一种无人遥控潜水器的制造方法_3

文档序号:10328699阅读:来源:国知局
XSi 址 XCos0 = fiXSinaXCos 口
[0062] 由上式可W求得拖曳缆的倾角0
[0063] 则ROV的下沉深度:h = L X Si址
[0064] 式中L为投放的厮带缆30的缆长。
[0065] 由于翼板20采用固定夹角,所W它在一定的航速下,如无外界的干扰,沉降力是固 定的。
[0066] 水流作用在翼板20上而形成的沉降力随着母船航速提高而提高,同时厮带缆30提 供的浮力也在提高。所W,母船航速提高并不会增加ROV的下沉深度。
[0067] 减小厮带缆30的直径,可W增加ROV的沉降深度,但是厮带缆30的抗拉强度也会降 低。所W,选取厮带缆30的直径必须满足有足够的抗拉强度。
[0068] 进一步分析所述厮带缆的张力。
[0069] 实际上拖曳ROV的厮带缆30上所受到的力远不止仅是f2。除了厮带缆30自身的阻 力外,还有在一定速度下ROV所受到的阻力。
[0070] 水流作用在ROV上的总阻力Fr日V为:
[0071] Frov = fi+f ROV
[0072] 理论上,水下物体的阻力有摩擦阻力、形状阻力、附体阻力、粗糖度附加等,即:
[0073] fR〇v = fi?f+Af糖織彻片巧献+;印她
[0074] 但是,小型ROV的结构简单,所有的观察设备和动力装置按要求布置在一个框架 内,看上去杂乱无章,计算起来比较复杂,也不一定精确。最直接的方法是在水池里进行拖 曳试验,可得到精确的航速-阻力曲线。
[0075] 本发明实施例中可W采取拖曳多孔平板方法,估算ROV所受到的阻力。ROV的迎流 面积S=(R0V的)宽X高X常数(0.6~0.8)。根据ROV具体结构和布置情况选取常数值。阻力计 算公式与上面相同,只是阻力系数O 1
[0076] 所W,厮带缆30所受到的力(张力)=FR〇v+f2。可W根据张力大小来选择所需厮带 缆30的抗拉强度。
[0077] 还需要注意的是,所述翼板20除了具有第一工作位,还可W具有第二工作位,W达 到从水中快速上浮的效果。可选的,所述翼板20还具有第二工作位,所述第二工作位具体为 所述翼板20的主工作面与所述ROV侧板平行。
[0078] 所述翼板20从所述第一工作位沿着所述较接件的较接轴轴向旋转切换到所述第 二工作位,使得在拖拽所述ROV的过程中,所述ROV在所述厮带缆30产生的浮力的作用下,从 所述预设工作深度上浮到水面。也就是说,当所述翼板20收起后,原本所述翼板20在第一工 作位所获得沉降力将消失,而厮带缆30所带来的浮力依然存在,故在浮力的作用下,所述 ROV可W不用使用自身较慢的推进速度推进自身上浮,而可W在被拖拽过程中通过浮力快 速上浮,不仅节约了能源,而且也提高了效率。
[0079] 或者,ROV在自行航行扫描时,将所述翼板收起,达到第二工作位。在第二工作位 时,可减小ROV在水平和垂直方向的航行阻力,同时也不会改变ROV的航行深度。
[0080] 图4为本发明实施例提供的一种ROV的实体结构示意图,接下来将通过对如图4所 示的ROV在水中进行试验,W进一步佐证本发明实施例所提供的数据。
[0081] 采用的数据采集装置:深度压力传感器;=轴姿态罗经;=滚轮张力传感器。
[0082] 大号压水板试验
[0083] 试验标号:2.1~2.3。
[0084] 试验内容:使用大号1120mm2压水板,压水板倾角放出缆长50m,分别记录不同 吊点位置在不同航速下,ROV下潜深度、缆绳张力、水下姿态。
[0085] 试验数据记录汇总如下表:
[0086]
[0087] 注:水下姿态+,表示ROV头部下倾;水下姿态-,表示ROV头部上倾。
[0088] 中号压水板试验
[0089] 试验标号:2.4~2.7。
[0090] 试验内容:使用大号550mm2压水板,压水板倾角20°,放出缆长50m,分别记录不同 吊点位置在不同航速下,ROV下潜深度、缆绳张力、水下姿态。
[0091 ] 实验2.4-2.7数据内容处理及汇总如下表:
[0092]
[0093] 缆长试验
[0094] 试验标号:2.8-3.0。
[009引试验内容:使用大号550mm压水板,相同吊点,分别记录不同航速情况下对ROV下潜 深度、缆绳张力、水下姿态的影响。
[0096]实验2.1-2.3数据内容处理及汇总如下表:
[0098] 由上述数据可W分析得出缆长、航速、压水板大小,在拖曳情况下对于ROV沉降深 度、拖曳拉力(缆绳张力)的影响。
[0099] 缆长因素分析
[0100] (1)缆长对于沉降深度的影响
[0101] a)相同航速下,不同缆长在拖曳式ROV的下潜深度不同,增加缆长,可使下潜深度 增加。但增加缆长与下潜深度之间,是非线性关系。
[0102] W50米和70米为例进行比较:
[0103]
[0104] b)相同缆长,ROV的下潜深度可认为是恒定数值,不因航速增加而增加。
[0105] 对不同缆长情况下,不同航速对ROV下潜深度进行比较:
[0108] 考虑实际试验中航速并非理想状态、水下暗流、水下涌浪等因素,对于采集到的下 潜深度波动范围,可认为下潜深度为定值。
[0109] (2)缆长对于缆绳张力影响
[0110] a)相同航速下,不同缆长在拖曳工况下,受到的水流阻力不同。因为缆绳长度增 加,将会增加其迎流面积,整体拖曳拉力(缆绳张力)增加。
[0111] b)相同航速下,缆绳长度增加与拉力增加,为非线性关系。
[0112] 由W上分析,可得出:当缆长一定时,ROV在拖曳工况下的沉降深度基本为一定值, 不随航速增加而明显变化。此外,缆长增加,引起的拖曳力增加较小。
[0113] 所W当缆长充足时,若想达到合适的下潜深度,可适当增加放出拖曳缆的长度。
[0114] 航速因素分析
[0115] 对比描点折线图,相同缆长下,不同航速对应的缆绳张力不同,随着航速的增加, 缆绳张力明显变大。
[0116] 由W上分析,可得出:航速对于下潜深度无明显影响,但对于拖曳力的增加影响显 著。所W,在满足大面积捜寻效率的前提下,为避免过大的拖曳力对缆绳及ROV造成损坏,应 尽量避免高速拖曳工作。
[0117] 压水板因素分析
[011引基于试验2.3和2.4汇总数据进行如下分析:
[0121] 可知,大号压水板在拖曳工况下可W产生更多的沉降力,同时有利于水下姿态的 稳定。但是,当航速增加时,因为自身阻力也较大,拖曳力增加相较于中号压水板更快。
[0122] 所W当需要W较短的缆长,达到更深的下潜深度时,结合之前分析可知:在拖曳拉 力在缆绳可承受范围内,可换装大号压水板,W达到更深的下潜深度。
[0123] 可见,当侧翼处于所述第一工作位时,在水中被船只拖拽时所述侧翼将会在水流 阻力下获得向下的沉降力,使得所述ROV在所述沉降力的作用下沉入水中,直到达到所述预 设工作深度,由此省去了等待ROV通过自身推进下潜到所述预设工作深度的时间。而且,由 于拖拽所述ROV的船只航速远大于所述R
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