Зажимное устройство для крепления забортных гидроакустических систем при их калибровке
Владельцы патента RU 2365937:
Федеральное государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "ЮЖНЫЙ ФЕДЕРАЛЬНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ" (ЮФУ) (RU)
Изобретение относится к области гидроакустики, в частности к измерению параметров приемоизлучающих антенн гидроакустических систем вертикального зондирования. Техническим результатом является повышение надежности закрепления устройства и улучшение условий монтажа под водой. Зажимное устройство содержит калибруемую гидроакустическую антенну (1), образцовую гидроакустическую мишень (2), гидроакустический излучатель (3), средство измерения (4), размещенные на поворотном устройстве (5), три зажимные лапки (6), образующие угол 120° и сопряженные между собой посредством болтов (14) и вставок (8, 9). Отверстия во вставках выполнены таким образом, что во вставках (8), размещенных со стороны края лапок (6), отверстия базирующие, а во вставках (9), размещенных в средней части лапок (6), - резьбовые. Каждая зажимная лапка (6) содержит соединенные с возможностью вращения вокруг своей оси вышеуказанными вставками (8, 9) стрелу (10) из профиля и вспомогательный уголок (11), на котором имеются разметочные риски, совмещаемые с рисками на мерной планке (7) пластины (12), которая имеет возможность перемещения и монтажа на стреле (6). На пластине закреплен базирующий уголок (13). Каждый базирующий уголок установлен с возможностью ограниченного поворота на шарнирах (15), оси которых параллельны оси поворотного устройства (5). В местах сопряжения на зажимных лапках (6) в нижней части имеются направляющие выступы (16). 7 ил.
Предлагаемое изобретение относится к области гидроакустики, в частности к измерению параметров приемоизлучающих антенн гидроакустических систем вертикального зондирования (эхолоты, прфилографы, параметрические излучающие антенны), установка которых осуществляется посредством штанг забортного устройства, закрепленного в носовой части или по борту судна, и может быть использовано для метрологической проверки рабочих гидроакустических средств измерений в натурных условиях натурного водоема.
Известна гидроакустическая антенна, содержащая цилиндрический участок с закрепленным на нем защитным кожухом, цилиндрическую обойму, установленную на цилиндрическом участке корпуса с возможностью вращения, закрепленные на обойме гидроакустические приемники и противовес, который прикреплен к обойме крепежным элементом из растворимого в морской воде сплава, отличающаяся тем, что, с целью повышения надежности ориентации гидроакустических приемников за счет увеличения неустойчивости противовеса, противовес со стороны цилиндрической обоймы имеет цилиндрическую поверхность и дополнительно соединен с обоймой гибкой связью, а крепежный элемент дополнительно соединен с цилиндрическим участком корпуса (см. авторское свидетельство №1571524, G01S 7/52, бюл. №22, 1990 г.).
Признаки совпадающие - цилиндрический участок корпуса с возможностью вращения, закрепленный с ориентацией гидроакустический приемник, наличие соединения с гибкой связью, крепежный элемент соединен с цилиндрическим участком корпуса.
Причинами, препятствующими получению технического результата, являются: трудности, связанные с постановкой образцовых средств измерения и образцовых гидроакустических сфер на акустической оси антенны для осуществления процесса ее калибровки при сложности конструкции, малая надежность.
Известны устройства закрепления образцовых средств измерения (ОСИ) с известной амплитудно-частотной характеристикой в режиме приема и образцовых гидроакустических сфер (ОГС) с помощью дополнительных штанг, закрепляемых по борту судна на котором установлена гидроакустическая антенна, либо на вспомогательном плавсредстве (см. Новиков Б.К., Руденко О.В., Тимошенко В.И. Нелинейная гидроакустика. Л.: Судостроение, 1981 г. - 264 с, стр.159 рис.11.4 - Поворотно-выдвижное устройство, стр.160 рис.11.5 - Подвижная каретка для снятия осевых распределений звукового давления).
Признаки совпадающие - содержит излучающую и приемную гидроакустические антенны, штангу.
Причины, препятствующие достижению поставленной задачи, - низкая точность измерений, так как возникают значительные трудности, связанные с постановкой образцовых средств измерения (ОСИ) и образцовых гидроакустических сфер (ОГС) на акустической оси антенны. Трудности установки ОСИ и ОГС возникают в случае применения забортных устройств с жестким закреплением гидроакустической антенны, не позволяющих изменять пространственного положения акустической оси антенны. Малая надежность и неудобство обслуживания, обусловленное необходимостью доработок в зависимости от типа судна, на котором закрепляется забортное устройство.
В качестве прототипа принято известное зажимное устройство для крепления забортных гидроакустических систем при их калибровке (см. пат. №2282210, G01S 7/521, бюл. №23, 2004 г.), содержащее калибруемую гидроакустическую антенну, образцовую гидроакустическую мишень (калибровочная сфера), гидроакустический излучатель, средство измерения, размещенные на поворотном устройстве, включает три зажимные лапки, образующие угол 120° и сопряженные между собой посредством болтов и вставок, при этом отверстия во вставках выполнены таким образом, что во вставках, размещенных со стороны края лапок, отверстия базирующие, а во вставках, размещенных в средней части лапок, - резьбовые, а каждая зажимная лапка содержит соединенные с возможностью вращения вокруг своей оси вышеуказанными вставками стрелу из профиля и вспомогательный уголок, на котором имеются разметочные риски, совмещенные с рисками на мерной планке пластины, которая имеет возможность перемещения и монтажа на стреле, на пластине закреплен базирующий уголок.
Признаки прототипа, совпадающие с существенными признаками заявляемого изобретения: калибруемая гидроакустическая антенна, образцовая гидроакустическая мишень (калибровочная сфера), гидроакустический излучатель, средство измерения, размещенные на поворотном устройстве, включает три зажимные лапки, образующие угол 120° и сопряженные между собой посредством болтов и вставок, при этом отверстия во вставках выполнены таким образом, что во вставках, размещенных со стороны края лапок, отверстия базирующие, а во вставках, размещенных в средней части лапок, - резьбовые, а каждая зажимная лапка содержит соединенные с возможностью вращения вокруг своей оси вышеуказанными вставками стрелу из профиля и вспомогательный уголок, на котором имеются разметочные риски, совмещенные с рисками на мерной планке пластины, которая имеет возможность перемещения и монтажа на стреле, на пластине закреплен базирующий уголок.
Причинами, препятствующими получению технического результата, являются: недостаточно высокая надежность при закреплении, неудобство в обслуживании при монтаже, особенно под водой.
Задачей предложенного изобретения является повышение надежности закрепления устройства и улучшение условий монтажа под водой при высокой точности калибровки за счет обеспечения совпадения условий калибровки с условиями эксплуатации.
Для достижения технического результата зажимное устройство для крепления забортных гидроакустических систем при их калибровке, содержащее калибруемую гидроакустическую антенну, образцовую гидроакустическую мишень (калибровочная сфера), гидроакустический излучатель, средство измерения, размещенные на поворотном устройстве, включает три зажимные лапки, образующие угол 120° и сопряженные между собой посредством болтов и вставок, при этом отверстия во вставках выполнены таким образом, что во вставках, размещенных со стороны края лапок, отверстия базирующие, а во вставках, размещенных в средней части лапок, - резьбовые, а каждая зажимная лапка содержит соединенные с возможностью вращения вокруг своей оси вышеуказанными вставками стрелу из профиля и вспомогательный уголок, на котором имеются разметочные риски, совмещаемые с рисками на мерной планке пластины, которая имеет возможность перемещения и монтажа на стреле, при этом на пластине закреплен базирующий уголок, а каждый базирующий уголок установлен с возможностью ограниченного поворота на шарнирах, оси которых параллельны оси поворотного устройства, дополнительно в местах сопряжения на зажимных лапках в нижней части имеются направляющие выступы.
Предлагаемое зажимное устройство для крепления забортных гидроакустических систем при их калибровке поясняется чертежами, где на фиг.1 показано устройство, смонтированное на несущей трубе поворотного устройства, на фиг.2 представлено устройство в сборе, на фиг.3 - элемент конструкции (зажимная лапка), на фиг.4 - вид сверху, на фиг.5 - разрез А-А фиг.4, на фиг.6 - сечение Б-Б фиг.4, на фиг.7 - сечение В-В фиг 4.
Зажимное устройство для крепления забортных гидроакустических систем при их калибровке содержит калибруемую гидроакустическую антенну 1, образцовую гидроакустическую мишень 2 (калибровочная сфера), гидроакустический излучатель 3, средство измерения 4, размещенные на поворотном устройстве 5, и включает три зажимные лапки 6, образующие угол 120° и сопряженные между собой посредством болтов 14 и вставок 8, 9, при этом отверстия во вставках выполнены таким образом, что во вставках 8, размещенных со стороны края лапок 6, отверстия базирующие, а во вставках 9, размещенных в средней части лапок 6, - резьбовые, а каждая зажимная лапка 6 содержит соединенные с возможностью вращения вокруг своей оси вышеуказанными вставками 8, 9 стрелу 10 из профиля и вспомогательный уголок 11, на котором имеются разметочные риски, совмещаемые с рисками на мерной планке 7 пластины 12, которая имеет возможность перемещения и монтажа на стреле 6, при этом на пластине закреплен базирующий уголок 13, а каждый базирующий уголок установлен с возможностью ограниченного поворота на шарнирах 15, оси которых параллельны оси поворотного устройства 5, дополнительно в местах сопряжения на зажимных лапках 6 в нижней части имеются направляющие выступы 16.
Особенностью процедур измерения параметров гидроакустических антенн является применение образцовых средств измерения (ОСИ) с известной амплитудно-частотной характеристикой в режиме приема и образцовых гидроакустических сфер (ОГС) с известной силой цели, пространственно расположенных на известном расстоянии на акустической оси антенны.
Подготовка к работе фиг.3 осуществляется в такой последовательности: сначала совмещаются риски с внешней стороны зажимных лапок 6 на вспомогательном уголке 11 с рисками, нанесенными на мерной планке 7 пластины 12, и стягиваются болтами (фиг.5). Болт проходит через паз, образованный в результате соединения стрелы 10 и вспомогательного уголка 11 вставками 8, 9, данная сборка образует лапку 6, в том же пазу размещена и мерная планка 7, см. фиг.2.
В результате этого лапка 6 приобретает дополнительную жесткость, а базирующий уголок 13, который установлен с возможностью ограниченного поворота на шарнирах 15, располагается параллельно оси поворотного устройства 5.
Затем две зажимные лапки 6 подводятся друг к другу с установкой на направляющие выступы 16 таким образом, чтобы вставка 8 зажимной лапки с отверстием базирующим встала напротив вставки 9 зажимной лапки с резьбовым отверстием, и сопрягаются между собой посредством болта 14. Аналогичная операция повторяется для всех трех зажимных лапок 6. По окончании сборки устройство приобретает вид, показанный на фиг.2. Особенность конструкции и крепления вставок 8, 9 состоит в том, что они легко вращаются вокруг своей оси, т.е соединение подвижное (шарнирное), и при полностью вкрученных болтах 14 одновременно обеспечивается неподвижность стрелы 10 и вспомогательного уголка 11.
Лапки 6, сопряженные между собой посредством вставок 8,9 и болтов 14, образуют угол 120°, а поскольку лапок три и они одинаковые, то получается равнобедренный треугольник.
Окончательная установка осуществляется уже непосредственно на несущей трубе поворотного устройства, фиг.1. Обхватив трубу двумя зажимными лапками 6, заводим третью зажимную лапку и затягиваем болтом 14. Дополнительно имеющиеся направляющие выступы 16 в местах сопряжения на зажимных лапках 6 в нижней части обеспечивают улучшение условий монтажа под водой. Равномерно подтянув все три болта 14, обеспечиваем надежное закрепление зажимного устройства для крепления забортных гидроакустических систем на несущей трубе поворотного устройства, при этом угол между стрелами составляет строго 120°.
Использование данной конструкции зажимного устройство для крепления забортных гидроакустических систем при их калибровке обеспечивает зажим на несущих трубах различного диаметра поворотного устройства. При этом осуществляется подвешивание гидроакустической мишени (калибровочной сферы) 2 на трех нитях во избежание смещения от оси подвеса с возможностью регулировки расстояния от акустической системы до последней. Предложенное авторами зажимное устройство для крепления забортных гидроакустических систем при их калибровке на трех одинаковых зажимных лапках 6 с внешней стороны на вспомогательном уголке 11 имеет разметочные риски, которые совмещаются с рисками, нанесенными на мерной планке 7 пластины 12, при перемещении ее по лапке 6. Нумерация рисок соответствует диаметру несущей трубы поворотного устройства 5. Это обеспечивает удобство монтажа устройства на несущей трубе поворотного устройства 5. При совмещении соответствующих рисок на всех зажимных лапках 6 и значений мерных планок 7 обеспечивается точное значение углового разноса 120° зажимных лапок 6, соответственно и стрелы их разместятся под таким же углом. Таким образом, просто и надежно осуществляется сборка конструкции, обеспечивая при этом гарантированный угол 120°. При необходимости дополнительно имеется возможность установить разновеликий разнос зажимных лапок 6, при этом две мерные планки 7 пластин 12 смещаются по рискам в требуемую сторону (это осуществляется при бортовых креплениях устройства).
Далее через систему заводных колец (не показано), установленных на свободных концах стрел 10, продевается и укладывается на пропускные блоки леска (не показано), после чего прикрепляется гидроакустическая мишень (калибровочная сфера) 2. Изменение расстояния от акустической системы до гидроакустической мишени (калибровочной сферы) 2 проводится изменением длины крепежной нити, проходящей через систему блоков (не показано). Нанесенные на нить маркеры соответствуют требуемым расстояниям (не показано).
Предлагаемая конструкция позволяет повысить точность измерений, решить задачу, связанную с постановкой образцовых средств измерения (ОСИ) и образцовых гидроакустических сфер (ОГС) на акустической оси антенны; избавиться от дополнительных конструкций, попадающих в акустическое поле антенны, приводящих к появлению акустических сигналов, затрудняющих правильную интерпретацию результатов измерений; применять забортные устройства с жестким закреплением гидроакустической антенны, дополнительно обеспечивается универсальность зажимного устройства для различного типа судов, на которых закрепляется забортное устройство, а также надежность закрепления и удобство при монтаже под водой.
Зажимное устройство для крепления забортных гидроакустических систем при их калибровке, содержащее калибруемую гидроакустическую антенну, образцовую гидроакустическую мишень (калибровочную сферу), гидроакустический излучатель, средство измерения, размещенные на поворотном устройстве, включающее три зажимные лапки, образующие угол 120° и сопряженные между собой посредством болтов и вставок, при этом отверстия во вставках выполнены таким образом, что во вставках, размещенных со стороны края лапок, отверстия базирующие, а во вставках, размещенных в средней части лапок, - резьбовые, а каждая зажимная лапка содержит соединенные с возможностью вращения вокруг своей оси вышеуказанными вставками стрелу из профиля и вспомогательный уголок, на котором имеются разметочные риски, совмещаемые с рисками на мерной планке пластины, которая имеет возможность перемещения и монтажа на стреле, и на пластине размещен базирующий уголок, отличающееся тем, что каждый базирующий уголок установлен с возможностью ограниченного поворота на шарнирах, оси которых параллельны оси поворотного устройства, дополнительно в местах сопряжения на зажимных лапках в нижней части имеются направляющие выступы.
