэнергии.
На фиг.3 показано принципиальное взаимодействие пружины и гидроцилиндра.
На фиг.4 изображен вид нижней части устройства в аксонометрии.
Предложенное устройство для передачи информации (называемое далее «Столб оповещения морской», сокращенно СОМ), является автономным устройством, вырабатывающим электроэнергию для питания размещенного на нем оборудования из возобновляемых источников энергии (энергии морских волн и солнечной энергии).
Столб оповещения морской (фиг.1) содержит вышку 1 с оборудованием 2 для приема и передачи сигналов связи, шарнирно соединенную посредством штанг 3 с четырьмя поплавками 4, якорное устройство 5, расположенное в нижней части вышки 1, и устройство для выработки электроэнергии.
Устройство для выработки электроэнергии содержит, по меньшей мере, один гидроцилиндр 6. В предпочтительном варианте число гидроцилиндров 6 равно числу поплавков 4. Корпуса гидроцилиндров 6 через шарниры соединены с вышкой 1, а их штоки 7 через шарниры соединены со штангами 3. Пружины 8 установлены параллельно (см. фиг.3) или соосно (см. фиг.1) гидроцилиндрам 6 с возможностью обеспечения возвратного перемещения поплавков 4. Гидромотор 9 на входе соединен через систему обратных клапанов 10 с гидроцилиндрами 6, а на выходе - с генератором 11. В гидросистему может быть включен регулятор 12 давления и гидроаккумулятор 13.
Столб также содержит складываемую для уменьшения парусности солнечную батарею 14, а также блок 16 аккумуляторных батарей, которые позволяют нивелировать изменения в естественном волнении океана и обеспечивать бесперебойную работу аппаратуры. В нижней части столба установлен гидролокатор 15 (фиг.4).
СОМ является полностью автономным устройством, использующим возобновляемые источники энергии, а именно энергию морских волн и, при необходимости, энергию солнца, вырабатываемую солнечными батареями 14. Энергию морских волн преобразуют в электрическую энергию путем преобразования работы, совершаемой взаимным движением поплавков 4 и вышки 1. Причем поплавки 4 одновременно являются и несущим элементом конструкции, обеспечивающими плавучесть устройства.
Изменение взаимоположения поплавков 4 и вышки 1 приводит в движение штоки гидроцилиндров 6, которые проталкивают масло через гидромоторы 9, которые в свою очередь вращают генераторы 11.
Величина вырабатываемой энергии пропорциональна массе СОМа. Мощность электроэнергии, вырабатываемая СОМом от движения волн, может достигать величины 1 кВт от одной тонны массы СОМа. Величина вырабатываемой энергии, в свою очередь зависит от потребностей передающей аппаратуры, размещенной на вышке.
Необходимой конструктивной особенностью СОМа является пониженный центр тяжести, который находится ниже уровня моря, обеспечивая тем самым устойчивость СОМа в вертикальном положении.
Высота СОМа над уровнем моря может колебаться от 10 до 100 метров, в зависимости от требований заказчика и условий размещения. Соответственно и общая масса СОМов будет колебаться примерно от 10 до 100 тонн. СОМ закреплен на морском дне якорными устройствами 5, которые фиксируют место дислокации СОМа, но обеспечивают подвижность конструкции в некотором диапазоне.
Элементы конструкции изготовлены из материалов, устойчивых к факторам среды использования (морская вода, ветер, солнце, температурный режим эксплуатации). Устройство выполнено таким образом, чтобы не требовать регламентных работ чаще, чем раз в 3 месяца.
Предложенная система для передачи информации над водной поверхностью морей и океанов (на чертежах не показана) содержит множество СОМов, фиксированных на местах дислокации с помощью своих якорных устройств и расположенных на таком расстоянии друг от друга, чтобы сохранялась устойчивая связь для приема/передачи и ретрансляции заданной информации. Из СОМов можно выстраивать цепь, двойную цепь и т.п., вплоть до схем сотовой связи. Легко подсчитать, что для покрытия сплошной квадратной сеткой из СОМов со стороной квадрата 40 км, обеспечивающей устойчивую связь по всем направлениям всевозможных водных поверхностей морей и океанов, более чем достаточно 200000 таких столбов.