Акустический буй

012382 Область техники, к которой относится изобретение Изобретение относится к бую, который предназначен для подъема из подводного положения. Однако принципы изобретения также применимы к бую, предназначенному для погружения. Предшествующий уровень техники Буи используют для обеспечения доступа к подводным объектам, таким как, например, якоря, кусковые грузы, тяжелые буксирные тросы или другие объекты, подлежащие погружению в воду. В исходном положении буй погружен в воду и соединен с подводным объектом пригодными средствами, располагаясь от него на фиксированном расстоянии. В соответствии с уровнем техники обычным приемом является снабжение подводного объекта буем, который всплывает в воде после освобождения от подводного объекта. В патенте US 3755836 описана подводная лодка, снабженная буем связи, посылаемым с нее на поверхность воды. Один конец гибкого подводного кабеля прикреплен к подводной лодке, а другой конец к поднимающемуся в воде бую с положительной плавучестью. Другие буи, предназначенные для размещения в подводном положении, описаны в патентных документах US 4954110 и US 3793623. Публикации WO 98/45169 А 1, WO 91/02676 А 1, US 3451079 иWO 01/21474 А 1 также раскрывают различные типы погружаемых буев, имеющих средства для хранения тросов или подобных компонентов, а также средства для разматывания троса при всплытии буя. В частности, публикация WO 98/45169 А 1 описывает буй, снабженный барабаном с намотанным линем, который разматывается при всплытии буя. При подъеме в воде буй может вращаться вокруг своей оси по причине натяжения троса, прикрепленного к бую. Когда буй всплывает, его движение приобретает качательный характер, помимо вращательного движения, поскольку сила натяжения, действующая на буй со стороны троса, неуравновешенная, и точка ее приложения перемещается с одной стороны от центра тяжести буя на другую сторону и обратно по мере разматывания троса. Это приводит к неэффективному движению сквозь толщу воды. Также возможно, что буй совсем не будет вращаться вокруг своей продольной оси, совершая лишь периодическое качательное движение, если продольная ось буя ориентирована, по существу, вертикально и перемещается из стороны в сторону или описывает коническую форму,и буй тем самым будет разматывать трос без вращения. В контексте изобретения имеется удлиненный элемент, такой как линь, трос, кабель или провод,который обеспечивает соединение между буем и подводным объектом. Буй снабжен средствами для хранения удлиненного элемента, такого как линь. Для цели упрощения удлиненный элемент в дальнейшем будет обозначаться термином линь. Специалисту должно быть понятно, что все устройства, подпадающие под понятие удлиненного элемента, могут использоваться совместно с буем согласно изобретению. Свободным концом линь соединен с подводным объектом, а своим другим концом прикреплен к бую. Вначале, когда буй погружен в положение вблизи подводного объекта, большая часть линя хранится в буе. Свободный конец линя остается присоединенным к подводному объекту при всплытии буя, когда линь выходит из буя по мере его подъема в воде. Из уровня техники известны решения, в которых буй выполнен с возможностью подъема из подводного положения, разматывая линь по ходу своего подъема в воде. Для предотвращения запутывания во время разматывания линя, некоторые части буя, как известно из уровня техники, должны иметь возможность перемещения относительно других частей буя. Это может быть достигнуто, например, наматыванием линя на барабан, способный вращаться относительно других частей буя. Кроме того, как следует из указанных документов уровня техники, любое вращение известных буев вокруг продольной оси вращения вызывается натяжением троса, который прикреплен к бую. Сущность изобретения Задачей настоящего изобретения является создание решения, в котором отсутствовали бы какиелибо движущиеся части, но в котором разматывание или выпуск линя из буя осуществлялось бы без его запутывания или скручивания. Эта задача решается изобретением в том виде, в котором оно охарактеризовано в независимом пункте, а зависимые пункты характеризуют его предпочтительные формы осуществления. В соответствии с изобретением предлагается буй, предпочтительно выполненный с возможностью подъема в воде из первоначального погруженного положения. Первоначальное положение может быть на дне или вблизи дна океана или в каком-либо месте между дном и поверхностью воды. Буй содержит элемент плавучести, расположенный в его верхней части, если смотреть в направлении подъема буя. Элемент плавучести предпочтительно обеспечивает результирующую положительную плавучесть буя, и это может быть реализовано любым обычным образом, известным для специалиста. Буй также содержит конструкцию для хранения удлиненного элемента, такого как линь, которая расположена ниже элемента плавучести, в направлении подъема. Один конец удлиненного элемента прикреплен к бую, а другой конец прикреплен к погруженному в воду объекту. Погруженный объект предпочтительно расположен на морском дне. Отличительной особенностью буя является то, что элемент плавучести обеспечивает вращение буя вокруг его центральной оси, тем самым разматывание удлиненного элемента, когда буй поднимается, по существу, вертикально в толще воды. Буй выполнен таким образом, что при его всплытии сохраняется,-1 012382 по существу, вертикальное положение равновесия. Элемент плавучести разбалансирован, чтобы буй мог вращаться вокруг своей оси (центральной оси) под воздействием крутящего момента. Компоненты буя зафиксированы относительно друг друга, в результате чего имеет место буй с неподвижными частями. Конструкция для хранения удлиненного элемента может быть образована барабаном, который зафиксирован или полунеподвижен относительно элемента плавучести. Барабан содержит два колеса и катушку, установленную между колесами и прикрепленную к ним. Линь намотан на барабан, предпочтительно, вокруг катушки. Ось катушки может быть ориентирована параллельно или совмещена с осью буя. Таким образом, в компоновке буя отсутствует относительное перемещение между его различными частями. Когда буй начинает подниматься в воде, он приводится во вращение вследствие конструкции элемента плавучести, при этом с буя разматывается (выпускается) линь. Элемент плавучести может быть выполнен различным образом, чтобы обеспечить вращение буя. В одном варианте элемент плавучести функционирует в качестве винта в процессе подъема в воде и может иметь различную форму для направления воды сквозь элемент плавучести, что вызывает вращение буя. Буй может вращаться, даже если элемент плавучести снабжен только одним выступающим элементом. Формы элемента плавучести могут быть разными, например он может иметь форму диска или цилиндрическую форму. В одном варианте изобретения элемент плавучести снабжен выемками, ориентированными под наклоном к центральной оси буя. Выемки могут быть выполнены, например, в виде каналов в элементе плавучести или могут быть предусмотрены между выступающими элементами, которые расположены на элементе плавучести. Каждая выемка имеет входное отверстие и выходное отверстие, размещенные в двух различных положениях на расстоянии друг от друга в окружном направлении, которое может быть одинаковым или отличаться между парами углублений. Если смотреть в радиальной плоскости, входное и выходное отверстия расположены на угловом расстоянии друг от друга. Выемки могут находиться в различных положениях в пределах внешней периферии элемента плавучести. В одном предпочтительном варианте каждая выемка расположена на радиальном расстоянии от центральной оси, которое постоянно или изменяется в продольном направлении выемки. В дальнейшем предпочтительном варианте каждая выемка расположена вблизи периферии и имеет открытую боковую поверхность на внешней аксиальной боковой поверхности элемента плавучести, причем аксиальная боковая поверхность находится на радиальном расстоянии от центральной оси буя. Кроме того, выемка имеет входное отверстие, расположенное на верхней поверхности элемента плавучести, и выходное отверстие, расположенное на нижней поверхности элемента плавучести. Если выемка находится на радиальном расстоянии от центральной оси, которое изменяется в ее продольном направлении, выемка может иметь входное отверстие, выполненное в верхней поверхности,и выходное отверстие, выполненное во внешней аксиальной боковой поверхности элемента плавучести. В этом варианте радиальное расстояние до центральной оси уменьшается по мере того, как выемка приближается к верхней поверхности. Буй может быть снабжен механизмом освобождения, предпочтительно проводного типа, в виде таймера, или механизмом освобождения с акустическим управлением, предназначенным для освобождения буя из первоначального погруженного положения. Буй может иметь по меньшей мере один дополнительный элемент плавучести, предпочтительно расположенный в нижней части буя, если смотреть в направлении подъема. В состав буя может входить транспондер, и элемент плавучести предпочтительно находится в радиально внешнем положении соосно с транспондером. Далее, катушка барабана установлена под элементом плавучести в радиально внешнем положении соосно с транспондером. Таким образом, транспондер защищен различными частями буя. Краткое описание фигур чертежей На фиг. 1 изображен буй в ситуации приема на борт судна. На фиг. 2 детально представлена ситуация по фиг. 1. На фиг. 3 приведено общее представление буя 5 по фиг. 1 и 2. На фиг. 4 и 5 представлен буй с выемками. На фиг. 6 показан буй с альтернативным выполнением выемок. Сведения, подтверждающие возможность осуществления изобретения На фиг. 1 изображено судно 1 с обнаруженным подводным (погруженным в воду) объектом 2. Объект 2 прикреплен к тяжелому грузу, такому как якорь 3, посредством якорного каната 4. Когда подводный объект 2 обнаружен, на буй 5, который также погружен в воду и соединен с подводным объектом 2,находясь от объекта 2 на фиксированном расстоянии, направляют сигнал, например акустический сигнал. Буй снабжен намотанным линем 6, один свободный конец которого прикреплен к подводному объекту 2. После приема сигналабуй получает разрешение на выпуск линя и поднимается в воде до момента достижения поверхностного положения, изображенного на фиг. 1. Буй готов к приему на борт судна и может быть снабжен подъемным буем 7 (фиг. 2), облегчающим поднятие буя 5. Подводный объект 2 таким образом возвращается из своего погруженного в воду положения.-2 012382 Буй 5 образован элементом плавучести 8 и конструкцией 9 для хранения линя, которая может быть установлена на транспондере 10, как показано на фиг. 3. Элемент плавучести 8 расположен в верхней части буя 5. Транспондер защищен клетью 10 а. На фиг. 4 показан буй 5, снабженный элементом плавучести 8 и дополнительным элементом плавучести 11, расположенным в нижней части буя 5. Конструкция 9 для хранения линя содержит катушку 9 а и два колеса 9b барабана. Линь 6 намотан на катушку 9 а. Элемент плавучести 8 снабжен наклонными выемками 8 а, выполненными во внешней аксиальной поверхности 8b. Выемки имеют отверстия во внешней аксиальной поверхности 8b, а также в верхней и нижней поверхностях 8 с, 8d элемента плавучести 8. Элемент плавучести также снабжен защитной клетью 10 а. Когда буй 5 освобождается из своего погруженного положения, он поднимается в воде за счет результирующей положительной плавучести,обеспечиваемой, по существу, элементом плавучести 8. В процессе подъема в воде буй движется, по существу, вертикально. При подъеме буй вынужден вращаться вокруг своей центральной оси 5 а за счет воды, проходящей через наклонные выемки 8 а в элементе плавучести 8. Это вращение буя 5 позволяет линю 6 (не показан) разматываться с катушки 9 а без запутывания. Свободный конец линя 6 остается присоединенным к подводному объекту 2 во время разматывания линя с катушки 9 а. Вращение буя 5 показано стрелкой 12, а протекание воды через выемки 8 а изображено стрелкой 13. На фиг. 5 буй показан в разобранном виде. Элемент плавучести 8 образован двумя секциями, которые монтируются вокруг транспондера, обеспечивая тем самым элемент плавучести цилиндрической формы. Дополнительный элемент плавучести 11 также состоит из двух секций, которые монтируются вокруг транспондера, обеспечивая тем самым элемент плавучести кольцевой формы. На фиг. 6 показан буй с наклонными выемками 8 а в альтернативном варианте выполнения. Каждая выемка 8 а имеет выходное отверстие, выполненное во внешней аксиальной поверхности 8b, и входное отверстие, выполненное в верхней поверхности 8 с. Линь 6 показан намотанным на катушку. ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ 1. Буй (5), выполненный с возможностью подъема или опускания в воде из первоначального погруженного положения, содержащий элемент плавучести (8), расположенный в направлении подъема в верхней части буя (5); конструкцию (9) для хранения удлиненного элемента (6), расположенную в направлении подъема под элементом плавучести (8), причем один конец удлиненного элемента (6) соединен с буем (5), а другой конец удлиненного элемента (6) соединен с погруженным в воду объектом (2),отличающийся тем, что элемент плавучести (8) выполнен таким образом, что при подъеме буя (5) в воде на указанный элемент плавучести действует создаваемый водой крутящий момент, причем указанный крутящий момент вызывает вращение буя (5) вокруг его центральной оси (5 а), тем самым разматывание удлиненного элемента (6) при подъеме буя (5) в воде. 2. Буй по п.1, отличающийся тем, что содержит неподвижные относительно друг друга части, причем конструкция (9) образована барабаном, прикрепленным с отсутствием вращения к элементу плавучести (8). 3. Буй по п.1 или 2, отличающийся тем, что барабан содержит два колеса (9b) барабана и установленную между ними катушку (9 а), прикрепленную к указанным колесам, причем ось катушки (9 а) ориентирована параллельно или совмещена с осью буя (5). 4. Буй по одному из предшествующих пунктов, отличающийся тем, что снабжен по меньшей мере одним дополнительным элементом плавучести (11), расположенным в направлении подъема в нижней части буя (5). 5. Буй по одному из предшествующих пунктов, отличающийся тем, что элемент плавучести (8) выполнен с возможностью функционирования в качестве винта. 6. Буй по одному из предшествующих пунктов, отличающийся тем, что элемент плавучести (8) имеет форму диска или цилиндрическую форму. 7. Буй по одному из предшествующих пунктов, отличающийся тем, что элемент плавучести (8) снабжен выемками (8 а), которые ориентированы под наклоном относительно центральной оси буя, причем каждая выемка (8 а) расположена на радиальном расстоянии от центральной оси, которое постоянно или изменяется в продольном направлении выемки (8 а). 8. Буй по п.7, отличающийся тем, что каждая выемка (8 а) имеет открытую боковую поверхность на внешней аксиальной поверхности (8b) элемента плавучести (8), а также отверстия в верхней поверхности(8 с) и в нижней поверхности (8d) элемента плавучести. 9. Буй по п.7, отличающийся тем, что каждая выемка (8 а) имеет отверстия в верхней поверхности(8 с) и во внешней аксиальной боковой поверхности (8b) элемента плавучести (8). 10. Буй по одному из предшествующих пунктов, отличающийся тем, что снабжен механизмом освобождения с акустическим управлением для освобождения буя (5) из первоначального погруженного положения. 11. Буй по одному из предшествующих пунктов, отличающийся тем, что удлиненный элемент (6) образован линем или тросом, свободный конец которого присоединен к объекту (2), расположенному на-3 012382 морском дне. 12. Буй по одному из предшествующих пунктов, отличающийся тем, что содержит транспондер. 13. Буй по п.12, отличающийся тем, что элемент плавучести (8) установлен в радиально внешнем положении соосно с указанным транспондером.