RU124245U1 - UNDERWATER PLANER (OPTIONS) - Google Patents

UNDERWATER PLANER (OPTIONS) Download PDF

Info

Publication number
RU124245U1
RU124245U1 RU2012118660/11U RU2012118660U RU124245U1 RU 124245 U1 RU124245 U1 RU 124245U1 RU 2012118660/11 U RU2012118660/11 U RU 2012118660/11U RU 2012118660 U RU2012118660 U RU 2012118660U RU 124245 U1 RU124245 U1 RU 124245U1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
wing
consoles
rotation
angle
changing
Prior art date
Application number
RU2012118660/11U
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Сергей Георгиевич Щеглов
Алексей Сергеевич Ляшков
Original Assignee
Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Тихоокеанский океанологический институт им. В.И. Ильичева Дальневосточного отделения Российской академии наук (ТОИ ДВО РАН)
Федеральное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Морской государственный университет имени адмирала Г.И. Невельского" (ФБОУ ВПО МГУ им. адм. Г.И. Невельского)
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Тихоокеанский океанологический институт им. В.И. Ильичева Дальневосточного отделения Российской академии наук (ТОИ ДВО РАН), Федеральное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Морской государственный университет имени адмирала Г.И. Невельского" (ФБОУ ВПО МГУ им. адм. Г.И. Невельского) filed Critical Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Тихоокеанский океанологический институт им. В.И. Ильичева Дальневосточного отделения Российской академии наук (ТОИ ДВО РАН)
Priority to RU2012118660/11U priority Critical patent/RU124245U1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU124245U1 publication Critical patent/RU124245U1/en

Links

Images

Landscapes

  • Toys (AREA)

Abstract

1. Подводный планер, состоящий из корпуса, крыла из двух шарнирно присоединенных к корпусу консолей, киля и системы изменения углов атаки консолей, а также с электронными системами сбора и передачи информации, управления движением планера, регулирования плавучести и изменения дифферента и крена, расположенными внутри корпуса, отличающийся тем, что консоли установлены на оси вращения, проходящей за центром давления крыла, а система изменения углов атаки консолей выполнена путем установки на или внутри поверхности корпуса ограничителей диапазона углов поворота консолей или путем установки шарнира с ограниченным углом вращения для крепления консолей к корпусу.2. Подводный планер по п.1, отличающийся тем, что ограничители диапазона углов поворота консолей выполнены в виде двух противоположно расположенных по вертикали на корпусе за передней кромкой каждой из консолей ограничителей вращения.3. Подводный планер, состоящий из корпуса, шарнирно присоединенного к корпусу крыла, киля и системы изменения углов атаки крыла, а также с электронными системами сбора и передачи информации, управления движением планера, регулирования плавучести и изменения дифферента и крена, расположенными внутри корпуса, отличающийся тем, что крыло выполнено единым и установлено по схеме высокоплан-парасоль на оси, проходящей за центром давления крыла, а система изменения углов атаки крыла состоит, как минимум, из одного ограничителя диапазона изменения углов поворота крыла.4. Подводный планер по п.3, отличающийся тем, что в качестве ограничителя диапазона изменения углов поворота крыла используют два Г-образных элемента, установленн�1. An underwater glider, consisting of a hull, a wing of two consoles pivotally attached to the hull, a keel and a system for changing the angle of attack of the consoles, as well as electronic systems for collecting and transmitting information, controlling the movement of the glider, regulating buoyancy and changing the trim and roll located inside case, characterized in that the consoles are mounted on the axis of rotation passing beyond the center of pressure of the wing, and the system for changing the angle of attack of the consoles is made by installing on or inside the surface of the body of the limiters di a range of rotation angles of the consoles or by installing a hinge with a limited rotation angle for mounting the consoles to the body. 2. Underwater glider according to claim 1, characterized in that the limiters of the range of rotation angles of the consoles are made in the form of two oppositely arranged vertically on the body behind the front edge of each of the consoles of rotation limiters. 3. Underwater glider, consisting of a hinge pivotally attached to the wing body, keel and a system for changing the angle of attack of the wing, as well as with electronic systems for collecting and transmitting information, controlling the movement of the airframe, regulating buoyancy and changing the trim and roll, located inside the body, characterized in that the wing is made uniform and installed according to the high-wing-parasol scheme on an axis passing beyond the center of the wing pressure, and the system of changing the angle of attack of the wing consists of at least one limiter of the range of variation angles of rotation of the wing. 4. Underwater glider according to claim 3, characterized in that as a limiter of the range of variation of the angles of rotation of the wing, two L-shaped elements are installed, installed

Description

Полезная модель относится к судостроению, конкретно, к автономным необитаемым подводным самоходным аппаратам для исследования водных акваторий.The utility model relates to shipbuilding, specifically, to autonomous uninhabited underwater self-propelled vehicles for the study of water areas.

На сегодняшний день выпускается несколько моделей планеров. Среди них наиболее известны Scarlet Knight, APEX производитель Teledyne Webb, Seaglider разработчик University of Washington, Spray разработчик Woods Hole Oceanographic Institution, Scripps Institution of Oceanography SeaExplorer производитель ACSA, ALBAC Kawaguchi Япония (http://en.wikipedia.org/wiki/Seaglider). Подводные планеры имеют различную форму корпуса от торпедообразной до удобообтекаемой и, как правило, жестко закрепленные крылья (симметричные или плоские) (IEEE Journal of oceanic engineering, vol.26, n.4, p.437-446, 2001).To date, several models of gliders are available. The most famous among them are Scarlet Knight, APEX producer Teledyne Webb, Seaglider developer University of Washington, Spray developer Woods Hole Oceanographic Institution, Scripps Institution of Oceanography SeaExplorer producer ACSA, ALBAC Kawaguchi Japan (http://en.wikipedia.org/wiki/Seaglider ) Underwater gliders have a different hull shape from torpedo to streamlined and, as a rule, rigidly fixed wings (symmetrical or flat) (IEEE Journal of oceanic engineering, vol. 26, n.4, p.437-446, 2001).

Однако жесткое крепление крыльев, с начальным углом установки ноль градусов для создания одинаковых условий обтекания жидкости при планировании вверх и вниз (погружение и всплытие), приводит к увеличению коэффициента гидродинамического сопротивления корпуса, поскольку угол планирования не совпадает с продольной осью планера, так как угол атаки крыла задается дифферентом.However, the rigid fastening of the wings, with an initial angle of installation of zero degrees to create the same conditions for fluid flow during planning up and down (immersion and ascent), leads to an increase in the coefficient of hydrodynamic drag of the hull, since the planning angle does not coincide with the longitudinal axis of the glider, since the angle of attack wing is set by trim.

Известны подводные планеры с подвижным крылом, например, подводный планер по з. США №20090241826. Планер оборудован системой управления движением каждой из консолей крыла, обеспечивающей движение консолей крыла вверх, когда планер опускается вниз и вниз, когда планер идет вверх. Такая конструкция планера за счет V образности крыла приводит к увеличению поперечной устойчивости аппарата и дает возможность управления поворотом за счет удержания электромагнитом или другим устройством в противоположном положении одну из консолей.Known underwater gliders with a moving wing, for example, an underwater glider in z. U.S. No. 20090241826. The glider is equipped with a motion control system for each of the wing consoles, providing movement of the wing consoles up when the glider goes down and down when the glider goes up. This design of the airframe due to the V shape of the wing leads to an increase in the lateral stability of the apparatus and makes it possible to control the rotation by holding one of the consoles in the opposite position by holding an electromagnet or other device.

Однако такая конструкция планера не позволяет уменьшить коэффициент гидродинамического сопротивления и не позволяет минимизировать угол планирования без увеличения лобового сопротивления и как следствие потери скорости планера.However, such a design of the airframe does not allow decreasing the coefficient of hydrodynamic drag and does not allow minimizing the planning angle without increasing drag and, as a result, loss of airframe speed.

Наиболее близким к заявляемому является подводный планер, корпус которого снабжен крылом из двух подвижных консолей и подвижным хвостовым оперением, которые приводятся в движение четырьмя двигателями. Планер оборудован электронными системами сбора и передачи информации, управления движением планера и движением консолей, системами регулирования плавучестью и изменения дифферента, расположенными внутри корпуса. Консоли и хвостовое оперение установлены на корпусе планера на оси по принципу горизонтальных рулей подводной лодки, то есть выполнены балансирными, для уменьшения величины вращающего момента, создаваемого электродвигателями при изменении углов атаки, с возможностью принудительного по заданной программе изменения угла атаки консолей и хвостового оперения, которое осуществляется двигателями. (в.з. Японии №2007276609 А). В авиации, когда ось вращения смещена назад по отношению к передней кромке, такое расположение оси вращения называют осевой компенсацией, для уменьшения шарнирного моментаClosest to the claimed is an underwater glider, the body of which is equipped with a wing of two movable consoles and a movable tail unit, which are driven by four engines. The glider is equipped with electronic systems for collecting and transmitting information, controlling the movement of the glider and the movement of the consoles, buoyancy control and trim systems located inside the hull. The consoles and the tail unit are mounted on the airframe on an axis according to the principle of the horizontal rudders of the submarine, that is, they are balanced, to reduce the magnitude of the torque created by the electric motors when the angle of attack is changed, with the possibility of forcing, according to a given program, the angle of attack of the consoles and tail unit, which carried out by engines. (Supreme Court of Japan No. 2007276609 A). In aviation, when the axis of rotation is shifted back relative to the leading edge, this arrangement of the axis of rotation is called axial compensation to reduce the articulated moment

Такая конструкция планера решает проблему высокой маневренности для выполнения сложных движений - крутые виражи, резкие торможения, остановки, погружение при сохранении горизонтального положения планера.This design of the airframe solves the problem of high maneuverability to perform complex movements - sharp turns, sudden braking, stopping, diving while maintaining the horizontal position of the airframe.

Однако данная конструкция планера сложна и дорога, требует затрат энергии для работы двигателей, обеспечивающих повороты консолей и хвостового оперения, приводит к увеличению веса и размеров планера из-за установки дополнительных электроприводов (серводвигатели, редукторы), необходимости герметизации валов вращения оси, дополнительного программного обеспечения для системы управления движением консолей и оперения и, как следствие, к уменьшению веса полезной нагрузки и автономности аппарата. Кроме того, из-за увеличения плотности внутренней компоновки планера увеличивается диапазон изменения силы плавучести, что требует увеличения времени и затрат энергии на изменение силы плавучести. Применение дополнительных электромеханических устройств увеличивает шумы оборудования, что ведет к повышению вероятности обнаружения планера и вносит помехи при гидроакустических исследованиях. Выполнение крыла из двух лежащих в одной плоскости консолей снижает поперечную устойчивость планера.However, this design of the airframe is complex and expensive, requires energy for the operation of the engines, providing the turns of the consoles and the tail, leads to an increase in the weight and size of the airframe due to the installation of additional electric drives (servomotors, gearboxes), the need to seal the shaft of rotation of the axis, additional software for a control system for the movement of consoles and plumage and, as a consequence, to reduce the weight of the payload and the autonomy of the device. In addition, due to the increase in the density of the internal layout of the airframe, the range of changes in the buoyancy force increases, which requires an increase in the time and energy required to change the buoyancy force. The use of additional electromechanical devices increases the noise of the equipment, which leads to an increase in the likelihood of glider detection and introduces interference in sonar studies. The execution of the wing from two consoles lying in the same plane reduces the lateral stability of the airframe.

Задача полезной модели - упрощение конструкции планера, снижение шума и энергозатрат, увеличение автономности и полезной нагрузки планера при тех же массогабаритных характеристиках, улучшение гидродинамических характеристик, что достигается за счет установки угла атаки в зависимости от направления набегающего потока.The objective of the utility model is to simplify the design of the airframe, reduce noise and energy consumption, increase the autonomy and payload of the airframe with the same weight and size characteristics, improve the hydrodynamic characteristics, which is achieved by setting the angle of attack depending on the direction of the incoming flow.

Поставленная задача решается подводным планером, состоящим из корпуса, крыла из двух шарнирно присоединенных к корпусу консолей, киля и системы изменения углов атаки консолей, а также электронными системами сбора и передачи информации, управления движением планера, регулирования плавучестью и изменения дифферента и крена, расположенными внутри корпуса, при этом консоли установлены на оси, проходящей за центром давления крыла, а система изменения углов атаки консолей включает ограничители диапазона изменения углов поворота консолей, установленные на или внутри корпуса планера.The problem is solved by an underwater glider, consisting of a body, a wing of two consoles pivotally attached to the body of the console, a keel and a system for changing the angle of attack of the consoles, as well as electronic systems for collecting and transmitting information, controlling the movement of the airframe, controlling buoyancy and changing the trim and roll located inside hulls, while the consoles are mounted on an axis extending beyond the center of pressure of the wing, and the system for changing the angle of attack of the consoles includes limiters for the range of changes in the angle of rotation of the consoles, tanovlenii on or within the airframe body.

Поставленная задача решается также подводным планером, состоящим из корпуса, шарнирно присоединенного к корпусу крыла, киля и системы изменения углов атаки крыла, а также электронными системами сбора и передачи информации, управления движением планера, регулирования плавучестью и изменения дифферента и крена, расположенными внутри корпуса, при этом крыло установлено по схеме высокоплан-парасоль на как минимум одном шарнире крыло-подкос на оси, проходящей за центром давления крыла, а система изменения углов атаки крыла состоит как минимум из одного ограничителя диапазона изменения углов поворота крыла, установленного на корпусе планера.The problem is also solved by an underwater glider, consisting of a body pivotally attached to the wing body, keel and a system for changing the angle of attack of the wing, as well as electronic systems for collecting and transmitting information, controlling the movement of the airframe, controlling buoyancy and changing the trim and roll located inside the body, at the same time, the wing is installed according to the high-wing-parasol scheme on at least one hinge-wing strut on an axis passing beyond the wing pressure center, and the system of changing the angle of attack of the wing consists of at least mind from one limiter of the range of variation of the angles of rotation of the wing mounted on the airframe.

Предлагаемая конструкция планера с установкой крыла на оси вращения, проходящей за центром давления крыла и системой изменения углов атаки крыла обеспечивает установку оптимального угла атаки крыла в зависимости от направления набегающего потока и создает условия, при которых направление движения планера совпадает с продольной осью корпуса, то есть достигается минимизация угла планирования и коэффициента лобового сопротивления планера без дополнительных энергозатрат, снижение шумовых помех и увеличение автономности, полезной нагрузки планера, горизонтальной скорости и длины цикла при тех же массогабаритных характеристиках, как у прототипа.The proposed design of the airframe with the installation of a wing on the axis of rotation passing beyond the center of pressure of the wing and the system of changing the angle of attack of the wing provides the optimal angle of attack of the wing depending on the direction of the incoming flow and creates conditions under which the direction of movement of the airframe coincides with the longitudinal axis of the hull, i.e. achieved minimization of the planning angle and drag coefficient of the airframe without additional energy costs, reducing noise interference and increasing autonomy, useful heat dressing airframe, and a horizontal rate cycle length with the same weight and size characteristics as the prototype.

Из аэродинамики известно, что величину Сх/Сy3/2 называют коэффициентом мощности, так как она характеризует мощность, развиваемую силой веса при опускании планера. Так же известно, что минимальная скорость снижения будет соответствовать минимальному значению коэффициента мощности, то есть необходимо снижать величину коэффициента Сх и увеличивать коэффициент Сy. Режим минимальной скорости снижения не соответствует режиму наибольшего качества крыла, а получается на несколько большем угле атаки, то есть планирование на режиме минимального снижения соответствует оптимальному коэффициенту подъемной силы Сy опт.From aerodynamics it is known that the value of C x / Cy 3/2 is called the power factor, since it characterizes the power developed by the force of weight when lowering the airframe. It is also known that the minimum rate of decline will correspond to the minimum value of the power factor, that is, it is necessary to reduce the value of the coefficient C x and increase the coefficient C y . The minimum reduction speed mode does not correspond to the mode of the highest wing quality, but is obtained at a slightly larger angle of attack, that is, planning at the minimum reduction mode corresponds to the optimum lift coefficient C y opt .

Установка крыла на оси вращения, проходящей за центром давления крыла приводит к снижению момента силы, необходимого для вращения (поворота) крыла при изменении направления набегающего потока.The installation of the wing on the axis of rotation passing beyond the center of pressure of the wing reduces the moment of force necessary for rotation (rotation) of the wing when changing the direction of the incoming flow.

Система ограничения диапазона изменения углов поворота консолей в заявляемом решении выполнена механической и может быть конструктивно реализована различными способами с достижением одного и того же результата, например, в виде двух противоположно расположенных на или внутри поверхности корпуса ограничителей (упоров) поворота каждой из консолей или, если консоли закреплены на одной оси вращения, ограничить угол поворота можно, установив ограничитель внутри корпуса; система может быть реализована и путем выполнения шарнирного соединения консолей с корпусом с использованием шарниров с ограниченным углом вращения.The system for limiting the range of variation of the rotation angles of the consoles in the claimed solution is mechanical and can be structurally implemented in various ways with the same result, for example, in the form of two oppositely located on or inside the housing surface of the limiters (stops) of rotation of each of the consoles or, if consoles are fixed on one axis of rotation, you can limit the angle of rotation by installing a limiter inside the case; the system can be implemented by swiveling the consoles with the housing using hinges with a limited rotation angle.

Для уменьшения радиуса поворота ограничители вращения консолей выполняют в виде электромагнитных защелок.To reduce the radius of rotation of the limiters rotation of the consoles are in the form of electromagnetic latches.

Для увеличения поперечной устойчивости планера крепление консолей к корпусу осуществляют с использованием шаровых шарниров, что позволит изменять V-образность крыла автоматически в зависимости от планирования вверх или вниз.To increase the lateral stability of the airframe, the consoles are mounted to the body using ball joints, which will allow you to change the V-shape of the wing automatically, depending on planning up or down.

Для варианта планера с крылом, установленным по схеме высокоплан-парасоль на шарнире крыло-подкос на оси, проходящей за центром давления крыла, ограничители вращения крыла могут быть выполнены как минимум в виде одного Г-образного элемента, установленного на корпусе планера по центру крыла. Высота вертикальной части элемента будет соответствовать необходимому углу атаки крыла. Для предупреждения поломки крыла при движении целесообразнее установить не менее двух ограничителей.For a variant of a glider with a wing mounted according to the high-wing-parasol scheme on a hinge-strut hinge on an axis extending beyond the wing pressure center, wing rotation limiters can be made in the form of at least one L-shaped element mounted on the airframe in the center of the wing. The height of the vertical part of the element will correspond to the desired angle of attack of the wing. To prevent damage to the wing during movement, it is advisable to install at least two limiters.

Система ограничения диапазона изменения углов поворота крыла может быть выполнена и путем использования как минимум одного шарнира с ограниченным углом вращения для крепления крыла к подкосу.The system of limiting the range of variation of the angle of rotation of the wing can be performed by using at least one hinge with a limited angle of rotation for attaching the wing to the strut.

Сущность полезных моделей приведена на Фиг.1-4, где 1 - крыло, 2 - ось вращения (крепления) крыла, 3 - ограничители угла поворота, 4 - корпус.The essence of utility models is shown in Figs. 1-4, where 1 is the wing, 2 is the axis of rotation (fastening) of the wing, 3 are the limiters of the angle of rotation, 4 is the body.

На Фиг.1 представлена одна из возможных схем регулирования угла атаки консоли при установке ограничителей угла поворота на поверхности корпуса планера.Figure 1 presents one of the possible schemes for adjusting the angle of attack of the console when installing limiters of the angle of rotation on the surface of the airframe.

На Фиг.2 - представлена схема системы регулирования угла атаки крыла при установке ограничителей угла поворота внутри корпуса планера на общей оси вращения консолей.Figure 2 - presents a diagram of a system for controlling the angle of attack of the wing when installing limiters of the angle of rotation inside the airframe on the common axis of rotation of the consoles.

На фиг.3 схематично изображен планер с крылом, установленным по схеме высокоплан-парасоль.Figure 3 schematically shows a glider with a wing installed according to the high-parasol scheme.

На Фиг.4 для сравнения схематично изображены схемы движения подводного планера с неподвижным крылом (а) и крылом с саморегуляцией угла атаки (б).Figure 4 for comparison schematically shows the movement pattern of an underwater glider with a fixed wing (a) and a wing with self-regulation of the angle of attack (b).

При закреплении ограничителей 3 на поверхности корпуса 4 (Фиг.1), они могут быть установлены со стороны передней (Фиг.1) кромки консоли 1 и угол поворота определяется их расстоянием от продольной оси планера и равен углу оптимального качества для применяемого крыла..When fixing the stops 3 on the surface of the body 4 (Figure 1), they can be installed on the side of the front (Figure 1) edge of the console 1 and the rotation angle is determined by their distance from the longitudinal axis of the glider and is equal to the angle of optimal quality for the wing used ..

Консоли крыла в свою очередь могут быть установлены как на одной оси 2, проходящей через корпус, так и на двух независимых осях.The wing consoles, in turn, can be installed both on one axis 2 passing through the body, and on two independent axes.

При установке ограничителей угла поворота внутри корпуса планера на общей оси 2 вращения консолей, ось 2 герметизируется от внешней среды сальниками, осевое перемещения фиксируется втулками, выполненными в виде цилиндрических секторов с центральным углом равным диапазону поворота консолей 1 и ограничителей (стопоров) 3, установленных на внутренней части корпуса в секторе вращения втулок или двух стопоров на каждой из внутренней сторон корпуса и двух рычагов между стопорами установленных на оси 2 (Фиг.2).When installing limiters of the rotation angle inside the airframe on a common axis 2 of rotation of the consoles, the axis 2 is sealed from the external environment by oil seals, the axial movement is fixed by bushings made in the form of cylindrical sectors with a central angle equal to the rotation range of the consoles 1 and limiters (stops) 3 mounted on the inner part of the housing in the sector of rotation of the bushings or two stoppers on each of the inner sides of the housing and two levers between the stoppers installed on the axis 2 (Figure 2).

Перечисленные выше примеры реализации системы регулирования углов атаки крыла подводного планера в зависимости от направления набегающего потока без использования дополнительных источников питания не являются исчерпывающими и выбор будет определяться исходя из выбранных материалов для изготовления планера, формы и размеров корпуса, профиля и размеров крыла и так далее, а также и от поставленных научных задач.The above examples of the implementation of the system for controlling the angle of attack of the wing of an underwater glider depending on the direction of the incoming flow without using additional power sources are not exhaustive and the choice will be determined based on the selected materials for the manufacture of the glider, the shape and dimensions of the body, the profile and dimensions of the wing, and so on, as well as from scientific tasks.

Движение планера заявляемых конструкций осуществляется следующим образом (Фиг.4б). Первоначально планер находится на плаву на поверхности воды и его крыло находится в безразличном состоянии. По команде системы управления планер любыми известными способами изменяет плавучесть на отрицательную и дифферент на нос.. При погружения возникает сила сопротивления набегающего потока на нижние плоскости крыла и, так как ось вращения смещена к задней кромке крыла, возникает вращающий (шарнирный) момент, который поворачивает крыло 1 на угол атаки, заданный верхним ограничителем, при котором достигается оптимальное качество установленного крыла, что приводит к переходу вертикального движения в горизонтальное за счет подъемной силы крыла. Планер (корпус), двигается параллельно набегающему потоку увеличивает скорость погружения за счет изменения остаточной плавучести, так же увеличивается скорость набегающего потока на крыло и как следствие увеличивается подъемная сила крыла и планер перемещается по горизонтали по более пологой траектории, скорость планирования будет зависеть от силы остаточной плавучести и гидродинамического сопротивления планера. Планер выходит на установившийся режим. При достижении заданной глубины погружения с системы управления поступает команда на смену дифферента (тангажа) и плавучести противоположные по знаку. Так как процесс смены плавучести происходит постепенно, то также постепенно происходит и замедление планирования. Давление набегающего потока воды падает и уменьшается подъемная сила крыла. Планер с дифферентом на корму начинает всплывать, набегающий поток воды давит на верхнюю плоскость крыла и разворачивает крыло на отрицательный (противоположный) угол атаки, что вызывает инверсию точки приложения подъемной силы крыла и планер начнет планировать вверх опираясь уже на верхнюю плоскость крыла. При достижении заданной глубины всплытия процесс повторяется, если это задано программой или планер всплывает на поверхность.The movement of the glider of the claimed structures is as follows (Fig.4b). Initially, the glider is afloat on the surface of the water and its wing is in an indifferent state. At the command of the glider control system, by any known means, it changes buoyancy to negative and trim on the nose. When immersed, the resistance force of the incoming flow to the lower planes of the wing arises and, since the axis of rotation is shifted to the trailing edge of the wing, a rotational (articulated) moment arises that turns wing 1 at the angle of attack defined by the upper limiter, at which the optimal quality of the installed wing is achieved, which leads to the transition of vertical movement to horizontal due to the lifting force of the wing a. A glider (body) moving parallel to the incoming flow increases the speed of immersion due to a change in the residual buoyancy, the speed of the incoming flow on the wing also increases, and as a result, the lifting force of the wing increases and the glider moves horizontally along a flatter path, the planning speed will depend on the residual force buoyancy and hydrodynamic drag of the airframe. The glider enters steady state. Upon reaching a given depth of immersion, a command is issued from the control system to change the trim (pitch) and the buoyancy are opposite in sign. Since the process of changing buoyancy occurs gradually, a slowdown in planning also gradually occurs. The pressure of the oncoming flow of water drops and the lifting force of the wing decreases. A glider with a trim on the stern starts to emerge, an incoming water stream presses on the upper plane of the wing and turns the wing to a negative (opposite) angle of attack, which causes an inversion of the point of application of the lifting force of the wing and the glider will begin to plan upward, leaning on the upper plane of the wing. When the specified ascent depth is reached, the process is repeated if it is specified by the program or the glider floats to the surface.

Таким образом, система автоустановки угла атаки позволяет минимизировать коэффициент лобового сопротивления аппарата при оптимальном качестве крыла, то есть обеспечить планирование с минимально возможным гидродинамическим сопротивлением корпуса и крыла, в результате чего достигается максимально возможная скорость планирования при минимальной вертикальной скорости снижения, а следовательно увеличивается горизонтальная скорость и длина цикла при одинаковых с прототипом массогабаритных характеристиках, но с большей полезной нагрузкой и автономностью без дополнительных энергозатрат.Thus, the automatic installation of the angle of attack allows minimizing the drag coefficient of the apparatus with optimal wing quality, that is, provide planning with the lowest possible hydrodynamic drag of the hull and wing, resulting in the highest possible planning speed at the minimum vertical speed of descent, and therefore increases the horizontal speed and cycle length with the same weight and size characteristics as the prototype, but with a greater useful load low and autonomy without additional energy costs.

Claims (4)

1. Подводный планер, состоящий из корпуса, крыла из двух шарнирно присоединенных к корпусу консолей, киля и системы изменения углов атаки консолей, а также с электронными системами сбора и передачи информации, управления движением планера, регулирования плавучести и изменения дифферента и крена, расположенными внутри корпуса, отличающийся тем, что консоли установлены на оси вращения, проходящей за центром давления крыла, а система изменения углов атаки консолей выполнена путем установки на или внутри поверхности корпуса ограничителей диапазона углов поворота консолей или путем установки шарнира с ограниченным углом вращения для крепления консолей к корпусу.1. Underwater glider, consisting of a hull, a wing of two consoles pivotally attached to the hull, a keel and a system for changing the angle of attack of the consoles, as well as electronic systems for collecting and transmitting information, controlling the movement of the glider, regulating buoyancy and changing the trim and roll, located inside case, characterized in that the console is mounted on the axis of rotation passing beyond the center of pressure of the wing, and the system for changing the angle of attack of the consoles is made by installing on or inside the surface of the body limiters di a range of rotation angles of the consoles or by installing a hinge with a limited rotation angle for mounting the consoles to the body. 2. Подводный планер по п.1, отличающийся тем, что ограничители диапазона углов поворота консолей выполнены в виде двух противоположно расположенных по вертикали на корпусе за передней кромкой каждой из консолей ограничителей вращения.2. Underwater glider according to claim 1, characterized in that the limiters of the range of rotation angles of the consoles are made in the form of two oppositely located vertically on the body behind the front edge of each of the consoles of rotation limiters. 3. Подводный планер, состоящий из корпуса, шарнирно присоединенного к корпусу крыла, киля и системы изменения углов атаки крыла, а также с электронными системами сбора и передачи информации, управления движением планера, регулирования плавучести и изменения дифферента и крена, расположенными внутри корпуса, отличающийся тем, что крыло выполнено единым и установлено по схеме высокоплан-парасоль на оси, проходящей за центром давления крыла, а система изменения углов атаки крыла состоит, как минимум, из одного ограничителя диапазона изменения углов поворота крыла.3. An underwater glider consisting of a hinge pivotally attached to the wing hull, keel and a system for changing the angle of attack of the wing, as well as with electronic systems for collecting and transmitting information, controlling the movement of the glider, regulating buoyancy and changing the trim and roll, located inside the hull, characterized the fact that the wing is made uniform and installed according to the high-parasol scheme on an axis passing beyond the center of the wing pressure, and the system of changing the angle of attack of the wing consists of at least one range limiter I wing angles of rotation. 4. Подводный планер по п.3, отличающийся тем, что в качестве ограничителя диапазона изменения углов поворота крыла используют два Г-образных элемента, установленных на корпусе планера перед передней кромкой крыла.
Figure 00000001
4. The underwater glider according to claim 3, characterized in that two L-shaped elements mounted on the airframe in front of the leading edge of the wing are used as a limiter for the range of variation of the angles of rotation of the wing.
Figure 00000001
RU2012118660/11U 2012-05-04 2012-05-04 UNDERWATER PLANER (OPTIONS) RU124245U1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2012118660/11U RU124245U1 (en) 2012-05-04 2012-05-04 UNDERWATER PLANER (OPTIONS)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2012118660/11U RU124245U1 (en) 2012-05-04 2012-05-04 UNDERWATER PLANER (OPTIONS)

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU124245U1 true RU124245U1 (en) 2013-01-20

Family

ID=48807798

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2012118660/11U RU124245U1 (en) 2012-05-04 2012-05-04 UNDERWATER PLANER (OPTIONS)

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU124245U1 (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2629474C1 (en) * 2016-08-22 2017-08-29 Александр Поликарпович Лялин Submarine vessel propulsor
RU176835U1 (en) * 2017-06-05 2018-01-30 Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Тихоокеанский океанологический институт им. В.И. Ильичева Дальневосточного отделения Российской академии наук (ТОИ ДВО РАН) UNDERWATER PLANER

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2629474C1 (en) * 2016-08-22 2017-08-29 Александр Поликарпович Лялин Submarine vessel propulsor
RU176835U1 (en) * 2017-06-05 2018-01-30 Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Тихоокеанский океанологический институт им. В.И. Ильичева Дальневосточного отделения Российской академии наук (ТОИ ДВО РАН) UNDERWATER PLANER

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US10532793B2 (en) Motor boat with retractable foils
CN111301079B (en) Cross-medium air-sea amphibious unmanned aerial vehicle
CN109229376B (en) Cross-domain amphibious carrier
RU2490164C1 (en) Underwater glider (versions)
CN108725778B (en) Amphibious unmanned aerial vehicle with duck wings and variable wing dihedral angles
CN108725777B (en) Amphibious unmanned aerial vehicle based on ducted vector propulsion
US20190061880A1 (en) Flying Craft with Realtime Controlled Hydrofoil
US20130319310A1 (en) High-speed marine vessel having aerodynamically suspended cabin or cockpit
CN101595027A (en) Series connection/canard ground effect vehicle with suspension system
CN113400871A (en) Hydrofoil device adapted to light amphibious vehicle
KR20150130936A (en) Oscillating foil propulsion system and method for controlling a motion of an oscillating movable foil
US10661623B2 (en) Multi-modal flying airplane and underwater glider
RU122970U1 (en) UNDERWATER PLANER (OPTIONS)
RU124245U1 (en) UNDERWATER PLANER (OPTIONS)
CN205632940U (en) Unmanned ship of hydrofoil of little water plane of stealthy monomer
CN114435044A (en) Variable cross-medium aircraft
US3145954A (en) Vehicle for non-air, semi-air, and full-air supported travel
Sang et al. Hydrodynamic performance analysis of flapping hydrofoil for single-body architecture wave glider
CN210592382U (en) Underwater towed body with stable course
RU2680678C1 (en) Underwater glider motion control system
CN110456809B (en) Design method of variable-structure integrated controller for reducing AUV (autonomous Underwater vehicle) rolling and pitching
RU2657701C1 (en) Differentiation managing method of towed underwater object
US3225728A (en) Hulled body equipped with wave-riding device
Zou et al. Design and implementation of a gliding cross-domain vehicle
US9452808B1 (en) High speed watercraft stabilization

Legal Events

Date Code Title Description
MM9K Utility model has become invalid (non-payment of fees)

Effective date: 20180505