RU188413U1 - Буксируемая часть активно-пассивной гидроакустической станции - Google Patents

Abstract

Полезная модель относится к области гидроакустики и может быть использована в гидроакустических станциях надводных кораблей, а также научно-исследовательских судов и судов экологического контроля. Предложена буксируемая часть (БЧ) гидроакустической станции для надводного корабля (НК), содержащая гибкую протяженную буксируемую антенну (ГПБА), линейную низкочастотную излучающую антенну (НИА), состоящую из электроакустических преобразователей, каждый из которых герметизирован с обеспечением звукопрозрачности и кабель-буксир. Электроакустические преобразователи линейной НИА размещены в единой шланговой звукопрозрачной оболочке, заполненной гелеобразным заполнителем. При этом шланговая оболочка низкочастотной излучающей антенны разделена герметичными переборками на последовательно чередующиеся активные акустические модули, заполненные гелеобразным заполнителем и содержащие электроакустические преобразователи и транзитные провода, и пассивные акустические модули, содержащие транзитные провода и соединенные между собой своими концами каналы, заполненные рабочими телами различной плотности, которые отделены друг от друга эластичными поршнями, при этом плотность рабочих тел ниже плотности воды. 1 з.п. ф-лы, 6 ил.

Description

Полезная модель относится к области гидроакустики и может быть использована в гидроакустических станциях надводных кораблей и подводных лодок, а также научно-исследовательских судов и судов экологического контроля.

Известны активно-пассивные гидроакустические станции (ГАС) с гибкими протяженными буксируемыми антеннами (ГПБА) для подводной лодки (ПЛ) (ГАС с ГПБА для ПЛ) и для надводного корабля (НК) (ГАС с ГПБА для НК), в состав которых входят [1]:

- комплект бортовой (аналоговой и цифровой) части, размещаемой на объекте-носителе;

- подъемно-опускное (ПОУ) или спуско-подъемное устройство (СПУ), при помощи которого производится перемещение буксируемой части станции из транспортного положения в рабочее и обратно (процесс постановки - выборки);

- буксируемая часть ГАС (БЧ ГАС), в транспортном положении находящаяся на борту объекта-носителя, а в рабочем - за его кормой.

В состав БЧ ГАС входят ГПБА, обладающая нулевой плавучестью, обеспечивающая прием сигналов в режимах гидролокации (ГЛ) и шумопеленгования (ШП), низкочастотная излучающая антенна (НИА) и плавучий кабель или кабель - буксир, обеспечивающий буксировку ГПБА и НИА на удалении от объекта-носителя, передачу принятых ГПБА сигналов на борт объекта-носителя и сигналов возбуждения излучающей антенны с объекта-носителя на НИА.

Известна БЧ активно-пассивной ГАС для НК, содержащая ГПБА, линейную НИА, состоящую из электроакустических преобразователей, каждый из которых герметизирован с обеспечением звукопрозрачности, и кабель - буксир, при этом электроакустические преобразователи линейной низкочастотной излучающей антенны размещены в шланговой звукопрозрачной оболочке, заполненной гелеобразным заполнителем, и выполнены продольно изгибными, ГПБА и шланговая оболочка, в которой размещены излучатели линейной НИА, могут иметь равные наружные диаметры [2].

Недостатком известной БЧ ГАС для НК является отрицательная плавучесть низкочастотной излучающей антенны, что делает затруднительным ее эксплуатацию без введения специальных мер - коррекции характеристики направленности или создания гидродинамических регулируемых элеронов.

Недостаток объясняется тем, что, несмотря на то, что продольно-изгибные преобразователи позволяют обеспечить низкую рабочую частоту и требуемую мощность излучения при диаметре, не превышающем диаметр ГПБА, они обладают значительной массой, что затрудняет буксировку БЧ ГАС в горизонтальном положении.

Так, продольно-изгибный преобразователь на рабочую частоту f=1500 Гц, обладающий чувствительностью в режиме излучения у=1,6 Пам/В, имеет диаметр 52 мм, высоту 134 мм, массу 1 кГ [3].

Наиболее близкой к предлагаемой полезной модели по количеству общих признаков является БЧ активно-пассивной ГАС для НК [4].

Известна БЧ активно-пассивной ГАС для НК [4], содержит ГПБА, линейную НИА, состоящую из электроакустических преобразователей, каждый из которых герметизирован с обеспечением звукопрозрачности, и кабель-буксир, при этом электроакустические преобразователи линейной низкочастотной излучающей антенны размещены в шланговой звукопрозрачной оболочке, заполненной гелеобразным заполнителем, и выполнены продольно-изгибными, наружные диаметры ГПБА и шланговой оболочки, в которой размещены преобразователи низкочастотной излучающей антенны равны, а шланговая оболочка НИА разделена герметичными переборками на последовательно чередующиеся активные акустические модули, заполненные гелеобразным заполнителем и содержащие электроакустические преобразователи и транзитные провода, и пассивные акустические модули, заполненные рабочим телом низкой плотности (твердое тело, жидкость, газ или их комбинация) и содержащие транзитные провода [4].

БЧ ГАС для НК, принятая за прототип, позволяет обеспечить необходимую постоянную плавучесть. Однако, в ряде случаев этого бывает недостаточно. Так, в частности, в процессе буксировки в условиях изменения плотности рабочей среды, а также изменения скорости НК-буксировщика необходимо иметь возможность изменения плавучести БЧ ГАС. Последнее особенно важно при проведении научных океано-графических исследований в слоистых средах, вблизи подводных вулканов, подводных каньонов и т.д.

Отсутствие возможности изменения плавучести БЧ ГАС может приводить к аварийным ситуациям - например, удару ее о дно или выбросу на поверхность, а также к отклонению от горизонтального положения, что приводит к повышению помехи на ГПБА.

Таким образом, недостатком известной БЧ ГАС для НК, принятой за прототип, является невозможность изменения ее плавучести в процессе буксировки, поскольку БЧ ГАС имеет постоянную плавучесть.

Задачей полезной модели является обеспечение переменной плавучести БЧГАС.

Техническим результатом предложенного устройства является обеспечение безопасной буксировки БЧ ГАС в горизонтальном положении, в слоистых средах, вблизи подводных вулканов, подводных каньонов и т.д.

Для достижения указанного технического результата в БЧ ГАС для НК, содержащую ГПБА, обладающую нулевой плавучестью, линейную НИА, состоящую из электроакустических преобразователей, каждый из которых герметизирован с обеспечением звукопрозрачности, и кабель-буксир, при этом электроакустические преобразователи линейной низкочастотной излучающей антенны размещены в шланговой звукопрозрачной оболочке, заполненной гелеобразным заполнителем, а ГПБА и шланговая оболочка, в которой размещены излучатели линейной НИА, имеют равные диаметры, и шланговая оболочка НИА разделена герметичными переборками на последовательно чередующиеся активные акустические модули, заполненные гелеобразным заполнителем и содержащие электроакустические преобразователи, и транзитные провода, и пассивные акустические модули, заполненные рабочим телом низкой плотности и содержащие транзитные провода, введены новые признаки, а именно: активные акустические модули содержат также два гибких транзитных трубопровода для передачи давления, заполненные наполнителями различной плотности, а пассивные акустические модули также содержат транзитные трубопроводы, а также соединенные между собой своими концами с одной стороны сообщающиеся каналы, соединенные каждый при помощи патрубков с соответствующим трубопроводом, при этом в сообщающихся каналах каждого пассивного модуля наполнители различной плотности отделены друг от друга эластичными поршнями, причем плотность наполнителей ниже плотности воды, а транзитные трубопроводы проходят также через кабель-буксир на борт объекта-носителя, где подключены к компрессорам.

Ресурс БЧ ГАС увеличивается, если транзитные трубопроводы, патрубки, соединяющие транзитные трубопроводы и сообщающиеся каналы выполнены из фторопласта.

Технический результат подтверждается расчетным моделированием и прямым натурным макетированием.

Сущность полезной модели поясняется фиг. 1-6, при этом на фиг. 1 приведена предлагаемая БЧ ГАС с ГПБА, например, для НК, в рабочем положении за бортом надводного корабля, на фиг 2 и фиг. 3, соответственно-продольный и поперечный разрезы пассивного акустического модуля НИА с двумя соединенными на конце каналами и двумя транзитными проводами, на фиг. 4 и фиг. 5, соответственно, - продольный и поперечный разрезы активного акустического модуля и на фиг. 6 - поперечный разрез кабель-буксира.

Предложенная БЧ ГАС 1 для НК - содержит ГПБА 2; линейную НИА 3; кабель - буксир 4, в состав которого входят транзитные трубопроводы 5 и 6 (фиг. 1).

Буксировка БЧ ГАС 1 осуществляется надводным кораблем 7 при помощи входящего в состав БЧ ГАС кабель - буксира 4 и корабельной лебедки 8.

Пассивный акустический модуль (фиг. 2-3) состоит из корпуса - герметичной шланговой звукопрозрачной оболочки 9, и торцов - герметичных переборок 10 и 11, рабочего тела пассивного модуля 12, транзитных проводов 13, транзитных трубопроводов 5 и 6, каналов 14 и 15, более легкого наполнителя 16, более тяжелого наполнителя 17, во избежание диффузии разделенных эластичным поршнем 18.

В переборках 10 проделаны отверстия 21 и 22, а в переборке 11 отверстия 23 и 24 для прохода транзитных трубопроводов 5 и 6. Передача давления осуществляется при помощи патрубков 19 и 20, соединяющих транзитные трубопроводы 5 и 6 и каналы 14 и 15.

Активный акустический модуль (фиг. 4 и фиг. 5) состоит из корпуса - герметичной шланговой звукопрозрачной оболочки 9, и торцов - герметичных переборок 11, несущего нагрузку гелеобразного заполняющего элемента 25, транзитных проводов 13, транзитных трубопроводов 5 и 6, электроакустического преобразователя 26. В переборках 11 проделаны отверстия 23 и 24 для прохода транзитных трубопроводов 5 и 6.

Кроме того, в переборках 10 и 11 проделаны отверстия 27 для прохода транзитных проводов 13.

Корпуса транзитных трубопроводов 5 и 6, патрубков 19 и 20, соединяющих транзитные трубопроводы и каналы, и сообщающихся каналов выполнены из устойчивого в агрессивных средах материала, например, фторопласта. Последнее объясняется тем, что большинство гелеобразных заполнителей, применяемых в ГПБА, например гель «Силон» [5], содержат агрессивные фракции.

Кабель-буксир 4 содержит транзитные трубопроводы 5 и 6, коаксиальную пару 28, витые сигнальные пары 29, жилы высоковольтного электропитания 30, электроизоляционную оболочку 31, грузонесущий элемент - разнонаправленную двухслойную броню из стальной проволоки 32 (Фиг. 6).

Работа предложенной БЧ активно-пассивной ГАС для НК осуществляется следующим образом.

При подаче с борта надводного корабля 5 по кабель - буксиру 4 напряжение от многоканального тракта излучения сигналов, расположенного на НК, происходит возбуждение преобразователей линейной НИА 3, в режиме излучения сигнала, при этом излученный преобразователями сигнал через звукопрозрачную шланговую оболочку 9 проходит в воду.

При необходимости изменения плавучести БЧ ГАС производятся следующие действия. При помощи компрессоров, размещенных на борту объекта-носителя 7 (не показаны), транзитных трубопроводов 5 и 6 и патрубков 19 и 20 (Фиг. 1, Фиг. 6) производится изменение давления в одном из рабочих тел пассивных акустических модулей (фиг. 2-3).

При изменении давления в наполнителе 16 или 17 при помощи, патрубков 19 и 20 и трубопроводов происходит перемещение эластичного поршня 18 с изменением соотношения объемов наполнителей 16 и 17 и, соответственно, плавучести пассивного акустического модуля.

Таким образом, можно утверждать, что технический результат достигнут.

Источники информации

1. М. Андреев, Ю. Александров, С. Козловский, С. Охрименко, И. Рубанов. Особенности разработки и проведения испытаний гидроакустических станций с гибкой протяженной буксируемой антенной для НК // Морской сборник, 2009, №8, с. 54-56

2 Патент РФ на полезную модель №104146

3. М.Я. Андреев, Б.Н. Боголюбов, В.В. Клюшин, И.Л. Рубанов. Низкочастотный малогабаритный продольно-изгибный электроакустический преобразователь // Датчики и системы, 2010. №12, с. 51-54

4. Патент РФ на полезную модель №169196

5. Корякин Ю.А., Смирнов С.А., Яковлев Г.В. Корабельная гидроакустическая техника. Состояние и актуальные проблемы // Санкт-Петербург, «Наука», 2004, с. 193

Claims (2)

1. Буксируемая часть активно-пассивной гидроакустической станции, содержащая гибкую протяженную буксируемую антенну, линейную низкочастотную излучающую антенну, состоящую из электроакустических преобразователей, каждый из которых герметизирован с обеспечением звукопрозрачности и кабель-буксир, при этом электроакустические преобразователи линейной низкочастотной излучающей антенны размещены в шланговой звукопрозрачной оболочке, заполненной гелеобразным заполнителем, а наружные диаметры гибкой протяженной буксируемой антенны и шланговой оболочки, в которой размещены преобразователи линейной низкочастотной излучающей антенны, равны, а шланговая оболочка низкочастотной излучающей антенны разделена герметичными переборками на последовательно чередующиеся активные акустические модули, заполненные гелеобразным заполнителем и содержащие электроакустические преобразователи и транзитные провода, и пассивные акустические модули, заполненные рабочим телом низкой плотности и содержащие транзитные провода, отличающаяся тем, что активные акустические модули содержат также два гибких транзитных трубопровода для передачи давления, заполненные наполнителями различной плотности, а пассивные акустические модули также содержат транзитные трубопроводы, а также соединенные между собой своими концами с одной стороны сообщающиеся каналы, соединенные каждый при помощи патрубков с соответствующим трубопроводом, при этом в сообщающихся каналах каждого пассивного модуля наполнители различной плотности отделены друг от друга эластичными поршнями, причем плотность наполнителей ниже плотности воды, а транзитные трубопроводы проходят также через кабель-буксир на борт объекта носителя, где подключены к компрессорам.

2. Буксируемая часть активно-пассивной гидроакустической станции по п. 1, отличающаяся тем, что корпуса транзитных трубопроводов, патрубков, соединяющих транзитные трубопроводы и каналы, и сообщающихся каналов выполнены из фторопласта.

Images