NO171717B - Paravane - Google Patents

Abstract

En neddykkbar posisjoneringsanordning (14), så som en paravane koblet til en ytre ende av en slepekabel (12), kan omfatte en fremre sylindrisk stabilisator (24) med en vinge (32) anbrakt diametralt i denne og med en forutbestemt angrepsvinkel, koblet til en slepestropp (60) som på sin side er forbundet med slepekabelen (12). En bakre stabilisator (54) kan forbindes med den fremre stabilisator (24) ved hjelp av et skaft (52) og et flertall stag (58) som er forbundet med om-kretsen av den fremre og bakre stabilisator (24, 54). En bøye (20) forbundet med det øverste punkt på den fremre stabilisator (24) kan trekkes under vann når slepning pågår, men bringer paravanen (14) tilbake til overflaten for gjenvinnings-eller redningsformål når den ikke er under slepning.

Description

Denne oppfinnelse angår marine undersøkelser og spesielt en anordning for posisjonering av en undervannsinnretning i forhold til et slepefartøy.

Paravaner (også betegnet "kabeldepressorer" og "vann-drager") har mange forskjellige anvendelser i vann, helt fra kommersielt fiske til nasjonalt forsvar. Paravaner blir nesten alltid brukt for å posisjonere et objekt som slepes, i forhold til et slepefartøy.

Tidligere paravanekonstruksjoner bestod av et kvadratisk eller rektangulært rammeverk med to eller flere opprett-stående støtter og én eller flere horisontale finner eller vinger innsatt mellom disse. Slepepunktet på paravanen ligger vanligvis foran og over tyngdepunktet slik at den vil bli slept i riktig stilling. Paravanens slepedybde styres av en bøye eller gjenfinningsanordning forbundet med paravanen gjennom en forutbestemt lengde av kabel eller line. De rektangulære paravaner har en tendens til å bli ustabile ved forskjellige slepehastigheter. Ustabile paravaner vil vingle bak slepefartøyet, f.eks. i en spiralbevegelse og vil ha redusert negativt løft.

Nåtidens paravaner er mer avanserte og består normalt av et sylindrisk skrog som har ett eller flere dreibare dykke-plan. Dykkeplanene er forbundet med en innvendig dybderegu-leringsmekanisme i skroget. Slike dybdereguleringsmekanismer omfatter trykkdetektorer og avstandsmåleinnretninger. Paravaner utstyrt med dybdereguleringsmekanismer er tilbøyelige til å oscillere eller "jage" omkring den ønskede dybde før de følger en riktig bane. Disse nyere paravaner er mer kostbare enn paravaner med fast styring på grunn av elektronikken-hetene. Som følge av det større antall bevegelige deler og de dybdereguleringsmekanismer som inngår, krever også konvensjo-nelle paravaner mer vedlikehold, såsom batteriutskiftning eller gjenoppladning og dessuten kalibrering av dybderegu-leringen.

Fra US-patent nr. 3.893.403 er det tidligere kjent en hydrofoil i form av en kort, rørformet ring. For stabiliser-ing av denne ringen er det benyttet en ballast og styrefinner på selve ringe. Denne hydrofoilen blir i prinsippet ganske lik de ovennevnte, rektangulære paravaner og får samme tendens til ustabilitet og likeartede justeringsproblemer.

Det er et formål med denne oppfinnelse å tilveiebringe en hydrodynamisk stabil paravane som har forhøyet konstruktiv stabilitet og et høyt forhold mellom løft og vekt, men like-vel med lave produksjonskostnader og helt uten driftskost-nader til batterier.

Dette oppnås ved å utforme oppfinnelsen i overens-stemmelse med de nedenfor fremsatte krav.

Foreliggende oppfinnelse angår en paravane utformet for tauing i neddykket tilstand bak et fartøy gjennom en vannmasse, hvilken paravane omfatter en ringstabilisator samt koblingsanordninger for å koble paravanen til fjernenden av en slepeline fra fartøyet. Det som særpreger foreliggende oppfinnelse er særlig at ringstabilisatoren som representerer en frontdel av paravanen er forbundet med koblingsanordningen og er forsynt med en vinge som er anbragt diametralt i ringstabilisatoren, og at paravanen i tillegg omfatter et bakre, hydrodynamisk stabilisatorelement som i lengderetning er adskilt fra ringstabilisatoren ved hjelp av en langstrakt støtteinnretning.

Slepedybden og sideveis forskyvning av paravanen fra slepefartøyet reguleres ved hjelp av den kabellengde som gis ut og den aksielle orientering av vingen som i sin tur også reguleres ved at koblingsanordningen er innrettet til å fastholde stabilisatoren i ulike posisjoner. En bøye forbundet med det øverste punkt på den fremre stabilisator, bringer paravanen tilbake til overflaten hvis den skulle bli skilt fra slepekabelen eller blir fri i vannet. En slepe-"fisk" kan kobles under paravanen ved hjelp av en metall-kjetting.

En bedre forståelse av særtrekk og fordeler ved denne oppfinnelsen vil bli oppnådd ved hjelp av den følgende detal-jerte beskrivelse og tegningene, hvor: Fig. 1 generelt illustrerer paravanen ifølge oppfinnelsen under slepning bak et skip,

fig. 2 og 3 er henholdsvis front- og sideriss av en paravane ifølge oppfinnelsen, og

fig. 4 viser tilkoblingen av slepestropper eller koblingsarrangement og redningsbøyen på paravanen ifølge oppfinnelsen.

På tegningsfigurene angir like henvisningstall de samme komponenter på alle figurer. Fig. 1 viser generelt et skip 10 med en kabel 12 som sleper en paravane 14 og en undervanninn-retning 16 gjennom en vannmasse 18. Paravanen 14 er forbundet med en bøye 20 ved hjelp av et annet kabelstykke 22.

Fig. 2 og 3 viser henholdsvis front- og sideoppriss av paravanen 14. I en foretrukket utførelse av oppfinnelsen har paravanen 14 en fremre ringstabilisator 24 med et flertall hull 26 som går radielt gjennom denne i jevne mellomrom langs den ene halvdel av sylinderen. Den fremre ringstabilisator 24 kan være laget av rustfritt stål eller et annet passende materiale med høy styrke, så som aluminium, visse plast-materialer og fiberglass. Diametralt over den fremre ringstabilisator 24 er det anordnet en stender 28 av et lignende materiale og med et hull 30 på midten av sin lengde. Den ene ende av stenderen 28 er forbundet med den fremre ringstabilisator 24 i et punkt som i det vesentlige tilsvarer midtpunktet av det nevnte flertall hull 26 gjennom ringstabilisatoren. Følgelig vil tilnærmet samme antall hull 26 bli liggende på hver side av stenderen 28. For senere henvisning vil sammenføyningspunktet for stenderen 28 til den fremre ringstabilisator 24 midt blant hullene 26, bli betegnet som toppen av paravanen 14.

En vinge 32 er anbragt i den fremre ringstabilisator 24 med rett vinkel i forhold til stenderen 28. Denne vinge har

et fremre kantparti 34 og et bakre kantparti 36. På midten av den fremre ringstabilisator 24 er det tildannet en innskjær-ing 38 for å oppta stenderen 28. En første stang 40 strekker seg gjennom vingen 32 nær og parallelt med den fremre kant 34. Stangen 40 som strekker seg gjennom den fremre kant 35, er ført gjennom hull som hullene 42 og 42' i den fremre

ringstabilisator 24 og et hull 43 i stenderen 28. Stangen 40 kan fastholdes i ringstabilisatoren 24 og vingen 32 ved hjelp av splittpinner 44 som er innsatt gjennom hver ende. Ved hver ende av vingen 32 og koblet til det bakre parti av den fremre

ringstabilisator 24, er det anordnet reguleringsbraketter 46 med et flertall hull som angitt ved 48. En annen stang 50 som strekker seg gjennom vingen 32 nær og parallelt med den fremre kant 36, fastholdes i ett forutbestemt hull blant det nevnte flertall hull 48 i hver reguleringsbrakett 46 for på innstillbar måte å fiksere angrepsvinkelen for vingen 32.

Angrepsvinkelen for en ving eller finne er definert som vinkelen i forhold til horisontalen for et skråttliggende plan som går gjennom den fremre kant og den bakre kant. Angrepsvinkelen blir typisk angitt i grader fra horisontalen til den fremre kant. Reguleringsbrakettene 44 kan f.eks., men ikke ment begrensende, gi en angrepsvinkel i området fra -5° til -40°.

Et skaft 52 er forbundet med midtpunktet av stenderen 28 og strekker seg vinkelrett i forhold til denne gjennom inn-skjæringen 38 i vingen 32. Skaftet 52 har en lgende som er omkring 1,5-2,0 ganger diameteren av den fremre ringstabilisator 24. På den motsatte frie ende av skaftet 52 er det

montert en bakre stabilisator 54 som har et flertall finner 56 arrangert radielt med posisjoner i like stor vinkel fra hverandre.

Et flertall stag 58 forbinder den bakre stabilisator 54 med den fremre ringstabilisator 24. Stagene 58 er forbundet

med den fremre ringstabilisator 24 i posisjoner bestemt av samme vinkel, for å gi en maksimal støtte for den bakre stabilisator 54. I en alternativ utførelse kan skaftet 52 utelates slik at den bakre stabilisator 54 utelukkende under-støttes av stagene 58.

Fig. 4 viser et koblingsarrangement 60 og en rednings-

i innretning så som en gjenfinningsanordning 20 koblet til paravanen 14. Koblingsarrangementet 60 innbefatter fortrinnsvis i det minste én kabel 62 som har høy styrke og er korre-sjonsresistent og i hvis ene ende er forbundet med den ytre

ende av slepekabelen 12 ved hjelp av en sjakkel 64. Den andre i enden av kabelen 62 kan være forbundet med det hull 30 som er plassert på midten av stenderen 28, ved hjelp av en annen sjakkel 66. En annen kabel 68 kan også ha sin ene ende koblet ved hjelp av en sjakkel 60 til den ytre ende av slepekabelen 12 og den andre enden ved hjelp av en sjakkel 72 til et

forutbestemt hull blant det nevnte flertall hull 26 gjennom ringstabilisatoren 24. Lengdene av hvert kabelstykke 62 og 68 avhenger av den ønskede slepekonfigurasjon som skal oppnås. Det vil si at for grunn slepning kan kabelen 68 være trekvart av lengden av kabelen 62, og for dyp slepning kan kabelen 68 være en kvart av lengden av kabelen 62. Lendeforskjellene tar sikte på å holde den fremre stabilisator vinkelrett på sleperetningen.

En annen kabel 22 med en redningsinnretning, så som en bøye 20 koblet til den ene ende, er ved hjelp av en sjakkel 74 forbundet med det samme parti av den fremre ringstabilisator 24 som kabelen 68 i stroppen 60. Bøyen 20 bør ha passende størrelse til å trekkes under vann av paravanen 14 under slepning, men må være i stand til å heve paravanen 14 til overflaten når denne er fri eller død i vannet. Bøyen 20 tjener i første rekke til å gjenfinne paravanen dersom denne skulle bli skilt fra slepestroppen eller kabelen.

En slepefisk som f.eks. vist ved 16 på fig. 1, kan ved hjelp av en kabellengde forbindes med hullet 30 midt på stenderen 28 på samme måte som kabelen 62. Lengden av slepefiskkabelen er slik at når den er forbundet med paravanen 14 vil slepefisken henge godt nedenfor den fremre ringstabilisator 24. Det foretrekkes at slepefiskkabelen føres langs forsiden av den fremre ringstabilisator 24. Den kan imidler-tid strekke seg gjennom denne så lenge slepefisken tillates å henge vertikalt ned uten at slepefiskkabelen kommer i inngrep med konstruksjonsdeler i paravanen 14. I en annen utførelses-form kan slepefisken 16 være montert direkte under skaftet 52 eller den kan være inkorporert fysisk i stedet for skaftet 52.

Hvordan paravanen oppfører seg under slepning avhenger sterkt av mange karakteristikker, hvorav slepehastigheten, stignings- eller angrepsvinkelen for vingen, størrelsen av vingens tverrhelning eller rulling og lengden av utgitt slepekabel er viktige. Slik det er velkjent innen hydrody-namikken og likeledes innen aerodynamikken, vil alle de ovenfor nevnte karakteristikker influere på paravanens ydel-seskarakteristikker eller -egenskaper. Med sikte på denne drøftelse vil det antas at flere av de forannevnte karakteristikker er konstante. F.eks., men uten å gi noen begrens-ning, skal det antas at slepehastigheten er tilnærmet lik 5 knop, angrepsvinkelen kan være tilnærmet lik -25° og den

kabellengde som er gitt ut kan være tilnærmet lik 45 meter. Det er velkjent for fagfolk på området at en økning i slepe-hastighet til f.eks. større enn 6 knop, meget gjerne vil kunne kreve en reduksjon i vingens angrepsvinkel for å hindre at vingen steiler. På den annen side kan vingens angrepsvinkel økes ved slepehastigheter som er lavere enn 5 knop. For å orientere paravanen 14 i vannet 18 direkte bak slepepunktet på skipet 10, bør kabelen 68 i stroppen 60 være forbundet med toppen av den fremre ringstabilisator 24. Kabelen 62 bør forbindes med hullet 30 midt på stenderen 28.

Bøyekabelen 22 er fortrinnsvis koblet til den fremre ringstabilisator 24 i hovedsakelig samme punkt som slepestropp-kablen 68.

Ved begynnelsen av utsettingen blir paravanen 14 orien-tert riktig i vannet ved hjelp av bøyen 20 slik at vingen 32 befinner seg tilnærmet horisontalt. Dette skjer fordi den fremre ringstabilisator 24 søker å innta sitt laveste energi-nivå og følgelig vil tyngdepunktet bevirke at ringstabilisatoren 24 henger som en pendel i bøyekabelen 22. Ettersom bøyekabelen 22 er forbundet med toppen av den fremre ringstabilisator 24, vil vingen 32 ligge hovedsakelig horisontalt.

Som nevnt tidligere er stroppkabelen 68 vesentlig kortere enn stroppkabelen 62. Med paravanen 14 under slepning på små dybder vil stroppkabelen 68 innledningsvis øke paravanens dykkevinkel og vil gjøre dykkevinkelen mindre på større dybder. Stroppkabelen 68 vil også være tilbøyelig til å motvirke dragkrefter som er tilstede ved toppen av den fremre ringstabilisator 24, bevirket av bøyen 20. Følgelig vil paravanens lengdeakse ligge i det vesentlige parallelt

med sleperetningen. Den fremre ringstabilisator 24 og den

i bakre stabilisator 54 bidrar også til å opprettholde stil-lingen av paravanen.

I stedet for å slepe paravanen 14 direkte bak slepepunktet, blir det oppnådd en maksimal sideveis forskyvning av paravanen ved å flytte tilkoblingspunktet for stroppkabelen 68 på den fremre ringstabilisator 45° til ett forutbestemt hull blant de mange hull 26. Det vil si at maksimal utføring av paravanen 14 til f.eks. styrbord side av slepefartøyet, kan bli oppnådd ved å forbinde stroppkabelen 68 med den fremre ringstabilisator 24 i 45° til venstre for stenderen 28. Under slepning vil således stroppen 60 rulle paravanen og dermed vingen til en tverrgående helning på 90° i forhold til horisontalen, hvilket resulterer i en maksimal sideveis utføring til styrbord side. Tilkobling av stroppkabelen 68 til den fremre stabilisator med 45° til høyre for stenderen 28, vil resultere i en maksimal sideveis utføring til babord side. Bøyen 20 har sin kabel 22 forbundet med ringstabilisatoren 24 noe i retning mot det som ville være den nedre side av stenderen 28 når paravanen 14 slepes for maksimal utføring. Den lille oppdrift som besørges av bøyen 20 hindrer at vingen bryter overflaten.

Det er funnet at for å slepe paravanen 14 med en vinkel på 45° fra slepepunktet, bør stroppkabelen 68 være forbundet med et av hullene 26 på den fremre ringstabilisator 24 i punkter som ligger omkring 22,5° fra toppsammenføyningen av stenderen 28 med den fremre ringstabilisator 24. For slepe-konfigurasjoner med sikte på mindre enn maksimal sideveis avledning, kan redningsbøyekabelen 22 være forbundet med ringstabilisatoren 24 på samme sted som stroppkabelen 68. Dette fordi stroppkabelen 68 er dominerende når det gjelder å opprettholde orienteringen av paravanen. Draget av slepekabelen 12 assistert av fremre og bakre ringstabilisatorer 24 og 54 gir de nødvendige krefter for å hindre at paravanen 14 går inn i spiralbevegelser.

Claims (9)

1. Paravane (14) utformet for tauing i neddykket tilstand bak et fartøy (10) gjennom en vannmasse (18), hvilken paravane omfatter en ringstabilisator (24) samt koblingsanordninger for å koble paravanen til fjernenden av en slepeline (12) fra fartøyet (10), karakterisert ved at - ringstabilisatoren (24) som representerer en frontdel av paravanen (14) er forbundet med koblingsanordningen og er forsynt med en vinge (32) som er anbragt diametralt i ringstabilisatoren (24), og at paravanen (14) i tillegg omfatter et bakre, hydrodynamisk stabilisatorelement (56) som i lengderetning er adskilt fra paravanen (14) ved hjelp av en langstrakt støtteinnretning (52;58).

2. Paravane (14) ifølge krav 1, karakterisert ved at ringstabilisatoren (24) omfatter innstillingsanordninger (48-50) for festing av vingen (32) med en ønsket angrepsvinkel.

3. Paravane (14) ifølge krav 1 eller 2, karakterisert ved at koblingsanordningen er innrettet til å fastholde ringstabilisatoren (24) i forskjellige tverrvinkelmessige posisjoner, slik at vingen (32) tilveiebringer et ønsket skyv under tauing for å posisjonere paravanen (14) i ønsket dybde og med ønsket sideveis forskyvning i forhold til slepefartøyet (10).

4. Paravane (14) ifølge krav l, karakterisert ved at støtteinnretningen omfatter flere stag (58) som danner samme innbyrdes vinkel med hverandre og forbinder ringstabilisatoren (24) med det bakre stabilisatorelement (56).

5. Paravane (14) ifølge krav 1, 2, 3 eller 4, karakterisert ved at den omfatter en gjenfinningsanordning (20), f.eks. i form av en redningsbøye, koblet til ringstabilisatoren for å lette gjennfinning av paravanen.

6. Paravane (14) ifølge et hvilket som helst av de ovenr stående krav, karakterisert ved at koblingsanordningen ved hjelp av hvilken paravanen kan festes til slepelinen (12) omfatter et koblingsarrangement (60) som kan festes til ett valgbart sted blant flere festesteder (26) anbragt langs om-kretsen av ringstabilisatoren (24).

7. Paravane (14) ifølge krav 6, karakterisert ved at koblingsarrangementet (60) omfatter én første (62) og én andre (68) stroppekabel, idet den første stroppekabel (62) er lengre enn den andre stroppekabel (68), og slik at den ene enden (66) av den første stroppekabel (62) er koblet sentralt til ringstabilisator (24) , mens én ende (72) av den andre stroppekabel (68) er koblet til ett utvalgt blant de mange festesteder (26), og at de øvrige ender (64,70) av den første, henholdsvis av den andre, stroppekabel (62,68) er innrettet til å bli koblet til slepelinen (12).

8. Paravane (14) ifølge krav 6 eller 7, karakterisert ved at hvert festested (26) omfatter et hull som strekker seg radielt gjennom den peri-fere vegg i ringstabilisator (24) .

9. Paravene (14) ifølge et hvilket som helst av de fore-gående krav, karakterisert ved at innstillingsanordningene (46-50) for å innstille angrepsvinkelen til vingen (32), omfatter to reguleringsbraketter (46) som er anbragt diametralt og montert til ringstabilisator (24), idet hver av reguleringsbrakettene (46) har flere hull (48) som strekker seg gjennom disse; én stang (50) som strekker seg gjennom vingen (32) parallelt med og nær inntil dens bakre kant (36) og passerer gjennom tilsvarende hull i hver av reguleringsbrakettene (46) ; samt én ytterligere stang (40) som strekker seg gjennom vingen (32) parallelt med og nær inntil den fremre kant (34) og fastholdes av ytterligere to hull (42) i ringstabilisator (24).