RU2463203C2 - Towed underwater vehicle equipped with hydroacoustic equipment for sludged objects and pipelines - Google Patents

Towed underwater vehicle equipped with hydroacoustic equipment for sludged objects and pipelines Download PDF

Info

Publication number
RU2463203C2
RU2463203C2 RU2010153405/11A RU2010153405A RU2463203C2 RU 2463203 C2 RU2463203 C2 RU 2463203C2 RU 2010153405/11 A RU2010153405/11 A RU 2010153405/11A RU 2010153405 A RU2010153405 A RU 2010153405A RU 2463203 C2 RU2463203 C2 RU 2463203C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
cable
antenna
underwater vehicle
towed
towing
Prior art date
Application number
RU2010153405/11A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2010153405A (en
Inventor
Сергей Яковлевич Суконкин (RU)
Сергей Яковлевич Суконкин
Алексей Славович Амирагов (RU)
Алексей Славович Амирагов
Александр Дмитриевич Никитин (RU)
Александр Дмитриевич Никитин
Евгений Евгеньевич Павлюченко (RU)
Евгений Евгеньевич Павлюченко
Владимир Васильевич Чернявец (RU)
Владимир Васильевич Чернявец
Original Assignee
Российская Федерация, От Имени Которой Выступает Министерство Промышленности И Торговли Российской Федерации
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Российская Федерация, От Имени Которой Выступает Министерство Промышленности И Торговли Российской Федерации filed Critical Российская Федерация, От Имени Которой Выступает Министерство Промышленности И Торговли Российской Федерации
Priority to RU2010153405/11A priority Critical patent/RU2463203C2/en
Publication of RU2010153405A publication Critical patent/RU2010153405A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2463203C2 publication Critical patent/RU2463203C2/en

Links

Images

Landscapes

  • Measurement Of Velocity Or Position Using Acoustic Or Ultrasonic Waves (AREA)

Abstract

FIELD: transport.
SUBSTANCE: invention relates to underwater works for seafloor sounding in order to perform bottom shaping, pipeline laying-out with binding to geographical coordinates, revelling sludged objects. Towed underwater vehicle is equipped with hydroacoustic equipment and made as hollow cylindrical housing with removable head and tail fin, provided with penetrating device and equipped with parametrical profile recorder and control and computation module, and is connected with towing vessel by strength-power communications cable. Stabilising fin consists of two planes forming X-shaped structure. Penetrating device is made as horizontal wing and two vertical wings mounted on half-axles located in transversal plane relative to cylindrical housing. On the horizontal wing, towing assembly with sealed connector for strength-power communications cable attachment is installed. Here, hydrodynamic penetrator is installed. In the lower part of cylindrical housing in niche, crate with parametrical profile recorder elements attached to it is mounted. Hydroacoustic equipment includes parametrical profile recorder, consisting of emitting parametrical pumping antenna and receiving antenna, facilities for processing and recording hydroacoustic signals.
EFFECT: increased reliability of underwater objects detection due to higher accuracy of towed underwater vehicle orientation.
2 cl, 8 dwg

Description

Изобретение относится к области производства подводных работ с использованием буксируемых подводных аппаратов (БПА), преимущественно оснащенных гидроакустической измерительной аппаратурой, и предназначено для обследования морских магистральных трубопроводов и может быть использовано для. поиска и обнаружения других подводных объектов.The invention relates to the field of underwater operations using towed underwater vehicles (BPA), mainly equipped with hydroacoustic measuring equipment, and is intended for inspection of offshore pipelines and can be used for. search and discovery of other underwater objects.

Известно устройство, представляющее собой буксируемый подводный аппарат (В.А.Воронин, С.П.Тарасов, В.И.Тимощенко. Гидроакустические параметрические системы. Ростов-на-Дону. ООО Ростиздат. 2004, с.257. [1]), выполненный в виде полого цилиндрического тела со съемной головкой и хвостовыми частями и оснащенный носовой и кормовой телекамерами, гидролокатором бокового обзора с дальностью действия 100 м и параметрическим профилографом с цветным индикатором и вычислительно-управляющим модулем. Размеры БПА составляют: длина 1300 мм, диаметр 210 мм. Ввод сигнальных жил кабель-троса выполнен в головной части, кабельные вводы для приемных и излучающих антенн выполнены рядом с антеннами, все они герметичны и рассчитаны на погружение до глубины 100 м. На боковых частях буксируемого тела выполнены установочные площадки для четырех преобразователей накачки, на специальных бандажах крепятся четыре приемные антенны. Размещение четырех антенн позволяет производить зондирование в горизонтальной и вертикальной плоскостях, а также дает возможность с помощью наклоненной под углом 20 градусов антенны получать панорамное изображение рельефа дна.A device is known which is a towed underwater vehicle (V.A. Voronin, S.P. Tarasov, V.I. Timoshchenko. Hydroacoustic parametric systems. Rostov-on-Don. LLC Rostizdat. 2004, p.257. [1]) made in the form of a hollow cylindrical body with a removable head and tail parts and equipped with bow and stern cameras, side-scan sonar with a range of 100 m and a parametric profiler with a color indicator and a computer-control module. The dimensions of the BPA are: length 1300 mm, diameter 210 mm. The input signal wires of the cable-cable are made in the head part, the cable entries for receiving and emitting antennas are made next to the antennas, they are all sealed and designed to be immersed to a depth of 100 m. Installation sites for four pump converters are made on the sides of the towed body, on special Four receiving antennas are attached to the bandages. The placement of the four antennas allows sounding in the horizontal and vertical planes, and also makes it possible to obtain a panoramic image of the bottom topography using an antenna tilted at an angle of 20 degrees.

Уменьшение рысканий и дифферента решается с помощью хвостового стабилизатора, выполненного в виде широкополосного обода, соединенного с хвостовой частью цилиндрического корпуса пластинчатыми спицами.The reduction of yaw and trim is solved using the tail stabilizer, made in the form of a broadband rim connected to the tail of the cylindrical body with plate spokes.

Стабилизация по крену (вращательное движение вокруг продольной оси) достигается за счет смещения центра тяжести буксируемого тела.Roll stabilization (rotational movement around the longitudinal axis) is achieved by shifting the center of gravity of the towed body.

Необходимое заглубление буксируемого тела при минимальной вытравке кабель-троса осуществляется путем использования заглубительной решетки, что позволяет осуществлять отведение всей буксируемой системы в сторону от судна-носителя.The necessary deepening of the towed body with minimal cable cable etching is carried out by using a deepening grid, which allows the entire towed system to be diverted away from the carrier vessel.

Ввиду того, что на БПА используют излучатели с узкими характеристиками направленности, то нейтрализация крена и рысканий БПА является определяющим фактором, при выполнении установленных требований, при решении таких задач, как обнаружение и контроль заиленного трубопровода, измерение толщины ила над ним, определение структуры донных слоев, оценка характеристик морского донного грунта, а также при проведении различных поисковых работ на подводных морских сооружениях, включая съемку рельефа дна.Due to the fact that emitters with narrow directivity characteristics are used on the BPA, the neutralization of the roll and yaw of the BPA is a determining factor when fulfilling the established requirements, when solving tasks such as detecting and monitoring silt pipelines, measuring the thickness of silt above it, determining the structure of bottom layers , assessment of the characteristics of the sea bottom soil, as well as during various search operations at underwater marine structures, including surveying the bottom topography.

БПА, как правило, используются для океанографических исследований в районах с особо сложными физико-географическими условиями (прикромочные районы Арктики, во фронтальных зонах и вокруг айсбергов). Указанные районы отличаются тем, что в них образуются температурно-соленостные неоднородности и вихри различных масштабов, оказывающие значительное влияние на распределение скорости в месте проведения исследований.BPA, as a rule, are used for oceanographic studies in areas with particularly difficult physical and geographical conditions (marginal regions of the Arctic, in the frontal zones and around icebergs). The indicated regions are distinguished by the fact that temperature-salinity inhomogeneities and vortices of various scales are formed in them, which have a significant effect on the velocity distribution at the site of the study.

При этом измерения должны производиться непрерывно и при этом, при выявлении неоднородностей, расстояния между разрезами не должно превышать половины минимального диаметра неоднородностей, а частота измерения на разрезах не должна быть меньше 1/8-1/10 диаметра неоднородности (см., например: А.Т.Щвецов. Использование автономных самоходных и буксируемых измерительных комплексов для исследования неоднородностей океанографических полей // Записки по гидрографии. Л., ГУНиО МО РФ, №253, 2001, с.48).In this case, measurements should be carried out continuously and at the same time, when heterogeneities are detected, the distance between the sections should not exceed half the minimum diameter of the heterogeneities, and the measurement frequency on the sections should not be less than 1 / 8-1 / 10 of the diameter of the heterogeneity (see, for example: A .T.Shchvetsov. The use of autonomous self-propelled and towed measuring systems for the study of heterogeneity of oceanographic fields // Notes on hydrography. L., GUNiO MO RF, No. 253, 2001, p. 48).

БПА - как техническое средство для проведения гидрологических работ - представляет собой динамическую систему, имеющую шесть степеней свободы: три степени свободы по линейным перемещениям, характеризующим траекторию движения БПА по курсу, скорости и глубине погружения, три степени свободы по угловым перемещениям БПА по дифференту, рысканию и крену.BPA - as a technical tool for carrying out hydrological work - is a dynamic system that has six degrees of freedom: three degrees of freedom in linear displacements characterizing the BPA trajectory along the course, speed and depth of immersion, three degrees of freedom in terms of angular displacements of the BPA along the trim, yaw and roll.

В существующих способах проведения гидрологических работ (съемка рельефа дна, поиск затонувших объектов, мониторинг трубопроводов и т.д.) точность определения параметров посредством, установленных на БПА гидроакустических средств, в основном оценивается по точности определения места судна-носителя и БПА.In the existing methods of carrying out hydrological works (surveying the bottom topography, searching for sunken objects, monitoring pipelines, etc.), the accuracy of determining the parameters using hydroacoustic means installed on the BPA is mainly estimated by the accuracy of determining the location of the carrier vessel and BPA.

Однако при детальной съемке, точность привязки исследуемых подводных элементов к координатам в значительной степени определяется положением на дне пятна, освещаемого гидроакустическим средством, положение этого пятна, в свою очередь, зависит от ориентации и глубины погружения БПА (см., например: В.Н.Завгородний. О влиянии погрешностей ориентации и глубины погружения буксируемого подводного аппарата на точность съемки рельефа дна // Записки по гидрографии. Л., ГУНиОМОРФ, №253, 2001, с.33).However, in a detailed survey, the accuracy of the attachment of the studied underwater elements to the coordinates is largely determined by the position at the bottom of the spot illuminated by hydroacoustic means, the position of this spot, in turn, depends on the orientation and immersion depth of the BPA (see, for example: V.N. Zavgorodny, On the Effect of Orientation Errors and the Depth of Immersion of a Towed Underwater Vehicle on the Accuracy of Shooting of the Bottom Relief // Notes on Hydrography. L., GUNiOMORF, No. 253, 2001, p. 33).

Качество гидроакустических зондирований подводных объектов в первую очередь зависит от точности стабилизации положения аппарата по глубине, рысканию, дифференту и крену.The quality of sonar sounding of underwater objects primarily depends on the accuracy of stabilization of the position of the apparatus in depth, yaw, trim and roll.

Требования к точности стабилизации аппарата при его буксировке, как правило, определяются шириной характеристики направленности гидроакустического средства в горизонтальной и вертикальной плоскостях.The requirements for the accuracy of stabilization of the apparatus during its towing, as a rule, are determined by the width of the directivity characteristics of the hydroacoustic means in horizontal and vertical planes.

При этом глубина погружения регулируется длинной кабель-троса, а стабилизация ориентации по дифференту и рысканию определяется обводами корпуса БПА, местом крепления кабель-троса к корпусу аппарата, фиксированным положением рулей. Кроме того, траектория движения БПА по глубине и ориентация по рысканию и дифференту зависят от скорости буксировки, подводных течений и воздействия волнения моря на судно-буксировщик.At the same time, the immersion depth is regulated by the long cable cable, and stabilization of the orientation by trim and yaw is determined by the contours of the PSU case, the place of cable cable mounting to the device body, the fixed position of the rudders. In addition, the BPA depth trajectory and yaw and trim orientation depend on towing speed, underwater currents and the impact of sea waves on the towing vessel.

Как показывает, выполненный анализ погрешностей съемки дна с использованием гидроакустических средств, установленных на БПА, наибольший вклад в радиальную погрешность вносят погрешности съемки рельефа из-за рыскания, крена и дифферента БПА. Немало важным фактором является и производительность съемки рельефа дна. Производительность съемки рельефа дна зависит от скорости буксируемого БПА и ширины обследуемой полосы рельефа дна. При увеличении полосы съемки рельефа дна точность съемки ухудшается, что требует повышения кратности зондирования рельефа дна посылками импульсов и, следовательно, ведет к уменьшению скорости буксировки. Скорость буксировки БПА также оказывает противоречивое влияние на качество съемки. При увеличении скорости точность улучшается из-за лучшей стабилизации ориентации и глубины БПА, а кратность зондирования рельефа дна гидроакустическим средством для повышения точности уменьшается, т.е. имеет место задача оптимизации выбора скорости буксировки и ширины полосы, обследуемой гидроакустическим средством.As shown, the analysis of the errors in surveying the bottom using hydroacoustic tools installed on the BPA, the largest contribution to the radial error is made by the errors in surveying the terrain due to yaw, roll and trim of the BPA. An important factor is the performance of surveying the bottom topography. The performance of surveying the bottom topography depends on the speed of the towed PSU and the width of the surveyed strip of the bottom topography. With an increase in the strip of shooting of the bottom topography, the accuracy of shooting deteriorates, which requires an increase in the multiplicity of sounding of the bottom topography by sending pulses and, therefore, leads to a decrease in the towing speed. The towing speed of the UAV also has a conflicting effect on the quality of the survey. With increasing speed, the accuracy improves due to better stabilization of the orientation and depth of the BPA, and the frequency of sounding the bottom topography with a hydroacoustic means to increase accuracy decreases, i.e. there is the task of optimizing the choice of towing speed and bandwidth examined by sonar.

В известных устройствах стабилизации (Авторское свидетельство СССР №1308040 [2]; Авторское свидетельство СССР №1360405 [3]) устойчивость движения и ориентации, применительно к надводным судам, достигается за счет использования следящих систем положения рулей как регуляторов с обратной связью для удержания заданного положения судном. Однако известные системы стабилизации [2, 3] имеют сложную конструкцию и существенные массогабаритные характеристики, что практически исключает их применение на БПА, имеющих небольшие массогабаритные характеристики.In the known stabilization devices (USSR Author's Certificate No. 1308040 [2]; USSR Author's Certificate No. 1360405 [3]), stability of movement and orientation, as applied to surface vessels, is achieved by using rudder tracking systems as feedback controllers to maintain a given position by ship. However, the known stabilization systems [2, 3] have a complex structure and significant weight and size characteristics, which practically excludes their use on BPA with small weight and size characteristics.

Также известно, что все буксируемые средства подвержены рысканию (см., например: Аносов А.В., Дидык А.Д. Управление судном и его техническая эксплуатация. М.: Транспорт, 1976, 504 с.; Знамеровский Б.П. Теоретические основы управления судном. Л.: ЛВИМУ, 1974, с.124), и полностью исключить влияния рыскания при их буксировке при использовании известных конструкций буксируемых подводных аппаратов, практически невозможно, что не позволяет выполнять буксировку при скорости движения более 3-х узлов из-за наличия в их конструкции заглубительной решетки.It is also known that all towed vehicles are subject to yaw (see, for example: Anosov A.V., Didyk A.D. Ship control and its technical operation. M .: Transport, 1976, 504 p .; Znamersky B.P. Theoretical fundamentals of control of a ship. L .: LVIMU, 1974, p. 124), and it is almost impossible to completely exclude the effects of yaw when towing using well-known structures of towed underwater vehicles, which does not allow towing at a speed of more than 3 knots due to for the presence in their design of a deepening grid.

Кроме того, возникают технические проблемы при поиске лежащих под слоем донного ила объектов и трубопроводов. Гидроакустический поиск в таких условиях сопровождается большим количеством ложных тревог. При малой толщине ила над заиленным трубопроводом необходимо использование только высоконаправленных систем для получения высокого разрешения. Одновременно система должна быть низкочастотной для хорошего проникновения сигнала в толщу донных осадков. Проблема контроля трубопроводов возникает, как правило, на мелководье, что требует ограниченных габаритов антенн. В известных конструкциях, с учетом сравнительно небольших размеров заиленных объектов и труб, используют сканирование узкого параметрического луча, что усложняет систему управления подводным буксируемым аппаратом.In addition, technical problems arise when searching for objects and pipelines lying under a layer of bottom sludge. Hydroacoustic search in such conditions is accompanied by a large number of false alarms. With a small thickness of sludge above a silted pipeline, it is necessary to use only highly directional systems to obtain high resolution. At the same time, the system must be low-frequency for good penetration of the signal into the thickness of bottom sediments. The problem of monitoring pipelines arises, as a rule, in shallow water, which requires a limited antenna size. In known designs, taking into account the relatively small size of silted objects and pipes, a narrow parametric beam scan is used, which complicates the control system of an underwater towed vehicle.

Задачей заявляемого технического решения является повышение достоверности обнаружения подводных объектов и трубопроводов при гидроакустическом поиске за счет повышения точности ориентации буксируемого подводного аппарата путем уменьшения влияния рыскания, дифферента и сноса буксируемого аппарата под действием подводных течений.The objective of the proposed technical solution is to increase the reliability of detection of underwater objects and pipelines during sonar search by increasing the orientation accuracy of the towed underwater vehicle by reducing the effects of yaw, trim and drift of the towed vehicle under the influence of underwater currents.

Поставленная задача решается за счет того, что буксируемый подводный аппарат, оснащенный гидроакустической аппаратурой для обнаружения заиленных объектов и трубопроводов, и выполненный в виде полого цилиндрического корпуса со съемной головкой и хвостовым стабилизатором, снабженный заглубляющим устройством и оснащенным параметрическим профилографом, вычислительно-управляющим модулем, и соединенный с судном-буксировщиком кабель-тросом, в котором стабилизатор состоит из двух плоскостей, образующих Х-образную конструкцию, заглубляющее устройство выполнено в виде горизонтального крыла и двух вертикальных крыльев, при этом вертикальные крылья установлены на полуосях, расположенных в поперечной плоскости относительно цилиндрического корпуса, и снабжены поворотным механизмом, вертикальные крылья расположены симметрично относительно друг друга, на верхней плоскости цилиндрического корпуса, на горизонтальном крыле установлен буксировочный узел, с герметичным разъемом для крепления кабель-троса и ввода кабеля в буксируемый подводный аппарат, кабель-трос снабжен гидродинамическим заглубителем, выполненным в виде гидродинамического заглубителя, снабженного системой с радиально направленными подпружиненными механическими датчиками, имеющими на концах колеса, в носовой части цилиндрический корпус сочленен с трубчатой скобообразной рамой, концы которой сочленены с соответствующими Х-образными плоскостями стабилизатора, в нижней части цилиндрический корпус снабжен нишей, в которой установлен крейт с закрепленными на нем элементами параметрического профилографа, ниша снабжена обтекателем, выполненным из сферопластика, буксируемый подводный аппарат дополнительно снабжен системой ориентации и навигации, состоящей из бесплатформенной инерциальной системы, информационно соединенного с бортовой аппаратурой управления судна-буксировщика и вычислительно-управляющего модуля буксируемого подводного аппарата, а в параметрическом профилографе, включающем излучающую параметрическую антенну накачки и приемную антенну, средства обработки и регистрации гидроакустических сигналов, излучающая параметрическая антенна накачки и приемная антенна выполнены в виде отдельных устройств, при этом излучающая параметрическая антенна, содержащая фазированную решетку и каналы усиления, выполнена с 12 каналами усиления, фазированная решетка выполнена со смещением линеек излучающих элементов относительно друг друга на фиксированную величину, при этом технологический зазор между элементами излучения заполнен пенополиуретаном, приемная антенна выполнена в виде восьми линеек с фиксированным зазором, каждая из линеек набрана из двадцати полых цилиндрических пьезоэлементов, следующих друг за другом с фиксированным зазором.The problem is solved due to the fact that the towed underwater vehicle equipped with hydroacoustic equipment for detecting silted objects and pipelines, and made in the form of a hollow cylindrical body with a removable head and a tail stabilizer, equipped with a deepening device and equipped with a parametric profilograph, a computing and control module, and connected with a towing vessel with a cable, in which the stabilizer consists of two planes forming an X-shaped structure, deepening e device is made in the form of a horizontal wing and two vertical wings, while the vertical wings are mounted on the axles located in the transverse plane relative to the cylindrical body, and are equipped with a rotary mechanism, the vertical wings are symmetrically relative to each other, on the upper plane of the cylindrical body, on the horizontal wing a towing unit is installed, with a sealed connector for attaching a cable-cable and cable entry into a towed underwater vehicle, the cable-cable is equipped with a guide a hydrodynamic deepener made in the form of a hydrodynamic deepener equipped with a system with radially directed spring-loaded mechanical sensors having wheel ends at the bow, the cylindrical body is articulated with a tubular bracket-shaped frame, the ends of which are articulated with the corresponding X-shaped planes of the stabilizer, and the cylindrical body at the bottom equipped with a niche in which a crate with elements of a parametric profilograph mounted on it is installed, the niche is equipped with a fairing, made spheroplastic, the towed underwater vehicle is additionally equipped with an orientation and navigation system consisting of a strapdown inertial system, information connected to the onboard control equipment of the towing vessel and the computing and control module of the towed underwater vehicle, and in a parametric profilograph including a radiating parametric pump antenna and receiving antenna, means for processing and recording hydroacoustic signals, a radiating parametric antenna for pumping and receiving I antenna is made in the form of separate devices, while a radiating parametric antenna containing a phased array and amplification channels is made with 12 amplification channels, a phased array is made with a displacement of the lines of radiating elements relative to each other by a fixed amount, while the technological gap between the radiation elements is filled polyurethane foam, the receiving antenna is made in the form of eight rulers with a fixed gap, each of the rulers is composed of twenty hollow cylindrical piezoelectric elements, trace one after another with a fixed gap.

Совокупность новых отличительных признаков, заключающихся в том, что стабилизатор состоит из двух плоскостей, образующих Х-образную конструкцию, заглубляющее устройство выполнено в виде горизонтального крыла и двух вертикальных крыльев, при этом вертикальные крылья установлены на полуосях, расположенных в поперечной плоскости относительно цилиндрического корпуса, и снабжены поворотным механизмом, вертикальные крылья расположены симметрично относительно друг друга, на верхней плоскости цилиндрического корпуса, на горизонтальном крыле установлен буксировочный узел, с герметичным разъемом для крепления кабель-троса и ввода кабеля в буксируемый подводный аппарат, кабель-трос снабжен гидродинамическим заглубителем, выполненным в виде гидродинамического заглубителя, снабженного системой с радиально направленными подпружиненными механическими датчиками, имеющими на концах колеса, в носовой части цилиндрический корпус сочленен с трубчатой скобообразной рамой, концы которой сочленены с соответствующими Х-образными плоскостями стабилизатора, в нижней части цилиндрический корпус снабжен нишей, в которой установлен крейт с закрепленными на нем элементами параметрического профилографа, ниша снабжена обтекателем, выполненным из сферопластика, буксируемый подводный аппарат дополнительно снабжен системой ориентации и навигации, состоящей из бесплатформенной инерциальной системы, информационно соединенного с бортовой аппаратурой управления судна-буксировщика и вычислительно-управляющего модуля буксируемого подводного аппарата, а в параметрическом профилографе, включающем излучающую параметрическую антенну накачки и приемную антенну, средства обработки и регистрации гидроакустических сигналов, излучающая параметрическая антенна накачки и приемная антенна выполнены в виде отдельных устройств, при этом излучающая параметрическая антенна, содержащая фазированную решетку и каналы усиления, выполнена с 12 каналами усиления, фазированная решетка выполнена со смещением линеек излучающих элементов относительно друг друга на фиксированную величину, при этом технологический зазор между элементами излучения заполнен пенополиуретаном, приемная антенна выполнена в виде восьми линеек с фиксированным зазором, каждая из линеек набрана из двадцати полых цилиндрических пьезоэлементов, следующих друг за другом с фиксированным зазором, из известного уровня техники не выявлена, что позволяет сделать вывод о соответствии заявляемого технического решения условию патентоспособности «изобретательский уровень».The combination of new distinctive features, namely, that the stabilizer consists of two planes forming an X-shaped structure, the burrowing device is made in the form of a horizontal wing and two vertical wings, while the vertical wings are mounted on half shafts located in the transverse plane relative to the cylindrical body, and equipped with a rotary mechanism, the vertical wings are located symmetrically relative to each other, on the upper plane of the cylindrical body, on the horizontal edge A towing unit has been installed, with a sealed connector for attaching the cable cable and entering the cable into the towed underwater vehicle, the cable cable is equipped with a hydrodynamic deepener made in the form of a hydrodynamic deepener equipped with a system with radially directed spring-loaded mechanical sensors having wheel ends in the bow parts of the cylindrical body articulated with a tubular bracket-shaped frame, the ends of which are articulated with the corresponding X-shaped planes of the stabilizer, in the lower part of the cylinder The housing is equipped with a niche in which a rack is mounted with parametric profiler elements mounted on it, the niche is equipped with a sphere made of spherical plastic, the towed underwater vehicle is additionally equipped with an orientation and navigation system consisting of a strap-down inertial system connected to the onboard control equipment of the towing vessel and the computing and control module of the towed underwater vehicle, and in a parametric profilograph, including a radiating parametric a pump antenna and a receiving antenna, means for processing and recording hydroacoustic signals, a radiating parametric pump antenna and a receiving antenna are made in the form of separate devices, while a radiating parametric antenna containing a phased array and amplification channels is made with 12 amplification channels, a phased array is made with a shift of the lines of radiating elements relative to each other by a fixed amount, while the technological gap between the radiation elements is filled with polyurethane foam Mr., the receiving antenna is made in the form of eight rulers with a fixed gap, each of the rulers is composed of twenty hollow cylindrical piezoelectric elements following each other with a fixed gap, the prior art is not identified, which allows us to conclude that the claimed technical solution meets the patentability condition " inventive step ".

Сущность предлагаемого технического решения поясняется чертежами.The essence of the proposed technical solution is illustrated by drawings.

Фиг.1. Схема буксировки подводного аппарата. На схеме показаны: судно-буксировщик 1, снабженное устройствами постановки и буксировки подводного аппарата, буксируемый подводный аппарат 2, устройство заглубления 3, кабель-трос 4, морская поверхность 5, морское дно 6, трубопровод 7.Figure 1. Scheme of towing an underwater vehicle. The diagram shows: a towing vessel 1 equipped with arming and towing devices for an underwater vehicle, a towed underwater vehicle 2, a deepening device 3, cable cable 4, sea surface 5, sea bottom 6, pipeline 7.

Фиг.2. Конструкция буксируемого подводного аппарата. Буксируемый подводный аппарат 2 включает прочный корпус 8, трубчатая скобообразную раму 9, стабилизатор 10, горизонтальное крыло 11, вертикальные крылья 12, буксировочный узел 13, обтекатель 14, нишу 15, полуось 16, электропривод 17. Передняя и задняя торцевые части прочного корпуса 8 снабжены обтекателем 18.Figure 2. The design of the towed underwater vehicle. The towed underwater vehicle 2 includes a sturdy case 8, a tubular staple frame 9, a stabilizer 10, a horizontal wing 11, vertical wings 12, a towing assembly 13, a fairing 14, a niche 15, a half shaft 16, an electric drive 17. The front and rear end parts of the sturdy case 8 are provided fairing 18.

Фиг.3. Положение буксирной линии от судна-буксировщика до рабочей глубины 350 м при различных скоростях буксировки, где Hm - рабочая глубина, Y - длина буксировочного троса, V - скорость буксировки (V1=3 уз; V2=4 уз; V3=4,5 уз; V4=5 уз; V5=6 уз; V6=7 уз; V7=8,2 уз).Figure 3. The position of the towing line from the towing vessel to a working depth of 350 m at various towing speeds, where Hm is the working depth, Y is the length of the towing cable, V is the towing speed (V 1 = 3 knots; V 2 = 4 knots; V 3 = 4 , 5 knots; V 4 = 5 knots; V 5 = 6 knots; V 6 = 7 knots; V 7 = 8.2 knots).

Фиг.4. Конструкция крейта. Крейт включает переднюю стенку 19, швеллер 20, уголок 21 для крепления передней стенки 19 к швеллеру 20, уголок 22 для крепления разделительного ребра, направляющую 23, заднюю стенку 24, разделительное ребро 25.Figure 4. The construction of the rack. The rack includes a front wall 19, a channel 20, a corner 21 for attaching a front wall 19 to a channel 20, a corner 22 for attaching a dividing rib, a guide 23, a rear wall 24, a dividing rib 25.

Фиг.5. Поверхность излучающей параметрической антенны. Поверхность излучающей параметрической антенны образована пьезоэлементами 26, запараллеленные в ячейки 27. Технологические зазоры 28 заполнены пенополиуретаном.Figure 5. The surface of a radiating parametric antenna. The surface of the radiating parametric antenna is formed by piezoelectric elements 26 parallelized into cells 27. Technological gaps 28 are filled with polyurethane foam.

Фиг.6. Поверхность приемной антенны. Поверхность приемной антенны образована полыми цилиндрическими пьезоэлементами 29 с образованием восьми линеек 30. Зазоры 31 между полыми цилиндрическими пьезоэлементами в каждой линейке 30 равны 3 мм. Зазоры 32 между линейками 30 равны 4 мм.6. The surface of the receiving antenna. The surface of the receiving antenna is formed by hollow cylindrical piezoelectric elements 29 with the formation of eight lines 30. The gaps 31 between the hollow cylindrical piezoelectric elements in each line 30 are 3 mm. The gaps 32 between the rulers 30 are 4 mm.

Судно-буксировщик 1 содержит штатные судовые средства постановки буксируемого подводного аппарата, оснащенного гидроакустическими средствами зондирования подводной обстановки. К средствам постановки относятся лебедки, подъемные краны и т.д.The towing vessel 1 contains regular shipborne means for setting up a towed underwater vehicle equipped with hydroacoustic means for sensing underwater conditions. Production facilities include winches, cranes, etc.

Внутри прочного корпуса 8 установлены приборы параметрического профилографа, система ориентации и навигации и вычислительно-управляющий модуль.Inside the robust housing 8, parametric profiler instruments, an orientation and navigation system, and a computer-control module are installed.

Управление буксируемым подводным аппаратом 2 осуществляется посредством бортовой аппаратуры, установленной в пульте управления на борту судна-буксировщика 1.The control of the towed underwater vehicle 2 is carried out by on-board equipment installed in the control panel on board the towing vessel 1.

Трубчатая скобообразная рама 9 обеспечивает устойчивое положение буксируемого подводного аппарата на палубе и защищает антенны профилографа, расположенные под прочным корпусом 8 в нише 15, от случайных ударов о грунт и палубу. Трубчатая скобообразная рама 9 соединена с прочным корпусом 5 в носовой части буксируемого подводного аппарата при помощи двух наклонных плоских листов и в кормовой части при помощи двух элементов стабилизатора. Трубчатая скобообразная рама 9 изготовлена из алюминиевого сплава АМГ-6.The tubular staple frame 9 ensures a stable position of the towed underwater vehicle on the deck and protects the profiler antennas located under the sturdy hull 8 in the recess 15 from accidental impacts on the ground and the deck. The tubular staple frame 9 is connected to the sturdy hull 5 in the bow of the towed underwater vehicle with two inclined flat sheets and in the stern with two stabilizer elements. The tubular staple frame 9 is made of aluminum alloy AMG-6.

Прочный корпус 8 обеспечивает защиту расположенной внутри него аппаратуры от воздействия морской воды. В конструкции используется цилиндрический прочный корпус из алюминиевого сплава АМГ-6, имеющий внутренний диаметр 200 мм и толщину стенки 8 мм. Длина цилиндрической части корпуса (1800 мм) обеспечивает необходимый объем для размещения электронной аппаратуры. Ниша 15, расположенная в прочном корпусе 8, закрывается обтекателем 14, выполненным из сферопластика ЭДС-400ТЕ. На переднем обтекателе 18 при необходимости может быть установлена антенна гидролокатора бокового обзора или многолучевого эхолота.Rugged housing 8 provides protection of the equipment located inside it from the effects of sea water. The design uses a solid cylindrical body made of aluminum alloy AMG-6, having an internal diameter of 200 mm and a wall thickness of 8 mm. The length of the cylindrical part of the housing (1800 mm) provides the necessary volume for the placement of electronic equipment. Niche 15, located in a sturdy housing 8, is closed by a fairing 14 made of spherical plastic EDS-400TE. If necessary, a side-scan sonar antenna or a multi-beam echo sounder can be installed on the front fairing 18.

Стабилизатор 10 обеспечивает гидродинамическую устойчивость буксируемого аппарата по направлению движения. Стабилизатор 10 имеет четыре плоскости, образующие X-образную конструкцию. Плоскости имеют профиль крыла и изготовлены из алюминиевого сплава АМГ-6.The stabilizer 10 provides hydrodynamic stability of the towed vehicle in the direction of movement. The stabilizer 10 has four planes forming an X-shaped structure. The planes have a wing profile and are made of aluminum alloy AMG-6.

Вертикальные крылья 12 служат для управления положением буксируемого аппарата в горизонтальной плоскости. Вертикальные крылья 12 прикреплены к горизонтальному заглубляющему крылу 11, имеют симметричный обтекаемый профиль. Расположение вертикальных крыльев 12 выбрано таким образом, чтобы равнодействующая боковых сил при их повороте проходила через буксировочный узел 13. При этом условии аппарат перемещается лагом без изменения угла курса.Vertical wings 12 are used to control the position of the towed vehicle in the horizontal plane. The vertical wings 12 are attached to the horizontal deepening wing 11, have a symmetrical streamlined profile. The location of the vertical wings 12 is selected so that the resultant of the lateral forces when they turn passes through the towing unit 13. Under this condition, the device moves with a lag without changing the angle of course.

Вертикальные крылья 12 приводятся в действие автоматизированным электроприводом триммирования ЭПТ-324 (двухдвигательный механизм поступательного движения, выполненный единым узлом). Электропривод позволяет осуществлять управление исполнительным механизмом по двум независимым электрическим каналам. Электропривод 17 устанавливается на горизонтальном заглубляющем крыле 11 в разгруженном корпусе, заполненном маслом.Vertical wings 12 are driven by an automated electric trim trim EPT-324 (twin-engine translational movement mechanism made by a single node). The electric drive allows you to control the actuator through two independent electrical channels. The actuator 17 is mounted on a horizontal deepening wing 11 in an unloaded housing filled with oil.

Горизонтальное крыло 11 используется для перемещения буксируемого аппарата на рабочую глубину. Имеет симметричный профиль. Площадь крыла составляет ~0,5 м2, что позволяет при скорости 8,2 узла получить заглубляющее усилие ~500 кг.The horizontal wing 11 is used to move the towed vehicle to the working depth. Has a symmetrical profile. The wing area is ~ 0.5 m 2 , which makes it possible to obtain a burrowing force of ~ 500 kg at a speed of 8.2 knots.

На верхней поверхности цилиндрического корпуса, на горизонтальном крыле 11 расположен буксировочный узел 13, включающий силовую гребенку, позволяющую менять точку приложения усилия буксировки.On the upper surface of the cylindrical body, on the horizontal wing 11, a towing unit 13 is located, including a power comb, which allows changing the point of application of the towing force.

На концевых участках горизонтального крыла 11 установлены вертикальные крылья 12, выполненные в виде элерона, и представляют собой рули активной стабилизации буксируемого подводного аппарата 2 по крену.At the end sections of the horizontal wing 11 installed vertical wings 12, made in the form of an aileron, and represent the rudders of the active stabilization of the towed underwater vehicle 2 on the roll.

Буксировочный кабель-трос 4 выполнен с учетом больших скоростей буксировки (до 8,2 уз). При этом важнейшими характеристиками кабель-троса 4 являются его механические параметры, такие как диаметр, разрывное усилие и вес погонного метра. Натяжение кабель-троса на коренном конце при скорости буксирования 8,2 узла (4,1 м/с) будет более 40 кН. Поэтому грузонесущая часть кабель-троса 4 имеет наружную броню из стальных оцинкованных проволок с разрывным усилием не менее 70 кН.The towing cable-cable 4 is made taking into account the high towing speeds (up to 8.2 knots). At the same time, the most important characteristics of the cable cable 4 are its mechanical parameters, such as diameter, tensile strength and linear meter weight. The cable tension at the root end with a towing speed of 8.2 knots (4.1 m / s) will be more than 40 kN. Therefore, the load-carrying part of the cable cable 4 has an outer armor made of galvanized steel wires with a breaking strength of at least 70 kN.

Так как по кабель-тросу 4 передается большой объем информации от параметрического профилографа и приборов навигации на судно-буксировщик и передача команд управления на буксируемый аппарат, то конструкция кабель-троса 4 имеет два оптических канала связи. Для заполнения сердечника и расширения функционального использования кабель-троса 4 в его конструкцию введены шесть сигнальных проводников.Since a large amount of information is transmitted via cable cable 4 from a parametric profilograph and navigation devices to a towing vessel and transmitting control commands to a towed vehicle, the cable cable 4 has two optical communication channels. To fill the core and expand the functional use of the cable cable 4, six signal conductors are introduced into its design.

В конкретном исполнении использован кабель-трос типа КГ (6×0,2+2×100 В)-70-90, отвечающего вышеизложенным требованиям.In a specific design, a cable cable of the type KG (6 × 0.2 + 2 × 100 V) -70-90 is used, which meets the above requirements.

Устройство заглубления 3 представляет собой гидродинамический заглубитель, который осуществляет перемещение буксируемого аппарата 2 по вертикали на рабочие глубины при заданных скоростях буксировки и длинах кабель-троса 4. Гидродинамический заглубитель 3 представляет собой конструкцию, в которой используются профили пластин, изогнутых по дуге круга и установленных между боковинами. Гидродинамический заглубитель 3 устанавливается на кабель-тросе 4 на расстоянии от 60 до 80 метров от буксируемого подводного аппарата, выполненного в виде гидродинамического заглубителя, снабженного системой с радиально направленными подпружиненными механическими датчиками, имеющими на концах колеса для перемещения заглубителя вдоль кабель-троса 4, что позволяет при необходимости изменять горизонт погружения буксируемого подводного аппарата.The deepening device 3 is a hydrodynamic deepener that moves the towed vehicle 2 vertically to the working depths at the specified towing speeds and cable lengths 4. The hydrodynamic deepener 3 is a structure that uses profiles of plates bent along an arc of a circle and installed between sidewalls. The hydrodynamic deepener 3 is installed on the cable rope 4 at a distance of 60 to 80 meters from the towed underwater vehicle, made in the form of a hydrodynamic deepener, equipped with a system with radially directed spring loaded mechanical sensors having at the ends of the wheels to move the deepener along the cable rope 4, which allows, if necessary, to change the immersion horizon of the towed underwater vehicle.

Пульт управления буксируемым подводным аппаратом 2 установлен на палубе судна-буксировщика 1. В пульте управления расположен силовой блок, обеспечивающий преобразование электроэнергии и питание механизмов и оборудования буксируемого аппарата 2, блок электроники, персональный компьютер и органы управления.The control panel for the towed underwater vehicle 2 is installed on the deck of the towing vessel 1. In the control panel there is a power unit that provides electric power conversion and power to the mechanisms and equipment of the towed vehicle 2, an electronics unit, a personal computer and controls.

Силовой блок стойки управления представляет собой инвертор, преобразующий однофазное судовое напряжение - 220 В, 50 Гц в постоянное напряжение 600 В для передачи его по кабель-тросу 4 на буксируемый подводный аппарат 2. Силовой блок обеспечивает набор необходимых напряжений для питания органов управления судового палубного блока. Силовой блок снабжен индикаторами включения судового напряжения и напряжения питания аппаратуры буксируемого подводного аппарата 2.The power unit of the control rack is an inverter that converts a single-phase ship voltage of 220 V, 50 Hz to a constant voltage of 600 V for transmission via cable cable 4 to a towed underwater vehicle 2. The power unit provides a set of necessary voltages for powering the controls of the ship deck unit . The power unit is equipped with indicators for turning on the ship voltage and the supply voltage of the equipment of the towed underwater vehicle 2.

Блок электроники имеет модуль системы передачи, приема и обработки информации (системы телеметрии), обеспечивающий обмен информацией с буксируемым подводным аппаратом 2 по оптоволоконному кабелю и ее обработку.The electronics unit has a module for a system for transmitting, receiving and processing information (telemetry system), which provides information exchange with a towed underwater vehicle 2 via fiber optic cable and its processing.

На панели блока электроники установлен индикатор длины кабель-троса 4 от кормы судна-буксировщика 1 до буксируемого подводного аппарата 2. Сигнал к панели поступает от счетчика длины, установленного на буксирном блоке судового спуско-подъемного устройства.An indicator of the length of the cable cable 4 from the stern of the towing vessel 1 to the towed underwater vehicle 2 is installed on the panel of the electronics unit. The signal to the panel comes from the length counter installed on the towing unit of the ship launching and lifting device.

В судовом палубном блоке расположен системный блок персонального компьютера, монитор и клавиатура на консоли.In the ship deck unit there is a personal computer system unit, a monitor and a keyboard on the console.

На выносной консоли судового палубного блока установлены две рукоятки управления (манипуляторы). Один манипулятор предназначен для управления лаговым движением буксируемого подводного аппарата 2, второй - для дистанционного управления лебедкой.On the remote console of the ship deck unit, two control handles (manipulators) are installed. One manipulator is designed to control the lag movement of the towed underwater vehicle 2, the second - for remote control of the winch.

На стандартной стойке судового палубного блока предусмотрена установка откидных панелей, предназначенных для крепления дублирующих персональных, компьютеров и вывода вспомогательной информации.On the standard rack of the ship's deck block, the installation of folding panels is provided, designed to mount duplicate personal computers and output auxiliary information.

В состав системы ориентации и навигации входят датчики первичной информации, выполненные по технологиям микросистемной техники, а также аппаратные средства для сбора, предварительной обработки информации и реализации программно-алгоритмического обеспечения для решения задач ориентации и навигации.The orientation and navigation system includes primary information sensors made using microsystem technology, as well as hardware for collecting, preprocessing information and implementing algorithmic software for solving orientation and navigation problems.

Датчики первичной информации включают микромеханические гироскопы, микромеханические акселерометры, микромагнитометр векторный.Primary information sensors include micromechanical gyroscopes, micromechanical accelerometers, and a vector micromagnetometer.

Аппаратные средства включают многоканальный аналого-цифровой преобразователь и цифровой сигнальный процессор.The hardware includes a multi-channel analog-to-digital converter and a digital signal processor.

Основой системы ориентации и навигации является бесплатформенная микромеханическая курсовертикаль. Курсовертикаль и вычислитель образуют микромеханический инерциальный измерительный блок (МИИБ). Блок предназначен для измерения углов курса, крена и дифферента буксируемого подводного аппарата 2, составляющих векторов угловой скорости, линейного ускорения, компонент магнитного поля. В качестве чувствительных элементов используются микромеханические датчики угловой скорости и линейного ускорения. Для измерения компонента магнитного поля используется магниторезистивный магнитометр. Магнитометр используется в качестве корректора МИИБ для компенсации погрешностей угловой ориентации, возникающих вследствие дрейфа микромеханических гироскопов. Аналоговые данные, поступающие с датчиков первичной информации, обрабатываются аналого-цифровым преобразователем высокой разрядности. Для реализации вычислительных алгоритмов в состав блока входит высокопроизводительный цифровой сигнальный процессор.The basis of the orientation and navigation system is the strapdown micromechanical vertical course. The vertical line and the calculator form a micromechanical inertial measuring unit (MIIB). The unit is designed to measure the angles of the course, roll and trim of the towed underwater vehicle 2, the components of the angular velocity vectors, linear acceleration, magnetic field components. The micromechanical sensors of angular velocity and linear acceleration are used as sensitive elements. To measure the magnetic field component, a magnetoresistive magnetometer is used. The magnetometer is used as a MIIB corrector to compensate for angular orientation errors arising from the drift of micromechanical gyroscopes. The analog data coming from the primary information sensors is processed by a high-resolution analog-to-digital converter. To implement computational algorithms, the unit includes a high-performance digital signal processor.

В качестве базовых чувствительных элементов в предлагаемом устройстве используется МИИБ, содержащий три датчика угловой скорости и три акселерометра, встроенный датчик температуры и собственный контроллер, обеспечивающий предварительную обработку сигналов гироскопов и акселерометров и выдачу ее в цифровом виде потребителям. Встроенный датчик температуры предназначен для коррекции температурных дрейфов датчиков угловой скорости и акселерометров. В качестве измерителя индукции магнитного поля используются магниторезистивные датчики. В качестве вычислителя применен цифровой сигнальный процессор Sharc ADSP21262LQFP.As the basic sensitive elements in the proposed device, the MIIB is used, which contains three angular velocity sensors and three accelerometers, an integrated temperature sensor and its own controller that provides preliminary processing of the signals of gyroscopes and accelerometers and digitally outputs it to consumers. The built-in temperature sensor is designed to correct temperature drifts of angular velocity sensors and accelerometers. Magnetoresistive sensors are used as a magnetic field induction meter. The Sharc ADSP21262LQFP digital signal processor is used as a computer.

Аппаратные средства системы управления, входящие в состав системы, обеспечивают независимое управление приводов каналов крена и курса, осуществляют измерение углов курса, крена и дифферента буксируемого подводного аппарата, измерение компонент векторов угловой скорости, линейного ускорения, магнитного поля, формируют управляющие сигналы для решения целевых задач управления и стабилизации.The control system hardware, which is part of the system, provides independent control of the roll channel and course channel drives, measures the course, roll and trim angles of the towed underwater vehicle, measures the components of the angular velocity, linear acceleration, and magnetic field vectors, generates control signals for solving target problems control and stabilization.

Основным элементом вычислительно-управляющего модуля является микропроцессор на базе DSP-процессора, работающего под управлением встраиваемой операционной системы uCLinux.The main element of the computing and control module is a microprocessor based on a DSP processor running under the uCLinux embedded operating system.

Независимый привод каждого из каналов управления построен на основе системы привода производства компании Faulhaber. Высокоточная цифровая система управления приводом обеспечивает высокое быстродействие, позволяет регулировать параметры привода в широком диапазоне, обеспечивает точное позиционирование по углу поворота оси привода колеса.The independent drive of each control channel is based on the Faulhaber drive system. High-precision digital drive control system provides high speed, allows you to adjust the drive parameters in a wide range, provides accurate positioning by the angle of rotation of the axis of the wheel drive.

Микромеханический инерциальный измерительный блок (МИИБ) определяет углы курса, крена и дифферента, обеспечивает систему управления инерциальной и навигационной информацией.The micromechanical inertial measuring unit (MIIB) determines the angles of heading, roll and trim, provides a control system for inertial and navigation information.

Вычислительно-управляющий модуль на основе DSP-процессора является устройством, обеспечивающим программную и аппаратную интеграцию отдельных блоков, входящих в состав аппаратных средств системы. Процессор позволяет выполнять операции над 32-х разрядными числами в формате с плавающей запятой, что обеспечивает точность вычислений, достаточную для решения большинства задач управления и навигации. Тактовая частота процессора составляет 400 МГц. Помимо процессора в состав платы вычислительно-управляющего модуля входят микросхемы памяти SDRAM, микросхемы памяти flash, микросхемы интерфейсов ввода-вывода. Такое построение системы позволяет решать в реальном времени сложные вычислительные задачи, большой объем оперативной памяти системы позволяет осуществлять реализацию ресурсоемких алгоритмов.The computing and control module based on the DSP processor is a device that provides software and hardware integration of the individual units that make up the system hardware. The processor allows you to perform operations on 32-bit numbers in a floating point format, which ensures the accuracy of calculations sufficient to solve most control and navigation tasks. The processor clock speed is 400 MHz. In addition to the processor, the computational control module board also includes SDRAM memory chips, flash memory chips, and input-output interface chips. Such a system construction allows real-time complex computational tasks to be solved; a large amount of system RAM allows for the implementation of resource-intensive algorithms.

Различные компоненты системы управления и навигации подключены к вычислительно-управляющему модулю с помощью последовательных синхронных и асинхронных портов ввода-вывода. Контроллеры привода каналов управления подключены к модулю с помощью асинхронных портов ввода-вывода UART0 и UART1. С помощью данных интерфейсов контроллерам передаются команды, задающие режимы движения валов, а контроллеры, в свою очередь, обеспечивают модуль информацией об угловом положении валов, токах в двигателях, скорости вращения.Various components of the control and navigation system are connected to the computer-control module using serial synchronous and asynchronous I / O ports. The control channel drive controllers are connected to the module using asynchronous I / O ports UART0 and UART1. Using these interfaces, the controllers transmit commands specifying the modes of motion of the shafts, and the controllers, in turn, provide the module with information about the angular position of the shafts, currents in the motors, and rotation speed.

Микромеханическая курсовертикаль в составе МИИБ подключена к вычислительному модулю с помощью синхронного последовательного порта SPORT. Вывод данных, а также управление оператором осуществляется с помощью блока, реализующего двунаправленный канал передачи данных, подключенного к вычислительно-управляющему модулю с помощью асинхронного интерфейса UART2. Все операции обмена между модулем и периферийными устройствами осуществляются с помощью использования механизмов DMA (прямого доступа к памяти), что позволяет, несмотря на интенсивность операций обмена данными, разгрузить ядро цифрового сигнального процессора.The micromechanical course vertical as part of the MIIB is connected to the computing module using the SPORT synchronous serial port. Data output, as well as operator control, is carried out using a unit that implements a bi-directional data transmission channel connected to a computer-control module using the asynchronous UART2 interface. All exchange operations between the module and peripheral devices are carried out using DMA (direct memory access) mechanisms, which allows, despite the intensity of data exchange operations, to relieve the core of the digital signal processor.

Система управления и стабилизации буксируемого подводного аппарата по крену и курсу предназначена для задания ориентации в пространстве установленного на нем параметрического профилографа. Для управления ориентацией вокруг одной оси используется система привода, состоящая из двигателя постоянного тока с редуктором и магнитным энкодером и системы управления. Двигатель постоянного тока типа «Faulhaber» имеет конструкцию с полым ротором, что дает ряд преимуществ, таких как: низкое энергопотребление, отсутствие потерь в сердечнике ротора, низкое напряжение трогания, малый момент инерции ротора, позволяющие быстрые разгон и торможение, низкие массогабаритные показатели. В составе привода использован редуктор типа «Faulhaber» в исполнении со стальными шестернями для обеспечения повышенной износоустойчивости. Магнитный энкодер IE-512 обеспечивает высокое разрешение в 512 линий на оборот, что позволяет осуществлять плавное и высокоточное управление приводом.The control and stabilization system of the towed underwater vehicle according to the roll and course is designed to set the orientation in space of the parametric profilograph installed on it. To control the orientation around one axis, a drive system is used, consisting of a DC motor with a gearbox and a magnetic encoder and a control system. The Faulhaber type DC motor has a hollow-rotor design, which offers a number of advantages, such as: low power consumption, no loss in the rotor core, low starting voltage, low rotor inertia, allowing fast acceleration and braking, and low overall dimensions. As part of the drive, a Faulhaber type gearbox is used, with steel gears to provide increased wear resistance. IE-512 magnetic encoder provides high resolution of 512 lines per revolution, which allows smooth and high-precision drive control.

В цифровом контроллере MCDC3003 в качестве вычислителя используется цифровой сигнальный процессор, что позволяет осуществлять высокоточное и высокоскоростное управление (0.18° - ошибка по углу, частота работы следящего контура - 100 Гц). Цифровой контроллер привода принимает по интерфейсу UART поступающие от вычислительно-управляющего модуля команды. Режимы работы привода задаются соответствующими форматами команд, при этом используются режимы управления по угловому положению (задается и поддерживается по достижении целевое угловое положение) и управления по скорости (задается величина угловой скорости вращения вала). Для настройки параметров следящего контура контроллера пользователю предлагается ряд параметров, таких как: максимальное угловое ускорение, максимальная угловая скорость, максимальный ток в двигателе, пропорциональный и интегральный коэффициенты цепи обратной связи по угловой скорости, пропорциональный и дифференциальный коэффициенты цепи обратной связи по угловому положению вала. Все вышеперечисленные коэффициенты могут быть подобраны исходя из заданного критерия оптимальности, и изменены в процессе работы для адаптации к изменившемуся режиму движения.In the digital controller MCDC3003, a digital signal processor is used as a calculator, which allows for high-precision and high-speed control (0.18 ° - angle error, tracking loop frequency - 100 Hz). The digital drive controller accepts commands received from the computer-control module via the UART interface. The drive operating modes are set by the corresponding command formats, while the control modes by the angular position (the target angular position is set and maintained upon reaching the target angular position) and the speed control (the value of the angular velocity of rotation of the shaft) are used. To configure the parameters of the controller’s servo loop, the user is offered a number of parameters, such as: maximum angular acceleration, maximum angular velocity, maximum current in the motor, proportional and integral coefficients of the feedback loop for angular velocity, proportional and differential coefficients for the feedback loop for the angular position of the shaft. All of the above coefficients can be selected on the basis of a given criterion of optimality, and changed during operation to adapt to the changed mode of movement.

Для решения задач навигации буксируемого подводного аппарата 2 используются следующие варианты аппаратного обеспечения.To solve the navigation problems of the towed underwater vehicle 2, the following hardware options are used.

1. Определение координат относительно буксирующего судна 1 на основе информации о длине троса и угла, измеряемого на буксирующем судне 1 либо на буксируемом подводном аппарате с помощью курсовертикали.1. The determination of the coordinates relative to the towing vessel 1 on the basis of information about the length of the cable and the angle measured on the towing vessel 1 or on a towed underwater vehicle using the vertical line.

2. Определение координат относительно буксирующего судна 1 на основе информации о длине троса и угловой азимутальной скорости, измеряемой с помощью датчика угловой скорости в составе курсовертикали.2. The determination of the coordinates relative to the towing vessel 1 based on information about the length of the cable and the angular azimuthal speed, measured using the angular velocity sensor in the vertical line.

3. Определение координат относительно буксирующего судна на основе информации от датчика скорости буксируемого подводного аппарата 2 и азимутального угла ориентации буксируемого подводного аппарата 2 от курсовертикали.3. Determination of coordinates relative to the towing vessel based on information from the speed sensor of the towed underwater vehicle 2 and the azimuthal angle of orientation of the towed underwater vehicle 2 from the vertical line.

4. Определение координат с помощью инерциальной системы.4. Determination of coordinates using an inertial system.

Приемно-излучающая антенна закрыта обтекателем 15, выполненным из сферопластика ЭДС-400ТЕ. Основная задача обтекателя 15 антенны параметрического профилографа заключается в перекрытие зазора между прочным корпусом 8 буксируемого подводного аппарата 2 и антенной профилографа и обеспечить плавный переход от плоскости антенны к обечайке корпуса.The receiving-emitting antenna is closed by a fairing 15 made of spherical plastic EDS-400TE. The main task of the antenna fairing 15 of the parametric profilograph is to close the gap between the strong body 8 of the towed underwater vehicle 2 and the antenna of the profilograph and to ensure a smooth transition from the antenna plane to the shell of the housing.

Для проведения работ с буксируемым подводным аппаратом используются суда, имеющие возможность плавно регулировать ход в диапазоне от 2 до 10 узлов. Судно-буксировщик имеет подруливающие устройства, так как буксирная линия значительно ухудшает маневренность судна.For work with a towed underwater vehicle, vessels are used that have the ability to smoothly control the course in the range from 2 to 10 knots. The towing vessel has thrusters, since the towing line significantly impairs the maneuverability of the vessel.

Судно-буксировщик оснащено спуско-подъемном устройством (СПУ), которое представляет собой П-образную раму, установленную на корме или кран-манипулятор. В диаметральной плоскости судна установлена тяговая лебедка с усилиями, соответствующими характеру буксировки, и с соответствующей емкостью барабана. Лебедка оборудуется кабелеукладчиком, скользящим токосъемником, счетчиком длины вытравленного кабель-троса 4.The towing vessel is equipped with a launching device (SPU), which is a U-shaped frame mounted at the stern or a crane. A traction winch is installed in the ship’s diametrical plane with forces corresponding to the nature of towing and with a corresponding drum capacity. The winch is equipped with a cable layer, a sliding current collector, a counter for the length of the etched cable rope 4.

СПУ оборудовано канифас-блоком с боковыми ограничивающими ролами. Боковые ролы препятствуют сходу кабель-троса 4 из ручья канифас-блока при развороте судна-буксировщика 1 на новый галс или сильной боковой качке.SPU is equipped with a rosin block with side limiting rollers. The side rollers prevent the cable-cable 4 from escaping from the brook of the rosin block when turning the towing vessel 1 to a new tack or strong side-rolling.

При производстве работ по буксировке подводное буксируемый подводный аппарат располагают на палубе под рамой СПУ, находящейся в походном (заваленном на палубу) положении. Кабель-трос закрепляется на буксируемом подводном аппарате и заводится в канифас-блок. Тяговая лебедка выбирает слабину и приподнимает буксируемый подводный аппарат над палубой. Далее производится вынос П-рамы СПУ за корму.During towing operations, the underwater towed underwater vehicle is located on the deck under the SPU frame, which is in the stowed (heaped on deck) position. The cable-cable is fixed on a towed underwater vehicle and is wound into a rosin block. The traction winch selects the slack and raises the towed underwater vehicle above the deck. Next is the removal of the P-frame SPU for the stern.

Судно-буксировщик 1 дает «самый малый» вперед и оператор лебедки начинает травить кабель-трос до достижения буксируемым подводным аппаратом 2 заданной глубины.The towing vessel 1 gives the “smallest” forward and the winch operator begins to etch the cable until the towed underwater vehicle 2 reaches a predetermined depth.

При значительном волнении при спуске и подъеме буксируемый подводный аппарат берется на оттяжки, препятствуя его раскачке с борта на борт.When there is significant excitement during the descent and ascent, the towed underwater vehicle is taken on braces, preventing it from swinging from side to side.

При работе на больших скоростях для достижения требуемых глубин применяется гидродинамический заглубитель 3, который устанавливается на кабель-трос 4 в 60-70 метрах от буксируемого подводного аппарата 2.When operating at high speeds, to achieve the required depths, a hydrodynamic deepener 3 is used, which is installed on the cable cable 4 60-70 meters from the towed underwater vehicle 2.

Установка гидродинамического заглубителя 3 заключается в следующем:The installation of the hydrodynamic deepener 3 is as follows:

- опустив буксируемый подводный аппарат на 50-70 метров, судовая лебедка останавливается, кабель-трос 4 фиксируется клиновым зажимом, после чего лебедка дает слабину палубной части кабель-троса 4,- lowering the towed underwater vehicle by 50-70 meters, the ship’s winch stops, the cable rope 4 is fixed with a wedge clamp, after which the winch gives the slack of the deck part of the cable cable 4,

- гидродинамический заглубитель 3 устанавливается на палубе, свободная часть кабель-троса 4 заводится в ложемент гидродинамического заглубителя 3 и фиксируется на нем наложенными захватами,- hydrodynamic deepener 3 is installed on the deck, the free part of the cable cable 4 is inserted into the lodgement of the hydrodynamic deepener 3 and fixed on it by superimposed grips,

- СПУ поднимает гидродинамический заглубитель 3, лебедка выбирает слабину так, чтобы можно было освободить клиновый зажим,- SPU raises the hydrodynamic depth-sinker 3, the winch selects the slack so that the wedge clamp can be released,

- СПУ выносит гидродинамический заглубитель 3 за корму, при этом лебедка выпускает кабель-трос 4, давая возможность П-образной раме вынести гидродинамический заглубитель 3. Как только гидродинамический заглубитель 3 оказывается за бортом, оператор лебедки набивает трос, снимая нагрузку с крана. После этого, глаголь-гак освобождает подъемный трос, на котором опускается гидродинамический заглубитель 3. СПУ становится в исходное положение, и оператор лебедки начинает опускание всей системы до рабочей глубины.- SPU takes the hydrodynamic deepener 3 behind the stern, while the winch releases the cable cable 4, allowing the U-shaped frame to take out the hydrodynamic deepener 3. As soon as the hydrodynamic deepener 3 is overboard, the winch operator stuffs the cable, removing the load from the crane. After that, the verb-hook releases the hoisting cable, on which the hydrodynamic deepener 3 is lowered. The SPU becomes in its original position, and the winch operator starts lowering the entire system to the working depth.

Подъем гидродинамического, заглубителя 3 и буксируемого подводного аппарата 2 происходит в обратной последовательности.The rise of the hydrodynamic, deepener 3 and towed underwater vehicle 2 occurs in the reverse order.

Если на судне нет кормовой П-образной рамы, то буксирование можно осуществлять с борта, вешая канифас-блок на «выстрел». В этом случае буксируемый подводный аппарат 2 выносят за борт и опускают в воду бортовым краном на спусковом тросе с глаголь-гаком. После спуска буксируемого подводного аппарата 2 в воду кабель-трос 4 заводится в буксировочный канифас-блок, посредством лебедки выбирает слабину, снимая нагрузку со спускового троса. Раскрывается глаголь-гак, освобождая буксируемый подводный аппарат 2 от спускового троса. Во всех случаях на судне должна быть кабельная лебедка с токосъемником, при этом весь такелаж должен иметь радиусы изгиба не менее 20 диаметров кабель-троса 4.If the vessel does not have a stern U-shaped frame, then towing can be carried out from the side, hanging the rosin block for a “shot”. In this case, the towed underwater vehicle 2 is carried overboard and lowered into the water by an on-board crane on the trigger cable with a verb-hook. After the towed underwater vehicle 2 is lowered into the water, the cable-cable 4 is inserted into the towing rosin-block; by means of a winch, it selects the slack, relieving the load from the trigger cable. The verb-hook is revealed, releasing the towed underwater vehicle 2 from the trigger cable. In all cases, the ship must have a cable winch with a current collector, while all rigging must have bending radii of at least 20 cable cable diameters 4.

При проведении испытаний заявляемого технического решения (буксируемый подводный аппарат) были получены различные положения «чистого» кабель-троса 4, которые он занимает в водном потоке при движении судна-буксировщика 1 со скоростями от 0,5 до 4,1 м/с. При штатной строительной длине кабель-троса 4, равной 1000 м, буксируемый подводный аппарат 2 достигает заданной рабочей глубины в 350 м только до скорости 3 уз (1,5 м/с).When testing the claimed technical solution (towed underwater vehicle), various positions of the “clean” cable cable 4 were obtained, which it occupies in the water stream when the towing vessel 1 moves at speeds from 0.5 to 4.1 m / s. With the standard construction length of cable cable 4 equal to 1000 m, the towed underwater vehicle 2 reaches a predetermined working depth of 350 m only up to a speed of 3 knots (1.5 m / s).

Для расширения диапазона скоростей буксирования введен гидродинамический заглубитель 3, а буксируемый подводный аппарат снабжен горизонтальным заглубляющим крылом 11.To expand the range of towing speeds, a hydrodynamic deepener 3 is introduced, and the towed underwater vehicle is equipped with a horizontal deepening wing 11.

Выполнение прочного корпуса со сферическими крышками оптимальна по своим гидродинамическим свойствам, удобна с точки зрения монтажа и обслуживания оборудования, экономична по затратам материала и технологии изготовления. Стабилизатор, горизонтальное крыло, вертикальные крылья и гидродинамический заглубитель обеспечивают устойчивость и управляемость буксируемого подводного аппарата. При этом достигаются следующие технические характеристики:The implementation of a robust housing with spherical covers is optimal in its hydrodynamic properties, convenient from the point of view of installation and maintenance of equipment, economical in terms of material costs and manufacturing technology. The stabilizer, horizontal wing, vertical wings and a hydrodynamic deepener provide stability and controllability of the towed underwater vehicle. The following technical characteristics are achieved:

- диапазон рабочих глубин от 0 до 350 м;- range of working depths from 0 to 350 m;

- скорость буксировки при профилировании от 0,5 до 4,1 м/с (от 1 до 8,2 уз);- towing speed during profiling from 0.5 to 4.1 m / s (from 1 to 8.2 knots);

- буксируемый подводный аппарат при движении обеспечивает стабилизацию по крену и дифференту, максимальные углы отклонения по крену и дифференту не превышают 5°±3°;- a towed underwater vehicle during movement provides stabilization along the roll and trim; maximum deviation angles along the roll and trim do not exceed 5 ° ± 3 °;

- буксирный кабель-трос выдерживает максимальное усилие 42 кН с разрывным усилием 70-90 кН;- the towing cable cable can withstand a maximum force of 42 kN with a breaking force of 70-90 kN;

- буксируемый подводный аппарат способен совершать поперечные перемещения при движении судна-буксировщика прямым курсом;- a towed underwater vehicle is capable of transverse movements when the towing vessel moves in a direct course;

- масса полезной нагрузки буксируемого устройства - не менее 30 кг;- the mass of the payload of the towed device is not less than 30 kg;

- масса буксируемого устройства без аппаратуры профилографа - не более 60 кг;- the mass of the towed device without profilograph equipment is not more than 60 kg;

- электропитание от судовой сети однофазным переменным током напряжением 220 В ± 10% и частотой 50 Гц ± 10%;- power supply from the ship network with a single-phase alternating current voltage of 220 V ± 10% and a frequency of 50 Hz ± 10%;

- аппаратура буксируемого устройства обеспечивает возможность непрерывной работы в течение 72 часов.- the equipment of the towed device provides the possibility of continuous operation for 72 hours.

Результаты испытаний предлагаемого буксируемого подводного аппарата 2 показали (фиг.3), что необходимая длина кабель-троса 4 для достижения рабочей глубины 350 м колеблется от 500 до 2200 м при изменении скорости от 3 до 8,2 уз.The test results of the proposed towed underwater vehicle 2 showed (figure 3) that the required length of the cable cable 4 to achieve a working depth of 350 m ranges from 500 to 2200 m with a change in speed from 3 to 8.2 knots.

При фиксированной длине кабель-троса 1000 м буксируемый подводный аппарат может достигать рабочей глубины 350 м до скоростей около 5 уз (2,5 м/с). При больших скоростях ПБУ начнет «всплывать». Так при скорости буксирования 8,2 уз (4,1 м/с), буксируемый подводный аппарат может опуститься до глубины около 200 м.With a fixed cable length of 1000 m, the towed underwater vehicle can reach a working depth of 350 m at speeds of about 5 knots (2.5 m / s). At high speeds, the PBU will begin to "pop up." So at a towing speed of 8.2 knots (4.1 m / s), the towed underwater vehicle can sink to a depth of about 200 m.

Предлагаемый буксируемый подводный аппарат предназначен для установки многолучевого параметрического профилографа, работающего на принципах нелинейной параметрической акустики для обследования трубопроводов и других заиленных объектов природного и техногенного происхождения. Получаемая информация в режиме реального времени обрабатывается и передается на борт судна-буксировщика 2.The proposed towed underwater vehicle is intended for installation of a multi-beam parametric profilograph operating on the principles of non-linear parametric acoustics for the inspection of pipelines and other silted objects of natural and technogenic origin. The received information in real time is processed and transmitted on board the towing vessel 2.

Многолучевой параметрический профилограф монтируется на крейте, который вставляется в нишу и закрывается обтекателем.A multi-beam parametric profilograph is mounted on a crate, which is inserted into a niche and closed with a fairing.

Крейт (фиг.4) представляет собой рамную конструкцию из алюминиевого сплава. Преимущества алюминиевого сплава по сравнению со сталью заключаются:The crate (figure 4) is a frame structure made of aluminum alloy. The advantages of aluminum alloy compared to steel are:

- в меньшем удельном весе алюминия (практически в 4 раза), что позволяет уменьшить вес конструкции;- in a lower specific gravity of aluminum (almost 4 times), which allows to reduce the weight of the structure;

- коррозийной стойкости;- corrosion resistance;

- легкости обработки, что снижает износ инструмента и соответственно снижает стоимость изготовления изделия.- ease of processing, which reduces tool wear and, accordingly, reduces the cost of manufacturing the product.

Несущими элементами конструкции являются два швеллера 50×20×4 мм (по ГОСТ 13623-90) с параллельными полками. На одном из торцов швеллеров предусмотрены крепежные отверстия для соединения крейта с аппаратом.Bearing structural elements are two channels 50 × 20 × 4 mm (according to GOST 13623-90) with parallel shelves. At one of the ends of the channels, mounting holes are provided for connecting the rack to the apparatus.

С торцов крейта расположены пластины концентрической формы диаметром 198 мм (с учетом того, что внутренний диаметр ПБУ составляет 200 мм), служащие стенками крейта. Форма стенок крейта продиктована формой корпуса аппарата, имеющего круглую форму с внутренним диаметром 200 мм. Стенки придают конструкции поперечную жесткость. Также к стенкам через переходные уголки крепится разделительное ребро с системой крепления жгутов и общей шины. Отверстия в стенках предназначены для ввода-вывода сигнальных и силовых жгутов и кабелей, а также ввода оптического кабеля.Concentric-shaped plates with a diameter of 198 mm are located at the ends of the crate (taking into account that the internal diameter of the PBU is 200 mm), which serve as the walls of the crate. The shape of the walls of the crate is dictated by the shape of the casing of the apparatus, having a round shape with an inner diameter of 200 mm. The walls give the structure transverse rigidity. Also, a dividing rib with a harness and a common busbar mounting system is attached to the walls through transition angles. The holes in the walls are designed for input-output signal and power harnesses and cables, as well as input optical cable.

Разделительное ребро расположено в нижней части крейта и электрически и конструктивно отделяет сигнальные жгуты от силовых. Такая конструкция выбрана для того, чтобы уменьшить влияние помех от силовых жгутов на сигнальные и на работу усилителей и сигнального модуля.The dividing rib is located in the lower part of the crate and electrically and structurally separates the signal harnesses from the power ones. This design is chosen in order to reduce the influence of interference from power harnesses on signal and on the operation of amplifiers and signal module.

На задней торцевой стенке расположен ролик, предназначенный для компенсации силы трения между корпусом подводного буксируемого аппарата и крейтом в момент монтажа.On the rear end wall there is a roller designed to compensate for the frictional force between the body of the underwater towed vehicle and the crate at the time of installation.

Длина крейта составляет 1200 мм, что обусловлено размерами блоков и модулей входящих в состав аппаратной части профилографа.The length of the rack is 1200 mm, which is due to the size of the blocks and modules included in the hardware of the profiler.

Для удобства монтажа аппаратуры крейт конструктивно разделен на секции. Также «разделители» служат направляющими. Модульная конструкция крейта позволяет легко проводить монтаж-демонтаж блоков и модулей, а также подключать силовые и сигнальные кабели и жгуты.For ease of installation of equipment, the rack is structurally divided into sections. Also, "dividers" serve as guides. The modular construction of the rack allows easy installation and dismantling of blocks and modules, as well as connecting power and signal cables and harnesses.

Аналоги параметрического профилографа приведены в кн.: Воронин В.А., Тарасов В.И., Тимошенко В.И. Гидроакустические параметрические системы. ООО «Ростиздат» Ростов-на-Дону, 2004, с.224-252.Analogues of a parametric profilograph are given in the book: Voronin V.A., Tarasov V.I., Timoshenko V.I. Hydroacoustic parametric systems. LLC “Rostizdat” Rostov-on-Don, 2004, p.224-252.

Гидроакустические профилографы уже давно перестали быть средством только научных исследований и в настоящее время, объединяя в себе функции обычного эхолота и устройства, визуализирующего придонные и поддонные структуры, являются мощным инструментом для проведения поисковых, контрольных, проектно-изыскательских, осмотровых, промерных работ в акваториях морских портов, в руслах рек, в шельфовой зоне. Профилографы могут использоваться как самостоятельно, так и в составе гидрографических комплексов. Часто гидроакустические профилографы становятся единственным средством визуализации структуры донных отложений, поиска и оконтуривания заиленных объектов, включая нефте- и газопроводы, другие потенциально опасные объекты.Hydroacoustic profilographs have long ceased to be a means of only scientific research, and nowadays, combining the functions of a conventional echo sounder and a device that visualizes bottom and bottom structures, they are a powerful tool for conducting search, control, design and survey, survey, and surveying works in marine water areas ports, in river beds, in the shelf zone. Profilographs can be used both independently and as part of hydrographic complexes. Often sonar profilographs become the only means of visualizing the structure of bottom sediments, searching and contouring silted objects, including oil and gas pipelines, and other potentially dangerous objects.

В последнее время актуальность создания техники донного профилирования возрастает в связи с дальнейшим освоением шельфовых территорий мирового океана. Разработка месторождений углеводородного сырья, прокладка газо- и нефтепроводов («Северный поток», «Голубой поток», «Южный поток» и др.) потребует дополнительного привлечения технических средств донного профилирования. В первую очередь это гидролокаторы-профилографы, дающие возможность с высоким пространственным разрешением получать профиль донной поверхности, обнаруживать и оконтуривать придонные и заиленные объекты, в том числе и малых размеров, Все большую актуальность приобретает задача дистанционной классификации типа грунта, особенно при производстве геолого-разведочных и гидротехнических работ.Recently, the relevance of creating bottom profiling techniques has been increasing in connection with the further development of shelf areas of the oceans. The development of hydrocarbon deposits, the laying of gas and oil pipelines (Nord Stream, Blue Stream, South Stream, etc.) will require additional involvement of technical means for bottom profiling. First of all, these are sonar profilographs that make it possible to obtain a bottom surface profile with high spatial resolution, to detect and outline bottom and silted objects, including small ones. The task of remote classification of soil type is becoming increasingly relevant, especially in the production of exploration and hydraulic works.

Ухудшение экологической обстановки, связанное с дальнейшим развитием технологий и производств, добычей, транспортировкой и сжиганием углеводородного сырья, в том числе и на шельфовых территориях мирового океана, требует создания техники мониторинга подводных трубопроводов и других размещаемых на шельфе инженерно-технических сооружений.Environmental degradation associated with the further development of technologies and production, production, transportation and burning of hydrocarbons, including on the shelf areas of the oceans, requires the creation of monitoring technology for submarine pipelines and other offshore engineering structures.

В таких условиях актуальным становится создание многофункциональных профилографов для прецизионной стратификации донных осадков, классификации типа грунта и поиска придонных и заиленных объектов, представляющих потенциальную опасность.In such conditions, it becomes relevant to create multifunctional profilographs for the precision stratification of bottom sediments, classify soil types and search for bottom and silty objects that pose a potential hazard.

Наиболее перспективным направлением в технике зондирования морского дна является создание профилографов, работающих на принципах нелинейной акустики, получивших название параметрических профилографов. Эти приборы сочетают в себе все уникальные свойства параметрических антенн - отсутствие боковых лепестков характеристики направленности, малогабаритность антенны, возможность перестройки частоты и др. Перечисленные свойства позволяют в отличие от обычных линейных систем не только обнаруживать акустические неоднородности, но и определять их координаты, производить классификацию по геометрическим признакам. Это делает параметрические профилографы незаменимым инструментом при обследовании трубопроводов и других заиленных объектов природного и техногенного происхождения.The most promising direction in the technique of sensing the seabed is the creation of profilographs working on the principles of nonlinear acoustics, called parametric profilographs. These devices combine all the unique properties of parametric antennas - the absence of side lobes of directivity, the small size of the antenna, the ability to tune frequencies, etc. The listed properties not only detect acoustic inhomogeneities, but also determine their coordinates and classify them by geometrical features. This makes parametric profilographs an indispensable tool when examining pipelines and other silted objects of natural and technogenic origin.

Для обеспечения обследования трубопроводов необходимо обеспечить суммарный сектор обзора профилографа в траверзной плоскости 30° при разрешающей способности по углу не более 3° с учетом ограниченных массогабаритных характеристик подводного буксируемого аппарата, отвечающего требованиям гидродинамики при его буксировке на скоростях до 8 уз.To ensure the inspection of pipelines, it is necessary to provide a total field of view of the profilograph in the traverse plane of 30 ° with a resolution of no more than 3 ° in the angle, taking into account the limited weight and size characteristics of the underwater towed vehicle that meets the requirements of hydrodynamics when towing at speeds up to 8 knots.

В соответствии с этим была принята топология излучающей антенны накачки параметрического профилографа, позволяющая формировать в пространстве веер из 5 характеристик направленности (направления осей -12°, -6°, 0°, +6°, +12°), развитых в траверзной плоскости буксируемого аппарата так, чтобы суммарный сектор обзора составлял 30°. Ширина одиночной характеристики направленности (ХН) в траверзной плоскости - 6°, в диаметральной плоскости - 3°. При выборе способа решения поставленной задачи необходимо учитывать достаточно высокую частоту волн накачки - 250 кГц (длина волны 6 мм), а также характерные для параметрических антенн высокие пиковые и повышенные средние по времени интенсивности излучения (до 15-20 Вт/см2).In accordance with this, the topology of the emitting antenna for pumping a parametric profilograph was adopted, which allows one to form in space a fan of 5 directivity characteristics (axis directions -12 °, -6 °, 0 °, + 6 °, + 12 °) developed in the traverse plane of the towed apparatus so that the total viewing sector is 30 °. The width of a single directivity characteristic (CH) in the traverse plane is 6 °, in the diametrical plane - 3 °. When choosing a method for solving this problem, it is necessary to take into account a sufficiently high frequency of pump waves - 250 kHz (wavelength 6 mm), as well as high peak and higher average radiation intensities typical for parametric antennas (up to 15-20 W / cm 2 ).

Основными критериями при выборе варианта решения данной задачи были минимизация массогабаритных показателей, технологичность, а также стоимость реализации.The main criteria when choosing an option for solving this problem were minimization of overall dimensions, manufacturability, and also the cost of implementation.

Известные технические решения, включающие формирование, веера характеристик направленности содержат несколько вариантов построения приемо-излучающих трактов параметрических профилографов.Known technical solutions, including the formation, fans of directional characteristics contain several options for constructing receiving-emitting paths of parametric profilers.

В первом варианте (так называемый вариант «сектор-антенна») предусматривается построение антенной системы из пяти идентичных отдельных антенн, возбуждаемых от пяти отдельных усилителей мощности, либо от одного коммутируемого. При этом излучающие поверхности антенн в траверзной плоскости располагаются по дуге окружности с центральным углом в 30°.The first option (the so-called “sector-antenna” option) provides for the construction of an antenna system of five identical separate antennas, excited from five separate power amplifiers, or from one switched one. In this case, the radiating surfaces of the antennas in the traverse plane are arranged along an arc of a circle with a central angle of 30 °.

При этом каждая из пяти антенн формирует поле волн накачки с характеристикой направленности, имеющей ширину 6°×3°, соответственно в траверзной и диаметральной плоскостях. Преимуществами варианта сектор-антенна являются:In addition, each of the five antennas forms a field of pump waves with a directivity characteristic having a width of 6 ° × 3 °, respectively, in the traverse and diametrical planes. The advantages of the sector-antenna option are:

- расширенные функциональные возможности, в частности возможность одновременного излучения всеми антеннами одновременно, что позволит реализовать режим профилографа с повышенной скоростью зондирования (до пяти раз);- extended functionality, in particular, the possibility of simultaneous radiation by all antennas at the same time, which will allow implementing the profilograph mode with an increased sounding speed (up to five times);

- идентичность всех характеристик направленности, образующих сектор обзора профилографа в траверзной плоскости;- the identity of all directional characteristics that form the sector of the profiler survey in the traverse plane;

- минимальное количество электронных модулей усилителей мощности (от 1 до 5, в зависимости от режима коммутации);- the minimum number of electronic modules of power amplifiers (from 1 to 5, depending on the switching mode);

- невысокие требования к обеспечению теплового режима каждой антенны;- low requirements for ensuring the thermal regime of each antenna;

- простота конструкции единичной антенны (по сравнению, например, с антенной решеткой).- the simplicity of the design of a single antenna (compared, for example, with an antenna array).

К недостаткам такого варианта решения поставленной технической задачи следует отнести повышенные массогабаритные показатели антенны (что слабо коррелируется с необходимостью оборудования данными антеннами подводного буксируемого аппарата, к тому же способного совершать поперечные перемещения), увеличенный расход пьезоактивных материалов, и, как следствие, рост ее стоимости за счет этого фактора.The disadvantages of this option for solving the technical problem include the increased weight and dimensions of the antenna (which is weakly correlated with the need to equip these antennas with an underwater towed vehicle, which is also capable of transverse movements), increased consumption of piezoactive materials, and, consequently, an increase in its cost per account of this factor.

Во втором варианте, так называемой «классическая полуволновая антенная решетка» предлагается топология 20-элементной антенны (антенной, решетки). При этом размеры элементов по осям х и у антенны составляют 1х×1у=2.5×105 мм, расстояние между центрами элементов по оси x dx=3 мм соответственно, зазоры между элементами - 0.5 мм, размеры излучающей части антенны - 60 мм по оси х и 105 мм по оси у. Реализация данного варианта антенны требует большого количества (20) усилителей мощности, что также приводит к громоздкости конструкции профилографа.In the second version, the so-called “classical half-wave antenna array”, the topology of a 20-element antenna (antenna, array) is proposed. The dimensions of the elements along the x and y axes of the antenna are 1x × 1y = 2.5 × 105 mm, the distance between the centers of the elements along the x axis is dx = 3 mm, respectively, the gaps between the elements are 0.5 mm, and the dimensions of the radiating part of the antenna are 60 mm along the x axis and 105 mm along the y axis. The implementation of this version of the antenna requires a large number of (20) power amplifiers, which also leads to the cumbersome design of the profilograph.

Таким образом, применение фазированной антенной решетки с полуволновым расстоянием между центрами излучающих элементов потребует большого количества каналов усиления мощности, что напрямую технически и экономически нецелесообразно.Thus, the use of a phased antenna array with a half-wave distance between the centers of the radiating elements will require a large number of power amplification channels, which is directly technically and economically impractical.

Одним из путей решения задачи уменьшения количества групп элементов антенны, а, следовательно, и количества каналов усиления, является увеличение межцентровых расстояний между элементами антенны с одновременным увеличением их размеров в направлении оси X. Такой подход к решению поставленной задачи настолько же очевиден, насколько очевидны возникающие при его реализации сложности. Из теории антенных решеток известно, что при увеличении межцентровых расстояний решетки, состоящей из ненаправленных элементов в характеристике направленности антенны, возникают дополнительные единичные паразитные лепестки. Поэтому был выполнен дополнительный анализ возможности реализации такого подхода к решению поставленной задачи с учетом направленности отдельных элементов.One way to solve the problem of reducing the number of groups of antenna elements, and, consequently, the number of amplification channels, is to increase the center-to-center distances between the antenna elements while increasing their size in the direction of the X axis. Such an approach to solving the problem is as obvious as the emerging with its implementation of complexity. It is known from the theory of antenna arrays that with an increase in the center-to-center distances of the array, consisting of non-directional elements in the directivity of the antenna, additional single spurious petals arise. Therefore, an additional analysis of the feasibility of implementing such an approach to solving the problem was carried out taking into account the focus of individual elements.

В ходе дополнительного анализа были рассмотрены «одномерная 1 - волновая линейка направленных элементов», «две запараллеленных одно волновых линейки с ненаправленными элементами, стоящие рядом и сдвинутые на половину длины волны» ХН такой антенны при различных значениях углов компенсации, равны соответственно 0, 6, 12. При этом с ростом величины угла компенсации наблюдается небольшое снижение уровня давления в направлении основного максимума с одновременным значительным ростом уровень паразитного бокового поля, максимум которого с ростом угла компенсации приближается в направлению основного. При Θ0=±12° уровень основного максимума снижается до 0,93, в то время как уровень паразитных боковых лепестков увеличивается до 0,33, что в относительных величинах составляет 35%. Такой уровень бокового поля недопустимо велик.In the course of an additional analysis, we considered the “one-dimensional 1-wave array of directional elements”, “two parallel one wave lines with non-directional elements, standing side by side and shifted by half the wavelength” of the XI of such an antenna for different compensation angles, equal 0, 6, respectively. 12. In this case, with an increase in the compensation angle, a slight decrease in the pressure level is observed in the direction of the main maximum with a simultaneous significant increase in the level of the parasitic side field, the maximum of which increases with increasing Ohm compensation angle approaches in the direction of the main. At Θ 0 = ± 12 °, the level of the main maximum decreases to 0.93, while the level of parasitic side lobes increases to 0.33, which is 35% in relative values. This level of the lateral field is unacceptably large.

Таким образом, в рамках одномерной модели фазированной антенной решетки попытка уменьшения каналов усиления, даже с учетом направленных свойств элементов антенны, не дает приемлемых результатов, так как приводит к недопустимо большому уровню бокового поля антенны.Thus, in the framework of a one-dimensional model of a phased antenna array, an attempt to reduce the gain channels, even taking into account the directional properties of the antenna elements, does not give acceptable results, since it leads to an unacceptably large level of the side field of the antenna.

В варианте «две запараллеленных одноволновых линейки с ненаправленными элементами, стоящие рядом и сдвинутые на половину длины волны» позволяет уменьшить паразитные максимумы, но полностью подавить выбросы не удается.In the variant “two parallel single-wavelength arrays with non-directional elements, standing side by side and shifted by half the wavelength” allows to reduce spurious maxima, but it is not possible to completely suppress emissions.

В варианте «несколько запараллеленных одноволновых линеек направленных элементов со сдвигом четных линеек относительно нечетных на половину длины волны» при условии сглаживания фазового распределения вдоль решетки, можно в значительной степени подавить вышеупомянутые, выбросы. Однако сделать это ценой увеличения числа усилителей мощности неприемлемо. Поэтому была рассмотрена структура антенной решетки в виде нескольких запараллеленных одноволновых линеек направленных элементов со сдвигом четных линеек относительно нечетных на половину длины волны, что и дает сглаживание фазы в дальней зоне антенны. Семейство характеристик направленности такой решетки имеет достаточно хорошие параметры, и такое построение антенной системы с 12-ю каналами усиления реализовано в качестве излучающей антенны накачки.In the variant “several parallel single-wavelength lines of directional elements with a shift of even lines relative to odd lines by half the wavelength”, provided that the phase distribution along the grating is smoothed, the above-mentioned outliers can be largely suppressed. However, doing this at the cost of increasing the number of power amplifiers is unacceptable. Therefore, we considered the structure of the antenna array in the form of several parallel single-wavelength lines of directional elements with a shift of even lines relative to odd ones by half the wavelength, which gives phase smoothing in the far zone of the antenna. The family of directivity characteristics of such an array has fairly good parameters, and such an antenna system design with 12 amplification channels is implemented as a pump emitting antenna.

В результате проведенного компьютерного моделирования с целью минимизации уровня бокового поля антенны в среде Mathcabi были получены следующие данные. При ширине основного лепестка характеристики направленности антенны в диаметральной плоскости - 3°, в траверзной - 5° размер активной поверхности антенны составит 60×105 мм2. При этом размеры одного элемента в плоскости антенны составят 4,5×10 мм2, зазор между элементами - 0.5 мм. Общий вид компоновки элементов излучающей антенны показан на фиг.5.As a result of computer simulation in order to minimize the level of the lateral field of the antenna in the Mathcabi environment, the following data were obtained. When the width of the main lobe of the directivity of the antenna in the diametrical plane is 3 °, in the traverse - 5 ° the size of the active surface of the antenna will be 60 × 105 mm 2 . In this case, the dimensions of one element in the plane of the antenna will be 4.5 × 10 mm 2 , the gap between the elements is 0.5 mm. A General view of the layout of the elements of the radiating antenna is shown in Fig.5.

Проведенное математическое моделирование различных вариантов технических решений и последующий анализ его результатов с использованием критериев минимизации весогабаритных показателей, технологичности, стоимости реализации показали возможность выбора в качестве рабочего варианта для реализации излучающей антенны накачки параметрического профилографа фазированной антенной решетки со смещением линеек излучающих элементов относительно друг друга на фиксированную величину. Такой вариант реализации позволяет удовлетворить требованиям поиска подводных трубопроводов с учетом заиленного грунта и возможных просадок трубопровода, обеспечивая поворот оси характеристики направленности на углы до ±12°, без значительного ухудшения параметров поля излучения, снизить требуемое количество каналов усиления мощности до 12.The mathematical modeling of various technical solutions and the subsequent analysis of its results using the criteria for minimizing weight and size indicators, manufacturability, and implementation costs have shown that it is possible to choose a phased antenna array with a fixed offset of the emitting elements relative to each other as a working option for the implementation of the emitting antenna pumping a parametric profilograph of a phased antenna array value. This implementation option allows you to meet the requirements of the search for underwater pipelines, taking into account silty soil and possible subsidence of the pipeline, ensuring the rotation of the axis of the directivity characteristic by angles up to ± 12 °, without significant deterioration of the radiation field parameters, reduce the required number of power amplification channels to 12.

Приемная антенна параметрического профилографа имеет широкую диаграмму направленности с одноканальным приемом при размере активной поверхности 300×152 мм и чувствительности 500 мкВ/Па и выполнен в виде набора полых цилиндрических пьезоэлементов с акустическим мягким экраном, с размером активной поверхности 300×152 мм, имеющих следующие параметры: высота - 12 мм, диаметр - 15 мм, толщина - 1 мм, выполненных из сплав ЦТС-19М. Чувствительность для отдельного элемента приемной антенны составляет 85 мкВ/Па.The receiving antenna of the parametric profilograph has a wide radiation pattern with single-channel reception at an active surface size of 300 × 152 mm and a sensitivity of 500 μV / Pa and is made in the form of a set of hollow cylindrical piezoelectric elements with an acoustic soft screen, with an active surface size of 300 × 152 mm, having the following parameters : height - 12 mm, diameter - 15 mm, thickness - 1 mm, made of alloy TsTS-19M. The sensitivity for an individual element of the receiving antenna is 85 μV / Pa.

Ввиду того, что непосредственный акустический контакт активных элементов приемной антенны с нагружающей средой и элементами конструкции может привести к их демпфированию и уменьшению чувствительности, то с целью минимизации демпфирующего действия указанных факторов применены полые цилиндры с акустически мягким экраном. В качестве акустического экрана возможно применение полиуретановых пенопластов, обладающих достаточно высокой механической жесткостью, которая позволяет избежать недопустимых деформаций датчика на рабочих глубинах. В то же время, удельный акустический импеданс полиуретановых пенопластов z=300-400 кг/(м2с) значительно меньше его характерных значений у пьезокерамических материалов z=3·107 кг/(м2с), что позволяет считать акустические экраны, выполненные из таких материалов, близких к идеальным.Due to the fact that direct acoustic contact of the active elements of the receiving antenna with the loading medium and structural elements can lead to damping and reduced sensitivity, hollow cylinders with an acoustically soft screen are used to minimize the damping effect of these factors. As an acoustic screen, it is possible to use polyurethane foams with a sufficiently high mechanical stiffness, which avoids unacceptable deformation of the sensor at working depths. At the same time, the specific acoustic impedance of polyurethane foams z = 300-400 kg / (m 2 s) is significantly less than its characteristic values for piezoceramic materials z = 3 · 107 kg / (m 2 s), which allows us to consider acoustic screens made from such materials, close to ideal.

Применение акустического экрана в конструкции приемной антенны позволяет избавиться от нежелательного тыльного лепестка в ее диаграмме направленности.The use of an acoustic screen in the design of the receiving antenna allows you to get rid of the unwanted back lobe in its radiation pattern.

Чувствительность приемной антенны определяется ее направленными свойствами, способом электрического соединения ее элементов, используемой модой колебаний, соотношения резонансной частоты отдельного элемента и рабочей частоты, составом материала пьезоэлемента и степенью его демпфирования.The sensitivity of the receiving antenna is determined by its directional properties, the method of electrical connection of its elements, the mode of oscillation used, the ratio of the resonant frequency of an individual element and the operating frequency, the composition of the piezoelectric material and the degree of its damping.

Сравнительный анализ характеристик чувствительности пьезоэлементов на различных модах показал, что наилучшие показатели чувствительности имеет мода радиальных колебаний круговых цилиндров на поперечном пьезоэффекте. При этом токосъемные электроды нанесены на боковых поверхностях цилиндра.A comparative analysis of the sensitivity characteristics of piezoelectric elements at various modes showed that the mode of radial vibrations of circular cylinders on the transverse piezoelectric effect has the best sensitivity indicators. In this case, the collector electrodes are deposited on the side surfaces of the cylinder.

Конструктивно приемная антенна выполняется в виде 8-ми линеек, с зазором 4 мм, каждая из которых набрана из 20 элементов, следующих с зазором 3 мм. Технологический зазор между элементами антенны заполняется материалом акустического экрана - пенополиуретаном.Structurally, the receiving antenna is made in the form of 8 rulers, with a gap of 4 mm, each of which is composed of 20 elements, following with a gap of 3 mm. The technological gap between the antenna elements is filled with the material of the acoustic screen - polyurethane foam.

Излучающая антенна представляет собой фазированную антенную решетку, на которую подаются сигналы излучения от 12-ти усилителей мощности при размере активной поверхности: 60×105 мм.The radiating antenna is a phased antenna array, to which radiation signals from 12 power amplifiers are supplied with an active surface size of 60 × 105 mm.

Излучающий тракт параметрического профилографа включает излучающую антенну, устройство управления и формирования сигналов излучения, которое состоит из:The radiating path of a parametric profilograph includes a radiating antenna, a device for controlling and generating radiation signals, which consists of:

- 12 усилителей мощности;- 12 power amplifiers;

- узла формирования сигналов излучения.- a unit for generating radiation signals.

Приемный тракт параметрического профилографа включает приемную антенну, приемник гидроакустических сигналов, узел связи с пультом управления и индикации, который установлен на судне-буксировщике.The receiving path of the parametric profilograph includes a receiving antenna, a receiver for hydroacoustic signals, a communication center with a control and display panel, which is installed on the towing vessel.

Пульт управления и индикации представляет собой персональный компьютер морского исполнения и систему передачи информации и данных телеуправления, состоящую из:The control and display panel is a marine personal computer and a system for transmitting information and telecontrol data, consisting of:

- медиаконвертера, преобразующего оптические сигналы связи с аппаратурой буксируемого подводного аппарата в электрические;- a media converter that converts the optical communication signals with the equipment of the towed underwater vehicle into electrical ones;

- сетевого коммутатора, позволяющего организовать одновременную работу профилографа с другими подсистемами (судовой системой позиционирования, гидролокатором бокового обзора или эхолотом).- a network switch that allows you to organize the simultaneous operation of the profilograph with other subsystems (ship positioning system, side-scan sonar or echo sounder).

Функциональные узлы приемно-усилительного тракта включают:Functional nodes of the receiving-amplifying tract include:

1) приемную гидроакустическую антенну;1) receiving hydroacoustic antenna;

2) коммутатор сигналов, как составную часть системы технической диагностики;2) a signal switch, as part of a technical diagnostic system;

3) полосовые фильтры;3) bandpass filters;

4) первый каскад усиления и второй каскад усиления;4) the first gain stage and the second gain stage;

5) 18-разрядный аналого-цифровой преобразователь;5) 18-bit analog-to-digital converter;

6) формирователь опорного напряжения;6) voltage reference driver;

7) блок цифровой первичной обработки сигналов и формирования выходного массива обработанных данных в составе программируемой логической интегральной схемы (ПЛИС);7) a block of digital primary signal processing and the formation of an output array of processed data as part of a programmable logic integrated circuit (FPGA);

8) модуль управления цифроаналоговым преобразователем в составе ПЛИС, формирующий сигналы ВАРУ1 и ВАРУ2, а также тестовый сигнал SigTest;8) a digital-to-analog converter control module as part of the FPGA that generates the VARU1 and VARU2 signals, as well as the SigTest test signal;

9) 12-разрядный многоканальный ЦАП для формирования сигналов ВАРУ1 и ВАРУ2, а также тестового сигнала SigTest;9) 12-bit multi-channel DAC for the formation of signals VARU1 and VARU2, as well as the test signal SigTest;

10) узел нормировки уровня тестового сигнала SigTest, выполненный на фильтре и делителе.10) SigTest test signal level normalization unit, made on the filter and divider.

Основная часть функциональных узлов приемно-усилительного тракта конструктивно реализована в едином модуле.The main part of the functional units of the receiving-amplifying path is structurally implemented in a single module.

Излучающий тракт содержит следующие функциональные узлы:The radiating path contains the following functional units:

1) излучающую гидроакустическую антенну;1) a radiating sonar antenna;

2) двенадцать каналов усилителей мощности, каждый из которых содержит:2) twelve channels of power amplifiers, each of which contains:

а) датчик выходного тока;a) output current sensor;

б) резонансный фильтр, в качестве цепи согласования выхода усилителя мощности и входа излучающей антенны;b) a resonant filter, as the matching circuit of the output of the power amplifier and the input of the radiating antenna;

в) мостовой усилитель мощности;c) bridge power amplifier;

г) узел формирования сигналов управления силовыми транзисторами, выполненный на предварительном усилителе и схеме формирования задержек;d) a node for generating control signals of power transistors made on a preliminary amplifier and a delay generating circuit;

д) узел гальванической развязки;e) galvanic isolation unit;

3) двенадцать выходных буферных усилителей сигналов управления;3) twelve output buffer amplifiers of control signals;

4) блок цифрового формирования сигналов управления усилителями мощности в составе ПЛИС;4) a block for digital generation of control signals for power amplifiers in the FPGA;

5) полосовые фильтры сигналов датчиков тока, как составные части системы технической диагностики;5) band-pass filters of current sensor signals, as components of a technical diagnostic system;

6) коммутатор тестовых сигналов, как составную часть системы технической диагностики;6) the switch of test signals, as part of a technical diagnostic system;

7) 8-разрядный аналого-цифровой преобразователь, как составную часть системы технической диагностики;7) 8-bit analog-to-digital converter, as part of a technical diagnostic system;

8) модуль сбора и формирования массивов тестовых данных, в составе ПЛИС;8) a module for collecting and forming arrays of test data, as part of the FPGA;

9) встроенный в излучающую антенну датчик температуры и модуль обработки информации в составе микроконтроллера.9) a temperature sensor integrated in the radiating antenna and an information processing module as part of the microcontroller.

Система каналов связи и обмена данными с аппаратурой профилографа, другими составными частями профилографа и внешними системами включает в себя:The system of communication channels and data exchange with profilograph equipment, other components of the profilograph and external systems includes:

1) оптический канал связи Fast Ethernet 100BaseFX между бортовой и забортной аппаратурой профилографа и в том числе оптический модуль, и медиаконвертер;1) the optical communication channel Fast Ethernet 100BaseFX between the onboard and onboard equipment of the profilograph, including the optical module, and the media converter;

2) канал связи RS-232 между забортной аппаратурой профилографа и забортной аппаратурой подводного буксируемого устройства;2) RS-232 communication channel between the outboard equipment of the profilograph and the outboard equipment of an underwater towed device;

3) канал связи Ethernet 100BaseTX с многолучевым эхолотом или гидролокатором бокового обзора;3) Ethernet 100BaseTX communication channel with a multi-beam echo sounder or side-scan sonar;

4) канал связи Ethernet 100BaseTX с планшетом рулевого;4) Ethernet 100BaseTX communication channel with the steering tablet;

5) канал связи Ethernet 100BaseTX с системой относительного подводного позиционирования буксируемого устройства;5) Ethernet 100BaseTX communication channel with the relative underwater positioning system of the towed device;

6) канал связи RS-232 с приемником GPS;6) communication channel RS-232 with a GPS receiver;

7) канал связи RS-232 с устройством электропитания;7) RS-232 communication channel with a power supply device;

8) резервный канал связи Ethernet 100BaseTX с внешними системами.8) redundant Ethernet 100BaseTX communication channel with external systems.

Тракт излучения создает узкий луч диаграммы направленности благодаря использованию параметрического метода формирования сигналов. Он заключается в следующем: антенна излучает ультразвуковой сигнал с двумя высокочастотными составляющими, вследствие прохождения через нелинейную водную среду, сигналы перемножаются и образуют полезный сигнал низкой частоты (3 кГц - 10 кГц). Акустическая мощность в момент излучения приблизительно составляет 12 кВт. Из этого следует, что электрическая мощность блока усилителей должна быть не менее 24 кВт (в данном случае учитываются тепловые потери). Каждая часть антенны (всего 12 частей) обладает комплексным сопротивлением 170 Ом, поэтому оптимальным напряжением питания будет 600 В. В усилителе мощности применены компоненты, способные работать при данном напряжении и импульсном токе 4 А. В связи с тем, что система излучения работает в импульсном режиме, применен блок накопительных конденсаторов, отдающий основную часть энергии во время зондирования, и накапливающий энергию в промежутках между зондированиями. При скважности зондирующих импульсов Q=25 и уменьшения уровня напряжения питания в конце импульса ΔU=10%, емкость блока накопительных конденсаторов должна быть не менее 2500 мкФ. Блок накопительных конденсаторов состоит из двух электролитических конденсаторов емкостью 5600 мкф и напряжением 450 В каждый, соединенных последовательно. Для выравнивания потенциалов на каждом конденсаторе применен резистивный делитель.The radiation path creates a narrow beam pattern due to the use of the parametric method of signal formation. It consists in the following: the antenna emits an ultrasonic signal with two high-frequency components, due to passage through a non-linear aqueous medium, the signals multiply and form a useful low-frequency signal (3 kHz - 10 kHz). The acoustic power at the time of emission is approximately 12 kW. From this it follows that the electric power of the amplifier block must be at least 24 kW (in this case, heat losses are taken into account). Each part of the antenna (12 parts in total) has a complex resistance of 170 Ohms, so the optimal supply voltage will be 600 V. The power amplifier uses components capable of operating at a given voltage and a pulse current of 4 A. Due to the fact that the radiation system operates in a pulse In the mode, a block of storage capacitors is used, which gives off the bulk of the energy during sounding, and accumulates energy in the intervals between soundings. With a duty cycle of the probe pulses Q = 25 and a decrease in the supply voltage level at the end of the pulse ΔU = 10%, the capacitance of the storage capacitor unit should be at least 2500 μF. The storage capacitor bank consists of two electrolytic capacitors with a capacity of 5600 uF and a voltage of 450 V each, connected in series. To equalize the potentials, a resistive divider is used on each capacitor.

Модуль усилителя спроектирован по мостовой схеме D-класса, имеющий на выходе цепь согласования, которая формирует резонансы на двух рабочих частотах. Параметры элементов цепи согласования подобраны таким образом, чтобы получить максимальную электрическую мощность и нулевой сдвиг фаз между током и напряжением на двух рабочих частотах.The amplifier module is designed according to the D-class bridge circuit, having an output matching circuit that generates resonances at two operating frequencies. The parameters of the elements of the matching circuit are selected in such a way as to obtain the maximum electric power and zero phase shift between the current and voltage at two operating frequencies.

Приемный тракт работает на разностной частоте зондирующего сигнала. Приемник построен по схеме прямого усиления. Такая схема обеспечивает наименьшие искажения в тракте усиления сигнала.The receiving path operates on the difference frequency of the probing signal. The receiver is built according to the direct amplification scheme. Such a circuit provides the least distortion in the signal amplification path.

Приемная антенна подключается к приемнику через пассивный LC фильтр четвертого порядка. Такой фильтр обеспечивает фильтрацию нижних частот с частотой среза порядка 1 кГц и с характеристикой, соответствующей фильтру Бесселя второго порядка и частоту среза порядка 20 кГц с характеристикой, соответствующей фильтру Бесселя второго порядка. В низкочастотной области этот фильтр обеспечивает предварительную фильтрацию внешних шумов. Одним из наиболее сильных шумов в этой области является шум буксирующего судна. В верхней области спектра этот фильтр устраняет прохождение на вход приемника частоты накачки при излучении в параметрическом режиме. Среднее значение этой частоты - 250 кГц. Пассивный фильтр на входе приемника нужен для того, чтобы не перегружать тракт приемника аддитивными шумами. Низкий уровень аддитивных шумов обеспечивает также уменьшение интермодуляционных продуктов, образующихся от нелинейного взаимодействия сигнала и шумов в тракте приемника. (Заметим, что для современных микросхем, применяемых в трактах гидролокационной аппаратуры последний фактор не является актуальным).The receiving antenna is connected to the receiver through a fourth-order passive LC filter. Such a filter provides low-pass filtering with a cutoff frequency of the order of 1 kHz and with a characteristic corresponding to a second-order Bessel filter and a cutoff frequency of the order of 20 kHz with a characteristic corresponding to a second-order Bessel filter. In the low-frequency region, this filter provides pre-filtering of external noise. One of the strongest noises in this area is the noise of a towing ship. In the upper region of the spectrum, this filter eliminates the passage of the pump frequency during radiation in the parametric mode to the input of the receiver. The average value of this frequency is 250 kHz. A passive filter at the receiver input is needed so as not to overload the receiver path with additive noise. The low level of additive noise also provides a reduction in intermodulation products generated from the nonlinear interaction of the signal and noise in the receiver path. (Note that for modern microcircuits used in sonar paths, the latter factor is not relevant).

Приведенные шумы на входе приемника определяются несколькими факторами: собственные приведенные шумы микросхемы усилителя, эквивалентное сопротивление приемной антенны, полоса принимаемых частот, шумы антенны. Для усилительного тракта применен один из новейших усилителей фирмы Analog Devices, предназначенных для разработки гидроакустической аппаратуры. С учетом всех факторов приведенные шумы на входе приемника составляют около 1,5 мкВ.The noise at the input of the receiver is determined by several factors: the intrinsic noise of the amplifier chip, the equivalent resistance of the receiving antenna, the band of received frequencies, the noise of the antenna. For the amplification path, one of the latest amplifiers from Analog Devices, designed to develop sonar equipment, was used. Given all the factors, the noise at the receiver input is about 1.5 μV.

Сквозное усиление приемного тракта выбирается таким образом, чтобы собственные шумы на выходе приемника составляли бы не более 1/6 апертуры усилителя. В противном случае (при увеличении доли шумов при максимальном усилении) может наступить ограничение шумов, что приведет к сильным нелинейным эффектам взаимодействия шумов с возможным слабым сигналом. В результате такого взаимодействия резко ухудшится качество приема. Максимальное усиление приемного тракта может достигать величины порядка 120 Дб.The through gain of the receiving path is chosen so that the intrinsic noise at the output of the receiver would be no more than 1/6 of the aperture of the amplifier. Otherwise (with an increase in the fraction of noise at maximum gain), a noise limitation may occur, which will lead to strong nonlinear effects of the interaction of noise with a possible weak signal. As a result of this interaction, the reception quality will sharply worsen. The maximum gain of the receiving path can reach a value of the order of 120 dB.

Весь аналоговый тракт приемника выполнен по дифференциальной схеме. Такая схема обеспечивает повышенную устойчивость приемника и пониженную чувствительность к шумам, возникающим в приемном тракте от других компонентов системы.The entire analog path of the receiver is made according to a differential circuit. This scheme provides increased receiver stability and reduced sensitivity to noise arising in the receiving path from other components of the system.

Аналоговый сигнал с выхода усилителя приемника поступает на АЦП через дифференциальный согласующий фильтр второго прядка (порядок - по отношению к эквивалентному недифференциальному фильтру). Этот фильтр обеспечивает согласование спектральной полосы сигнал + шум по отношению к частоте дискретизации. Частота дискретизации в АЦП составляет 250 кГц. АЦП - 18 разрядный, поразрядного взвешивания.The analog signal from the output of the receiver amplifier is fed to the ADC through the differential matching filter of the second strand (the order is relative to the equivalent non-differential filter). This filter provides matching of the signal + noise spectral band with respect to the sampling frequency. The sampling frequency in the ADC is 250 kHz. ADC - 18 bit, bitwise weighing.

Цифровые отсчеты с выхода АЦП подаются на программируемую логическую интегральную схему (ПЛИС) семейства «Cyclone 3» фирмы Altera для первичной цифровой обработки. В ней выполняется унифицированная обработка, состоящая из вычисления текущих отсчетов взаимной корреляционной функции между принимаемым сигналом и образом сигнала, загружаемым в ПЛИС. В силу большой мощности ПЛИС, выбранной для системы приема, имеется возможность делать такую обработку без переноса сигнала по спектру в область низких частот с использованием квадратурного детектирования. Такой подход обеспечивает предельные характеристики при цифровой обработке при том, что дополнительных форм фильтрации принимаемого сигнала производить не нужно. К тому же обеспечивается потенциально достижимый уровень помехоустойчивости приема (оптимальный приемник). Образцы принимаемого сигнала для корреляционной обработки загружаются в ПЛИС.Digital samples from the ADC output are fed to a programmable logic integrated circuit (FPGA) of the Altera Cyclone 3 family for primary digital processing. It performs unified processing, consisting of calculating the current samples of the mutual correlation function between the received signal and the signal image loaded into the FPGA. Due to the high power of the FPGA selected for the reception system, it is possible to do this processing without transferring the signal along the spectrum to the low-frequency region using quadrature detection. This approach provides the ultimate performance in digital processing, while additional forms of filtering the received signal are not necessary. In addition, a potentially achievable level of reception noise immunity (optimal receiver) is provided. Samples of the received signal for correlation processing are loaded into the FPGA.

Прием и передача информации в системе осуществляется по интерфейсу Ethernet. Физический канал связи - оптическое одномодовое волокно. Связь обеспечивается микроконтроллером AVR32 фирмы Atmel.Reception and transmission of information in the system is carried out via the Ethernet interface. The physical communication channel is an optical single-mode fiber. Communication is provided by the Atmel AVR32 microcontroller.

Предлагаемый буксируемый подводный аппарат способен производить поперечные горизонтальные перемещения при движении судна-буксировщика прямым курсом, что увеличивает зону обследования и производительность буксируемой системы. В зависимости от заданного режима гидроакустической съемки он способен перемещаться на различных расстояниях от морского дна. Предлагаемый буксируемый подводный аппарат в отличие от известных аналогичных устройств, имеет широкий диапазон скоростей буксировки (до 8 узлов).The proposed towed underwater vehicle is capable of transverse horizontal movements when the towing vessel moves in a direct course, which increases the survey area and the performance of the towed system. Depending on the given hydroacoustic survey mode, it is able to move at various distances from the seabed. The proposed towed underwater vehicle, in contrast to the known similar devices, has a wide range of towing speeds (up to 8 knots).

Предлагаемое устройство должно найти широкое применение при решении задач развития техники гидроакустических систем обследования подводной обстановки, позиционирования подводных объектов, мониторинга дна и состояния трубопроводов, а также проведения водолазных работ. В отличие от существующих систем, предлагаемое устройство для зондирования морского дна способно совершать поперечные перемещения при движении судна-буксировщика прямым курсом в широком диапазоне скоростей буксировки.The proposed device should find wide application in solving the problems of developing the technology of hydroacoustic systems for underwater survey, positioning of underwater objects, monitoring the bottom and condition of pipelines, as well as diving operations. Unlike existing systems, the proposed device for sensing the seabed is capable of transverse movements when the towing vessel moves in a direct course over a wide range of towing speeds.

Промышленная реализация заявляемого технического решения сложности не представляет, что позволяет сделать вывод о соответствии заявляемого технического предложения условию патентоспособности «промышленная применимость».The industrial implementation of the proposed technical solution is not difficult, which allows us to conclude that the claimed technical proposal meets the patentability condition “industrial applicability”.

Источники информацииInformation sources

1. В.А.Воронин, С.П.Тарасов, В.И.Тимощенко. Гидроакустические параметрические системы. Ростов-на-Дону. ООО Ростиздат. 2004, с.257.1. V.A. Voronin, S.P. Tarasov, V.I. Timoshchenko. Hydroacoustic parametric systems. Rostov-on-Don. LLC Rostizdat. 2004, p. 257.

2. Авторское свидетельство СССР №1308040.2. Copyright certificate of the USSR No. 1308040.

3. Авторское свидетельство СССР №1360405.3. USSR copyright certificate No. 1360405.

Claims (2)

1. Буксируемый подводный аппарат, оснащенный гидроакустической аппаратурой для обнаружения заиленных объектов и трубопроводов и выполненный в виде полого цилиндрического корпуса со съемной головкой и хвостовым стабилизатором, снабженный заглубляющим устройством и оснащенный параметрическим профилографом, вычислительно-управляющим модулем, и соединенный с судном-буксировщиком кабель-тросом, отличающийся тем, что стабилизатор состоит из двух плоскостей, образующих Х-образную конструкцию, заглубляющее устройство выполнено в виде горизонтального крыла и двух вертикальных крыльев, при этом вертикальные крылья установлены на полуосях, расположенных в поперечной плоскости относительно цилиндрического корпуса, и снабжены поворотным механизмом, вертикальные крылья расположены симметрично относительно друг друга, на верхней плоскости цилиндрического корпуса на горизонтальном крыле установлен буксировочный узел с герметичным разъемом для крепления кабель-троса и ввода кабеля в буксируемый подводный аппарат, кабель-трос снабжен гидродинамическим заглубителем, снабженным системой с радиально направленными подпружиненными механическими датчиками, имеющими на концах колеса, в носовой части цилиндрический корпус сочленен с трубчатой скобообразной рамой, концы которой сочленены с соответствующими Х-образными плоскостями стабилизатора, в нижней части цилиндрический корпус снабжен нишей, в которой установлен крейт с закрепленными на нем элементами параметрического профилографа, ниша снабжена обтекателем, выполненным из сферопластика, буксируемый подводный аппарат дополнительно снабжен системой ориентации и навигации, состоящей из бесплатформенной инерциальной системы, информационно соединенной с бортовой аппаратурой управления судна-буксировщика, и вычислительно-управляющего модуля буксируемого подводного аппарата.1. A towed underwater vehicle equipped with hydroacoustic equipment for detecting silted objects and pipelines and made in the form of a hollow cylindrical body with a removable head and a tail stabilizer, equipped with a deepening device and equipped with a parametric profilograph, a computing-control module, and a cable- connected to the towing vessel cable, characterized in that the stabilizer consists of two planes forming an X-shaped structure, the deepening device is made in the form of mountains of the isontal wing and two vertical wings, the vertical wings mounted on the axles located in the transverse plane relative to the cylindrical body and equipped with a rotary mechanism, the vertical wings are symmetrically relative to each other, on the upper plane of the cylindrical body on the horizontal wing there is a towing unit with a sealed connector for fastening the cable-cable and cable entry into the towed underwater vehicle, the cable-cable is equipped with a hydrodynamic deepener system with radially directed spring-loaded mechanical sensors having wheel ends on the nose, the cylindrical body is articulated with a tubular bracket-shaped frame, the ends of which are articulated with the corresponding X-shaped planes of the stabilizer, in the lower part the cylindrical body is equipped with a niche in which the rack is mounted with fixed on it there are elements of a parametric profilograph, the niche is equipped with a fairing made of spheroplastic, the towed underwater vehicle is additionally equipped with a system of ientatsii and navigation consisting of a strapdown inertial system, information connected to the onboard control equipment, towing vessel, and the Computer Control Unit towed underwater vehicle. 2. Гидроакустическая аппаратура, включающая параметрический профилограф, состоящий из излучающей параметрической антенны накачки и приемной антенны, средств обработки и регистрации гидроакустических сигналов, отличающаясяся тем, что излучающая параметрическая антенна накачки и приемная антенна выполнены в виде отдельных устройств, при этом излучающая параметрическая антенна, содержащая фазированную решетку и каналы усиления, выполнена с 12 каналами усиления, фазированная решетка выполнена со смещением линеек излучающих элементов относительно друг друга на фиксированную величину, при этом технологический зазор между элементами излучения заполнен пенополиуретаном, приемная антенна выполнена в виде восьми линеек с фиксированным зазором, каждая из линеек набрана из двадцати полых цилиндрических пьезоэлементов, следующих друг за другом с фиксированным зазором. 2. Hydroacoustic equipment, including a parametric profilograph, consisting of a radiating parametric pump antenna and a receiving antenna, means for processing and recording hydroacoustic signals, characterized in that the radiating parametric pump antenna and the receiving antenna are made in the form of separate devices, while the radiating parametric antenna containing phased array and amplification channels, made with 12 amplification channels, phased array made with offset lines of radiating elements o in relative to each other by a fixed amount, the technological gap between the radiation elements is filled with polyurethane foam, the receiving antenna is in the form of eight lines with a fixed gap, each of the twenty lines typed hollow cylindrical piezoelectric elements following each other with a fixed gap.
RU2010153405/11A 2010-12-28 2010-12-28 Towed underwater vehicle equipped with hydroacoustic equipment for sludged objects and pipelines RU2463203C2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2010153405/11A RU2463203C2 (en) 2010-12-28 2010-12-28 Towed underwater vehicle equipped with hydroacoustic equipment for sludged objects and pipelines

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2010153405/11A RU2463203C2 (en) 2010-12-28 2010-12-28 Towed underwater vehicle equipped with hydroacoustic equipment for sludged objects and pipelines

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2010153405A RU2010153405A (en) 2012-07-10
RU2463203C2 true RU2463203C2 (en) 2012-10-10

Family

ID=46848018

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2010153405/11A RU2463203C2 (en) 2010-12-28 2010-12-28 Towed underwater vehicle equipped with hydroacoustic equipment for sludged objects and pipelines

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2463203C2 (en)

Cited By (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2521717C1 (en) * 2013-01-29 2014-07-10 Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Тихоокеанский океанологический институт им. В.И. Ильичева Дальневосточного отделения Российской академии наук (ТОИ ДВО РАН) Method of passive acoustic monitoring of demersal gas-liquid flows
RU2527136C1 (en) * 2013-02-19 2014-08-27 Региональный некоммерческий фонд поддержки и развития петербургской науки, культуры и спорта Method of measuring depth of object using sonar
RU2543118C2 (en) * 2013-07-23 2015-02-27 Российская Федерация, От Имени Которой Выступает Министерство Промышленности И Торговли Российской Федерации Lowering underwater device
RU2566564C1 (en) * 2014-05-23 2015-10-27 Общество С Ограниченной Ответственностью "Газпром Трансгаз Краснодар" Method of positioning of underwater equipment with reference to carrier vessel
RU2576352C2 (en) * 2014-04-09 2016-02-27 Открытое акционерное общество "Акустический институт имени академика Н.Н. Андреева" Towed device for measurement of acoustic characteristics of sea ground
RU2598803C1 (en) * 2015-04-13 2016-09-27 Закрытое акционерное общество "ИНТЕГРА-С" Bridge safety providing method and device
RU2610149C1 (en) * 2015-11-16 2017-02-08 Владимир Васильевич Чернявец Towed underwater vehicle, equipped with sonar equipment for detecting silting facilities and pipelines, and their subsequent monitoring
RU2651932C2 (en) * 2016-08-08 2018-04-24 Общество С Ограниченной Ответственностью "Газпром Трансгаз Краснодар" Method for dynamic positioning for underwater works
RU2659317C2 (en) * 2016-05-25 2018-06-29 Федеральное государственное казенное военное образовательное учреждение высшего образования "Военный учебно-научный центр Военно-Морского Флота "Военно-морская академия им. Адмирала Флота Советского Союза Н.Г. Кузнецова" Rescue vessel
RU2679381C1 (en) * 2017-09-27 2019-02-07 Федеральное государственное казенное военное образовательное учреждение высшего образования "Военный учебно-научный центр Военно-Морского Флота "Военно-морская академия им. Адмирала Флота Советского Союза Н.Г. Кузнецова" Self-propelled remote-controlled rescue bell
RU2679382C1 (en) * 2017-09-27 2019-02-07 Федеральное государственное казенное военное образовательное учреждение высшего образования "Военный учебно-научный центр Военно-Морского Флота "Военно-морская академия им. Адмирала Флота Советского Союза Н.Г. Кузнецова" Mobile rescue system
RU2698598C1 (en) * 2018-07-18 2019-08-28 Акционерное Общество "Концерн "Морское Подводное Оружие-"Гидроприбор" Device for bottom-down motion of underwater vehicle
RU2727902C2 (en) * 2016-03-18 2020-07-24 Тюборен Скибссмедие А/С Device for attachment of towing cable to opening device

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105644747A (en) * 2014-11-13 2016-06-08 上海海洋大学 Underwater separation system of deep-sea cable-controlled submersible

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3638601A (en) * 1968-09-03 1972-02-01 Fathom Oceanology Ltd Acoustically transparent hydrodynamic towed body for underwater exploration and the like
SU602407A1 (en) * 1976-07-01 1978-04-15 Войсковая часть 62728 Arrangement for hydrographic sweeping of sea bottom
SU1028242A3 (en) * 1977-07-18 1983-07-07 Энститю Франсэ Дю Петроль (Фирма) Underwater carrier for oceanographic instruments
EP0123648A1 (en) * 1983-03-25 1984-10-31 Philippe Eberlin Electro-acoustic device for the under water identification of a vessel

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3638601A (en) * 1968-09-03 1972-02-01 Fathom Oceanology Ltd Acoustically transparent hydrodynamic towed body for underwater exploration and the like
SU602407A1 (en) * 1976-07-01 1978-04-15 Войсковая часть 62728 Arrangement for hydrographic sweeping of sea bottom
SU1028242A3 (en) * 1977-07-18 1983-07-07 Энститю Франсэ Дю Петроль (Фирма) Underwater carrier for oceanographic instruments
EP0123648A1 (en) * 1983-03-25 1984-10-31 Philippe Eberlin Electro-acoustic device for the under water identification of a vessel

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Воронин В.А. и др. Гидроакустические параметрические системы. -, Ростов-на-Дону: ООО Ростиздат, 2004, с.257. *

Cited By (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2521717C1 (en) * 2013-01-29 2014-07-10 Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Тихоокеанский океанологический институт им. В.И. Ильичева Дальневосточного отделения Российской академии наук (ТОИ ДВО РАН) Method of passive acoustic monitoring of demersal gas-liquid flows
RU2527136C1 (en) * 2013-02-19 2014-08-27 Региональный некоммерческий фонд поддержки и развития петербургской науки, культуры и спорта Method of measuring depth of object using sonar
RU2543118C2 (en) * 2013-07-23 2015-02-27 Российская Федерация, От Имени Которой Выступает Министерство Промышленности И Торговли Российской Федерации Lowering underwater device
RU2576352C2 (en) * 2014-04-09 2016-02-27 Открытое акционерное общество "Акустический институт имени академика Н.Н. Андреева" Towed device for measurement of acoustic characteristics of sea ground
RU2566564C1 (en) * 2014-05-23 2015-10-27 Общество С Ограниченной Ответственностью "Газпром Трансгаз Краснодар" Method of positioning of underwater equipment with reference to carrier vessel
RU2598803C1 (en) * 2015-04-13 2016-09-27 Закрытое акционерное общество "ИНТЕГРА-С" Bridge safety providing method and device
RU2610149C1 (en) * 2015-11-16 2017-02-08 Владимир Васильевич Чернявец Towed underwater vehicle, equipped with sonar equipment for detecting silting facilities and pipelines, and their subsequent monitoring
RU2727902C2 (en) * 2016-03-18 2020-07-24 Тюборен Скибссмедие А/С Device for attachment of towing cable to opening device
RU2659317C2 (en) * 2016-05-25 2018-06-29 Федеральное государственное казенное военное образовательное учреждение высшего образования "Военный учебно-научный центр Военно-Морского Флота "Военно-морская академия им. Адмирала Флота Советского Союза Н.Г. Кузнецова" Rescue vessel
RU2651932C2 (en) * 2016-08-08 2018-04-24 Общество С Ограниченной Ответственностью "Газпром Трансгаз Краснодар" Method for dynamic positioning for underwater works
RU2679381C1 (en) * 2017-09-27 2019-02-07 Федеральное государственное казенное военное образовательное учреждение высшего образования "Военный учебно-научный центр Военно-Морского Флота "Военно-морская академия им. Адмирала Флота Советского Союза Н.Г. Кузнецова" Self-propelled remote-controlled rescue bell
RU2679382C1 (en) * 2017-09-27 2019-02-07 Федеральное государственное казенное военное образовательное учреждение высшего образования "Военный учебно-научный центр Военно-Морского Флота "Военно-морская академия им. Адмирала Флота Советского Союза Н.Г. Кузнецова" Mobile rescue system
RU2698598C1 (en) * 2018-07-18 2019-08-28 Акционерное Общество "Концерн "Морское Подводное Оружие-"Гидроприбор" Device for bottom-down motion of underwater vehicle

Also Published As

Publication number Publication date
RU2010153405A (en) 2012-07-10

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2463203C2 (en) Towed underwater vehicle equipped with hydroacoustic equipment for sludged objects and pipelines
RU2419574C1 (en) Towed submarine apparatus
de MOUSTIER State of the art in swath bathymetry survey systems
EP3096159B1 (en) Sonar systems and methods using interferometry and beamforming for 3d imaging
RU2610149C1 (en) Towed underwater vehicle, equipped with sonar equipment for detecting silting facilities and pipelines, and their subsequent monitoring
RU2563332C2 (en) Navigation method for autonomous unmanned underwater vehicle
RU2426149C1 (en) Sonar location complex
EP2796901A2 (en) Remotely Operated Modular Positioning Vehicle and Method
CN108680170A (en) AUV based on electromagnetic wave attenuation principle returns depressed place navigation system and method
US20230341507A1 (en) Single-receiver Doppler-based Sound Source Localization To Track Underwater Target
CN110187302A (en) A kind of underwater frogman's auto-navigation method based on single beacon
Holmes et al. An autonomous underwater vehicle towed array for ocean acoustic measurements and inversions
RU122494U1 (en) HYDROACOUSTIC SUBMARINE COMPLEX
JP2002250766A (en) Method and system for underwater towed body position measurement
Kennedy et al. A rail system for circular synthetic aperture sonar imaging and acoustic target strength measurements: Design/operation/preliminary results
CN205880213U (en) Sonar equipment is swept to multi -beam side
RU2478059C1 (en) Mobile sea vessel for underwater research
WO2015140526A1 (en) Underwater platform
Wang et al. InSAS'00: Interferometric SAS and INS aided SAS imaging
Barbagelata et al. Thirty years of towed arrays at NURC
CN113495275B (en) Single hydrophone vertical synthetic aperture passive positioning method, system and application
Kenny et al. Advances in and extended application areas for Doppler sonar
CN114675331A (en) Device and method for detecting seabed bubble type shallow gas in water surface sailing mode
JP4075472B2 (en) Ship detecting method and ship detecting device using cross fan beam
JPH02501951A (en) Method for monitoring the condition of an elongated structure and apparatus capable of carrying out this method

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20121229

NF4A Reinstatement of patent

Effective date: 20160120

MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20161229

NF4A Reinstatement of patent

Effective date: 20200911