[发明专利]分段翼型件收集器

说明书

一种用于海上拖曳应用、诸如海上地震探查的分段翼型件收集器，具有多个可纵向堆叠的翼型件节段，翼型件节段具有沿各节段的翼展延伸的内部导管以接收穿过其的线缆。

技术领域

本发明涉及收集器(divertor)和利用收集器以用于实现各种海上拖曳测定地震设备的期望位置的方法。

背景技术

当在船舶后方拖曳水中设备时，诸如当进行地震勘测时，期望被拖曳的设备关于船舶的航迹或者相对于左舷或者相对于右舷定位在一定侧向偏移处。为了将被拖曳的设备定位，或者转移到船舶的一侧或另一侧，通常在水中部署能够沿与船舶的行进方向垂直的方向生成流体动力升力的装置。多个此类装置是已知的，且被不同地称为“收集器”、“偏转器”、“扫雷器(paravane)”、“导叶”和“拖网门”或简单地“门”。如本文中使用的那样，用语“收集器”或“多个收集器”指所有的此类装置。

收集器依赖翼或翼型件来生成必要的流体动力升力。收集器设计的范围从利用单个翼型件或翼，到以一个跟着一个以级联系列的方式侧向地布置的多如五个或更多个独立的翼型件。翼型件自身可为简单的平板或弯板、经典翼片，诸如NACA、Eppler或Gottingen系列轮廓，或专有的定制翼型件。翼型件还可具有诸如襟翼、缝翼、开槽和翼尖的特征，以有助于实现最大升力系数和/或最小阻力系数。翼型件设计和特征对收集器的性能(诸如，其升力和阻力系数)具有显著的影响。收集器的纵横比也是重要的设计参数。

纵横比是翼的长度或翼展与其翼弦之比，翼弦是从翼的前缘到后缘的距离。对于非常低的纵横比(诸如1：1或更小)而言，收集器的升力与阻力比可在2：1的范围内，这被认为是较差的。在纵横比增大得超过1：1时，升力与阻力效率改善。例如，2：1的纵横比可形成4：1或更高的升力与阻力比。通过继续增大纵横比，升力与阻力效率可实现为高达10：1。

虽然高纵横比的收集器对最小阻力生成高升力，但它们还关于从船舶的部署和回收提出操作难题。收集器需要专用的操纵传动装置以用于下水、取回和船上贮藏，包括吊架、吊柱、落水吊杆和对船舶的侧部或船尾的结构修改。要求熟练的操作者来使这些收集器下水，特别是在大浪情形中。大体上，长且窄的收集器与短且宽的收集器相比倾向于对于操纵和贮藏更有问题。

收集器使用链条、绳索或线材的固定支索(bridle)来将收集器下水和拖曳。支索腿部的长度和它们的附接点确定了收集器拖曳通过水的迎角，且因此确定由收集器生成多少升力。在下水之前将支索构造设置为使得收集器一旦进入水中就立即开始生成升力。这在收集器的下水和取回期间对操作者提出操作难题，特别是在大浪情形中。在下水之前，操作者必须确保当船舶俯仰和摇摆时收集器安全且处于控制之下。操作者还必须确保收集器以确保其保持稳定的姿势进入水中，沿期望的方向开始生成升力，且立刻开始离开船舶。在收集器进入水的间隔期间，且在船舶附近在其开始生成完全升力时，高突变负载可在船舶和收集器都与大浪起作用时在拖曳线缆中产生。

为了管理在大浪中下水、取回和拖曳期间生成的高动态负载，收集器的机械设计需要具有厚的截面的强结构部件。这导致笨重的收集器，该收集器对船舶的操纵传动装置寄予额外的要求。对于收集器预期在水面附近操作的那些应用，笨重的收集器还需要大的水面参照浮标，这增大了收集器的阻力，以及对于操纵和贮藏的要求。

发明内容

根据本发明的一个方面，可收缩分段翼型件收集器提供高升力与阻力效率，以及对拖曳船舶的操纵传动装置降低的要求。

在一个实施例中，可收缩分段翼型件收集器包括：多个可纵向堆叠的翼型件节段，其各自具有翼型件截面、前缘、后缘、翼展和沿翼展延伸的内部导管，该内部导管定位在翼型件节段的前缘的后方以接收穿过其的线缆。

在另一个实施例中，可收缩分段翼型件收集器包括翼型件节段的堆叠，该堆叠具有相对端和线缆，线缆穿过多个翼型件节段中的各个的内部导管且具有从堆叠的各端向外延伸的自由端。