NO134884B

NO134884B -

Info

Publication number: NO134884B
Application number: NO1679/73A
Authority: NO
Inventors: J C Delgendre; V L Guigot; V F Marchandise
Original assignee: France Etat
Priority date: 1972-04-25
Filing date: 1973-04-24
Publication date: 1976-09-20
Also published as: FR2181451B1; NO134884C; CA979515A; IT987052B; FR2181451A1; NL7305685A; DE2320923A1; US3832949A; GB1422357A; SE381119B

Description

Foreliggende oppfinnelse angår en anordning for frembringelse av kodete signaler som særlig i et undervannsmiljo tillater overforing av en informasjon ved hjelp av sjokkbølger. The present invention relates to a device for generating coded signals which, particularly in an underwater environment, allows the transmission of information by means of shock waves.

For militære formål eller innenfor rammen av oseanograf-iske oppgaver anvender man ofte forskjellige fremgangsmåter for overforing av signalet i et undervannsmiljo. Det kan nevnes sonder, aktive og passive sonarutstyr, undervannstelefonering med ultra-lyd. Disse fremgangsmåter har felles trekk som i visse tilfeller utgjor ulemper. 5ignalet er forholdsvis langt eller repeterende hvilket begunstiger lokalisering av kilden, og en lang rekkevidde kan bare oppnås med tungt og plasskrevende utstyr. For military purposes or within the framework of oceanographic tasks, different methods are often used for transmitting the signal in an underwater environment. These include probes, active and passive sonar equipment, underwater telephony with ultra-sound. These methods have common features which in certain cases constitute disadvantages. The signal is relatively long or repetitive, which favors localization of the source, and a long range can only be achieved with heavy and space-consuming equipment.

Anvendelsen av små sprengladninger for overforing av informasjoner til neddykkede undervannsbåter har allerede vært utfart under visse forsok når omstendighetene (kavitasjonsfenomen-er med stor hastighet) hindrer anvendelsen av undervannstelefon. The use of small explosive charges for the transmission of information to submerged submarines has already been carried out in certain trials when the circumstances (cavitation phenomena at high speed) prevent the use of underwater telephones.

Imidlertid er den ved hjelp av en ladning overforte informasjon tydeligvis meget elementær fordi den er redusert til en enkelt puls. However, the information transferred by means of a charge is clearly very elementary because it is reduced to a single pulse.

En rekke distinkte ladninger som eksploderer i bestemte oyeblikk tillater utsendelsen av en mer sammensatt melding, men den totale varighet av utsendelsen er forholdvis lang fordi det er nodvendig å vente med sprengning av en ladning til alle de sekundære fenomener (reflekterte bolger, pseudoperioder osv.) frembragt av den foregående eksplosjon vil være tilstrekkelig svekket. Man er da i praksis begrenset til meget enkle meldinger som kan overfores ved hjelp av to eller tre suksessive spreng-ninger. A series of distinct charges exploding at specific moments allows the sending of a more complex message, but the total duration of the sending is relatively long because it is necessary to wait with the explosion of a charge for all the secondary phenomena (reflected waves, pseudo-periods, etc.) produced by the previous explosion will be sufficiently weakened. In practice, one is then limited to very simple messages that can be transmitted using two or three successive bursts.

Anordningen ifolge oppfinnelsen gjor det mulig å fri-gjore seg fra de nevnte ulemper i de tilfelle hvor det dreier seg om overforing over en forholdsvis lang distanse enten noen titall kilometer, av en forholdsvis kort melding, ellernoen titall bits. The device according to the invention makes it possible to free oneself from the aforementioned disadvantages in cases where it is a question of transmission over a relatively long distance, either a few tens of kilometers, of a relatively short message, or a few tens of bits.

Anordningen har likeledes den fordel at den ikke er retningsan-givende og fblgelig ikke niidvandiggjor kjenskap til retningen til mottageren. The device also has the advantage that it is not direction-indicative and does not necessarily make the recipient aware of the direction.

Ifolge oppfinnelsen sender man ut ved hjelp av en eneste ladning en rekkefolge av impulser i tilstrekkelig stort antall til at meldingen har en aktuell lengde og tilstrekkelig tett inntil hverandre til at hele meldingen vil være mottatt for sekundær-fenomenene inntreffer (idet disse forovrig vil være redusert til reflekterte bolger fordi det 'er forholdsvis lett å eliminere puls-8ring av blærer ved å hindre diffusjon av gass). According to the invention, a single charge sends out a succession of impulses in a sufficiently large number so that the message has a current length and sufficiently close to each other that the entire message will be received before the secondary phenomena occur (as these will otherwise be reduced to reflected waves because it is relatively easy to eliminate pulsation of bubbles by preventing diffusion of gas).

Oppfinnelsen har således til oppgave å skaffe tilveie en anordning for frembringelse av kodete signaler bestående av sjokkbolger utsendt i på forhånd fastlagte oyeblikk og som for-planter seg i et flytende medium, særlig under vann, og oppfinnelsen utmerker seg ved at anordningen omfatter en enkelt sprengkjede delt opp i minst tre partier, idet minst to av disse partier er i kontakt, med det nevnte forplantningsmedium for å sende ut i dette medium minst to distinkte sjokkbolger etter hverandre, og som er adskilt av minst et annet parti av sprengkjeden som er isolert fra det nevnte medium ved et stoff som absorberer de ved sprengkjedens eksplosjon utsendte sjokkbBlger, og organer til å sikre tettheten av den nevnte kjede overfor gass utsendt ved eksplosjonen som frembringer sjokkbolgene. The invention thus has the task of providing a device for producing coded signals consisting of shock waves sent out at predetermined moments and which propagate in a liquid medium, particularly under water, and the invention is distinguished by the fact that the device comprises a single explosive chain divided into at least three parts, with at least two of these parts being in contact with the said propagating medium in order to send out in this medium at least two distinct shock waves one after the other, and which are separated by at least another part of the explosive chain which is isolated from the said medium by a substance which absorbs the shock waves emitted by the explosion of the explosive chain, and means to ensure the tightness of the said chain against gas emitted by the explosion which produces the shock waves.

Ifolge oppfinnelsen utmerker den ovennevnte anordning . seg dessuten ved at adskillelsene mellom de sjokkbolgeutsendende partier har slike dimensjoner at suksessivt utsendte distinkte sjokkbolger ikke virker forstyrrende på hverandre. According to the invention, the above-mentioned device excels. furthermore, in that the separations between the shock wave-emitting parts have such dimensions that successively emitted distinct shock waves do not interfere with each other.

En foretrukket utforelse av oppfinnelsen er kjennetegnet ved at den nevnte sprengkjede består av en detonerende snor inne-holdt i en tett metallhylse eller slire som tåler eksplosjonen og over sin lengde er inndelt i segmenter opptatt i minst en kapsel som er utstyrt med materiale som absorberer de sjokkbolger som utsendes ved sprengningen av den nevnte snor, og i segmenter i kontakt med forplantningemiljcjet. A preferred embodiment of the invention is characterized by the aforementioned explosive chain consisting of a detonating cord contained in a tight metal sleeve or sheath which withstands the explosion and is divided over its length into segments contained in at least one capsule which is equipped with material that absorbs the shock waves emitted by the bursting of the aforementioned cord, and in segments in contact with the propagation medium.

Den nevnte detonerende snor kan være helt opptatt i en kapsel utstyrt med absorberende materiale og kan være forbundet med minst to eksplosive elementer i kontakt med det nevnte for-plantningsmiljo slik anbragt at de utsendte sjokkbolger ikke virker forstyrrende på hverandre. The said detonating cord can be completely enclosed in a capsule equipped with absorbent material and can be connected to at least two explosive elements in contact with the said propagating environment so arranged that the emitted shock waves do not interfere with each other.

Endelig angår oppfinnelsen en anordning av den ovennevnte art som dessuten utmerker seg ved at de nevnte eksplosive elementer er forbundet med den detonerende snor ved hjelp av inn-grepsforbindelser, f.eks. gjenger, anbragt regelmessig lang9 snoren slik at de av de eksplosive elementer utsendte sjokkbSlger ikke virker forstyrrende på hverandre. Finally, the invention relates to a device of the above-mentioned type which is also distinguished by the fact that the said explosive elements are connected to the detonating cord by means of engaging connections, e.g. threads, placed regularly along the cord so that the shock waves emitted by the explosive elements do not interfere with each other.

Kodingen av den informasjon som skal overfores, kan gjores ved antallet og avstanden av sjokkbølgene. The coding of the information to be transmitted can be done by the number and distance of the shock waves.

I fravær av en passende mottager oppfattes fenomenet som en enkelt eksplosjon. Dens korte varighet motarbeider lokalisering av retningen og gir ingen som helst indikasjon om at en melding har vært utsendt. In the absence of a suitable receiver, the phenomenon is perceived as a single explosion. Its short duration works against locating the direction and gives no indication whatsoever that a message has been sent.

Oppfinnelsen vil bedre forståes ut fra beskrivelsen av spesielle utforelser som ikke skal være begrensende og med henvis-ning til tegningene, hvor fig. 1 er et skjematisk snitt av en fiSrste anordning i samsvar med foreliggende oppfinnelse, hvor sprengladningen består av en detonerende snor eller lunte, fig. 2 er et perspektivriss av en annen utforelse hvor den detonerende snor eller lunte er anbragt med skruelinjeform, fig. 3 viser et skjematisk snitt av en annen utforelse av en anordning ifolge oppfinnelsen for generering av en binær kode, og fig. 4 er et perspektivriss rent skjematisk av anordningen på fig. 3. The invention will be better understood from the description of special embodiments which should not be limiting and with reference to the drawings, where fig. 1 is a schematic section of a first device in accordance with the present invention, where the explosive charge consists of a detonating cord or fuse, fig. 2 is a perspective view of another embodiment where the detonating cord or fuse is arranged in a helical shape, fig. 3 shows a schematic section of another embodiment of a device according to the invention for generating a binary code, and fig. 4 is a purely schematic perspective view of the device in fig. 3.

Fig. 1 visar en anordning ifSlge oppfinnelsen hvor sprengladningen består av en detonerende snor eller lunte 1 i en tett metallisk hylse som danner en rekkefolge av bølgeformer med samme amplitude. Et plan med samme avstand fra bolgeformenes topper deler utstyret i to deler, hvorav den ene er innesluttet i en beholder 2 utstyrt med absorberende materiale og den annen blir tilbake i kontakt med vann. Den utsendte melding er da en rekkefolge av identiske impulser med like intervaller. Fig. 1 shows a device according to the invention where the explosive charge consists of a detonating cord or fuse 1 in a tight metallic sleeve which forms a sequence of waveforms with the same amplitude. A plane at the same distance from the tops of the undulations divides the equipment into two parts, one of which is enclosed in a container 2 equipped with absorbent material and the other remains in contact with water. The transmitted message is then a sequence of identical impulses at equal intervals.

Det har vært utfort forsSk med detonerende lunter med hexogen som er et vanlig produkt, men hvilke som helst andre sprengstoffer kan anvendes. Research has been carried out with detonating fuses with hexogen, which is a common product, but any other explosives can be used.

Det absorberende materiale kan være polyurethanskum som er lett å anvende, eller et hvilket som helst annet celleformet materiale med lukkede hulrom. Fylling med svellende materialer (glassull, asbestull) gir mindre gode resultater, men deres an-vendelse er ikke utelukket. The absorbent material can be polyurethane foam which is easy to use, or any other cellular material with closed cavities. Filling with swelling materials (glass wool, asbestos wool) gives less good results, but their use is not excluded.

Fig. 2 viser i perspektiv et praktisk utforelseseksempel på en anordning i det tilfelle hvor man finsker å begrense lengden, dvs. at snoren eller lunten da er anbragt i en skruelinjeform, hvis nøyaktige form må velges slik at proporsjonene blir optimali-sert. Fig. 2 shows in perspective a practical embodiment example of a device in the case where one tries to limit the length, i.e. the cord or the fuse is then arranged in a helical shape, the exact shape of which must be chosen so that the proportions are optimised.

Denne utforelsesmåte byr en meget stor frihet i valget av former og har den fordel å være forholdsvis rimelig prismessig. Derimot begrenser denne utforelse muligheten for koding fordi denne bare består i antallet utsendte impulser, idet det maksimale antall er fastlagt ved konstruksjonen og bare kan reduseres ved. This embodiment offers a great deal of freedom in the choice of shapes and has the advantage of being relatively reasonably priced. On the other hand, this embodiment limits the possibility of coding because this only consists in the number of transmitted impulses, the maximum number being determined by the construction and can only be reduced by

å skjære over snoren. to cut the cord.

Det er mulig å Bke kompleksiteten av koderingen ved å anordne absorberende kapslinger som kan være anbragt omkring en lokke av snoren. Man kan da anvende en binær kode, men dette re-sultat oppnåes mer praktisk med en annen utforelsesform av oppfinnelsen vist på fig. 3 og 4. It is possible to reduce the complexity of the coding by arranging absorbent casings which can be placed around one end of the string. A binary code can then be used, but this result is achieved more practically with another embodiment of the invention shown in fig. 3 and 4.

Ifolge fig. 3 er en detonerende lunte 1 helt opptatt i en tett kapsling 2 fyllt med absorberende materiale. I punkter med jevn avstand på snoren er der anbragt tilkoblingspunkter, hvori der kan skrues inn enten massive plugger såsom 3, eller sprengladninger såsom 4, idet plugger og sprengladninger bare er i kontakt med vannet. Dimensjonene og arten av ladningene velges .slik at deres respektive detonasjoner ikke overlappper hverandre tatt i betraktning lengden av den snor som skiller dem. According to fig. 3, a detonating fuse 1 is completely enclosed in a tight enclosure 2 filled with absorbent material. Connection points are placed at evenly spaced points on the string, into which either massive plugs such as 3 or explosive charges such as 4 can be screwed in, as plugs and explosive charges are only in contact with the water. The dimensions and nature of the charges are chosen so that their respective detonations do not overlap, taking into account the length of the string separating them.

Den utsendte melding er i dette tilfelle en rekkefolge med like intervaller av impulser eller mangel på impulser som gjor det mulig å virkeliggjore en binær kodering. In this case, the transmitted message is a sequence with equal intervals of impulses or a lack of impulses which makes it possible to implement a binary coding.

Fig. 4 viser i perspektiv et praktisk utforelseseksempel på anordningen. I tillegg hertil er det mulig med store varia-sjoner av formen, snoren kan f.eks. være anbragt i en spiral eller skrueform. Fig. 4 shows in perspective a practical embodiment of the device. In addition to this, large variations of the shape are possible, the string can e.g. be arranged in a spiral or screw shape.

Denne utforelse gjor det mulig å transskribere den melding som skal utsendes, med et enkelt utstyr noen minutter for anvendelsen. This embodiment makes it possible to transcribe the message to be sent, with a simple piece of equipment, a few minutes before the application.

Uansett utforelseformen velges tenningen og sikkerhets-innretningene i avhengighet av de samme kriterier som for de kjente sprengladninger. Regardless of the design, the ignition and safety devices are selected depending on the same criteria as for the known explosive charges.

Forovrig vil den storste rekkvidde som tillates ved for-plantningsmiljoets evne til å bibeholde signalenes form oppnåes for sprengladninger med vekt som varierer fra noen ganger 10 til noen ganger 100 g alt etter meldingens lengde, hvorved det blir mulig å virkeliggjore anordninger som er lette og lite plasskrevende og særlig anvendelige for fly. Furthermore, the greatest range permitted by the propagating environment's ability to retain the shape of the signals will be achieved for explosive charges with weights that vary from sometimes 10 to sometimes 100 g depending on the length of the message, whereby it becomes possible to realize devices that are light and small space-consuming and particularly useful for aircraft.

Uansett utfbrelsesformen er meldingens lengde begrenset av de vanskeligheter som bevirker at det mottas en delvis over-lapping av direkte bolger og reflekterte bolger fra bunnen eller fra overflaten. Regardless of the design, the length of the message is limited by the difficulties that cause a partial overlap of direct waves and reflected waves from the bottom or from the surface to be received.

I avhengighet av anvendelsesforholdene vil denne grense vanligvis være noen titall bits og kan bare okes merkbart ved å godta betydelige komplikasjoner av anleggene for mottaking og be-handling av signalet. Depending on the conditions of use, this limit will usually be a few tens of bits and can only be significantly increased by accepting significant complications of the facilities for receiving and processing the signal.

Anordningen ifolge oppfinnelsen kan anvendes innenfor rammen av militære, vitenskapelige og industrielle oppgaver. The device according to the invention can be used within the framework of military, scientific and industrial tasks.

Fra et militært synspunkt dreier det seg hovedsakelig om overforingen av en melding til et neddykket undervannsfartBy, idet senderen av meldingen kan være et skip på overflaten, et undervannsfartoy, et fly eller en landstasjon. Senderen kan forovrig anvende en bærerakett eller en torpedo for å oke rekke-vidden. I alle tilfelle tillater utsendelsens rekkevidde og all-direksjonale karakter godtagelsen av en stor unoyaktighet når det gjelder lokaliseringen av mottageren eller sogar utsendele med forsett temmelig langt bort fra denne for å unngå å bevirke dens lokalisering. Ellers er en kort melding en diskresjonsfaktor. From a military point of view, it is mainly about the transmission of a message to a submerged submarine, the sender of the message being a ship on the surface, an underwater vessel, an aircraft or a shore station. The transmitter can also use a launcher or a torpedo to increase the range. In any case, the range and omni-directional nature of the broadcast allows the acceptance of a large inaccuracy in the localization of the receiver or even broadcasting deliberately rather far away from it in order to avoid causing its localization. Otherwise, a short message is a discretionary factor.

Ut fra videnskapelig og industrielt synspunkt synes de viktigste anvendelsesmuligheter å forekomme på området fjernstyring av neddykket utstyr: automatiske innretninger for utforskning eller måling, ventiler i petroleumsanlegg. Det vil f.eks.-være mulig ved anvendelsen av en meget enkel kode å oppnå fjernstyring av et flertall neddykkede anlegg ut fra en landstasjon eller fra et fly som kan noye seg med en meget tilnærmet lokalisering. From a scientific and industrial point of view, the most important application possibilities seem to occur in the area of remote control of submerged equipment: automatic devices for exploration or measurement, valves in petroleum plants. It will, for example, be possible through the use of a very simple code to achieve remote control of a majority of submerged facilities from a land station or from an aircraft that can be satisfied with a very approximate location.

Claims

1. Device for producing coded signals consisting of shock waves sent out at predetermined moments and which propagate in a liquid medium, particularly under water, characterized in that the device comprises a single explosive chain divided into at least three parts, with at least two of these parts are in contact with the said propagation medium in order to send out in this medium at least two distinct shock waves one after the other, and which are separated by at least another part of the explosive chain which is isolated from the said medium by a substance that absorbs those at the explosive chain explosion emitted shock waves, and means to ensure the tightness of said chain against gas emitted by the explosion which produces the shock waves.

2. Device according to claim 1, characterized in that the separations between the shock wave-emitting parts have such dimensions that successively emitted distinct shock waves do not interfere with each other.

3. Device according to claim 1 or 2, characterized in that the said detonating chain consists of a detonating cord or fuse which is contained in a tight metal sleeve which is resistant to the explosion and divided over its length into segments arranged in at least one enclosure equipped with material which absorb the shock waves emitted by the explosion of the cord or fuse, and in segments in contact with the breeding environment.

4. Device according to claim 3, characterized in that the detonating cord or fuse is completely enclosed in an enclosure equipped with absorbent material and is connected to at least two explosive elements in contact with said propagation environment and arranged so that the emitted shock waves do not inter- ferrets.

5. Device according to claim 4, characterized in that the said explosive elements are connected to the detonating cord or fuse by means of fastening devices, e.g. by means of threads placed regularly along the cord and so that the emitted shock waves from the explosive elements do not interfere.