用于拖曳式海洋线缆阵列的双向翼型系统
1.相关申请的交叉引用本技术要求于2019年12月31日提交的美国临时申请第62/955,851号的权益并且要求其优先权，该临时申请以引用方式以其整体并入本文中。
技术领域
2.所描述的实施例大体上涉及拖曳式海洋线缆阵列。更特别地，本实施例涉及控制海洋线缆阵列中的水动力翼型(foil,有时也称为水翼)取向。
背景技术：
3.在拖曳式海洋地震勘探中，水听器阵列典型地靠近海面被拖曳在海洋船舶后面。水听器安装到多根传感器线缆，通常称为拖缆。拖缆充当用于水听器的平台或载体，水听器沿着阵列中的每个拖缆的长度分布。
4.也靠近海面被拖曳的一组震源被操作以周期性地发射声能。感兴趣的声能通过海水(或其它水柱)向下传播，穿透洋底，从海底地层和其它下面的结构反射，并通过水柱向上返回到水听器阵列。
5.反射的地震能量(或声波能量)到达拖曳式水听器阵列中的接收器点。该阵列包括沿着拖缆线缆中的每一根分布的许多这样的接收器点，其中传感器配置成生成数据记录，该数据记录表征在接收器点中的每一个处从海床下面的地下结构接收到的向上行进的声子波(或地震波)。水听器数据记录随后被处理以生成下面的结构的地震图像。
6.在海底地震勘探的领域中，最近要求地震装备操作员利用浸没在过去大多数地震勘探所进行的深度以下的地震装备来进行其勘探。这些新的、更深的操作目标现在可位于远低于用来拖曳和横向地扩展地震传感器的表面参考装备(即船舶和平准翼板)的深度的地方。
7.用于将装备保持在基本上恒定的水下深度处的典型的翼型形海洋潜降器往往很小，具有很差的纵横比，从而导致低升力。纵横比被定义为潜降器的翼展除以其翼弦线长度。具有高纵横比的潜降器为最小的阻力产生高的向下升力(使得高达10:1或更高的升阻比是可能的)，而具有低至1或2纵横比(即，在翼展和翼弦为大致相同比例的情况下)的潜降器典型地具有低至2:1或甚至更低的升阻比。常规的潜降器通常还提供有效载荷舱，其可用来容纳附加的压载，以补充由潜降器产生的向下力。
8.利用自重来产生下压力的问题是，它没有随拖曳速度按一定比例调节
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无论潜降器在水中移动有多快，它都提供恒定的下压力。这对于那些期望一定范围的操作速度的应用来说通常是不利的，其中要求被拖曳装备在该速度范围内保持稳定的深度。因此，没有简单、经济或理想的方式来在期望的较低深度处浸没和操作诸如拖曳式拖缆线缆的地震装备。
9.包括在本说明书的背景技术部分中的信息(包括本文中引用的任何参考文献和对其的任何描述或讨论)仅旨在用于技术参考目的，而不应被视为界定权利要求书中限定的
本发明的范围的主题。
技术实现要素：
10.本发明的实施例涉及针对控制附接到拖曳式海洋线缆阵列的水下翼型的攻角(angle of attack)。翼型部段可通过一组贯通线缆联接到彼此。该组贯通线缆的子集穿过翼型部段的前半部布置。一个或多个致动器可大体上操纵贯通线缆的子集，以便引起第一攻角、第二攻角和/或将翼型保持在基本上中性的攻角。如本文中更详细地描述的，这可包括具有布置在基本上对称的翼型部段的前半部中的三个贯通线缆(例如，贯通线缆的子集)，以及布置在翼型部段的后半部中的第四贯通线缆。选择三个贯通线缆中张紧的贯通线缆可限定高于、低于翼型翼弦和/或与翼型翼弦成一直线的旋转约束，以用于引起相应的攻角。在一些情况下，选择性张紧可以这种方式发生，同时阵列的至少一部分浸没在海洋环境中，从而允许在操作期间对翼型系统进行动态调整。
11.在公开各种实施例的同时，公开了拖曳式海洋线缆阵列的一个示例性实施例。拖曳式海洋线缆阵列包括构造成由船舶拖曳并承载水下有效载荷通过海洋环境的线缆。拖曳式海洋线缆阵列还包括翼型系统，该翼型系统与线缆联接并构造成将水下有效载荷朝向目标位置偏置。翼型系统包括一组翼型部段，该组翼型部段各自具有共同限定攻角的前缘。翼型系统还包括支撑翼型系统内的该组翼型部段的一组贯通线缆。该组贯通线缆的贯通线缆的子集布置成通过该组翼型部段的前半部。该组贯通线缆的贯通线缆的子集能够进一步选择性地张紧。该组贯通线缆的贯通线缆的子集能够操纵以将贯通线缆的子集中的张紧的贯通线缆限定为从限定在翼型部段中的任何的前缘和后缘之间的翼弦偏移。
12.在另一个实施例中，拖曳式海洋线缆阵列还可包括致动器，该致动器与贯通线缆的子集操作地联接，并且构造成改变贯通线缆的子集的一个或多个贯通线缆中的张力。附加地或备选地，致动器可为第一致动器。就这一点而言，拖曳式海洋线缆阵列还可包括第二致动器，该第二致动器与贯通线缆的子集操作地联接，并且构造成将张紧的贯通线缆操纵成相对于该组翼型部段的后半部旋转地约束前半部的布置。
13.在另一个实施例中，贯通线缆的子集可包括一组前缘贯通线缆，该组前缘贯通线缆各自穿过该组翼型部段的前半部并沿着前缘延伸。贯通线缆的子集还可包括后缘贯通线缆，该后缘贯通线缆穿过该组翼型部段的后半部并沿着后缘布置。该组前缘贯通线缆的第一前缘贯通线缆和后缘贯通线缆也可基本上沿着翼弦布置。
14.在另一个实施例中，第二前缘贯通线缆可布置在翼弦的上方。此外，第三前缘贯通线缆可布置在翼弦的下方。就这一点而言，在第一构造中，张紧的贯通线缆是第二前缘贯通线缆。此外，在第二构造中，张紧的贯通线缆是第三前缘贯通线缆。
15.在另一个实施例中，该组翼型部段中的每个翼型部段可沿着翼弦基本上对称。例如，诸如当张紧的贯通线缆是沿着翼型翼弦线布置的线缆，并且第二和第三贯通线缆都处于松弛状态时，该组翼型部段可呈现基本上中性的攻角。备选地，通过将张力从沿着翼型翼弦线布置的贯通线缆传递到布置在翼弦线上方的贯通线缆(以引起负攻角)或位于翼弦线下方的贯通线缆(以引起正攻角)，可实现非零攻角。就这一点而言，当张紧的贯通线缆从翼弦偏移时，张紧的贯通线缆可相对于该组翼型部段的后半部旋转地约束前半部，以将攻角限定为正攻角或负攻角。
16.在另一个实施例中，翼型系统可为第一模块化翼型系统。如本文中所述，拖曳式海洋线缆阵列还可包括第二模块化翼型系统。第一和第二模块化翼型系统可在拖曳式海洋线缆阵列内连接到彼此。在一些情况下，第一和第二模块化翼型系统中的每一个的该组贯通线缆朝向基本上布置在第一和第二模块化翼型系统之间的连接点会聚。
17.在另一个实施例中，线缆可为上部线缆。拖曳式海洋线缆阵列还可包括下部线缆。第二模块化翼型系统可附接到下部线缆。上部线缆和下部线缆可配合以形成捕鱼拖网的口部。第一模块化翼型系统和第二模块化翼型系统可构造成增加在捕鱼拖网的口部处的上部线缆和下部线缆之间的分离距离。
18.在一些情况下，拖曳式海洋线缆阵列还可包括另外形成捕鱼拖网的口部的左舷线缆和右舷线缆。就这一点而言，拖曳式海洋线缆阵列还可包括如本文中所述的附接到左舷线缆的第三模块化翼型系统。此外，拖曳式海洋线缆阵列还可包括如本文中所述的附接到右舷线缆的第四模块化翼型系统。第三模块化翼型系统和第四模块化翼型系统可构造成将左舷线缆和右舷线缆横向地扩展开。
19.在另一个实施例中，线缆可为地震接收器阵列的部件。就这一点而言，在一些情况下，水下有效载荷可包括震源。震源可构造成将能量发射到海洋环境中。
20.在另一个实施例中，线缆可为分离器线缆。拖曳式海洋线缆阵列还可包括构造成被拖曳在分离器线缆后面的拖缆线缆。水下有效载荷可包括由拖缆线缆承载的地震接收器。攻角可构造成将地震接收器保持在期望的深度处。
21.在另一个实施例中，线缆可为在张力下的拖曳式海洋线缆阵列的横向线缆。横向线缆可包括沿着拖曳式海洋线缆阵列的边缘定位的端部部分。翼型系统可与邻近端部部分的横向线缆联接。在一些情况下，拖曳式海洋线缆阵列还可包括连接到横向线缆的端部部分的支线(spur line)。翼型系统可连接到与横向线缆相对的支线。
22.在另一个实施例中，公开了一种用于偏置拖曳式海洋线缆阵列的线缆的翼型系统。翼型系统包括限定具有前缘和后缘的翼型形状的翼型。翼型系统还包括沿着前缘延伸穿过翼型的第一贯通线缆。翼型系统还包括沿着后缘延伸穿过翼型的第二贯通线缆。翼型系统还包括第一致动器，该第一致动器构造成张紧第一贯通线缆。翼型系统还包括第二致动器，该第二致动器构造成将张紧的第一贯通线缆从未选择的构造移动到选择的构造。当处于未选择的构造时，张紧的第一贯通线缆与第二贯通线缆配合以将翼型保持在基本上中性的攻角。当处于选择的构造中时，张紧的第一贯通线缆与第二贯通线缆配合以将翼型保持在正攻角或负攻角。
23.在另一个实施例中，翼型可基本上对称并限定在前缘和后缘之间延伸的翼弦。张紧的第一贯通线缆可布置成在选择的构造中从翼弦偏移。第二致动器可与翼型和张紧的第一贯通线缆联接。第二致动器可构造成将张紧的第一贯通线缆从在未选择的构造中基本上沿着翼弦的布置移动到在选择的构造中从翼弦偏移的布置。
24.在另一个实施例中，第一贯通线缆可为穿过翼型的前半部并沿着前缘延伸的一组前缘贯通线缆中的第一前缘贯通线缆。第二致动器可构造成将该组前缘贯通线缆中的一个限定为张紧的第一贯通线缆。
25.在一些情况下，第二致动器可包括选择器轮。该组前缘贯通线缆中的每一个都可在彼此周向间隔的位置处固定到选择器轮。选择器轮的旋转位置可确定该组前缘贯通线缆
中的哪一个是张紧的第一贯通线缆。当翼型系统浸没在海洋环境中时，选择器轮的旋转位置可为能够调整的。
26.在另一个实施例中，翼型的前半部包括第一管道、第二管道和第三管道。第一管道、第二管道和第三管道中的每一个可构造成接收该组前缘贯通线缆中的前缘贯通线缆中的相应一个。翼型可进一步限定具有第四管道的后半部，该第四管道构造成接收第二贯通线缆。第一管道、第二管道、第三管道和第四管道中的每一个可完全延伸穿过翼型的宽度并且彼此基本上平行地布置。
27.在另一个实施例中，第一贯通线缆和第二贯通线缆可朝向邻近翼型的相对端部的连接点会聚。在一些情况下，连接点中的每一个可构造成从拖曳式海洋线缆阵列的另一个翼型系统到第一和第二贯通线缆联接到一对贯通线缆。
28.在另一个实施例中，公开了一种在拖曳式海洋线缆阵列中定位翼型系统的方法。该方法包括将阵列投放到海洋环境中。该阵列可包括构造成承载水下有效载荷的线缆和联接到线缆的翼型系统。翼型系统可包括一组翼型部段，该组翼型部段各自限定前半部和后半部，并且通过延伸穿过其中的一组贯通线缆连接到彼此。该方法还包括：张紧该组贯通线缆中的一个或多个贯通线缆中的第一个，以限定前半部相对于后半部的第一旋转约束，从而引起第一攻角。该方法还包括：可选地备选地，张紧该组贯通线缆中的一个或多个贯通线缆中的第二个，以限定前半部相对于后半部的第二旋转约束，从而引起第二攻角。在张紧操作中的任一个期间，该组贯通线缆中的张紧的贯通线缆从限定在翼型部段中的任何的前缘和后缘之间的翼弦偏移。
29.在另一个实施例中，该方法还可包括获取与翼型系统相关联的水下定位数据。该方法还可包括通过将水下定位数据与操作目标进行比较来确定针对翼型系统的调整参数。在一些情况下，引起第一攻角的操作或引起第二攻角的操作可基于调整参数。
30.在另一个实施例中，翼型系统还可包括动态致动器，该动态致动器构造成在使用调整参数将阵列浸没在海洋环境中时引起张紧操作中的任一个。
31.在另一个实施例中，第一或第二攻角中的一个可为基本上中性的攻角。该组翼型部段中的每一个可包括基本上对称的翼型。
32.在另一个实施例中，该组贯通线缆可包括一组前缘贯通线缆。该组贯通线缆中的每一个可彼此分离并沿着该组翼型部段的前缘延伸穿过该组翼型部段的第一半部。在一些情况下，张紧操作中的一个可将该组前缘贯通线缆中的第一前缘贯通线缆限定为该组前缘贯通线缆中的张紧的前缘贯通线缆。就这一点而言，张紧操作中的另一个可将该组前缘贯通线缆中的第二前缘贯通线缆限定为该组前缘贯通线缆中的张紧的前缘贯通线缆。
33.在另一个实施例中，该方法还可包括张紧一个或多个贯通线缆中的第三个，其中，第三前缘贯通线缆基本上沿着翼弦布置。该阵列可为地震阵列、捕鱼拖网的一个或多个部件或另一个合适的海洋系统。因此，地震阵列可包括彼此配合以产生地质数据的震源和地震接收器。就这一点而言，本文中所述的方法可用来引起与震源或地震接收器中的一个或两个相关联的部件的第一或第二攻角，如对于给定应用可能合适的那样。
34.提供本发明内容是为了以简化的形式介绍下文在具体实施方式中进一步描述的一系列概念。本发明内容不旨在标识所要求保护的主题的关键特征或必要特征，也不旨在用于限制所要求保护的主题的范围。在以下各种实施例和实现方式的书面描述中提供并在
附图中图示了如在权利要求书中限定的本发明的特征、细节、效用和优点的更广泛的呈现。
附图说明
35.通过结合附图的以下详细描述将容易理解本公开，其中相同的附图标记表示相同的结构元件。
36.图1a描绘了拖曳式海洋线缆阵列的第一示例的示意图的俯视平面图。
37.图1b描绘了图1a的拖曳式海洋线缆阵列的示意图的后立面图。
38.图2描绘了图1a的拖曳式海洋线缆阵列的实施例的示意图的放大的局部后立面图。
39.图3描绘了拖曳式地震阵列的左舷侧的示意图的放大的局部后立面图，该阵列具有设置在支线上并连接到左舷平准翼板系索的翼型潜降器的系统。
40.图4描绘了用于翼型系统的线缆调整机构的示意图。
41.图5a描绘了本公开的翼型系统的实施例的示意图。
42.图5b描绘了本公开的翼型系统的另一个实施例的示意图。
43.图6描绘了本公开的翼型系统的另一个实施例的示意图。
44.图7a描绘了具有处于第一构造的致动器的翼型系统的放大视图的实施例。
45.图7b描绘了具有处于第二构造的致动器的翼型系统的放大视图的实施例。
46.图7c描绘了具有处于第三构造的致动器的翼型系统的放大视图的实施例。
47.图8描绘了本公开的翼型系统的另一个实施例的示意图。
48.图9描绘了用于与本公开的一个或多个翼型系统一起使用的样本非对称翼型。
49.图10描绘了本公开的翼型系统的另一个实施例的示意图。
50.图11描绘了针对在海洋阵列中定位翼型系统的方法的流程图。
51.图12描绘了拖曳式海洋线缆阵列的另一个实施例。
52.在附图中使用交叉影线或阴影通常设置用于澄清相邻元件之间的界限，例如，当以剖视图示出时，并且也是为了有利于图的易读性。因此，交叉影线或阴影的存在或不存在都不传达或指示对特定材料、材料性质、元件比例、元件尺寸、相似地图示的元件的共性或对附图中图示的任何元件的任何其它特性、属性或性质的任何偏好或要求。
53.另外，应当理解，在附图中提供各种特征和元件(及其集合和分组)的比例和尺寸(相对或绝对)以及它们之间呈现的边界、分离物和位置关系仅仅是为了便于理解本文中描述的各种实施例，且因此，可不必按比例呈现或图示，并且不旨在指示对图示实施例的任何偏好或要求，以排除参照其描述的实施例。
具体实施方式
54.下面的描述包括体现本公开的各种元件的样本系统、方法和设备。然而，应当理解，除了本文中描述的那些形式之外，所描述的公开可以多种形式来实践。
55.本公开描述了与控制拖曳式海洋线缆阵列的一个或多个翼型系统的取向有关的系统、装置和技术。这种翼型系统可用来控制拖曳式海洋线缆阵列的各种仪器、装置、组件等的移动和/或保持其位置。例如，翼型系统可包括一组翼型部段，该组翼型部段配合以限定具有前缘和后缘的翼型形状。该组翼型部段可联接到阵列的仪器。当被拖曳时，该组翼型
部段部分地由于翼型形状的取向或“攻角”而产生升力(例如，包括横向升力、向上升力、向下升力等)。反过来，该升力可用来相应地移动联接到翼型系统的绳索、线缆和仪器。限定翼型形状的翼型部段可通过贯通线缆和/或允许翼型部段在动态海洋环境中相对于彼此移动的其它机构联接在一起。可能希望操纵由该组翼型限定的攻角，例如，以响应于海洋、操作和/或其它条件或情况来调整由系统产生的升力。
56.本公开的翼型系统可允许该组翼型部段以多种取向布置。一般而言，一组贯通线缆可用来支撑系统内的一组翼型或翼型部段。贯通线缆可被特别地布置成限定旋转约束，以用于引起针对翼型部段的目标攻角。例如，后缘贯通线缆可大体上延伸穿过翼型部段中的每一个的后半部，并且一个或多个其它贯通线缆可延伸穿过翼型部段中的每一个的前半部。贯通线缆(例如，该组贯通线缆的子集)中的每一个可被选择性地张紧和/或操纵，以便控制翼型的攻角。
57.作为说明，贯通线缆的子集可被张紧并从第一选择的构造移动到第二选择的构造。在每个选择的构造中，贯通线缆中的一个可被张紧，以限定翼型的前半部相对于翼型的后半部的旋转约束。旋转约束可根据所选择和张紧的贯通线缆相对于后缘贯通线缆的构造或位置来定制以引起给定的攻角。例如，后缘贯通线缆可沿着限定在翼型的前缘和后缘之间的翼型的翼弦布置。当翼型的前半部中的线缆的子集的所选择和张紧的贯通线缆沿着翼弦定位时，翼型可表现出基本上中性的攻角，这类似于基本上对称的翼型形状的情况。当子集的所选择和张紧的贯通线缆布置在翼弦的下方或上方时，翼型可表现出非零攻角。
58.在实施例中，贯通线缆的子集可包括三根贯通线缆：第一前缘贯通线缆、第二前缘贯通线缆和第三前缘贯通线缆，它们可大体上布置在翼型或一组翼型部段的前半部中。对于基本上对称的翼型截面，第一前缘贯通线缆可大体上沿着翼型的翼弦定位，第二前缘贯通线缆可大体上定位在翼弦的上方，并且第三前缘贯通线缆可大体上定位在翼弦的下方。并且如上所述，后缘贯通线缆可沿着翼弦并穿过翼型的后半部定位。就这一点而言，翼型可在阵列内由四根线缆支撑。
59.翼型系统可包括一个或多个致动器，以便有利于布置在前半部中的贯通线缆的子集的选择性张紧和操纵。例如，翼型系统可包括联接到贯通线缆的子集中的一个或多个的第一致动器。第一致动器可构造成在贯通线缆的子集中的一些或全部中引起张力。横跨翼型的前半部中的贯通线缆的子集施加相对于翼型翼弦线对称的张力分布可导致翼型呈现零攻角或中性攻角。备选地，施加相对于翼型翼弦线不对称的张力分布可导致翼型呈现不对称(或非零)攻角。以这种方式，贯通线缆的子集的张力可被操纵或选择，以便限定实现所期望攻角的旋转约束。
60.照此，翼型系统还可包括用于翼型部段的前半部中的每个贯通线缆的专用致动器。一组三个致动器可大体上构造成操纵贯通线缆的子集，以便限定翼型的前半部相对于后半部的旋转约束。例如，该组致动器可构造成通过贯通线缆的子集中的所选择的贯通线缆来集中张力，从而所选择的贯通线缆用来限定翼型的前半部相对于翼型的后半部的旋转约束。例如，当第一致动器在第一前缘贯通线缆上施加张力时，翼型的取向可由各自沿着翼弦布置的第一前缘贯通线缆和后缘贯通线缆限定，并且因此翼型可呈现基本上中性的攻角。作为另一个示例，当第二致动器在第二前缘贯通线缆上施加张力时，翼型的取向可由第二前缘贯通线缆和后缘贯通线缆限定。当第二前缘贯通线缆定位在翼弦的上方时，翼型可
呈现负攻角，从而在竖直向下或负方向上产生升力。作为另一个示例，当第三致动器在第三前缘贯通线缆上施加张力时，翼型的取向可由第三前缘贯通线缆和后缘贯通线缆限定。当第三前缘贯通线缆定位在翼弦的下方时，翼型可呈现正攻角，从而在竖直向上或正方向上产生升力。在其它构造中，可产生和/或保持其它攻角。
61.将意识到，本文中描述的实施例不限于具有四根贯通线缆的翼型系统。例如，所描述的公开内容还涵盖在拖曳式海洋线缆阵列内由两根贯通线缆支撑的翼型。在该布置中，一个或多个致动器可操作以限定翼型的前半部相对于翼型部段的后半部的一个或多个旋转约束。作为说明，延伸穿过翼型的前半部的贯通线缆的子集可为单个前缘贯通线缆。单个前缘贯通线缆可以使得线缆可相对于翼型的翼弦旋转或移动的方式布置在翼型内。例如，单个前缘贯通线缆可布置在导向件或凸轮特征中，该导向件或凸轮特征有利于贯通线缆在翼型内的移动。以这种方式，第二致动器可与凸轮联接或至少部分地限定凸轮，并且当被张紧时导致单个前缘贯通线缆沿着翼弦、在翼弦上方和/或在翼弦下方定位。如上所述，后缘贯通线缆可沿着翼弦并穿过翼型部段的后半部定位。就这一点而言，致动器可用来基于单个前缘贯通线缆的位置引起或保持中性攻角、正攻角和/或负攻角。在其它实施例中，其它布置是可能的，包括具有三根、五根、六根或更多根线缆的布置，并且因此对具有两根或四根贯通线缆的实施例的讨论不应被解释为限制性的。另外，非对称翼型也可用于某些应用中，并且如本文中所述。
62.现在将参考附图，附图有助于说明本公开的各种特征。下面的描述是为了说明和描述的目的而提出的。此外，本描述并不旨在将本发明方面限制为本文中公开的形式。因此，与以下教导以及相关技术的技能和知识相称的变型和修改在本发明的方面的范围内。
63.在图1a和图1b中描绘了拖曳式三维海洋地震阵列100的一个实施例。阵列100可适于使用诸如上面大体上讨论的和下面更详细描述的翼型系统的翼型系统(例如，包括下面图5a的翼型系统500)中的一个或多个。参照图1，阵列100由海洋船舶102拖曳。多个线缆、绳索或其它线可附接到海洋船舶102。例如，具有声信号源发生器(例如，气枪)的脐带线缆104可直接拖在海洋船舶102的后面。一对拖曳绳索106或线缆可从海洋船舶102的船尾向左舷和右舷张开。横线缆108可在拖曳绳索106之间延伸并邻近拖曳绳索106的后端部连接到拖曳绳索106。多个拖缆线缆110可在拖曳绳索106之间在沿着横线缆108的长度的多个位置处连接到横线缆108。在一些实施例中，拖缆线缆110可沿着横线缆108的长度与相邻拖缆线缆110均匀地间隔开。在典型的实施例中，可存在多达18根拖缆线缆110，并且它们可间隔在10m和100m之间的任何地方或更远。相应的尾部浮标111可附连到拖缆线缆110中的每一个的端部，其可帮助保持拖缆线缆110的位置，提供针对阵列的可视标记，等等。
64.横线缆108可延伸超过最左舷和最右舷的拖缆线缆110，以附接到拖曳绳索106。横线缆108的这些横向部段可称为支线114。在一些实施例中，支线114可为连接到横线缆108和拖曳线缆106的横向端部并在所述横向端部之间延伸的单独绳索或线缆。
65.平准翼板112还可在左舷侧和右舷侧中的每一个上的拖曳绳索106和支线114之间的连接处或附近附接到拖曳绳索106。平准翼板112是带翼的水翼型，其在与海洋船舶102的行进的方向倾斜的方向上在水中向外移动，从而向附接到其的横线缆106和拖缆线缆110提供横向扩展。在其它构造中，可采用备选的扩展装置来保持拖缆线缆110的分离，包括如在美国专利no.10,254,422中描述的翼型的翼部。
66.信号线缆116可在阵列100的一侧上从海洋船舶102延伸，以连接到横线缆108并返回由在拖缆线缆110上的传感器111接收的信号。在阵列100的相对侧上，回收绳索118可从海洋船舶102延伸并与邻近最后拖缆线缆110的横线缆108连接。表面浮子117可经由具有对应于拖缆线缆110的期望深度的长度的线缆在横线缆108的横向端部处或附近附接到横线缆108。表面浮子117用于确保当阵列100被拖曳时横线缆108和因此拖缆线缆110不会浸没得太深。
67.遗憾的是，由于平准翼板112在支线114上的拉动，横线缆108的左舷端部和右舷端部以及因此附接到其的拖缆线缆110可能无法达到表面下的期望深度。平准翼板112保持在水的表面上，并因此向上以及横向地向外拉动横线缆108的横向端部。
68.为了抵消平准翼板212对横线缆208的影响，可将设计成提供向下升力的定位装置或潜降器220附接到横线缆208、支线214或两者，如图2中所示。潜降器220可由能够枢转地附接到横线缆208或支线214的多个翼型构成。形成潜降器220的翼型的集合在本文中被称为“模块化翼型潜降器”。如图2中所示，模块化翼型潜降器220可填充支线214的整个长度。备选地，模块化翼型潜降器220可仅填充支线214的一部分，并且可定位成横向地向外更靠近平准翼板212，或者更向内更靠近拖缆线缆210。如上所述，模块化翼型潜降器220还可定位在横线缆208上，位于最左舷和最右舷拖缆线缆210的内部。模块化翼型潜降器220的位置可基于包括由模块化翼型潜降器220产生的向下升力的量、拖缆线缆210的分离距离、阵列、拖缆线缆210和横线缆208的传感器的质量、以及由平准翼板212产生的升力以及其它因素的多个因素来选择。
69.除了所讨论的深度控制之外，如图3中所示，部署在支线314上的模块化翼型潜降器320还可向通过系索313附接到拖曳线304和支线314的交叉点的平准翼板312提供“提升辅助”。当模块化翼型潜降器320引起相对于支线314的向下垂度(catenary)时，如图3中所示，升力360的第一分量362如上文所讨论那样向下作用，但升力360的第二分量364也水平地(即，向外)作用。由模块化翼型潜降器320提供的第二分量364的这种水平“提升辅助”意味着现有的标准平准翼板312现在将能够比以前可能的更宽地扩展地震阵列。备选地，包括在支线314上的模块化翼型潜降器320的构造可在拖曳阵列的海洋船舶后面实现相同的扩展但以更短的偏移。在另一实现方式中，可实现相同的扩展和偏移，但是可使用用于附接平准翼板312的系索313的更高效的设置，并且因此减少海洋船舶的燃料消耗。此外，一系列模块化翼型潜降器部段可在支线上使用，以实现下压力，以将拖缆头向下浸没到针对地震阵列的期望深度。
70.模块化翼型潜降器可提供许多其它特征和优点。模块化翼型潜降器可容易地安装在现有的水中装备上，诸如例如通过将单个潜降器部段穿引到在平准翼板和舷外拖缆线缆头之间的现有支线上。模块化翼型潜降器也可安装在许多其它现有的绳索上。
71.模块化翼型潜降器可部署在海洋船舶的侧面上，或沿着枪滑槽(gun chute)向下，并且然后将在没有操作员干预的情况下自动定向和产生升力。搬运、部署和回收操作基本上是免手动的，其中不需要专门的吊艇柱或专用的绞车或起重机。模块化翼型潜降器也是紧凑的，并且当在船载时可轻松且高效地在船舶上收起。
72.在其它实施例中，翼型系统可用来产生沿着横向方向的升力。这可允许翼型系统转向或定位拖曳式海洋线缆阵列的部件。为了说明的目的，在图4中示出了由多个相邻翼型
部段430构成的动态翼部翼型系统420的示意图。动态翼部翼型系统420可大体上竖直地延伸到海洋环境中，并且产生用来使阵列的部件转向的升力。
73.为了有利于上述情况，动态翼部翼型系统420在图4中示出为包括代表性的调整机构450。调整机构450可包括可用来操纵翼部翼型系统420的各种部件，诸如当被拖曳通过海洋环境时操纵翼部翼型系统420的取向以产生目标升力。在实施例中，调整机构可包括松紧螺丝扣452和滑轮454、棘轮、绞车、线缆导向件和进给机构，它们可安装到漂浮设备418，例如，在控制贯通线缆438中的一个或多个和在漂浮设备418的背部段或后部段(在翼型部段430的后缘方向上)的后锚固点458之间。在一些设计中，可使用单个控制线缆438，其从前线缆锚固件456沿着前线缆部段436向下延伸，然后穿过线缆返回或者围绕附接到水下线缆444的线缆连接器429缠绕或屈曲，并通过滑轮454沿着后线缆部段434向上返回到后锚固件458。
74.备选地，可提供单独的前控制线缆436和后控制线缆434，例如，单独地附接在水下线缆连接器429处。单独的前贯通线缆436可在表面浮子418上的终端点456和线缆连接器459上的终端点457之间延伸。后贯通线缆434可从翼型连接器429上的终端点457穿过翼型部段430延伸到表面浮子418上的后终端点458。调整机构450可构造成用于调整前线缆436或后线缆438；包括两个实施例。另一个选项是使用调整机构450，该调整机构450提供对前线缆436和后线缆434两者的差异化调整；例如，通过缩短一根线缆，而同时延长另一根线缆。在一些情况下，前控制线缆436可为前控制线缆的集合，诸如包括三根或更多根前贯通线缆，如图5a的实施例中所示。就这一点而言，将意识到，翼部翼型系统420可以类似于图5a的实施例中所描述的方式来操纵。水下线缆444可设置为用于拖缆线缆448的拖曳线或用于源枪阵列的脐带缆。
75.用于调整机构450的控制装置459可位于翼型翼部系统420的顶端部或底端部处，例如，在漂浮设备418内部，或者与底部索具硬件429一起附接。合适的控制装置459包括处理器、存储器和软件部件，它们配置成引导调整机构450选择性地改变任何或所有贯通线缆438中的长度和/或张力，以便通过改变沿着各个翼型部段430的攻角来调节由翼型翼部系统420产生的升力和转向力。例如，控制装置459可配置成控制电动马达或类似的驱动装置，以便致动组合调整机构450，通过调整前控制线缆436和后控制线缆434中的相对长度和张力来提供自动转向。其它控制选项包括但不限于液压和气动控制的冲头或活塞机构、电动绞车驱动器、以及马达驱动的齿条和小齿轮布置。例如，在一些情况下，可采用诸如在美国专利申请公开no. us20170106946a1中描述的控制系统和配置来促进关于图4描述的线缆的张紧。
76.在如上所述的地震勘测的上下文中，可沿着在海洋船舶后面部署和拖曳的线缆的长度附接多个地震能量源装置和/或多个传感器节点。线缆或附接到线缆的地震装备中的每一个可具有与其相关联的转向装置，以便调整线缆或地震装置在水中的位置。在一些实现方式中，诸如带有地震装备的线缆的拖曳式海洋装备密切地跟随预定的航向(例如，以便精确地标测地下地层)可能是非常重要的。此外，如果在海洋船舶后面部署多根线缆，则在线缆之间保持恒定的分离距离可能是重要的。为了满足这些需要，转向机构可附接到每根线缆，并且进一步或备选地附接到由线缆拖曳的装备。
77.翼型翼部系统420仅仅是转向机构的一个示例性实现方式，该转向机构可用于转
向和定位地震阵列中的线缆、地震能量源、传感器节点、浮标和浮子等。存在用于附接到这样的传感器阵列部件的其它转向机构。这些可包括平准翼板、水翼型、舵、翼部、提升器和各种其它装置。在被拖曳通过水中时，这些装置中的每一个的取向都可调整以进行转向。这样的调整可通过增加或减小控制线缆上的张力(即，使它们更加绷紧或更松弛)、接合致动器以物理地移动转向元件、接合马达以驱动旋转元件等来进行。在每种情况下，转向机构由带有指令的信号控制，所述指令经计算以适当地改变转向机构的取向，以保持针对水中的地震阵列元件的正确航向。这些信号由复杂的导航和控制系统确定，这些系统与海洋船舶的导航协调地工作，以确保地震阵列的元件保持在航向上，并且在相邻元件之间保持适当的分离距离。
78.图5a和图5b描绘了本公开的翼型系统的实施例的样本图示。特别地，图5a和图5b描绘了翼型系统，其中贯通线缆可被选择性地张紧和操纵，以便限定可引起目标攻角的各种旋转约束。如本文中所述，这可包括引起正攻角、负攻角和/或中性攻角，如对于给定构造可能合适的那样。广义地，本文中的实施例示出布置在翼型的前部段中的一个或多个贯通线缆可被张紧并操纵成选择的构造，在该构造中，给定的贯通线缆可限定旋转约束。就这一点而言，在张紧的和选择的贯通线缆沿着翼弦布置的情况下，翼型可呈现基本上中性的攻角。并且此外，在选择的贯通线缆布置在翼弦的上方和/或下方的情况下，翼型可分别呈现基本上负的或正的攻角。
79.将意识到，关于图5a和图5b描述的翼型系统可与拖曳式海洋线缆阵列一起使用。拖曳式海洋线缆阵列可为针对特定应用(诸如地震勘探)定制的许多拖曳式海洋线缆阵列中的一种。因此，翼型系统可适于在多种海洋环境中使用。在一个实施例中，拖曳式海洋线缆阵列可为地震阵列，并且翼型系统可用来影响地震阵列的部件的方向或位置。在阵列的选择性部件的位置可用来确定地质数据的情况下，这可能是有益的。为了说明，地震阵列可包括用于源阵列的部件(例如，与向海洋环境中发射能量相关联的部件)和用于接收器阵列的部件(例如，与响应于源发射的能量从地球物理结构接收反射能量相关联的部件)。翼型系统可与源阵列或接收器阵列中的一个或两个相关联，以便影响每个阵列的相应部件的位置。在其它示例中，诸如下面关于图12更详细描述的示例中，拖曳式海洋线缆阵列可包括捕鱼拖网的部件，并且翼型系统可影响捕鱼拖网的部件的位置。因此，本文中描述的翼型系统可适用于这些和其它阵列应用。
80.参照图5a，示出了翼型系统500。翼型系统500可大体上包括翼型部段504和一组贯通线缆550。该组贯通线缆550构造成将翼型部段504(和/或其它翼型部段)支撑在拖曳式海洋线缆阵列中。并且如本文中所述，可张紧和操纵该组贯通线缆550，以便引起翼型部段504的一个或多个攻角。
81.为了有利于上述情况，翼型部段504可为可扩缩的，以适应大范围的提升要求，同时还提供非常高的纵横比，并避免对补充压载的任何要求。翼型部段504可具有本体505，该本体505具有翼型形状，该翼型形状具有前缘512和后缘516。连接穿过本体505的中间厚度的前缘512和后缘516的线被称为翼型形状的“翼弦线”，在图5a中用虚线指示为翼弦510。当从俯视平面视角观察时，翼型部段504在形状上可表现为矩形。在前缘512和后缘516之间延伸的表面可为对称弯曲的，以限定本体505的基本上对称的截面。在诸如在图9中所示情况的其它情况下，一个表面可比对置的表面更多或更少地弯曲，并且因此限定基本上不对称
的翼型本体。
82.本体505可由固体浇铸聚氨酯制成，以获得接近中性的浮力和高耐磨性和耐久性。然而，本体505仍然可略微负浮力或正浮力，使得本体505在水平地拖曳通过水中时可影响平衡攻角，尤其是在低拖曳速度下。因此，由翼型部段504实现的下压力可通过选择本体505的组成来影响。翼型本体还可包括内部空隙，该空隙可用正浮力或负浮力材料填充，以进一步影响翼型本体在沿水平方向拖曳通过水中时的平衡攻角。
83.前缘管状导管或管道的集合可限定在本体505内，并且在邻近前缘512的地方横向地延伸穿过本体505，并且向翼型的第一和第二横向侧中的每一个开放。例如，图5a示出了第一管道520a、第二管道520b和第三管道520c。第一管道520a、第二管道520b和第三管道520c中的每一个布置成邻近前缘512并且在本体505的前半部506内且穿过该前半部506。第一管道520a、第二管道520b和第三管道520c可尺寸设计成接收穿过其中的地震阵列的贯通线缆、绳索或线缆(诸如分离绳索和/或支线)。
84.另一管状导管或管道可在后缘516的前面限定在本体505内，并且在其中平行于沿着前缘512的管状导管或管道的集合横向地延伸，并且向翼型本体505的第一和第二横向侧中的每一个开放。例如，图5a示出了第四管道520d，其可定位在翼型部段504的翼弦长度的后50%内，诸如在翼型本体505的后半部508内。第四管道520d可类似地尺寸设计成接收穿过其中的贯通线缆、绳索或其它线缆。
85.图5a还示出了包括如上所述的一组贯通线缆550的翼型系统500。该组贯通线缆550可包括基本上布置在翼型本体505的前半部506内的贯通线缆的子集554。虽然许多构造是可能的，但贯通线缆的子集554可包括第一前缘贯通线缆554a、第二前缘贯通线缆554b和第三前缘贯通线缆554c。该组贯通线缆550还可进一步包括布置在本体505的后半部508内的后缘贯通线缆558。该组贯通线缆550示出为经由通过本体505限定的各种管道延伸穿过翼型部段504。例如，第一前缘贯通线缆554a可布置在第一管道520a内，第二前缘贯通线缆554b可布置在第二管道520b内，第三前缘贯通线缆554c可布置在第三管道520c内，并且后缘贯通线缆558可布置在第四管道520d内。
86.如图5a中所示，第一管道520a和第四管道520d基本上沿着翼弦510布置。第二管道520b布置在翼弦510的上方。第三管道520c布置在翼弦510的下方。将意识到，管道的其它布置是可能的，并且被设想在本公开的范围内。
87.如本文中所述，贯通线缆的子集554可被选择性地张紧和操纵，以便限定本体505的第一半部506相对于本体505的第二半部508的旋转约束。例如，一个或多个第一致动器(例如，图6的第一致动器670)可操作以张紧贯通线缆的子集554。这可包括在贯通线缆的子集554中的每一个中引起张力的初始基线，从而允许进一步操纵贯通线缆的子集554以限定本文中的各种旋转约束。
88.继续图示，一个或多个第二致动器(例如，第二致动器680)可操作以操纵贯通线缆的子集554，使得该子集的给定线缆用来限定前半部506相对于后半部508的旋转约束。例如，第二致动器可通过子集554中的特定贯通线缆有效地将张力施加到贯通线缆的子集554，从而基于特定贯通线缆相对于翼弦510的位置布置来限定旋转约束。为了说明，在一种构造中，张力可施加到子集554的第一前缘贯通线缆554a，并且照此，翼型部段504的位置可通过第一前缘贯通线缆554a和后缘贯通线缆558在翼型部段504上的协同效应来限定。由于
第一前缘贯通线缆554a和后缘贯通线缆558两者都沿着翼弦510定位，并且翼型本体505基本上对称，通过第一前缘贯通线缆554a在子集554上施加张力可引导翼型部段504以呈现基本上中性的攻角。
89.在另一种构造中，张力可施加到子集554的第二前缘贯通线缆554b，并且照此，翼型部段504的位置可由第二前缘贯通线缆554b和后缘贯通线缆558在翼型部段504上的协同效应来限定。由于第二前缘贯通线缆554b定位在翼弦510的上方，并且后缘贯通线缆558沿着翼弦510定位，并且翼型本体505是基本上对称的，通过第二前缘贯通线缆554b在子集上施加张力可引导翼型部段504呈现基本上负的攻角。
90.在另一种构造中，张力可施加到子集554的第三前缘贯通线缆554c，并且照此，翼型部段504的位置可由第三前缘贯通线缆554c和后缘贯通线缆558在翼型部段504上的协同效应来限定。由于第三前缘贯通线缆554c定位在翼弦510的下方，并且后缘贯通线缆558沿着翼弦510定位，并且翼型本体505是基本上对称的，通过第三前缘贯通线缆554c在子集554上施加张力可引导翼型部段504呈现基本上正的攻角。
91.参照图5b，图5a的翼型系统500示出为具有多个翼型部段504(例如，翼型部段504a、504b、504c)。广义地，翼型系统500中的翼型部段504的数量是可扩缩的，以适应大范围的提升要求，同时还提供非常高的纵横比并避免对补充压载的任何要求。翼型部段504可在流场中旋转。翼型系统500可实现平衡的攻角可为翼型504的特定横截面的力矩系数的函数，该力矩系数与相对于翼弦512的相对张力和位置结合使用，该相对张力和位置相对于后缘贯通线缆558在线缆的子集554中建立。因此，由翼型系统500(其由翼型部段504形成)产生的升力的量值(正的或负的)也可由包括以下因素的各种因素控制：
‑ꢀ
调整翼型系统500的总翼展(例如，穿引到各种贯通线缆上的翼型部段504的数量)；
‑ꢀ
改变翼型部段504的翼弦512的长度(例如，在制造时定做翼型部段504的尺寸以适合所需的最终应用)；和
‑ꢀ
针对翼型部段504的翼型轮廓的弯度的选择(较小或较大弯度的翼型潜降器部段504产生较低或较高的升力系数，包括调整该轮廓以呈现出基本上对称或不对称的外形)。
92.在一些情况下，翼型系统500可为模块化翼型系统。例如，多组翼型部段可连接到彼此，并且可选地相对于系统的其它组翼型部段具有单独可控和可操纵的攻角。模块化翼型系统在包括枢轴位置、弯度、翼弦长度和尾翼尺寸和角度在内的可用的选择的数量方面提供了高度的灵活性，以选择性地调整升力，以适应操作要求和规格。升力也能够通过调整延伸穿过翼型的线缆中的张力来调整。
93.施加到脐带缆或其它类似类型线缆的模块化翼型系统也可通过部署了多少来按一定比例调节(例如，通过在沿着线缆的间隔处的菊花链翼型系统)。如本文中所述，包括翼型部段、形状、系统等的各种组合的模块化翼型系统可用来产生负升力或正升力(例如，沿着竖直方向)，所述负升力或正升力将拖曳式海洋线缆阵列的部件压下或保持在水下深度处。
94.转到图6，示出了翼型系统600的另一个实施例。翼型系统600可基本上类似于上面关于图5a和图5b描述的翼型系统500。例如，翼型系统600可由一组贯通线缆支撑在拖曳式
海洋线缆阵列中。一个或多个致动器可构造成选择性地张紧和操纵布置在翼型部段的前半部中的贯通线缆的子集。这可限定前半部相对于后半部的旋转约束，其可引起正攻角、负攻角和/或中性攻角中的一个或多个。就这一点而言，翼型系统可包括翼型部段604、前半部606、后半部608、前缘612、后缘616、贯通线缆的子集654和后缘贯通线缆658，为了清楚起见，这里省略了对它们的多余解释。
95.图6示出了样本拖曳式海洋线缆阵列的示意性上下文中的翼型系统600。例如，后缘贯通线缆658可沿着后缘616延伸穿过翼型部段604中的每一个。后缘贯通线缆658可在第一连接件626a处和与第一连接件626a相对的第二连接件626b处连接到拖曳式海洋线缆阵列。为了说明的目的，连接件626a、626b示出为固定连接件。将意识到，连接件626a、626b可代表拖曳式海洋线缆阵列的基本上任何合适部件，以便将翼型部段604的后半部固连在拖曳式海洋线缆阵列内。在一些情况下，后缘贯通线缆658可与致动器和/或其它装置联接以调整张力或以其它方式操纵后缘贯通线缆658，然而，这不是必需的。
96.图6还示出了经由贯通线缆的子集654支撑在样本拖曳式海洋线缆阵列的示意性上下文中的翼型系统600。贯通线缆的子集654大体上邻近翼型部段604的前缘612延伸。贯通线缆的子集654可在翼型部段604的第一端部处与第一致动器670联接。第一致动器670可经由第一连接件624a将贯通线缆的子集654与拖曳式海洋线缆阵列联接。如图6中进一步所示，贯通线缆的子集654可与相对于第一致动器670的第二致动器680联接。第二致动器680可经由第二连接件624b将贯通线缆的子集654联接到拖曳式海洋线缆阵列。连接件624a、624b可代表拖曳式海洋线缆阵列的基本上任何合适部件，以便将翼型部段604的后半部固连在拖曳式海洋线缆阵列内。
97.如本文中所述，可操纵贯通线缆的子集654，以便限定翼型部段604的旋转约束并引起攻角。为了有利于该功能，第一致动器670可构造成增加或减小前贯通线缆的子集654内的贯通线缆的长度，从而横跨贯通线缆的整个集合654和658引起初始张力分布。然后，该初始张力分布限定针对翼型系统600的基线攻角，该基线攻角可被进一步操纵以改变旋转约束来实现期望的攻角。
98.就这一点而言，第二致动器680可进一步操纵贯通线缆的子集654，以便限定旋转约束。如由下面图7a至图7c的放大视图进一步展示，第二致动器680可操作以引导和/或以其它方式导致贯通线缆的子集654中所选择的贯通线缆承载由第一致动器670最初在贯通线缆的前子集654中施加的一些、大部分或基本上全部张力，这继而也可导致后贯通线缆658中的张力增加或减少。通过将张力施加到前贯通线缆中所选择的一个，可限定翼型部段604的前半部606相对于后半部608的旋转约束。并且根据在较大张力下贯通线缆中所选择的一个的位置布置，翼型部段604因此可呈现正攻角、负攻角和/或中性攻角，如本文中所述。
99.图7a至图7c描绘了翼型系统700的样本放大示意图。翼型系统700可基本上类似于图6的翼型系统600，并且因此包括翼型部段704、前缘712、后缘716、贯通线缆的子集754、后缘贯通线缆758和第二致动器780。为了清楚起见，这里省略了对这些特征的多余解释。
100.如图7a至图7c中所示，表示贯通线缆的子集754的虚线可对应于三根贯通线缆：第一前缘贯通线缆754a、第二前缘贯通线缆754b和第三前缘贯通线缆754c。第一前缘贯通线缆754a、第二前缘贯通线缆754b和第三前缘贯通线缆754c可基本上类似于图5的第一前缘
贯通线缆554a、第二前缘贯通线缆554b和第三前缘贯通线缆554c，并且为了清楚起见，这里省略了对它们的多余解释。
101.如图7a至图7c中所示，第二致动器780可构造成操纵贯通线缆的子集754，以便将第一前缘贯通线缆754a、第二前缘贯通线缆754b和第三前缘贯通线缆754c中的一个或多个限定为限定旋转约束的子集754的所选择的张紧线缆。在图7a至图7c的实施例中，第二致动器780示意性地示出为选择器轮。第一前缘贯通线缆754a可在第一连接件784a处连接到选择器轮，第二前缘贯通线缆754b可在第二连接件784b处连接到选择器轮，并且第三前缘贯通线缆754b可在第三连接件784c处连接到选择器轮。选择器轮可构造成例如在如图7a至图7c中所示的方向r1和r2上旋转。
102.选择器轮780可旋转以在选择器轮最远于翼型部段704的横向边缘714的位置处限定第一连接件784a、第二连接件784b或第三连接件784c中的一个。更广泛地说，选择器轮可旋转，以便将第一连接件784a、第二连接件784b或第三连接件784c中的一个限定为在远端点786处距翼型部段704最远。在这个意义上，经由最远端点786连接的任何一个贯通线缆都将支撑在贯通线缆的子集上的全部张力。例如，因为远端点786距翼型部段704最远，所以连接到远端点786的贯通线缆的端部将绷紧，而连接到在第二致动器780上的其它连接件(更靠近翼型部段704)的其它贯通线缆可松弛，或者以其它方式比连接到距翼型部段704最远的远端点786的贯通线缆受到更小的张力。
103.为了说明前述情况，图7a示出了第二致动器780，该第二致动器780处于其中选择器轮旋转以将第一连接件784a定位在远端点786处的构造中。第一前缘贯通线缆754a与第一连接件784a连接，并且照此，在该构造中可限定翼型部段704的旋转约束。如上所述，第一前缘贯通线缆754a和后缘贯通线缆758都可沿着基本上对称的翼型形状的翼弦定位。就这一点而言，在图7a中所示的构造中，翼型部段704可呈现和/或保持基本上中性的攻角。
104.参照图7b，第二致动器780示出为处于其中选择器轮旋转以将第二连接件784b定位在远端点786处的构造中。第二前缘贯通线缆754b与第二连接件784b连接，并且照此，在该构造中可限定翼型部段704的旋转约束。如上所述，第二前缘贯通线缆754b定位在基本上对称的翼型形状的翼弦上方，而后缘贯通线缆758沿着翼弦定位。在图7b中所示的该构造中，翼型部段704可呈现和/或保持基本上负的攻角。
105.参照图7c，第二致动器780示出为处于其中选择器轮旋转以将第三连接件784c定位在远端点786处的构造中。第三前缘贯通线缆754c与第三连接件784c连接，并且照此，在该构造中可限定翼型部段704的旋转约束。如上所述，第三前缘贯通线缆754c定位在基本上对称的翼型形状的翼弦下方，而后缘贯通线缆758沿着翼弦定位。在图7c中所示的该构造中，翼型部段704可呈现和/或保持基本上正的攻角。
106.转到图8，示出了翼型系统800的另一个实施例。翼型系统800可基本上类似于本文中所述的各种翼型系统，并且因此包括翼型部段804、翼型本体805、前半部806、后半部808、翼弦810、前缘812、后缘816、管道820a、管道820b、一组贯通线缆850、前缘贯通线缆854和后缘贯通线缆858。为了清楚起见，这里省略了对这些特征的多余解释。
107.在图8的实施例中，一组贯通线缆850包括两个贯通线缆：前缘贯通线缆854和后缘贯通线缆858。前缘贯通线缆854可被认为是一组贯通线缆850的子集。前缘贯通线缆854可被选择性地张紧和操纵，以便限定翼型部段804的前半部806相对于后半部808的旋转约束。
在一些实施例中，诸如图6的第一致动器670(图8中未示出)的第一致动器可用来将张力施加到前缘贯通线缆854。
108.与张紧前缘贯通线缆854相结合，第二致动器880可操作以相对于翼弦810移动前缘贯通线缆854。就这一点而言，第二致动器880可为凸轮或凸轮组件的一部分，其能够操作以在翼型部段804内定位地移动前缘贯通线缆854。在一些情况下，凸轮或凸轮特征可在限定横截面的横向侧之间完全延伸穿过翼型部段804，并在翼型部段804的本体805内限定管或导向件。凸轮或凸轮特征可旋转地移动管或导向件，诸如沿着方向d1和d2，如图8中所示。前缘贯通线缆854经由管道820a定位在导向件内。因此，当导向件移动时，也可引起前缘贯通线缆854移动，诸如移动到位置p1和p2，如图8中所示。
109.由第二致动器880引起的前缘贯通线缆854的移动可帮助引起翼型部段804的一个或多个攻角。例如，当前缘贯通线缆854沿着翼弦810定位时，如图8中所示，翼型部段804可保持基本上中性的攻角，如本文中所述。此外，当前缘贯通线缆854定位在翼弦810的上方(诸如基本上在位置p1处)时，翼型部段804可保持基本上负的攻角。并且此外，当前缘贯通线缆854定位在翼弦810的下方(诸如基本上在位置p2处)时，翼型部段804可保持基本上正的攻角。
110.上述实施例是具有基本上对称翼型形状的翼型部段的本翼型系统。然而，将意识到，本公开可适用于具有各种不同形状的翼型部段，包括可为非对称的翼型部段。例如，根据翼型部段在拖曳式海洋线缆阵列中的应用，可能希望在某些情况下翼型部段具有预设或预定的正升力或负升力。使用本文中所述的技术，这种大体上不对称的翼型可由一组贯通线缆操纵，以便将翼型保持在正攻角、负攻角和/或自然攻角。
111.为了说明的目的，图9描绘了与本公开的一个或多个翼型系统一起使用的样本非对称翼型904。例如，非对称翼型904可基本上类似于本文中所述的翼型部段，并且包括翼型本体905、翼弦910、前缘912、后缘916、第一管道920a、第二管道920b、第三管道920c和第四管道920d。
112.尽管有上述相似之处，管道920a-920d可以考虑翼型部段904的独特形状的方式穿过翼型本体905布置。在图9的样本图示中，第一管道920a和第四管道920d可基本上沿着翼弦910布置。第二管道920b可布置在翼弦910的上方，并且第三管道920d可布置在翼弦910的下方。为了有利于操纵翼型本体905，第二管道920b和第三管道920c可通过横向偏移913分离。横向偏移可允许翼型系统在考虑翼型本体905的基本不对称的形状的位置处限定翼型部段904的前半部相对于翼型部段904的后半部的旋转约束。在其它情况下，其它构造也是可能的，包括其中第二管道920b和第三管道920c基本上彼此对齐的那些构造，以及其中第二管道920b比第三管道920c更靠近前缘912的其它实施例。
113.图10描绘了本公开的翼型系统的另一个实施例的示意图。翼型系统1000可包括多个翼型部段1004。每个翼型部段1004具有翼展、翼弦和翼型横截面，该翼型横截面可为标准的水翼型横截面，诸如上面关于图5a和图5b描述的那些，或者可为任何其它期望的翼型横截面，诸如由naca、eppler或gottingen标准限定的，或者任何其它适合于期望应用的定制翼型横截面，包括如上面关于图9描述的基本上不对称的翼型形状。
114.翼型部段1004可彼此相邻地布置或堆叠。就这一点而言，翼型部段1004可为共同限定翼型形状的一组翼型部段。翼型形状可具有前缘1012和后缘1008。翼型系统1000的翼
型形状可相对于流体流动的方向布置成多种取向或攻角。这可导致翼型系统1000产生用于操纵拖曳式海洋线缆阵列的部件(例如，地震线缆、接收器等)的升力，以便转向、移动、定位和/或压下所述部件，如对于给定应用可能合适的那样。
115.在图10的实施例中，翼型部段1004使用诸如第一贯通线缆1026a和第二贯通线缆1026b的一对贯通线缆联接到彼此。第一贯通线缆1026a和第二贯通线缆1026b可延伸穿过翼型部段1004，从而支撑翼型系统1000内的翼型部段1004。作为一个示例，翼型部段1004可限定延伸穿过翼型部段1004的管道或导管。任意数量的管道可沿着翼型轮廓的前半部内的翼型部段的翼展延伸，其中一个或多个管道位于翼型翼弦线上、翼弦线的上方或翼弦线的下方。后管道大体上位于翼型翼弦线上，正好在翼型的后缘的前面。在该实施例中，可在部署之前选择第一贯通线缆1026a的位置，以实现针对翼型系统1000的特定的设定弯度。通过改变第一贯通线缆1026a所穿入的翼型部段1004的前半部中的导管的选择，可在任何特定部署之前改变针对翼型系统1000的弯度。第一贯通线缆1026a可因此定位在前管道中的任一个内并穿引通过其中，并且第二贯通线缆1026b可因此定位在翼型部段1004的后管道中并穿引通过其中。反过来，第一贯通线缆1026a和第二贯通线缆1026b可联接到拖曳式海洋线缆阵列的另一部件或组件，并由此帮助将翼型部段1004支撑在该阵列中。
116.在图10的实施例中，第一贯通线缆1026a和第二贯通线缆1026b可将翼型部段1004联接到拖曳式海洋线缆阵列内的连接点。例如，图10示出了第一连接点1050和第二连接点1052。第一连接点1050和/或第二连接点1052可为拖曳式海洋线缆阵列的钩、系带、滑轮、固定连接件等，然而，其它构造也是可能的。连接点1050、1052可大体上限定模块化翼型系统的模块，并且照此，其它组翼型部段1004可在连接点1050、1052处连接到彼此。
117.连接点1050、1052中的每一个可与不同的连接线缆联接。这可允许翼型系统联接到拖曳式海洋线缆阵列的基本上任何其它线缆、绳索、组件等，包括地震阵列、捕鱼拖网等的部件。例如，图10示出联接到连接点1050、1052中的相应连接点的第一连接线缆1054和第二连接线缆1056。反过来，根据本文中描述的实施例，第一连接线缆1054和第二连接线缆1056可联接到拖曳式海洋线缆阵列的其它部件。
118.在图10中所示的实施例中，贯通线缆可会聚在邻近翼型部段1004的相对端部的连接点处。例如，第一贯通线缆1026a和第二贯通线缆1026b可朝向第一连接件1050会聚。另外，第一贯通线缆1026a和第二贯通线缆1026b可朝向第二连接件1052会聚。这可允许更精确或准确地控制翼型部段1004的取向。
119.例如，第一贯通线缆1026a可从第一连接点1050延伸到第二连接点1052。在第一连接点1050和第二连接点1052之间，第一贯通线缆1026a可延伸穿过翼型部段1004的管道(例如，沿着前缘1012并正好在前缘1012的后面限定的管道)。第二贯通线缆1026b可从第一连接点1050延伸到第二连接点1052。在第一连接点1050和第二连接点1052之间，第二贯通线缆1026b可延伸穿过翼型部段1004的管道(例如，沿着后缘1008并正好在后缘1008的前面限定的管道)。
120.翼型组件的位置或取向或垂度由贯通线缆1026a、1026b限定(或约束)。例如，翼型组件(由所有单独的翼型部段1004构成)可受到水动力，并且因此将响应和移动以找到平衡轮廓和垂度，该平衡轮廓和垂度可从一个翼型部段接合到下一个翼型部段，从而不是所有翼型部段都需要呈现相同的攻角。然而，通过协调作用，翼型组件将根据翼型的水动力特性
产生给定量的升力和阻力。通过改变在线缆1026a、1026b中的一个或两个中的张力，线缆1026a、1026b将允许翼型组件找到新的平衡轮廓，该平衡轮廓还可改变(增加或减小)所产生的升力的总量。
121.在某些实施例中，可在贯通线缆1026a、1026b中的一个或两个中增加张力，以便调整翼型形状的攻角。作为一种可能性，在最靠近前缘的贯通线缆中的张力增加将导致攻角方面的净减小，这反过来将导致由整个翼型组件产生的升力的总量上的减小。备选地，前贯通线缆中的张力减小将产生翼型组件的总攻角上的增加。增加的攻角大体上可导致翼型系统1000产生额外的升力。照此，可调整贯通线缆1026a、1026b中的一个或两个(或在阵列内支撑翼型部段1004的任何其它线缆或绳索)的张力，以便操纵由翼型系统1000产生的升力。由翼型组件产生的升力的总量将取决于翼型的横截面轮廓以及定位在翼型部段的前半部内的前贯通线缆的张力和位置两者。
122.为了有利于上述情况，图10描绘了其中第一贯通线缆1026a和第二贯通线缆1026b会聚在邻近翼型系统1000的相对端部的连接点1050、1052处的实施例。将贯通线缆1026a、1026b朝向公共连接点1050、1052会聚可允许致动器以精确、准确和潜在地动态的方式控制贯通线缆1026a、1026b中的一个或两个中的张力。
123.就这一点而言，图10示出了包括致动器1024的翼型系统1000。致动器1024可用来调整第一贯通线缆1026a或第二贯通线缆1026b中的一个或两者中的张力，其继而可调整由翼型部段1004限定的翼型形状的攻角。致动器1024在图10中示出为在翼型系统1000的第一端部1016处联接到第一贯通线缆1026a或定位在第一贯通线缆1026a上。将致动器1024定位在第一贯通线缆1026a上可帮助在一个或多个方向上定向前缘1012，以便产生针对翼型系统1000的目标升力。在其它情况下，致动器可布置在翼型系统1000的各种其它位置处，包括定位在例如第二贯通线缆1026b上，如用另一个致动器1024(以虚线示出)所示。
124.致动器1024可为用来调整线缆中的张力的基本上任何合适部件，包括图6的第一致动器670和680及其变型，如本文中所述。附加地或备选地，致动器可为诸如松紧螺丝扣的机械部件。例如，在阵列的部署之前，可手动调整松紧螺丝扣，以便设置翼型的期望攻角。附加地或备选地，翼型系统可包括各种动态致动器，诸如气动或机电控制器，其用来修改一对贯通线缆中的张力，例如，如在美国专利申请公开no. 20170106946a1中所述。然而，将意识到，其它致动器是可能的，并且被设想在本公开的范围内。
125.在一些情况下，致动器可构造成当阵列部署在海洋环境中时调整线缆的张力。例如，致动器可构造成从另一个源(诸如拖曳阵列的船舶，或另一个远程源)接收信号。致动器可使用该信号来调整线缆中的张力。例如，在第一构造中，信号可指示第一期望取向，并且致动器可调整贯通线缆中的张力，以便使翼型部段匹配第一期望取向。同样，在另一种构造中，信号可指示第二期望取向，并且致动器可调整贯通线缆中的张力，以便使翼型部段匹配第二期望取向。就这一点而言，致动器1024可更广泛地是调整机构(例如，图4的调整机构450)或本文中描述的其它转向或定位系统的部件。
126.为了便于读者理解本文中讨论的实施例的各种功能，现在参考图11中的流程图，该流程图图示了过程1100。虽然已经图示并将讨论本文中提出的方法的具体步骤(和步骤的顺序)，但是与本文中提出的教导一致的其它方法(包括比所图示的步骤更多、更少或不同的步骤)也是预想的并且包含在本公开中。就这一点而言，参照图11，过程1100可与本文
中描述的任何拖曳式海洋线缆阵列和翼型系统一起使用。
127.在操作1103，在投放之前，翼型组件被装配和构造成用于与海洋阵列一起部署。利用最佳工程判断来调整贯通管道长度，以便一旦部署就达到最终目标位置。在操作1104，将阵列投放到海洋环境中。该阵列可包括构造成承载水下有效载荷的线缆和联接到线缆的翼型系统。翼型系统包括一组翼型部段，该组翼型部段可各自限定前半部和后半部，并且通过延伸穿过其中的一组贯通线缆连接到彼此。例如，并且参照图5a和图5b，翼型部段504可各自具有前半部506和后半部508。翼型部段504可经由该组贯通线缆550连接到彼此。
128.在操作1105，获取测量值以根据操作目标、规格和公差确定阵列是否定位在海洋环境中。如果所有位置都在指定的公差内，则执行移动到操作1106，在操作1106，在返回到操作1105以进行更新的评估之前分配合适的等待时间。如果阵列位置不在指定公差内，则逻辑流程移动到操作1107，在操作1107，使用算法来确定哪一根或哪些贯通线缆需要调整，以及将需要多大的张力调整来使阵列位置回到指定公差内。然后移动到操作1108，对该组贯通线缆中的第一个或多个贯通线缆实施必要的张力调整。操作1108的这种张紧可限定前半部相对于后半部的第一旋转约束，从而引起第一攻角。例如，并且参照图5a、图5b和图6，可张紧贯通线缆的子集554的第一贯通线缆。诸如第二致动器680的一个或多个致动器可通过贯通线缆中的第一贯通线缆施加张力，以限定前半部606相对于后半部608的旋转约束。这可引起给定的攻角。例如，在张紧的贯通线缆是第一贯通线缆554a的情况下，翼型部段504可呈现基本上中性的攻角。此外，在张紧的贯通线缆是张紧的贯通线缆554b的情况下，翼型部段504可呈现基本上负的攻角。此外，在张紧的贯通线缆是第三贯通线缆554c的情况下，翼型部段504可呈现基本上正的攻角。
129.操作1108包括等待时间间隔，以允许阵列有足够的时间来达到新的平衡位置。应当理解，通过操作1107和1108的每个循环可包括一个或多个致动器控制一个或多个模块化翼型系统中的一个或多个贯通线缆。例如，并且参照图5a、图5b和图6，可张紧贯通线缆的子集554的第二贯通线缆。诸如第二致动器680的一个或多个致动器可通过贯通线缆中的第二贯通线缆施加张力，以限定翼型部段604的前半部606相对于后半部608的旋转约束。这可引起给定的攻角。例如，在张紧的贯通线缆是第一贯通线缆554a的情况下，翼型部段504可呈现基本上中性的攻角。此外，在张紧的贯通线缆是张紧的贯通线缆554b的情况下，翼型部段504可呈现基本上负的攻角。此外，在张紧的贯通线缆是第三贯通线缆554c的情况下，翼型部段504可呈现基本上正的攻角。
130.关于操作1107和1108，该组贯通线缆中的张紧的贯通线缆可从限定在翼型部段中的任何(例如，第二贯通线缆554b和/或第三贯通线缆554)的前缘和后缘之间的翼弦偏移。附加地或备选地，该组贯通线缆中的张紧的贯通线缆可与翼弦(例如，第一贯通线缆554a)基本上成一直线，如本文中所述。
131.图12描绘了拖曳式海洋线缆阵列的另一个实施例。特别地，图12示出了拖曳式海洋线缆阵列1200。如在本文中描述的拖曳式海洋线缆阵列中的任何内，拖曳式海洋线缆阵列1200可为地震阵列、捕鱼拖网、军事应用、海洋学研究和/或基本上任何其它海洋应用或与它们相关联。图12的实施例示出了具有被拖曳的线缆和有效载荷的拖曳式海洋线缆阵列，该被拖曳的线缆和有效载荷由右舷偏置翼型系统和左舷偏置翼型系统在海洋环境中转向或定位。
132.为了有利于上述情况，拖曳式海洋线缆阵列1200包括船舶1202。船舶1202示出为沿着海洋环境1204的表面定位。附接到船舶1202的是牵引线缆1206。牵引线缆1206可由船舶1202拖曳通过海洋环境1204。牵引线缆1206可承载或拉动被拖曳物体或其它有效载荷1208通过海洋环境1204。在一些情况下，拖缆线缆1214可由被拖曳物体1208拉动通过海洋环境1204。
133.可能希望在海洋环境1204内对被拖曳物体1208和相关联的部件进行转向、定位、稳定等。就这一点而言，图12示出了包括与被拖曳的线缆1206联接的第一翼型系统1210和第二翼型系统1212的拖曳式海洋线缆阵列1200。第一翼型系统1210和第二翼型系统1212可基本上类似于本文中所述的任何翼型系统。照此，第一翼型系统1210和第二翼型系统1212可各自包括共同限定攻角的一组翼型部段，并且因此构造成产生升力。
134.在一个实施例中，第一翼型系统1210可具有导致第一翼型系统1210产生朝向右舷方向偏置被拖曳的线缆1206的升力的攻角。此外，第二翼型系统1212可具有导致第二翼型系统1212产生朝向左舷方向偏置被拖曳的线缆1206的升力的攻角。就这一点而言，第一翼型系统1210和第二翼型系统1212可彼此抵消，并且因此帮助稳定或以其它方式控制被拖曳物体1208在海洋环境1204中的位置。在一些情况下，第一翼型系统1210或第二翼型系统1212中的一个或两个的攻角可具有可调整的攻角，该攻角可被操纵以帮助对被拖曳物体1208进行转向，如对于给定应用可能合适的那样。
135.其它示例和实现方式在本公开和所附权利要求书的范围和精神内。例如，实现功能的特征也可物理地位于各种位置处，包括分布成使得功能的部分在不同的物理地点处实现。另外，如本文中所用，包括在权利要求书中，在以“至少一个”开头的项目列表中使用的“或”指示析取列表，使得例如“a、b或c中的至少一个”的列表意指a或b或c或ab或ac或bc或abc(即，a和b和c)。此外，术语“示例性”并不意味着所描述的示例是优选的或优于其它示例。
136.出于解释的目的，前述描述使用具体的命名法来提供对所描述的实施例的透彻理解。然而，对本领域技术人员来说将显而易见的是，为了实践所描述的实施例，不需要具体的细节。因此，为了说明和描述的目的，呈现了本文中描述的具体实施例的前述描述。它们不旨在是穷尽性的或将实施例限制为所公开的精确形式。对于本领域的普通技术人员来说将显而易见的是，考虑到上述教导，许多修改和变型是可能的。