KR20140116140A - 음향 모듈 및 상기 음향 모듈을 포함한 안테나 - Google Patents

Abstract

폴리클로로프렌계 고무 패널 (100) 의 형태로 제작된, 해저 웨이브들을 수신하기 위한 음향 안테나용 음향 모듈 (1) 로서, 고무 패널 (100) 의 길이 (L) 를 따라 연장되고 상기 고무 패널 (100) 의 폭 (I) 을 따라 이격되어 있는 복수의 종방향 튜브형 덕트들 (2) 을 포함하며, 상기 종방향 덕트들 (2) 은 길이방향 (L) 으로 이격된 하이드로폰들 (4) 의 컬럼들 (40) 을 수용하고, 상기 고무 패널 (100) 은 또한 상기 고무 패널 (100) 의 폭 (I) 을 따라 연장되는 적어도 하나의 횡방향 덕트 (3) 를 포함하고 상기 종방향 덕트들 (2) 및 횡방향 덕트들 (3) 은 유체로 충전되고 상기 음향 패널 (1) 에는 기밀 방식으로 상기 덕트들 (2, 3) 을 블록킹하는 수단 (6) 이 제공되고, 고무의 경도 및 상기 패널 (100) 의 두께 (e) 는, 상기 음향 모듈 (1) 이 길이방향 (L) 으로 연장되는 축에 대해 제 1 굴곡 자유도를, 그리고 폭방향(I) 으로 연장되는 축에 대해 제 2 굴곡 자유도를 나타내도록 선택된다.

Description

음향 모듈 및 상기 음향 모듈을 포함한 안테나{ACOUSTIC MODULE AND ANTENNA INCORPORATING SAID ACOUSTIC MODULE}

본 발명은 해저 웨이브들을 수신하는 음향 안테나들에 관련된다.

이러한 안테나들은 예를 들어, 해저의 음향 잡음 소스들을 검출하고 위치결정하도록 의도된다. 이들 안테나들은 저 및 중간 범위 주파수들에서 동작하도록 의도된다. 저주파수 또는 중간 범위 주파수는 12 kHz 미만의 주파수들을 의미하는 것으로 의도되어야 한다. 검출 및 위치결정 양쪽 모두에서의 양호한 성능을 얻기 위해서는, 저주파수 또는 중간 범위 주파수의 스펙트럼에 대해 분석하고, 만족스러운 신호 대 잡음 비를 얻기 위하여 그 이득이 상당한 안테나를 갖는 것 (많은 애플리케이션들에서, 20 dB 의 이득이 필요함) 이 필요하다.

본 발명은 보다 구체적으로, 잠수함들 상에 배치된 실린더형 소나 안테나들 및 잠수함들의 플랭크들 상에 설치된 플랭크 안테나들에 관한 것이다.

실린더형 소나 안테나들은 강성의 가늘고 긴 모듈들의 형태로 제작된 하이드로폰들의 컬럼들의 세트에 의해 통상적으로 형성된다. 이들 모듈은 실린더의 모체들 (generatrices) 상에 고정된다. 알려진 바와 같이, 이들 모듈은 통상 "드럼" 이라 지칭되는 지지 실린더에 대해 가압됨으로써 병치되는 방식으로 고정된다.

이들 안테나는 비용이 든다는 결점을 갖는다. 실제로, 지지 실린더 상에 하이드로폰들의 각각의 컬럼을 고정해야 하는 점은 상당한 어셈블리 횟수들 및 비용들을 내포한다.

본 발명의 목적은 이 결함을 해결하는 것이다.

또한, 플랭크 안테나들은 표면 음향 센서들을 포함하고, 잠수함의 실린더형 형태를 비슷하게 따르도록, 패널들의 폭을 따라 연장되는 횡방향 (transverse) 축에 대하여 굴곡 자유도를 나타내는 직사각형 패널들의 형태로 제작된 음향 모듈들의 병치에 의해 통상적으로 형성된다.

그러나, 이들 모듈은 실린더형 안테나들을 제작하는데 이용될 수 없다. 결론을 말하면, 플랭크 안테나들 및 실린더형 안테나들은 매우 상당한 제조 비용들을 유도하는 매우 상이한 기술들에 의해 제조된다.

본 발명의 다른 목적은 이러한 결함을 해결하는 것이다.

이 목적으로, 본 발명의 청구물은 폴리클로로프렌계 고무의 패널의 형태로 제작된, 해저 웨이브들을 수신하기 위한 음향 안테나용 음향 모듈이며, 상기 모듈은 고무 패널의 길이를 따라 연장되고 고무 패널의 폭을 따라 이격되어 있는 복수의 종방향 튜브형 덕트들을 포함하며, 상기 종방향 덕트들은 길이방향으로 이격된 하이드로폰들의 컬럼들을 수용하고, 상기 고무 패널들은 또한 상기 고무 패널의 폭을 따라 연장되는 적어도 하나의 횡방향 덕트를 포함하고 상기 종방향 및 횡방향 덕트들은 유체로 충전되고 상기 음향 패널에는 기밀 방식으로 상기 덕트들을 블록킹하는 수단이 제공되고, 고무의 경도 및 패널 두께는, 음향 모듈이 길이방향으로 연장되는 축에 대해 제 1 굴곡 자유도 및 폭방향으로 연장되는 축에 대해 제 2 굴곡 자유도를 나타내도록 선택된다.

유리하게, 횡방향 덕트는 종방향 덕트들과 교차한다.

유리하게, 상기 덕트들은 액체로 충전된다.

유리하게, 횡방향 덕트는 횡방향 덕트의 단부에 배열된 전기 접속 엘리먼트들과 하이드로폰들 사이의 전기적 링크를 확립하는데 이용되는 전기 접속 케이블들을 전달하고, 전기 접속 엘리먼트들은 하이드로폰들로부터의 신호들을 프로세싱하는 프로세싱 유닛과 협력하도록 의도된다.

유리하게, 하이드로폰들로부터의 신호들을 프로세싱하는 프로세싱 유닛은 상기 덕트들 중 하나의 한 단부에 포함된다.

유리하게, 고무의 경도, 패널의 두께 및 덕트들의 배열은, 음향 패널이 상기 패널의 길이를 따라 연장되는 축에 대해 1 m 와 2.5 m 사이의 제 1 최소 굴곡 반경으로 및 패널의 폭을 따라 연장되는 축에 대해 1 m 와 2.5 m 사이의 제 2 최소 굴곡 반경으로 굴곡될 수 있도록 선택된다.

유리하게, 고무는 60과 80 사이의 쇼어 A 의 쇼어 경도를 나타낸다.

유리하게, 패널은 5 cm 와 15 cm 사이의 두께를 갖는다.

본 발명의 다른 청구물은 본 발명에 따른 음향 모듈들의 세트를 포함하는 패시브 소나에 대해 해저 웨이브들을 수신하는 음향 안테나이다.

일 실시형태에서, 안테나는 튜브형이다.

유리하게, 안테나는 테이퍼링된다.

유리하게, 안테나는 드럼을 포함하고, 음향 모듈들은 상기 드럼에 대해 맞대어진다.

변형예로서, 안테나는 동축인 하부 링 및 상부 링을 포함하며, 여기에서, 음향 모듈은 상부 및 하부 링들에 고정되고, 두개의 링들 사이에 튜브형 자체 지지 드럼을 형성하도록 하는 방식으로 배열되며, 패널들은 하부 링과 상부 링 사이에 길이 방향으로 연장된다.

튜브형 안테나는 실린더일 수도 있다.

변형예로서, 음향 모듈들은 하이드로폰들의 컬럼들이 유리하게 단일의 실린더의 개별적인 모체들을 따라 연장되는 방식으로 유리하게 배열된다.

다른 실시형태에서, 음향 모듈들은 잠수함의 선체의 전방부 상에 고정된다.

유리하게, 음향 모듈은 잠수함의 선체의 전방부에 형성된 마우스를 블록킹한다.

본 발명의 다른 청구물은 해저 웨이브들을 수신하는 음향 안테나로서, 본 발명에 따른 일련의 음향 모듈들을 포함하고, 모듈들은 잠수함의 선체에 대해 맞대어지도록 탑재되며, 상기 음향 모듈들은 잠수함의 축에 실질적으로 평행한 이들의 폭을 따라 연장되도록 하는 방식으로 배열된다.

본 발명의 다른 특징들 및 이점들은 첨부된 도면들을 참조로 비제한적인 예에 의해 주어지는 다음의 상세한 설명을 읽을 때 명백해질 것이다.
도 1 은 본 발명에 따른 음향 모듈을 개략적으로 나타낸다.
도 2 는 본 발명에 따른 음향 모듈의 일부분의 평면 (M) 을 따르는 단면도를 개략적으로 나타낸다.
도 3 은 도 1 및 도 2 의 음향 모듈의 우측 상단부를 투시적으로 개략적으로 나타낸다.
도 4 는 본 발명의 제 1 실시형태에 따른 패시브 솔라에 대한 실린더형 안테나의 횡방향 단면을 개략적으로 나타낸다.
도 5 는 본 발명에 따른 패시브 솔라에 대한 실린더형 안테나의 제 2 실시형태를 투시적으로 개략적으로 나타낸다.
도 6 은 본 발명에 따른 플랭크 안테나를 나타낸다.
도 7a 는 컬럼이 포함하는 하이드로폰들의 축에 대응하는 축을 따라 연장되는 하이드로폰의 컬럼을 나타내며, 도 7b 는 도 7a 에 나타낸 버블의 컨텐츠를 상세하게 나타낸다.
도 8 은 본 발명에 따른 잠수함을 나타낸다.
도면마다 동일한 엘리먼트들은 동일한 도면부호에 의해 식별된다.

도 1 은 본 발명에 따른 해저 웨이브들을 수신하는 안테나에 대한 음향 모듈 (1) 을 나타낸다. 이 음향 모듈 (1) 은 특정 개수의 엘리먼트들을 포함하는 폴리클로로프렌계 고무의 패널 (100) 의 형태를 취한다.

패널 (100) 은 아래 보여질 바와 같이 가요성 패널의 형태를 취한다.

이는 작은 두께 (e) 의 직사각형의 직육면체의 전체적인 형태를 취한다. 작은 두께의 직육면체는 패널의 I 로 표기된 폭보다 적어도 3 배 작은 두께를 갖는 직육면체를 의미하는 것으로 이해하여야 한다. 패널 (100) 은 또한 L 로 표기되는 길이를 갖는다.

통상적으로, 패널들 (100) 은 1 m 와 2 m 사이의 길이 (L) 를 갖는다. 이들은 40 cm 와 1.60 m 사이의 폭 (I) 을 갖는다. 폭은 물론 항상 길이보다 작다.

이하, 텍스트에서, 패널이 작은 두께를 갖는 경우 패널은 전반적으로 직사각형의 형태를 갖는 것으로 간주된다.

고무 패널 (100) 은 패널 (100) 의 길이 (L) 를 따라 연장되는 복수의 종방향 덕트들 (2) 을 포함한다. 즉, 종방향 덕트들 (2) 은 길이방향으로, 즉 패널 (100) 의 길이 (L) 의 방향으로 연장된다.

종방향 덕트들은 9 cm 정도의 피치 (PL) 만큼 이격된다. 피치 (PL) 는 변할 수 있으며 이는 음향 요건 (패널에 대해 요구되는 주파수 대역에 링크되는 특수 샘플) 에 의해 정의된다.

이들 덕트 (2) 는 고무 패널의 어느 한 쪽에 드러난다. 이들은 보다 구체적으로, 패널의 폭 (I) 의 방향으로 연장되는 패널의 작은 에지들 (6) 상에 드러난다.

종방향 덕트들 (2) 은 패널의 폭 (I) 의 방향으로 이격되어 있다.

고무 패널은 또한 패널의 폭 (I) 의 방향으로 연장되는 횡방향 덕트 (3) 를 포함한다. 이 특징은 패널 (100) 의 길이 (L) 방향으로 연장되는 축에 대해 굴곡 운동에 있어서 패널에 대해 가요성을 부여하는 이점을 제공한다.

변형예로서, 패널은 복수의 횡방향 덕트들 (3) 을 포함한다. 이는 패널에 대해 보다 큰 가요성을 부여하는 것을 가능하게 한다.

이 덕트 (3) 는 고무 패널의 어느 한쪽에서 드러난다. 이는 보다 구체적으로, 패널의 길이 방향으로 연장되는 패널의 긴 에지들 (5) 상에서 드러난다.

종방향 덕트 (2) 및 횡방향 덕트 (3) 는 고무 패널 (100) 에 형성된 캐비티들이다.

이들 덕트들 (2, 3) 는 튜브형이다.

도 1 에 나타낸 예에서, 종방향 덕트들 (2) 은 각각의 그 단부들에서 플래어 (flare) 된다. 이 특징은 필요한 경우, 종방향 덕트들에서 하이드로폰들로부터의 신호들을 프로세싱하는 수단을 포함하는 것을 가능하게 한다.

특히, 이들은 제 1 직경을 갖는 중심 튜브형 부분 (2A) 및 제 1 직경보다 큰 제 2 직경을 갖는 두개의 튜브형 단부들 (2B) 을 갖는다. 제 1 직경은 3 cm 와 5 cm 사이에 있고, 제 2 직경은 5 cm 와 8 cm 사이에 있다.

음향 패널 (1) 의 길이방향 및 폭방향들에 의해 정의되는 평면 (M) 을 따라 도 1 및 도 2 의 패널의 단면을 나타내는 도 2 에서 알수 있는 바와 같이, 각각의 종방향 덕트 (2) 는 길이 방향인 L 방향으로 이격되어 있는 하이드로폰들 (4) 의 컬럼들 (40) 을 수용한다. 이들 하이드로폰들 (4) 은 명료화의 이유로 도 1 에 도시되어 있지 않다.

종방향 덕트들 (2) 에 포함된 하이드로폰들은 이를 형성하는 하이드로폰들의 축들에 대응하는 개별적인 축들을 갖는 하이드로폰들의 컬럼들 (40) 을 형성한다. 이들 축들은 종방향 덕트들의 축들에 평행하며, 컬럼들이 개별적으로 포함되는 종방향 덕트 축들로 바람직하게 병합된다.

도 1 내지 도 3 의 실시형태에서, 하이드로폰들 (4) 은 종방향 덕트들 (2) 의 중심 부분 (2A) 에 수용된다.

도 2 및 도 3 에서 알 수 있는 바와 같이, 횡방향 덕트 (3) 는 전기 접속 케이블들 (14) (도 1 에는 명확화를 위하여 도시하지 않음) 을 바람직하게 수용하거나 전달한다.

전기 접속 케이블들 (14) 은 횡방향 덕트 (3) 의 하나 이상의 단부들에 배열된 전기 접속 엘리먼트들 (15)(또는 전기 출력부들) 과 하이드로폰들 (4) 사이의 전기 링크를 확립하는데 이용된다. 전기 접속 엘리먼트들 (15) 은 하이드로폰들로부터의 신호들을 프로세싱하기 위한 프로세싱 유닛 (16) 과 협력하도록 의도된다. 바람직하게, 프로세싱 유닛 (16) 은 도 3 을 참조로 알 수 있는 바와 같이, 횡방향 덕트 (3) 에 포함된다. 이 특징은 모듈 (1) 에 직접 하이드로폰들로부터의 신호들을 프로세싱하는 것 (예를 들어, 모듈 (1) 의 외부에서의 원격 프로세싱 수단으로의 이들 신호들의 양호한 전송을 보장하기 위해 신호들을 증폭하고, 원격 프로세싱 수단으로의 이들 신호들의 양호한 전송을 보장하기 위해, 가능하게는 증폭된 신호들을 집중시키고 이들을 디지털화하고 이들을 멀티플렉싱하는 것) 을 가능하게 한다.

본 특허 출원의 도면들에 나타내지 않은 실시형태에서, 전기적 접속 접속 케이블들 (14) 은 종방향 덕트 (2) 중 하나의 단부에 배열된 전기적 출력부 (15) 에 전달된다. 이 전기 출력부 (15) 는 모듈 (1) 에 포함될 수 있거나 포함될 수 없는 하이드로폰들로부터의 신호들을 프로세싱하는 프로세싱 수단에 링크될 수 있거나, 또는 함께 수개의 패널들을 링크시키도록 다른 음향 모듈 (1) 에 달리 접속될 수 있다.

횡방향 덕트 (3) 는 종방향 덕트들 (2) 과 유리하게 교차한다. 이 특징은 모듈 (1) 의 길이 방향으로 연장되는 축에 대해 굴곡 운동에 있어서 패널에 대해 가요성을 부여하는 이점을 제공한다.

덕트들 (2, 3) 은 나타내지 않은 액체로 충전된다. 이 액체는 점성액 (viscous) 일 수 있다.

액체 (유체 또는 점성액) 의 이용은 음향 패널 (1) 이 유체역학적 압력을 견딜 수 있게 하고, 하이드로폰들 (4) 및 전기 접속 케이블들을 습윤 상태 (damp) 로부터 보호한다. 이 설계 선택은 메인터넌스를 간략화하고 모듈의 성능 레벨들을 업그레이드하는 (덕트들 (2 또는 3) 에서의 하이드로폰들로부터 발신하는 신호들을 프로세싱하기 위한 새로운 수단을 포함하거나 또는 하이드로폰들의 수를 증가시키는) 능력을 보전한다.

도 1 및 도 2 의 음향 패널의 상단 우측 부분에 투시적으로 개략적으로 나타내는 도 3 에서 알 수 있는 바와 같이, 패널에는 횡방향 덕트 (3) 및 종방향 덕트 (2) 를 블록킹하는 수단이 제공된다. 이들 수단은 덕트들 (2, 3) 의 각각의 단부에 배열된다.

도 3 의 비제한적인 실시형태에서, 블록킹 수단 (60) 은 탈착가능 블록킹 수단이다. 보다 구체적으로, 이들은 스레딩 (8) 이 제공되는 플러그들 (7) 이며, 덕트들에는 스레딩을 보조하는 탭핑 (9) 이 제공된다. 보다 구체적으로, 나타낸 예에서, 덕트들에는, 탭핑 (9) 이 제공되는 플라스틱 인서트들 (10) 이 제공된다.

유리하게, 횡방향 덕트 (3) 를 블록킹하는데 이용된 플러그들 (7) 의 적어도 하나에는 하이드로폰들 (4) 으로부터의 신호를 프로세싱하기 위한 프로세싱 유닛이 제공된다. 적어도 하나의 종방향 덕트 (2) 에도 또한, 하이드로폰들로부터의 신호들을 프로세싱하기 위한 프로세싱 유닛이 제공될 수도 있다.

음향 모듈 (1) 이 패널 (100) 의 길이 (L) 를 따라 연장되는 축에 대해 제 1 회전 자유도 및 패널 (100) 의 폭 (I) 을 따라 연장된 축에 대해 제 2 회전 자유도를 나타내도록 패널 (100) 의 두께 (e) 및 고무의 경도가 정의된다. 즉, 음향 모듈 (1) 은 이들 두개의 축에 대해 굴곡 자유도를 나타낸다.

이들 파라미터들의 결정은 당해 기술 분야의 당업자에게는 어떠한 문제들도 부여하지 않는다. 이는 예를 들어, 테스트들을 수행함으로써 쉽게 행해질 수 있다. 종방향 및 횡방향 덕트들의 배열은 일 방향으로 각각, 모듈 (1) 의 가요성을 돕는다.

유리하게, 고무의 경도, 패널 (100) 의 두께 및 덕트들 (2, 3) 의 배열은, 음향 패널이 상기 패널 (100) 의 길이 (L) 를 따라 연장되는 축에 대해 1 m 와 2.5 m 사이의 제 1 최소 굴곡 반경으로 및 패널 (100) 의 폭 (I) 을 따라 연장되는 축에 대해 1 m 와 2.5 m 사이의 제 2 최소 굴곡 반경으로 굴곡될 수 있도록 선택된다.

통상적으로, 60 과 80 쇼어 A 사이의 쇼어 경도를 나타내는 폴리클로로프렌계 고무가 이용된다. 경도는 통상적으로, 대략 70 쇼어 A 와 같다. 여기에서, 쇼어 경도는 타입 A 경도계를 이용하여 측정된 경도이다.

패널들 (100) 은 5 cm 과 15 cm 사이의 두께를 갖는다.

횡방향 덕트의 존재는 패널의 길이를 따라 연장되는 축에 대해 패널의 굴곡을 적합하게 한다.

복수의 횡방향 덕트들 (3) 은, 이 축에 대해 골곡을 적합하게 하도록 패널 (100) 의 길이를 따라 이격되어 제공될 수 있다.

길이 (L) 를 따라 연장되는 축에 대한 제 1 회전 자유도로 인하여, 이것이 포함하는 하이드로폰들의 컬럼들이 단일의 실린더의 모체상에 배치되도록 하는 방식으로 본 발명에 따른 음향 모듈 (1) 을 골곡시키는 것이 가능하다.

따라서, 본 발명에 따른 복수의 실리더형 패널들을 병치시킴으로써 실린더형 안테나를 제작하는 것이 가능하다. 이들 패널은 또한, 복수의 하이드로폰들 컬럼들을 포함시킴으로써 음향 안테나들의 어셈블리의 관점에서, 어셈블리에 요구되는 엘리먼트들의 수 및 어셈블리 시간 양쪽 모두에 있어서 비용 절감을 발생시키는 것을 가능하게 한다.

또한, 이들 모듈의 굴곡 자유도는 단일의 실린더의 모체에 하이드로폰들의 컬럼들을 배열하는 것을 가능하게 하기 때문에, 실린더형 안테나들을 제작하기 위한 이들 음향 모듈들의 이용은 신호 프로세싱의 관점에서 추가적인 비용들을 야기하지 않는다.

이들 모듈은 또한 평면 지지체 상에 배열될 수 있다.

도 4 는 본 발명의 제 1 실시형태에 따른 패시브 소나를 위한 실린더형 안테나 (11) 의 횡방향 단면도를 나타낸다.

이 안테나 (11) 는 본 발명에 따른 음향 패널들 (1) 의 세트 및 실린더형 드럼 (12) 또는 필라를 포함한다. 이들 음향 모듈들 (1) 은 드럼 (12) 에 대해 맞대어진다. 모듈들 (1) 은 이들이 포함하는 하이드로폰들의 컬럼들 (40) 이 드럼의 축에 평행하게 위치되는 방식으로 정렬된다.

바람직하게, 모듈들 (1) 은 이들이 포함하는 하이드로폰들의 컬럼들 (40) 이 단일의 실린더 (18) 의 모체들과 병합되는 개별적인 축들을 따라 연장되도록 배열된다. 즉, 하이드로폰들의 컬럼들 (40) 은 단일의 실린더 (18) 의 모체를 따라 연장된다. 이러한 실린더의 횡단면은 도 4 에서 파선으로 나타내어진다.

즉, 음향 모듈들 (1) 은 실린더를 형성하도록 하는 방식으로 배열된다.

이 특징은 하이드로폰들로부터의 신호들을 프로세싱하는 비용면에서 매우 유리하다.

음향 모듈들 (1) 은 본 발명의 청구물이 아니고 당해 기술 분야의 당업자에게 그 제공 방법이 잘 알려진 종래 수단에 의해 드럼 (12) 에 대해 맞대어져 지지된다. 예를 들어, 음향 모듈들 (1) 은, 기밀 밴드들로서 기능하고, 기밀 밴드들과 드럼 (12) 사이에 끼워 넣어지는 방식으로 배열된 가요성 링크들을 이용하는 것이 가능하다.

도 5 는 본 발명에 따른 패시브 소나를 위한 실린더형 안테나 (110) 의 제 2 실시형태를 투시적으로 개략적으로 나타낸다.

실린더 안테나 (110) 는 도 4 에 나타내어지는 바와 같이, 드럼을 갖지 않는다. 이 안테나는 동축인 하부 링 (101) 및 상부 링 (102) 을 포함한다. 이들 링은 동일한 형태들을 나타낸다. 제 1 실시형태에 따른 실린더형 안테나는 또한 이들 링을 유리하게 포함한다.

안테나 (110) 는 또한 본 발명에 따른 음향 모듈들 (1) 을 포함하며, 이들 중 하나만이 도 1 에 나타내어진다. 음향 모듈들 (1) 은 상기 링들 (101, 102) 에 고정된다. 이용된 고정 수단은 나타나 있지 않지만, 당해 기술 분야의 당업자에게 통상적인 고정 수단이, 이를 테면, 예를 들어, 나사들이 이용될 것이다.

도 1 에서 알 수 있는 바와 같이, 모듈들 (1) 은 가소성 플라스틱 (또는 금속) 인서트들 (17) 을 유리하게 포함하며, 이는 강성의 구조체들에 대한 이들의 어셈블리를 간략하게 하는 것을 가능하게 한다. 도 1 은 패널 (100) 의 작은 에지 (6) 상에서 돌출한 인서트들만을 도시하지만, 패널의 긴 에지들 (5) 상에서 돌출하거나 또는 대향하는 작은 에지 상에서 돌출한 인서트들이 유리하게 제공된다. 즉, 패널 (100) 의 두께를 너머 돌출하는 인서트가 제공된다.

음향 모듈들 (1) 은 두개의 링들 (101, 102) 사이에서 튜브형의 자체 지지 드럼을 형성하도록 배열되며, 모듈들은 하부 링 (101) 과 상부 링 (102) 사이에서 길이 (L) 의 방향으로 연장된다.

유리하게, 음향 모듈들 (1) 은 이들이 포함하는 하이드로폰들의 컬럼들 (40) 이 파선들로 나타내어지는 단일의 실린더 (180) 의 모체들과 병합되는 각각의 축들을 따라 연장되도록 배열된다. 즉, 음향 패널들은 실린더 드럼을 형성하는 방식으로 배열된다.

통상적으로 실린더 안테나들은 1 m 와 2.5 m 상의 반경을 갖는다. 이는 하이드로폰의 컬럼들 (10) 이 위치되는 모체들 상의 실린더의 반경이다.

이전에 알게 된 바와 같이, 유리하게, 고무의 경도, 두께 및 횡방향 덕트들의 배열은, 음향 패널이 상기 패널 (1) 의 길이 (L) 를 따라 연장되는 축에 대해 1 m 와 2.5 m 사이의 제 1 최소 굴곡 반경으로 굴곡될 수 있도록 선택된다. 이러한 방식으로, 패널은 상이한 반경들의 실린더 안테나들이 제 1 최소 굴곡 반경과 적어도 동일하다고 하면, 이들을 제작하는데 이용될 수 있다.

제 1 굴곡도의 존재는 패널 (1) 의 길이 (L) 를 따라 연장되는 축에 평행한 모체를 갖는, 실린더형이 아닌, 즉 비원형 베이스를 가진 튜브형 안테나들을 제작하는 것을 가능하게 한다. 이들 안테나는 튜브형 안테나들처럼 튜브형 드럼에 대항하여 또는 두개의 링들 사이에서 모듈들 (1) 을 위치결정시킴으로써 얻어진다. 모듈들 (1) 은 컬럼들 (40) 이 상기 모체들을 따라 연장되는 방식으로 위치된다.

모듈 (1) 의 폭 (I) 의 방향으로 연장되는 축에 대한 제 2 회전 자유도는 해저 웨이브들을 수신하기 위한 음향 플랭크 안테나들을 제작하기 위해 음향 패널을 이용하는 것을 가능하게 한다. 플랭크 안테나들은 잠수함의 플랭크들 상에 설치된 안테나들을 의미하는 것으로 이해해야 한다.

이 특징은 플랭크 안테나들과 실린더형 안테나들을 제작하기 위해 단일의 음향 모듈 (1) 을 제작하는 것을 가능하게 하기 때문에 비용 면에서 매우 유리하다.

도 6 은 본 발명에 따른 플랭크 안테나 (200) 를 나타낸다.

이 안테나 (200) 는 잠수함 (202) 의 선체 (201) 에 맞대어져 설치된 본 발명에 따른 일련의 음향 모듈 (1) 을 나타낸다. 음향 패널들 (1) 은 보다 구체적으로, 잠수함 (202) 의 플랭크 상에 탑재된다.

두개의 인접하는 패널들 (1) 의 긴 에지들 (5) 은 대향하거나 또는 도 6 에 나타낸 바와 같이 다른 하나에 유리하게 부착된다.

음향 모듈들 (1) 은 잠수함의 축 (x) 에 실질적으로 평행한 이들의 폭 (I) 을 따라 연장되는 방식으로 설치된다.

그 후 잠수함 (202) 의 벽 (201) 은 이들의 폭을 따라 연장된 축에 대한 이들 패널들 (1) 의 골곡 자유도를 필요하게 하는 모듈들 (1) 각각의 두개의 작은 에지들 (6) 사이에서 디싱 (dish) 된다.

모듈들 (1) 이 잠수함의 벽과 밴드들 사이에 끼워져 있도록 그리고 패널들의 길이 (L) 를 따라 연장되도록 하는 방식으로 배열된 탑재 밴드들과 같이 당해 기술 분야의 당업자에게 통상적인 탑재 수단에 의해 잠수함의 벽 (201) 상에 모듈들 (1) 이 탑재된다. 덕트들은 패널들의 두께를 따라 연장되어 두께들 전반에 걸쳐 측면에서 측면으로 패널을 관통하는 인서트들을 수용하도록 제공될 수 있다. 모듈들 (1) 과 벽 (201) 사이의 링크는 인서트들 내에 통과하는 스터드들에 의해 유리하게 확립된다.

동일한 탑재 수단은 이하 제공되는 안테나들과 이전에 제공된 튜브형 안테나들에 대해 이용될 수 있다.

제 2 굴곡 자유도로 인해, 모듈들 (1) 은 이들이 제 2 최소 굴곡 반경과 적어도 동일한 곡률 반경을 갖는다고 하면, 상이한 곡률 굴곡들을 갖는 잠수함들에 설치될 수 있다.

또한, 두개의 굴곡 자유도들로 인해 모듈들 (1) 은 가변 반경을 갖는 잠수함들 상에 설치될 수 있다.

이들 자유도들은 또한 이들 모듈들에 의한 것이 아닌 또는 원형인 베이스를 갖는 테이퍼링된 튜브형 안테나들을 제작하는 것을 가능하게 한다. 원형 베이스들을 갖는 테이퍼링된 안테나들에서, 모체들은 콘 상에 위치된다. 이들 안테나들은 튜브형 안테나들처럼, 테이퍼링된 드럼 상에 또는 그 밖에 두개의 링들 사이에서 모듈들 (1) 을 위치결정함으로써 얻어진다. 모듈들 (1) 은 컬럼들 (40) 이 상기 모체들을 따라 연장되는 방식으로 위치된다.

또한, 도 8 에 나타낸 바와 같이, 잠수함 (302) 은 통상적으로 잠수함의 전방부에서 마우스 (303) 를 포함하는 선체 (301) 를 포함한다. 마우스 (303) 는 잠수함 (302) 의 전방부에 나타나는 캐비티이다.

패시브 소나들을 위한 안테나들은 잠수함의 마우스 (303) 에 통상 위치된다. 그 후, 잠수함의 선체에 페어링이 추가되고, 이 페어링은 마우스 (3) 를 블록킹하고 잠수함에 유체역학적 형태를 제공한다. 도 3 은 마우스 (303) 를 블록킹하는 본 발명에 따른 모듈들 (1) 의 병치에 의해 형성된 안테나 (300) 가 탑재된 잠수함을 나타낸다. 모듈 (1) 은 페어링의 부분을 형성하여, 유체역학적 형태를 잠수함에게 부여하는 것을 가능하게 한다. 이 실시형태는 다른 목적을 위하여 마우스에 의해 제공된 공간을 이용하는 것을 가능하게 한다. 이는 모듈들 (1) 이 복합 형태들을 구성하게 하는 것을 가능하게 하는 두개의 굴곡 자유도들의 존재에 의해 얻어질 수 있다.

본 발명의 다른 청구물은 음향 모듈들이 잠수함의 선체의 전방부 상에 고정된 패시브 소나에 대한 안테나이다. 모듈들 (1) 이 복합 형태를 구성하도록 이루어질 수 있기 때문에, 잠수함의 마우스를 제작하는 것을 더 이상 필요 없게 하며, 이는 잠수함의 제작 비용을 상당히 감소시킨다.

이들 후자의 두개의 경우들에서, 패널의 지오메트리는 이후에 최적화되어, 굴곡 가요성을 필요하게 하면서 네비게이션 조건들 (잠수함 진행 압력, 보우 웨이브, 심해 등) 을 견디는 충분한 스티프니스를 나타내는 설치의 곡률을 허용한다.

도 7a 는 컬럼이 포함하는 하이드로폰들 (4) 의 축에 대응하는 축 (y) 을 따라 연장되는 하이드로폰들의 컬럼 (40) 을 나타낸다. 도 7b 는 도 7a 에 나타내는 버블의 컨텐츠의 확대도를 나타낸다.

하이드로폰들 (4) 은 이를 형성하는 하이드로폰들의 축 (y) 을 따라 연장되는 하이드로폰들의 컬럼들 (40) 을 형성하도록 종방향 덕트들에 설치된다. 이들은 당해 기술 분야의 당업자에 따라 통상적인 탑재 수단에 의해 탑재된다. 도 7a 및 도 7b 에 나타낸 예에서, 하이드로폰들에는, 강성의 로드들 (42) 이 스레드되는 오리피스들 (44) 이 제공되는 위치 결정 핀들 (41) 이 제공된다. 하이드로폰들 (4) 은 축 (y) 을 따라 피치 (P) 에 의해 이격되는 방식으로 고정 수단 (43) 에 의해 로드들 (42) 에 고정된다.

Claims (18)

1. 폴리클로로프렌계 고무 패널 (100) 의 형태로 제작된, 해저 웨이브들 (submarine waves) 을 수신하기 위한 음향 안테나용 음향 모듈 (1) 로서,
   상기 고무 패널 (100) 의 길이 (L) 를 따라 연장되고 상기 고무 패널 (100) 의 폭 (I) 을 따라 이격되어 있는 복수의 종방향 튜브형 덕트들 (2) 을 포함하며, 상기 종방향 덕트들 (2) 은 길이방향 (L) 으로 이격된 하이드로폰들 (4) 의 컬럼들 (40) 을 수용하고, 상기 고무 패널 (100) 은 또한 상기 고무 패널 (100) 의 폭 (I) 을 따라 연장되는 적어도 하나의 횡방향 덕트 (3) 를 포함하고, 상기 종방향 덕트들 (2) 및 횡방향 덕트들 (3) 은 유체로 충전되고, 상기 음향 패널 (1) 에는 기밀 방식으로 상기 덕트들 (2, 3) 을 블록킹하는 수단 (6) 이 제공되고, 고무의 경도 및 상기 패널 (100) 의 두께 (e) 는, 상기 음향 모듈 (1) 이 길이방향 (L) 으로 연장되는 축에 대해 제 1 굴곡 자유도를, 그리고 폭방향 (I) 으로 연장되는 축에 대해 제 2 굴곡 자유도를 나타내도록 선택되는 것을 특징으로 하는 음향 안테나용 음향 모듈 (1).
2. 제 1 항에 있어서,
   상기 횡방향 덕트 (2) 는 상기 종방향 덕트들 (3) 과 교차하는, 음향 안테나용 음향 모듈 (1).
3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
   상기 덕트들 (2, 3) 은 액체로 충전되는, 음향 안테나용 음향 모듈 (1).
4. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 횡방향 덕트 (3) 는 상기 횡방향 덕트 (3) 의 단부에 배열된 전기 접속 엘리먼트들 (15) 과 하이드로폰들 (4) 사이의 전기적 링크를 확립하는데 이용되는 전기 접속 케이블들 (14) 을 전달하고,
   상기 전기 접속 엘리먼트들 (15) 은 상기 하이드로폰들 (4) 로부터의 신호들을 프로세싱하는 프로세싱 유닛 (16) 과 협력하도록 구성되는, 음향 안테나용 음향 모듈 (1).
5. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 덕트들 (2, 3) 중 하나의 한 단부에 상기 하이드로폰들 (4) 로부터의 신호들을 프로세싱하는 프로세싱 유닛 (16) 을 포함하는, 음향 안테나용 음향 모듈 (1).
6. 제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 고무의 경도, 상기 패널 (100) 의 두께 및 상기 덕트들 (2, 3) 의 배열은, 상기 음향 패널이 상기 패널 (100) 의 상기 길이를 따라 연장되는 축에 대해 1 m 와 2.5 m 사이의 제 1 최소 굴곡 반경으로 및 상기 패널 (100) 의 상기 폭을 따라 연장되는 축에 대해 1 m 와 2.5 m 사이의 제 2 최소 굴곡 반경으로 굴곡될 수 있도록 선택되는, 음향 안테나용 음향 모듈 (1).
7. 제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 고무는 60 쇼어 A와 80 쇼어 A 사이의 쇼어 경도 (Shore hardness) 를 나타내는, 음향 안테나용 음향 모듈 (1).
8. 제 1 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 패널 (100) 은 5 cm 과 15 cm 사이의 두께를 갖는, 음향 안테나용 음향 모듈 (1).
9. 제 1 항 내지 제 8 항 중 어느 한 항에 기재된 음향 모듈들 (1) 의 세트를 포함하는, 패시브 소나 용의 해저 웨이브들을 수신하는 음향 안테나.
10. 제 9 항에 있어서,
    상기 안테나는 튜브형 (tubular) 인, 음향 안테나.
11. 제 10 항에 있어서,
    상기 안테나는 테이퍼링되는, 음향 안테나.
12. 제 10 항 내지 제 12 항 중 어느 한 항에 있어서,
    드럼 (12) 을 포함하고,
    상기 음향 모듈들 (1) 은 상기 드럼 (12) 에 맞대어져 있는, 음향 안테나.
13. 제 10 항 내지 제 12 항 중 어느 한 항에 있어서,
    동축인 하부 링 (101) 및 상부 링 (102) 을 포함하며,
    상기 음향 모듈들 (1) 은 상기 하부 링 (101) 및 상부 링 (102) 에 고정되고, 두개의 상기 링들 (101, 102) 사이에서, 튜브형 자체 지지 드럼을 형성하도록 하는 방식으로 배열되며, 상기 패널들은 상기 하부 링 (101) 과 상기 상부 링 (102) 사이에서 길이방향 (L) 으로 연장되는, 음향 안테나.
14. 제 10 항 내지 제 13 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 안테나는 실린더형인, 음향 안테나.
15. 제 14 항에 있어서,
    상기 음향 모듈들 (1) 은 상기 하이드로폰들의 컬럼들 (40) 이 단일의 실린더 (18, 180) 의 개별적인 모체들 (generatrices) 을 따라 연장되는 방식으로 배열되는, 음향 안테나.
16. 제 9 항에 있어서,
    상기 음향 모듈들 (1) 은 잠수함의 선체의 전방부 상에 고정되는, 음향 안테나.
17. 제 9 항에 있어서,
    상기 음향 모듈 (1) 은 잠수함의 선체 (302) 의 전방부에 형성된 마우스 (300) 를 블록킹하는, 음향 안테나.
18. 해저 웨이브들을 수신하는 음향 안테나 (200) 로서,
    잠수함 (202) 의 선체 (201) 에 대해 맞대어지도록 탑재된, 제 1 항 내지 제 8 항 중 어느 한 항에 기재된 일련의 음향 모듈들 (1) 을 포함하고, 상기 음향 모듈들 (1) 은 상기 잠수함 (202) 의 축 (x) 에 실질적으로 평행한 상기 음향 모듈들의 폭을 따라 연장되도록 하는 방식으로 배열되는 것을 특징으로 하는 음향 안테나.

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