RU210190U1 - 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, имеющий отрицательную плавучесть. Электроакустические преобразователи линейной НИА размещены в единой шланговой звукопрозрачной оболочке, заполненной гелеобразным заполнителем, а сама НИА встроена в кабель-буксир, вследствие чего ее буксировка осуществляется под углом к горизонтальной плоскости. Последнее позволяет понизить уровень реверберационной помехи на ГПБА.

Description

Полезная модель относится к области гидроакустики и может быть использована в гидроакустических станциях надводных кораблей (НК) Военно-Морского флота, а также научно-исследовательских судов и судов экологического контроля.

Известны активно-пассивные гидроакустические станции (ГАС) с гибкими протяженными буксируемыми антеннами (ГПБА) для надводного корабля (НК) (ГАС с ГПБА для НК) [Андреев М., Александров Ю., Козловский С., Охрименко С., Рубанов И. Особенности разработки и проведения испытаний гидроакустических станций с гибкой протяженной буксируемой антенной для НК // Морской сборник. - 2009. - №8. - с. 54-56], в состав которых входят

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

устройство постановки-выборки (УПВ) 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 (боевом) - в воде 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), соединенные между собой и составляющие одно протяженное устройство, и кабель-буксир, имеющий отрицательную плавучесть и 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, содержащая ГПБА, НИА, состоящую из электроакустического преобразователя, размещенного в заполненном звукопроводящей жидкостью звукопропрозрачном корпусе буксируемого носителя (БН), кабель-буксир [Корякин Ю.А., Смирнов С.А., Яковлев Г.В. Корабельная электроакустическая техника. Состояние и актуальные проблемы. СПб. - Наука. - 2004. - с. 188-19].

Недостатком известной БЧ активно-пассивной ГАС является необходимость нахождения на НК манипулятора, обеспечивающего захват БН и его перемещение в процессе проведения операций спуска-подъема БН.

Манипулятор является сложным, массивным и весьма дорогостоящим устройством, занимающим по массе до 40% всего СПУ [Бородин Ю.А., Цибулькин А.Ф., Евгеньев В.А., Андреев М.Я., Пахомов Р.С. Создание спуско-подъемного устройства для изделия «Минотавр-М» // Судостроительная промышленность, серия технология и организация производства, СПб. - 2007. - с. 16-20; Андреев М.Я., Охрименко С.Н., Рубанов И.Л. Разработка гидроакустической станции с гибкой протяженной буксируемой антенной для освещения подводной обстановки. // Датчики и системы - 2008 - №11 - с. 29-31], что делает проблемным размещения ГАС с ГПБА для НК с известной БЧ ГАС на объектах-носителях малого и среднего водоизмещения.

От указанного недостатка свободна БЧ активно-пассивной ГАС для НК, содержащая ГПБА, механически и электрически соединенную с ней линейную НИА, состоящую из N электроакустических преобразователей, каждый из которых герметизирован с обеспечением звукопрозрачности путем размещения в своем отдельном герметичном звукопрозрачном корпусе, заполненном звукопроводящей жидкостью и кабель-буксир [Патент № WO 2004065985, публикация 05.08.2004].

Герметичные корпуса, в которых размещены электроакустические преобразователи низкочастотной излучающей антенны, соединены между собой кабелями, обеспечивающими транзит электрических сигналов, при этом диаметр кабеля меньше диаметра герметичного корпуса.

Для проведения операций спуска-подъема известной БЧ активно-пассивной ГАС для НК не требуется манипулятор, поскольку в составе БЧ ГАС отсутствует БН и, следовательно, отсутствует необходимость в его захвате и перемещении. Операция может проводиться с использованием только корабельной лебедки, что резко уменьшает массогабаритные характеристики СПУ, его энергопотребление и стоимость.

Недостатками известной БЧ ГАС для НК [Патент WO №2004065985, публикация 05.08.2004] является наличие при буксировке БЧ ГАС шумов и вибрации, вызванных обтеканием герметичных звукопрозрачных корпусов электроакустических преобразователей, соединенных между собой кабелями, диаметр которых меньше диаметра корпусов. Перепад диаметров в местах соединения кабеля и корпусов преобразователей вызывает возникновение турбулентных вихрей при обтекании НИА в процессе буксировки, которые в свою очередь являются источниками гидродинамических шумов и вибраций, представляющих собой помеху в работе ГПБА.

Известна БЧ активно-пассивной ГАС для НК, содержащая ГПБА, линейную НИА, состоящую из электроакустических преобразователей, каждый из которых герметизирован с обеспечением электропрозрачности, и кабель-буксир, имеющий отрицательную плавучесть, 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, а линейная НИА и ГПБА буксируются в горизонтальном положении [Патент РФ на полезную модель №104146, публикация 10.05.2011].

В этом случае шумы обтекания и вибрации БЧ ГАС минимальны.

Известная БЧ активно-пассивной ГАС для НК наиболее близка к предлагаемой по совокупности технических признаков и вследствие этого принята за прототип.

Недостатком известной БЧ ГАС для НК является то, что при буксировке низкочастотной излучающей антенны в горизонтальном положении основные максимумы ее характеристики направленности (ХН) в вертикальной плоскости направлены перпендикулярно морской поверхности и дну, что приводит к высокому уровню реверберационной помехи на ГПБА, и соответственно понижает отношение сигнал/помеха, что, в свою очередь, затрудняет обнаружение ГАС цели [Урик Р.Дж. Основы гидроакустики. Л., - Судостроение. - 1978. - с. 275-295].

Задачей полезной модели является повышение помехоустойчивости, входящей в состав БЧ ГАС ГПБА.

Техническим результатом предложенного устройства является снижение уровня реверберационных помех на ГПБА от морской поверхности и дна и, соответственно, повышение отношения сигнал/помеха.

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, имеющий отрицательную плавучесть, и в рабочем положении находящийся под углом к горизонтальной плоскости, при этом электроакустические преобразователи линейной низкочастотной излучающей антенны размещены в шланговой звукопрозрачной оболочке, заполненной гелеобразным заполнителем, введены новые признаки, а именно НИА встроена в кабель-буксир с обеспечением возможности ее буксировки под углом к горизонтальной плоскости.

Наилучшие результаты достигаются, если диаметры шланговой оболочки, в которой размещены излучатели НИА, и кабеля-буксира равны. Последнее существенно упрощает процесс постановки-выборки БЧ.

Действительно, при буксировке НИА под углом к горизонтальной плоскости при излучении происходит уменьшение угла падения звука на поверхности раздела вода-воздух и вода-дно, что приводит к уменьшению уровня обратного рассеяния [Урик Р.Дж. Основы гидроакустики. Л., - Судостроение - 1978 - с. 276-279, 280-283, 285-287], и, как следствие, уменьшению помехи на ГПБА.

Сущность полезной модели поясняется Фиг. 1, на которой приведена предлагаемая БЧ ГАС с ГПБА для НК в рабочем положении за бортом надводного корабля

Предложенная БЧ ГАС 1 для НК - содержит ГПБА 2; линейную НИА 3, встроенную в кабель-буксир 4 (Фиг. 1). Электроакустические преобразователи, входящие в состав НИА (не показаны), могут быть выполнены, например, продольно-изгибными, как в прототипе, или цилиндрическими.

Буксировка БЧ ГАС 1 осуществляется надводным кораблем 5 при помощи входящего в состав БЧ ГАС кабеля-буксира 4 и не входящей в состав БЧ, а являющейся корабельным оборудованием, лебедки 6.

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

При подаче с борта надводного корабля 5 по кабелю-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 проходит в воду.

После завершения цикла излучения эхо-сигналы принимаются ГПБА 2 и по транзитным проводам передаются через кабель-буксир 4 на борт НК 5.

При этом если при буксировке НИА 3 в горизонтальном положении максимум ее ХН в вертикальной плоскости перпендикулярен дну и морской поверхности, то при буксировке под углом к горизонтальной плоскости максимум ХН направлен под углом к поверхности вода-воздух и вода-дно, что и обеспечивает уменьшение уровня реверберационных шумов. Поскольку НИА, встроенная в кабель-буксир, отнесена от приемной ГПБА, возникающие при буксировке гидродинамические помехи незначительно сказываются на помехоустойчивости ГПБА, при этом наименьшим образом, если наружный диаметр кабель-буксира и НИА равны. В этом случае облегчается процесс постановки-выборки БЧ ГАС.

Обеспечение заявленного технического результата достигается за счет того, что НИА встроена в кабель-буксир и соответственно, буксируется под углом к горизонтальной плоскости.

Технический результат подтверждается расчетным моделированием и прямым натурным макетированием.

Claims (2)

1. Буксируемая часть активно-пассивной гидроакустической станции, содержащая гибкую протяженную буксируемую антенну, линейную низкочастотную излучающую антенну, состоящую их электроакустических преобразователей, каждый из которых герметизирован с обеспечением звукопрозрачности, и кабель-буксир, имеющий отрицательную плавучесть и в рабочем положении находящийся под углом к горизонтальной плоскости, при этом электроакустические преобразователи линейной низкочастотной излучающей антенны размещены в шланговой звукопрозрачной оболочке, заполненной гелеобразным заполнителем, отличающаяся тем, что низкочастотная излучающая антенна встроена в кабель-буксир.

2. Буксируемая часть по п. 1, отличающаяся тем, что диаметры шланговой звукопрозрачной оболочки, в которой размещены преобразователи низкочастотной излучающей антенны, и кабель-буксира равны.

Images