SU1055682A1 - Method for orienting buoyant craft in water reservoir - Google Patents

Abstract

СПОСОБ ОРИЕНТИРОВАНИЯ ПЛАВСРЕДСТВА В ВОДНОМ БАССЕЙНЕ, заключающийс  в том, что заполн ют балластные емкости плавсредства, измен   их подъемную силу, точку приложени  которой располагают выше центра масс по одну и/й;;и другую сторону от этого центра, и ориентиру  продольную Ъсь плавсредства относительно горизонтальной плоскости, отличающ и и с   тем, что, с целью повышени  точности ориентировани , определ ют рассто ние от точки проекции центра масс плавсредства на горизонтальную плоскость до минимально удаленных от нее точек проекций краев плавсредства на эту же плоскость, расположенных по разные стороны от центра масс, и высоту превышени  центров масс балластных емкостей над центром масс плавсредства в горизонтальном положении последнего, а продольную ось плавсредства наклон ют относительно горизонтальной плоскости, при этом угол наклона определ ют по формуле ,oc orcig(,.ei), ; гдеоб- угол Нсжлона продольной плавсредства относительно горизонтальной плоскости; ьрассто ние между центрами масс плавсредства и балластной емкости; L - рассто ние между центрами масс двух балластных емкостей;. g рассто ние от точки проекции центра масс плавсредства на горизонтальную плоскость до минимально удаленной сзт нее точки проекции одного из краев плавсредства; Gсила т жести плавсредства в воде; Р - подъемна  сила одной баллайтной оикости; k - коэффициент, равный единице :л ш эо при ориентировании на данной или свободной водной поверхности и .больше единице при ори ентировании на глубине. 1. юTHE METHOD OF ORIENTING A PLANE IN A WATER BASIN, which consists in filling the floating ballast tanks, changing their lifting force, the point of application of which is located above the center of mass on one side and one side and the longitudinal side of the floating craft horizontal plane, distinguishing, and with the fact that, in order to increase the orientation accuracy, the distance from the point of projection of the center of mass of the craft to the horizontal plane is determined The edges of the craft on the same plane, located on opposite sides of the center of mass, and the height of excess of the centers of mass of the ballast tanks above the center of mass of the craft in the horizontal position of the latter, and the longitudinal axis of the craft are inclined relative to the horizontal plane, while the angle of inclination is determined by the formula , oc orcig (,. ei),; where is the angle Nszhlon longitudinal craft relative to the horizontal plane; the distance between the centers of mass of the craft and the ballast capacity; L is the distance between the centers of mass of two ballast tanks ;. g is the distance from the point of projection of the center of mass of the craft to the horizontal plane to the point of projection of one of the edges of the craft minimally distant from its northern side; Hydrocarbon gauge in water; P is the lifting power of one ballight target; k is a coefficient equal to unity: l w eo when oriented on a given or free water surface and greater than unity when oriented at depth. 1. th

Description

Изобретение относитс  к судостро нию и может быть использовано дл  ориентировани  специального плавуче го устройства в водном бассейне, на пример добычной машины. Известен способ ориентировани  плавсредства в водном бассейне, заключающийс  в том, что заполн ют балластные емкости плавсредства, из мен   их подъемную силу, точку .приложени  которой располагают выше центра масс по -одну и/или другую ст рону от этого центра, и ориентиру  продольную осьплавсредства относительно горизонтальной плоскости JY Недостатком этого способа  вл ет с   относительно невысока  -точность ориентировани  плавсредства вследствие того, что заполнение балластных емкостей ведут без учета пространственных координат точек приложё ни  векторой подъемных сил, а угол разворота устройства не может быть на еред заданньм. ( Целью изобретени   вл етс  повышение точности ориентировани . Указанна  цель достигаетс  тем, что согласно способу ориентировани  плавсредства в водном бассейне, заключающемус  .в том, что заполн ют балластные емкости плавсредства, из мен   их подъемную силу, точку приложени  которой располагают выше центра масс по одну и/или другую сторону от этого,центра, и ориентиру , продольную ось плавсредства относительно горизонтальной плоскости , определ ют рассто ние от точки приложени  проекции центра масс пла сре ства на горизонтальную плоскост до минимально удаленных от нее проекций краев плавсредства на эту же плоскость, расположенных по разные стороны от центра масс, и высоту превышени  центров масс балластных емкостей над центром масс плавсредства ,в горизонтальном положении последнего, а продольную ось плавсредства наклон ют относительно гор зонтальной плоскости, при этом угол наклона определ ют по формуле (L-P-I-), гдеfit - угол наклона продольной оси плавсредства относительно гор , зонтальной плоскости; п - рассто ние центрами мас , плавсредства и балластной емкости; L - рассто ние между центрами J масс двух балластных емкостей ° - рассто ние от точки проекции центра масс плавсредства на горизонтальную плоскость до минимально удаленной от нее точки проекции одного из крат ев плавсредства; О - сила т жести плавсредства в воде; Р - подъ.емна  сила одной балластной емкости; К - коэффициент, равный единице при ориентировании на донной или свободной водной поверхности и больше единицы при ориентировании на глубине. Предлагаемый способ имеет следующие преимущества: действие подъемной силы выше центра масс плавсредства 0обеспечивает изменением G/P любой наперед заданный угол ориентировани , не опрокидыва  плавсредство, отпадает необходимость в специальных регулирующих системах силы плавуч.ести , обеспечиваетс  повышение точности и устс)йчивОсти при ориентировании. На фиг. 1 показано положение плавсредства на дне; на фиг. 2 - положение плавсредства с ориентированием относительно поверхности дна; на фиг. 3 - положение плавсредства с ориентированием на глубине при всплытий; на фиг. 4 - положение плавсредства в плавучем состо нии под водой на глубинеh выше его центра масс; на фиг. 5 - положение плавсредства с ориентированием относительно поверхности воды; на фиг. б - положение устройства с ориентированием на глубине при погружений; на фиг. 7 графики зависимости угла орнентировани  оС от отношени  силы т жести (5в воде плавсредства к подъемной силе Р емкостей. 1... Дл  осуществлени  предлагаемого способа (фиг. 1 и 2) плавсредство 1 снабжаетс  балластными емкост ми 2, установленными, например, на жестко соединенных с ним стойках 3., Балластные емкости 2 устанавливаютс  на рассто нии h выше продольной оси проход щей через центр масс О плавсредства 1 и на рассто нии слева и L-Р справа от его центра масс О. Точка поворота А удалена от балластной емкости 2 на рассто ниеЬ , а от центра масс плавсредства - на Р . Балластные «УЖости 2 до -ориентировани  относительно поверхности дна заполнены жидкостью - водой (фиг. 1), а относительно поверхности воды (фиг. 4) продуты. При продувке,например , правой балластной емкости (фиг. 2) возникает подъемна  сила Р и при ее величине больше, ч&1 о. GJ;, плавсредство 1 поворачиваетс  относительно точки А с замедлением, а его продольна  ось ориентируетс  (зависает); относительно поверхности дна, повернувшись на уголрС . Зависание устройства 1 после поворота на угОл(Л происходит из-за создани  подъемной силы, вектор которой приложен в точке В на рассто нии К выше продольной оси 0| - Ov проход щей через центр его масс,.что обеспечивает уменьшение на величину И einoC подъемного момента силы Р при повр роте фиг. 2). Затем при продувке левой емкости (фиг. 3) возникает |ПОДъеи|на  сила Р/ / при ее значении 1б Га плавсредство 1 отрываетс  от дна и начинает всплывать сориентированным на глубине/ повернувшись отно сительно точки В на уголЛ Л(фиг.З) . При нахождении плавсредства 1 в плавучем состо нии под поверхностью вопы на глубине Н (o высоты положени  его центра масс) на него действуют силы плавучести Р и Р (фиг.4) , балластируют/например/правую ёмкость снижа  подъемную силу Р меньше величины G, -ь- , плавсредство ориентируетс  относительно поверхности воды, ;ловёрнув11 ись относительно точки А на уголо и зависнет (фиг.5). При балластировке левой емкости и достижении силы плавучести Р величины 1 плавсредство 1 начинает погру (Жатьс  сориентированным на глубине, повернувшись относительно точки Bj, на уголrfi pt(фиг. 6) . Процесс ориентировани  можно начинать с продувки или балластировки/ например левой емкости. Способ ориентировани  проверен экспериментально на модели. В результате экспериментов построены кривые зависимости угла наклона л продольной оси О,- O-jK горизонтальной плосгости плавсредства 1 от отношени  силы т жести в водеО плавсредства 1 к подъемной силе Р (фиг. 7). Полученные графики можно использовать дл  выбора величины действующей подъемгной силы .Р дл  необходимого угла на- клона (t. i Использование предлагаемого способа ориентировани  повышает точность и надежность при подъеме или опускании плавсредства.The invention relates to shipbuilding and can be used for orienting a special floating device in a water basin, for example, a mining machine. There is a known method of orienting a watercraft in a water basin, which consists in filling the ballast tanks of the watercraft, changing their lift, the point of application of which is located above the center of mass in one and / or other direction from this center, and the orientation of the longitudinal axis of the watercraft relative to the horizontal plane JY The disadvantage of this method is the relatively low orientation accuracy of the vessel due to the fact that ballast tanks are filled without taking into account the spatial coordinates then The check is not applied to the lift vector, and the device’s turning angle cannot be predetermined. (The aim of the invention is to improve the accuracy of orientation. This goal is achieved by the fact that according to the method of orientation of the watercraft in the water basin, which consists in filling the ballast tanks of the watercraft, changing their lifting force, the point of application of which is located above the center of mass by one and / or the other side of this, the center, and the reference point, the longitudinal axis of the craft relative to the horizontal plane, determine the distance from the point of application of the projection of the center of mass of the craft to the horizontal the projection of the edges of the craft on the same plane, located at opposite sides of the center of mass, and the height of the excess of the centers of mass of the ballast tanks above the center of mass of the vessel, in the horizontal position of the vessel, and the longitudinal axis of the vessel are inclined relative to the horizontal plane, the angle of inclination is determined by the formula (LPI-), wherefit is the angle of inclination of the longitudinal axis of the craft relative to the mountains, the vertical plane; n is the distance by the centers of masses, watercraft, and ballast capacitance; L is the distance between the centers J of the masses of two ballast tanks; ° the distance from the point of projection of the center of mass of the craft to the horizontal plane to the point of projection of one of the craft's shortest points; O - force of the body of watercraft in the water; Р - lifting power of one ballast capacity; K - coefficient equal to one when oriented on the bottom or free water surface and greater than one when oriented at depth. The proposed method has the following advantages: the effect of lifting force above the center of mass of the craft 0 ensures by changing the G / P any predetermined orientation angle, without overturning the craft, eliminating the need for special regulating systems of buoyancy force, provides improved accuracy and equipment for orientation. FIG. 1 shows the position of the craft at the bottom; in fig. 2 - position of the craft with orientation relative to the bottom surface; in fig. 3 - position of the watercraft with orientation to depth during ascent; in fig. 4 - position of the watercraft in the floating state under water at a depth above its center of mass; in fig. 5 - position of the craft with orientation relative to the water surface; in fig. b - the position of the device with orientation to the depth when diving; in fig. Fig. 7 plots the angle of orientation of the os on the ratio of the force of gravity (5 in the water of the craft to the lifting force P of the containers. 1 ... To implement the proposed method (Figs. 1 and 2) the floating device 1 is supplied with ballasts 2, for example, fixed the racks 3 connected to it. The ballast tanks 2 are set at a distance h above the longitudinal axis of the craft O passing through the center of mass O and the distance to the left and L-R to the right of its center of mass O. Turning point A is removed from the ballast capacity 2 on distance, and from the center of mas from floating craft - on R. Ballastnye “UZHOSTI 2 are filled with liquid — water (Fig. 1) before orientation to the bottom surface, and blown out relative to the water surface (FIG. 4). When blowing, for example, the right ballast capacity (FIG. 2) a lift force P arises and, when its value is greater, h & 1 O. GJ ;, craft 1 rotates relative to point A with deceleration, and its longitudinal axis is oriented (hangs); relative to the bottom surface, it is turned by angle C. The device 1 hangs after turning to the angle (L is due to the creation of a lifting force, the vector of which is applied at point B at a distance K above the longitudinal axis 0 | - Ov passing through the center of its mass, which ensures a decrease by moment of force P with the turn of Fig. 2). Then, when purging the left tank (Fig. 3), there arises | DOWN | on the force P / / when its value is 1b Ha, floating craft 1 is detached from the bottom and begins to float oriented at a depth / turning relative to point B by angle LL (fig. 3). When the floating device 1 is in the floating state under the surface of the scream at a depth H (o the height of the position of its center of mass), buoyancy forces P and P act on it (Fig. 4), ballast / for example / the right capacity reducing the lifting force P less than G, The watercraft is orientated relative to the surface of the water, turning around about point A at an angle and freezing (figure 5). When ballasting the left tank and reaching the buoyancy force P of size 1, the boat 1 starts to plunge (to go oriented at depth, turning relative to the point Bj, at an angle rfi pt (Fig. 6). The orientation process can be started with purging or ballasting / for example the left tank. Orientation method tested experimentally on a model. As a result of the experiments, curves of dependence of the angle of inclination l of the longitudinal axis O, - O-jK of the horizontal plane of the floating device 1 on the ratio of gravity in the water of the floating device 1 to lifting force P (Fig. 7). The resulting graphs may be used to select the magnitude of forces acting podemgnoy born in the desired angle for the slope of (t. i Using the proposed method improves the orienting accuracy and reliability when raising or lowering the boat.

////// / /7/////// /// ///////// ////// //7///////// Фиг.3////// / / 7 /////// /// ///////// ////// // 7 /////// Figure 3

jCjC

t. -t. -

OiOi

/////////////////////////////////////////////////// f)$indi ///////////////////// ////////////////////////////////////////////////// / f) $ indi ///////////////////

0 Фт.Ч ////7/ /7//7/ //7///////////, .50 ft.ch //// 7 / / 7 // 7 / // 7 /////////, .5

Claims (1)

; (54.) СПОСОБ ОРИЕНТИРОВАНИЯ ПЛАВСРЕДСТВА В ВОДНОМ БАССЕЙНЕ, заключающийся в том, что заполняют балластные емкости плавсредства, изменяя их подъемную силу, точку приложения которой располагают выше центра масс пр одну и/йди другую сторону от этоfro центра, и ориентируя продольную ось'плавсредства относительно горизонтальной плоскости, отличающ и й с я тем, что, с целью повышения точности ориентирования, определяют расстояние от точки проекции центра масс плавсредства на горизонтальную плоскость до минимально удаленных от нее точек проекций краев плавсредства на эту же плоскость, расположенных по разные стороны от' центра масс, и высоту превышения центров масс балластных емкостей над цент ром масс плавсредства в горизонтальном положении последнего, а продольную ось плавсредства наклоняют относительно горизонтальной плоскости, при этом угол наклона определяют по формуле где о£- угол наклона продольной Оси плавсредства относительно риэонтальной плоскости; _ч h - расстояние между центрами плавсредства и балластной кости;; (54.) METHOD OF ORGANIZING A WATER IN A WATER POOL, which consists in filling the ballast capacities of the boat, changing their lifting force, the point of application of which is located above the center of mass one and / or the other side of this center, and orienting the longitudinal axis of the boat relative to the horizontal plane, distinguishing with the fact that, in order to increase the accuracy of orientation, determine the distance from the projection point of the center of mass of the craft on the horizontal plane to the minimum projection points the edges of the boat on the same plane, located on opposite sides of the center of mass, and the height of the center of mass of the ballast tanks above the center of mass of the boat in the horizontal position of the boat, and the longitudinal axis of the boat is tilted relative to the horizontal plane, the angle of inclination is determined by the formula where o £ - the angle of inclination of the longitudinal axis of the craft relative to the riational plane; _h h - the distance between the centers of the craft and the ballast bone; L - расстояние между центрами двух балластных емкостей;L is the distance between the centers of the two ballast tanks; с - расстояние от точки проекции центра масс плавсредства на’ . горизонтальную плоскость до минимально удаленной от нее точки проекции одного “из краев плавсредства;c is the distance from the projection point of the center of mass of the craft on ’. the horizontal plane to the minimum projection point of one of the edges of the craft; G - сила тяжести плавсредства в воде;G is the gravity of the watercraft; Р - подъемная сила одной балластной емкости;P is the lifting force of one ballast tank; к - коэффициент, равный единице при ориентировании на данной или свободной водной поверхности и .больше единице при ори ентировании на глубине.k is a coefficient equal to unity when orienting on a given or free water surface and greater than unity when orienting at depth.