ПОДВОДНЫЙ АППАРАТ С КРЫЛЬЕВОЙ СИСТЕМОЙ

Полезная модель относится к подводным самоходным аппаратам с крыльевой системой, предназначенным для перемещения в течение длительного времени как подводный планер, а также, при необходимости, для движения на повышенной скорости.
Известно большое количество конструкций подводных планеров - глайдеров, например, «Autonomous unmanned underwater vehicle with buoyancy engine» по патенту США 8205570 В, 2012 г. Аппарат оснащен крыльевой системой и двигательно-движительным комплексом с управлением в двух плоскостях: по курсу и дифференту. Однако продолжительность его работы ограничивается проектной скоростью и энергоресурсом. В развитой крыльевой системе киль-поворотные крыльевые консоли существенно повышают сопротивление движению, что ухудшает ходовое качество аппарата DV (D-дистанция хода со скоростью V).
Однако подводные планеры, имея ограничения по скорости движения, обладают повышенной экономичностью расхода энергоресурса при погружении и всплытии за счет планирования вверх и вниз. Наиболее экономичны планеры с подвижным крылом. В качестве прототипа принят подводный планер патент РФ №2490164, 2013 г., в котором планер выполнен с возможностью саморегуляции угла атаки крыла в зависимости от скорости и направления набегающего потока без использования энергоресурса. Система саморегуляции включает установку крыла на оси, проходящей за линией давления крыла, ограничители поворота его консолей, установленные на или внутри корпуса планера, и связанные с ними упругие элементы, регулирующие изменение угла атаки при движении планера.
Недостаток данного планера относится к конструктиву крыльевой системы, гидродинамическое качество которой не обеспечивает в достаточной степени экономичное энергосбережение при работе подводного аппарата на повышенной скорости, например, при работе двигательно-движительного комплекса аппарата с изменяемым вектором тяги.
Техническим результатом предлагаемой полезной модели является достижение более качественного снижения сопротивления движению подводного аппарата за счет сброса крыльевой системы, что обеспечивает существенное повышение ходового качества DV на повышенных скоростях хода аппарата, например, при слежении за биообъектами.
Указанный результат достигается тем, что на подводном аппарате с крыльевой системой консоли крыла закреплены на корпусе аппарата при помощи замкового устройства, включающего узел силового крепления консолей на корпусе и узел раскрытия устройства, которое при переходе на скоростной режим движения аппарата раскрывается и под действием возникающей на них подъемной силы консоли крыла сбрасываются.
Узел силового крепления консолей крыла, включающий оси их вращения, расположенные за центром давления крыла, выполнены виде центроплана с конусным штырем, расположенным в диаметральной плоскости подводного аппарата, взаимодействующим с ответной, жестко закрепленной на аппарате, конусной втулкой и узлом для раскрытия замкового устройства, при этом углы конусности штыря и втулки выполнены большими, чем угол трения соприкасающихся конусных поверхностей.
Узел раскрытия замкового устройства выполнен в виде скользящего по, жестко связанным с конусной втулкой, направляющим вилки, взаимодействующей с канавкой хвостовика конусного штыря и снабженной муфтой с приводом перемещения. Привод перемещения вилки выполнен в виде винтового домкрата связанного с электродвигателем, который срабатывает по сигналу от дистанционного управления.
Полезная модель представлена на чертежах:
фиг. 1 - вид подводного аппарата: а) с крыльевой системой, б) при движении на повышенной скорости.
Фиг. 2 - общий вид замкового устройства в замкнутом виде.
Замковое устройство (фиг. 2) устанавливается в горловину корпуса 1 подводного аппарата и содержит центроплан 2, к которому на поворотные оси 3 крепятся показанные пунктиром консоли крыла крыльевой системы (фиг. 1а). Система регуляции крыла угла атаки в зависимости от скорости и направления набегающего потока, включающая демпферы с двухсторонним демпфирующим действием и ограниченным углом вращения описана в прототипе и размещена в центроплане 2.
В продольной плоскости центроплан 2 снабжен жестко закрепленным с ним коническим штырем 4, который своей наружной конусной поверхностью, выполненной существенно большей угла трения, входит в конусную втулку 5, являющейся частью корпуса 1.
Свободный конец конусного штыря 4 выполнен в виде цилиндрического хвостовика 6 с канавкой, которую охватывает вилка 7, имеющая возможность продольного перемещения в направляющих 8, которые в простейшем варианте могут быть оформлены в виде приливов втулки 5. В крайнем правом положении вилка выходит из зацепления с хвостовиком 6. Внешний конец вилки выполнен в виде винта 9 (домкрата) с навинченной на него гайкой 10, продольное смещение которой фиксируется упором 11, конструктивно оформленным в виде кронштейна, связанного с конусной втулкой 5. Выходной вал электродвигателя 12 (крепление к корпусу 1 не показано) муфтой 13 связан с гайкой 10.
Раскрытие (раскрепление) замкового устройства при движении подводного аппарата осуществляется дистанционной подачей питания на электродвигатель 12. При повороте гайки 10 без ее продольного движения, ввиду наличия упора 11, с помощью винта 9 вилка 7, перемещаясь по направляющим 8, освобождает хвостовик 6 конусного штыря 4, который выходит из конусной втулки 5 под действием подъемной силы, возникающей на консолях крыла.
Таким образом, только одноразовой подачей электросигнала обеспечивается отсоединение центроплана 2 с крыльевой системой от подводного аппарата, что обеспечивает существенное снижение лобового сопротивления его движению и повышение скорости движения, увеличивая тем самым дистанцию работы подводного аппарата.