一种大型水下组合拖曳装置及其使用方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种大型水下组合拖曳装置及其使用方法，属于海洋工程的水下拖曳技术领域。
【背景技术】
[0002]海上实验、海底探测和海洋工程等领域中均会运用到拖曳装置，而如今现有的拖曳装置都是小型单体，无法装载多种类型的实验设备，且不能满足在大吃水工况下的拖曳要求。另外，拖曳装置在工作过程中，需要频繁更换、调试拖曳体中的仪器设备，拖曳装置的布放便捷性很重要；而且大型拖体要求船尾提供足够的甲板面积。因此，有必要设计一种组合式的拖曳装置和布放机构，它具有深水拖曳能力、装载大型化，以及良好的水动力性能，装置结构简单，组合安装操作方便，布放便捷安全，且能满足拖曳过程中对拖体上实验设备的操作要求，进行收放操作，为海上实验提供一个良好的实验平台。
【发明内容】
[0003]本发明提供一种大型水下组合拖曳装置及其使用方法，该组合拖曳装置应考虑水下拖曳体在船尾甲板存放、布放时的上升或下降和水下拖曳工作的要求，能够保证水下拖曳体在较深的水深下拖航，并具有稳定的浮态和航向保持性，解决大型特殊结构上升或下降的布放难题。
[0004]本发明采用的技术方案是:一种大型水下组合拖曳装置，它包括水下组合拖曳体和船尾甲板上的布放机构，所述水下组合拖曳体通过组合架把第一浮体、第二浮体和第三浮体连接在一起，所述第一浮体、第二浮体和第三浮体的外形采用流线型的左右对称结构，内部采用便于放置实验仪器的中空结构；所述第一浮体采用水平剖面为水滴形的柱体，第一浮体的上部设有水平剖面为椭圆形的浮力储备箱，在第一浮体与浮力储备箱之间设有过渡体；所述第二浮体的尾部设有一对第二浮体垂直导流尾翼和一对第二浮体水平导流尾翼，所述第三浮体的尾部设有一对第三浮体垂直导流翼和一对第三浮体水平导流尾翼；所述组合架采用上支架和下支架固定连接，所述上支架由上矩形框架和对角线圆管构成，所述第一浮体固定在对角线圆管的中心位置，采用四个斜撑杆连接第一浮体和上矩形框架的四角，所述下支架由六个水平圆管、一个下矩形框架、四个垂直圆管、三个弧形防撞圆管、二个雪橇型构件和二个座板固定连接形成的构架，所述第二浮体和第三浮体固定连接在下支架上；所述布放机构包括一个导缆架和二个位于导缆架两侧的承载架，所述导缆架一端固定在船尾甲板上，另一端连接导缆架斜拉杆，在导缆架的顶端设有导缆轮，拖曳钢缆的一端绕过导缆轮与所述雪橇型构件上的钢缆连接孔连接，另一端连接绞车，所述承载架的一端固定在船尾甲板上，中间有垂直支撑杆支撑，承载架的另一端通过吊缆与所述雪橇型构件上的两个吊钩孔相配合的吊钩连接；在船体的尾端部的立板上设有防撞垫。
[0005]所述上矩形框架上的耳板与下矩形框架上的第一耳板采用螺栓和螺母固定连接。
[0006]所述第二浮体上的第二浮体耳板与水平圆管上的第二耳板采用螺栓和螺母固定连接。
[0007]所述第三浮体上的第三浮体耳板与伸长圆管上的第三耳板采用螺栓和螺母固定连接。
[0008]所述的一种大型水下组合拖曳装置的使用方法采用的步骤如下:
(a)在初始状态时，在承载架上的两个吊钩挂在所述水下组合拖曳体的同一雪橇型构件上的两个吊钩孔中，拖曳钢缆的一端绕过导缆轮与所述雪橇型构件上的钢缆连接孔连接;
(b )在水下组合拖曳体放入水中时，开动绞车收紧拖曳钢缆，让拖曳钢缆吊住水下组合拖曳体上升，直到两个吊钩从吊钩孔中取出，反向开动绞车放松拖曳钢缆，让水下组合拖曳体下降进入水中，由船体通过拖曳钢缆拖带水中的水下组合拖曳体，进行实验；
(c )在水下组合拖曳体起吊时，开动绞车收紧拖曳钢缆，让拖曳钢缆吊住水下组合拖曳体上升，直到两个吊钩挂入吊钩孔中，再反向开动绞车放松拖曳钢缆，由两个吊钩挂住转过90度角的水下组合拖曳体并靠在船体尾端部位于立板上的防撞垫上。
[0009]本发明的有益效果是:这种大型水下组合拖曳装置包括水下组合拖曳体和布放机构。水下组合拖曳体通过组合架把第一浮体、第二浮体和第三浮体连接在一起。组合架采用上支架和下支架固定连接，上支架由上矩形框架和对角线圆管构成，第一浮体固定在对角线圆管的中心位置。第二浮体和第三浮体固定连接在下支架上。布放机构包括一个导缆架和二个位于导缆架两侧的承载架。拖曳钢缆绕过导缆架上的导缆轮与雪橇型构件上的钢缆连接孔连接。承载架通过吊缆与所述雪橇型构件上的两个吊钩孔相配合的吊钩连接。在船体的尾端部的立板上设有防撞垫。该组合拖曳装置考虑了水下拖曳体在船尾甲板上存放、布放时的上升或下降和水下拖曳工作的要求，能够保证水下拖曳体在深水中拖航，并具有稳定的浮态和航向保持性，解决了大型结构上升或下降的水上布放难题。
【附图说明】
[0010]图1是一种大型水下组合拖曳装置的立体结构图。
[0011]图2是一种大型水下组合拖曳装置的结构正视图。
[0012]图3是一种大型水下组合拖曳装置的结构俯视图。
[0013]图4是图2中的K向视图。
[0014]图5是图1中的A局部放大图。
[0015]图6是图1中的B局部放大图。
[0016]图7是图1中的C局部放大图。
[0017]图8是图2的D-D剖面图。
[0018]图9是图2的E-E剖面图。
[0019]图10是图3的F-F剖面图。
[0020]图11是图2的G-G剖面图。
[0021]图12是一种大型水下组合拖曳装置的工作状态图。
[0022]图13是大型水下组合拖曳装置吊起后位于船尾的正视图。
[0023]图14是大型水下组合拖曳装置吊起后位于船尾的侧视图。
[0024]图15是图14中的H局部放大图。
[0025]图中:1、浮力储备箱，2、过渡体，3、第一浮体，4、斜撑杆，5、上矩形框架，5a、对角线圆管，6、耳板，7、第一耳板，7a、第二耳板，7b、第三耳板，8、螺栓，9、螺母，10、水平圆管，11、下矩形框架，12、垂直圆管，13、弧形防撞圆管，14、第二浮体，15、第二浮体垂直导流尾翼，16、第二浮体水平导流尾翼，17、雪橇型构件，17a、钢缆连接孔，17b、吊钩孔，18、第二浮体耳板，19、第三浮体，20、第三浮体垂直导流尾翼，21、第三浮体水平导流尾翼，22、伸长圆管，23、第三浮体耳板，24、座板，25、拖曳钢缆，26、绞车，27、承载架，28、垂直支撑杆，29、吊缆，30、吊钩，31、导缆架斜拉杆，32、导缆架，33、折线形板，34、轴，35、导缆轮，36防撞垫，37、船体，38、船尾甲板。
【具体实施方式】
[0026]以下参照附图对本发明的结构做进一步描述。
[0027]图1、2、3、4示出了一种大型水下组合拖曳装置的结构图。这种大型水下组合拖曳装置包括水下组合拖曳体和船尾甲板上的布放机构。水下组合拖曳体通过组合架把第一浮体3、第二浮体14和第三浮体19连接在一起，第一浮体3、第二浮体14 (如图10所示)和第三浮体19 (如图11所示)的外形采用流线型的左右对称结构，内部采用便于放置实验仪器的中空结构。第一浮体3采用水平剖面为水滴形(如图9所示)的柱体，第一浮体3的上部设有水平剖面为椭圆形(如图8所示)的浮力储备箱1，在第一浮体3与浮力储备箱I之间设有过渡体2。第二浮体14的尾部设有一对第二浮体垂直导流尾翼15和一对第二浮体水平导流尾翼16。第三浮体19的尾部设有一对第三浮体垂直导流翼20