RU2648546C1 - Underwater situation lighting system - Google Patents

Underwater situation lighting system Download PDF

Info

Publication number
RU2648546C1
RU2648546C1 RU2016123043A RU2016123043A RU2648546C1 RU 2648546 C1 RU2648546 C1 RU 2648546C1 RU 2016123043 A RU2016123043 A RU 2016123043A RU 2016123043 A RU2016123043 A RU 2016123043A RU 2648546 C1 RU2648546 C1 RU 2648546C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
underwater
control
auv
sonar
uuv
Prior art date
Application number
RU2016123043A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Александр Владимирович Новиков
Геннадий Николаевич Корнеев
Вадим Эдуардович Королев
Original Assignee
Федеральное государственное унитарное предприятие "Крыловский государственный научный центр" (ФГУП "Крыловский государственный научный центр")
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 Федеральное государственное унитарное предприятие "Крыловский государственный научный центр" (ФГУП "Крыловский государственный научный центр") filed Critical Федеральное государственное унитарное предприятие "Крыловский государственный научный центр" (ФГУП "Крыловский государственный научный центр")
Priority to RU2016123043A priority Critical patent/RU2648546C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2648546C1 publication Critical patent/RU2648546C1/en

Links

Images

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B63SHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; RELATED EQUIPMENT
    • B63GOFFENSIVE OR DEFENSIVE ARRANGEMENTS ON VESSELS; MINE-LAYING; MINE-SWEEPING; SUBMARINES; AIRCRAFT CARRIERS
    • B63G5/00Vessels characterised by adaptation to torpedo launching

Abstract

FIELD: measuring equipment.
SUBSTANCE: invention can be used to search for underwater objects and observe the underwater environment. An underwater situation lighting system (USLS) consists of a control post - a surface ship and/or a coastal station, an unmanned underwater vehicle (UUV), a channel of control and communication of the control post with the UUV with receive/transmit devices of submarine sound communication subsystem and a control channel of underwater object by UUV hydrolocator. The USLS composition also comprises a reactive radiosonic buoy (RRSB) and/or a reactive cipher charge (RCC), and/or a reactive underwater situation lighting system (RUSLS), the control channel of UUV and underwater object by RRSB and/or RUSLS, the channel of control and communication of the control post with the UUV through RRSB, and/or RUSLS, and/or RCC. A listening sonar is additionally mounted on the UUV in the control channel of the underwater object and an acoustic modem and a device for decoding the signals of the cipher charge are placed in the submarine sound communication subsystem. A launcher for storage and activation of UVV, a launcher for storage and activation of RRSB and/or RUSLS, a computational and signal devices are mounted on the control post, an acoustic modem is placed in the submarine sound communication subsystem.
EFFECT: accuracy of location of unmanned underwater vehicle when systems of satellite and hydroacoustic navigation do not function in the search area, required time for observing detected underwater object when it is trying to avoid observation.
2 dwg, 2 tbl

Description

Изобретение относится к области морской техники и может быть использовано для поиска подводных объектов и наблюдения за подводной средой.The invention relates to the field of marine engineering and can be used to search for underwater objects and monitor the underwater environment.

Известно, что для наблюдения за подводной средой на флотах мира используют различные измерительные устройства, основанные на регистрации в водной среде объектов и присущих им физических полей. Из-за особенностей распространения в воде различных видов энергии наиболее широкое распространение получили гидроакустические средства наблюдения, основанные на законах распространения в воде звука.It is known that to monitor the underwater environment in the fleets of the world, various measuring devices are used, based on the registration of objects and their physical fields in the aquatic environment. Due to the nature of the distribution of various types of energy in water, the most widely used are hydroacoustic observation devices based on the laws of sound propagation in water.

В 1881 г. русский офицер С.О. Макаров изобрел флюктомер - первый гидроакустический прибор, измеряющий скорость течения и имеющий гидроакустический канал связи. Его же считают и изобретателем первого гидрофона для приема гидроакустических сигналов, создаваемых ходовыми шумами быстроходных минных катеров, которые в 1904 г. адмирал С.О. Макаров предложил устанавливать на боковых ограждениях и дебаркадерах у входа в военно-морские базы для предварительного оповещения о нападении легких сил противника [1 - Корж И.Г. Зарождение и развитие отечественного гидроакустического противодействия и подавления. Диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук. Санкт-Петербургский филиал Института истории естествознания и техники им. С.И. Вавилова РАН. СПб.: 2010. http://www.dissercat.com/content/zarozhdenie-i-razvitie-otechestvennogo-gidroakusticheskogo-protivodeistviva-i-podavleniva].In 1881, a Russian officer S.O. Makarov invented the fluctometer - the first sonar device that measures the speed of a stream and has a sonar communication channel. He is also considered the inventor of the first hydrophone for receiving hydroacoustic signals created by the traveling noise of high-speed mine boats, which in 1904, Admiral S.O. Makarov proposed to install on the side fences and landing stages at the entrance to naval bases for preliminary warning of an attack by enemy light forces [1 - I. Korzh. The origin and development of domestic sonar resistance and suppression. The dissertation for the degree of candidate of technical sciences. St. Petersburg branch of the Institute of the History of Natural Sciences and Technology. S.I. Vavilova RAS. St. Petersburg: 2010. http://www.dissercat.com/content/zarozhdenie-i-razvitie-otechestvennogo-gidroakusticheskogo-protivodeistviva-i-podavleniva].

Уже к началу Второй Мировой войны гидролокаторами было вооружено около 200 надводных кораблей различных классов в Великобритании и более 60 эсминцев в США. Американские гидролокаторы «Сонар» и английские «Асдик» имели дальность обнаружения подводных лодок до 2 км. Подводные лодки оснащались в основном шумопеленгаторными станциями и могли обнаруживать крупные надводные корабли и суда на дистанциях до 10…20 км [1 - Корж И.Г. Зарождение и развитие отечественного гидроакустического противодействия и подавления. Диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук. Санкт-Петербургский филиал Института истории естествознания и техники им. С.И. Вавилова РАН. СПб.: 2010. http://www.dissercat.com/content/zarozhdenie-i-razvitie-otechestvennogo-gidroakusticheskogo-protivodeistviya-i-podavleniva].By the beginning of World War II, about 200 surface ships of various classes in the UK and more than 60 destroyers in the United States were armed with sonar. The US Sonar sonar and the British Asdick sonar had a submarine detection range of up to 2 km. Submarines were equipped mainly with direction finding stations and could detect large surface ships and vessels at distances of up to 10 ... 20 km [1 - I. Korzh. The origin and development of domestic sonar resistance and suppression. The dissertation for the degree of candidate of technical sciences. St. Petersburg branch of the Institute of the History of Natural Sciences and Technology. S.I. Vavilova RAS. St. Petersburg: 2010. http://www.dissercat.com/content/zarozhdenie-i-razvitie-otechestvennogo-gidroakusticheskogo-protivodeistviya-i-podavleniva].

В дальнейшем гидролокаторы и шумопеленгаторы были объединены в одно устройство, получившее название гидроакустической станции (ГАС). С помощью ГАС производят поиск, обнаружение, классификацию и определение координат морских целей, а также выдачу необходимых данных в приборы управления морским подводным оружием. ГАС подразделяют по принципу работы на активные или гидролокационные станции (ГЛС) и пассивные шумопеленгаторные станции (ШПС), по месту установки - на авиационные, автономные, корабельные, стационарные, по назначению - на станции классификации целей, миноискания, помех, разведки и связи [2 - Военно-морской словарь /Гл. ред. В.Н. Чернавин. М.: Воениздат, 1989]. Дальность обнаружения подводных объектов современными ГАС может достигать 100 км и более [3 - Энциклопедия будущего адмирала. О флоте и кораблях. СПб.: ООО «Издательство «Полигон», 2003].Subsequently, sonar and sound direction finders were combined into one device, called the sonar station. With the help of GAS, search, detection, classification and determination of the coordinates of sea targets, as well as the issuance of the necessary data to marine underwater weapon control devices, are performed. GAS are divided according to the principle of operation into active or sonar stations (SFS) and passive noise-finding stations (ShPS), at the place of installation - into aviation, autonomous, ship, stationary, according to purpose - at the station for classifying targets, mine detection, interference, reconnaissance and communication [ 2 - Naval Dictionary / Ch. ed. V.N. Chernavin. M .: Military Publishing, 1989]. The detection range of underwater objects by modern gas stations can reach 100 km or more [3 - Encyclopedia of the future admiral. About the fleet and ships. SPb .: LLC Polygon Publishing House, 2003].

Для наблюдения за подводной средой на флотах применяются и другие технические устройства: авиационные радиогидроакустические буи (РГБ), стационарные гидроакустические системы (СГАС) [4 - Сурнин В.В., Пелевин Ю.Н., Чулков В.Л. Противолодочные средства иностранных флотов. - М.: Воениздат, 1991], необитаемые подводные аппараты (НПА), оснащенные ГЛС [5 - Автономные подводные аппараты. Материалы сайта Института проблем морских технологий Дальневосточного отделения РАН, 2002].For monitoring the underwater environment in the fleets, other technical devices are also used: aircraft radio-acoustic buoys (RSL), stationary sonar systems (SAS) [4 - Surnin VV, Pelevin Yu.N., Chulkov VL Antisubmarine assets of foreign fleets. - M .: Military Publishing House, 1991], uninhabited underwater vehicles (NPA) equipped with GLS [5 - Autonomous underwater vehicles. Materials of the site of the Institute of Marine Technology Problems of the Far Eastern Branch of the Russian Academy of Sciences, 2002].

НПА стали разрабатывать в конце 1960-х гг. В СССР первыми нашли применение автономные необитаемые подводные аппараты (АНПА) «Скат» (1974) и «Скат-гео» (1978), разработанные для океанологических исследований и морской геологоразведки [5 - Автономные подводные аппараты. Материалы сайта Института проблем морских технологий Дальневосточного отделения РАН, 2002]. Сейчас это направление развития морской техники в ведущих морских державах является приоритетным и предусматривает создание и применение автономных и дистанционно управляемых НПА с надводных кораблей и подводных лодок [6 - Белоусов И. Современные и перспективные необитаемые подводные аппараты ВМС США // Зарубежное военное обозрение №5, 2013. С. 79-88].NPA began to develop in the late 1960s. In the USSR, the first to find use were the autonomous unmanned underwater vehicles (AUVs) Skat (1974) and Skat-geo (1978), developed for oceanological research and marine exploration [5 - Autonomous underwater vehicles. Materials of the site of the Institute of Marine Technology Problems of the Far Eastern Branch of the Russian Academy of Sciences, 2002]. Now this direction of development of marine equipment in the leading maritime powers is a priority and provides for the creation and use of autonomous and remotely controlled anti-aircraft guns from surface ships and submarines [6 - I. Belousov. Modern and perspective uninhabited underwater vehicles of the US Navy // Foreign Military Review No. 5, 2013. S. 79-88].

С 1996 г. в ВМС США реализуется программа разработки АНПА нового поколения «Манта», предназначенных для обнаружения и уничтожения подводных лодок, мин и других подводных целей, а также ведения разведки, решения обеспечивающих и специальных задач [7 - Сиденко К.С., Илларионов Г.Ю. Подводная лодка и автономный необитаемый подводный аппарат // МРЭ, №2, 2008].Since 1996, the US Navy has been implementing a program for the development of a new generation of APSA “Manta”, designed to detect and destroy submarines, mines and other submarine targets, as well as conduct reconnaissance, solving supporting and special tasks [7 - Sidenko KS, Illarionov G.Yu. Submarine and autonomous uninhabited underwater vehicle // MRE, No. 2, 2008].

Бортовая поисковая аппаратура НПА включает ГЛС переднего и бокового обзора, цифровую видеокамеру, датчики для измерения параметров морской воды (температуры и удельной электрической проводимости). Полученные данные записываются на жесткий магнитный накопитель для последующего анализа результатов после подъема НПА на борт носителя. Для обеспечения двусторонней связи между пунктом управления и НПА в позиционном положении используют системы спутниковой навигации и звукоподводной связи (ЗПС). Для применения НПА и управления им на позиции на носитель устанавливают модули в габаритах морских транспортных контейнеров, спускоподъемное устройство, сменный комплект аккумуляторных батарей и автоматизированное рабочее место (АРМ) оператора. АРМ оператора комплектуется персональным переносным компьютером и предназначено для планирования операции, ввода данных, отображения на дисплее с цветовым кодированием информации формы и размеров гидролокационного изображения объекта [6 - Белоусов И. Современные и перспективные необитаемые подводные аппараты ВМС США // Зарубежное военное обозрение №5, 2013. С. 79-88].Airborne on-board search equipment includes front-side and side-scan OTC, a digital video camera, sensors for measuring sea water parameters (temperature and electrical conductivity). The data obtained are recorded on a hard magnetic drive for subsequent analysis of the results after lifting the NPA on board the carrier. To ensure two-way communication between the control point and the LA in a positional position, satellite navigation and sound-under-air communication (ZPS) systems are used. For the use of NPA and its management, modules in the dimensions of sea transport containers, a hoisting device, a replaceable set of batteries and an automated workstation (AWP) of the operator are installed on the carrier. The operator’s workstation is equipped with a personal portable computer and is designed to plan operations, enter data, and display on a color-coded display information about the shape and size of the sonar image of the object [6 - I. Belousov. Modern and perspective uninhabited underwater vehicles of the US Navy // Foreign Military Review No. 5, 2013. S. 79-88].

С 2004 г. в ВМС США действует генеральный план разработки автономных НПА и их условная классификация, согласно которой НПА подразделяют на легкие или переносные, малогабаритные, средние и крупные (см. табл. 1) [6 - Белоусов И. Современные и перспективные необитаемые подводные аппараты ВМС США // Зарубежное военное обозрение №5, 2013. С. 79-88].Since 2004, the US Navy has been operating a master plan for the development of autonomous airborne standards and their conditional classification, according to which airplanes are divided into light or portable, small, medium and large (see table. 1) [6 - I. Belousov. Modern and perspective uninhabited underwater US Navy apparatuses // Foreign Military Review No. 5, 2013. P. 79-88].

Figure 00000001
Figure 00000001

НПА имеют корпус обтекаемой цилиндрической или иной формы, средства движения и энергообеспечения, гидроакустические и телевизионные средства поиска подводных объектов, навигационное оборудование, средства связи, отсек для полезной нагрузки, приборы управления. Для передачи на пункт управления информации об обнаруженных подводных объектах НПА оборудуют аппаратурой связи с гидроакустическим или радиотехническим каналом. Точность определения координат обнаруженных НПА объектов зависит от ошибок его навигационной системы, для уменьшения которых, особенно при длительной автономной работе, НПА оборудуют системой спутниковой навигации. Периодичность сеанса уточнения места НПА зависит от требуемой точности навигации и характеристик имеющейся навигационной системы [7 - Сиденко К.С., Илларионов Г.Ю. Подводная лодка и автономный необитаемый подводный аппарат // МРЭ, №2, 2008].NPA have a streamlined cylindrical or other body, means of movement and energy supply, sonar and television means of searching for underwater objects, navigation equipment, communications, a payload compartment, control devices. To transmit information on the detected underwater objects to the control point, the NPA is equipped with communication equipment with a sonar or radio channel. The accuracy of determining the coordinates of detected NPA objects depends on the errors of its navigation system, to reduce which, especially with long battery life, the NPA is equipped with a satellite navigation system. The frequency of the session to clarify the location of the regulatory acts depends on the required accuracy of navigation and the characteristics of the existing navigation system [7 - Sidenko KS, Illarionov G.Yu. Submarine and autonomous uninhabited underwater vehicle // MRE, No. 2, 2008].

В настоящее время в ВМС США появились автономные НПА с переменной плавучестью (планирующие и дрейфующие) - глайдеры, имеющие автономность несколько месяцев и обладающие малой гидроакустической заметностью. Их оснащают бортовыми измерительно-информационными комплексами, периодически передающими данные измерений по каналам управления и связи на систему якорных донных станций (гидроакустический канал) или на искусственный спутник Земли при периодических всплытиях (радиотехнический канал). Такие НПА могут найти применение для скрытного сбора гидрологической и другой информации. Управление НПА осуществляют по программе бортового процессора с использованием магнитного компаса, считывающего устройства, глубиномера, кренометра и дифферентометра. Каждые 2-3 ч производят всплытие НПА в позиционное положение для обмена данными с пунктом управления с помощью аппаратуры системы спутниковой связи "Иридиум", а также для уточнения местоположения по данным космической радионавигационной системы "Навстар", антенные устройства которых установлены на вертикальном стабилизаторе [6 - Белоусов И. Современные и перспективные необитаемые подводные аппараты ВМС США // Зарубежное военное обозрение №5, 2013. С. 79-88].Currently, the United States Navy has autonomous non-volatile variable-buoyancy systems (gliding and drifting) - gliders that have autonomy for several months and have low sonar signature. They are equipped with on-board measuring and information systems that periodically transmit measurement data via control and communication channels to a system of anchor bottom stations (sonar channel) or to an artificial Earth satellite during periodic ascent (radio channel). Such NLAs may find application for covert collection of hydrological and other information. NPA control is carried out according to the on-board processor program using a magnetic compass, a reader, a depth gauge, a krenometer and a trimometer. Every 2-3 hours, the NPA ascends to a positional position for exchanging data with the control center using the Iridium satellite communications system equipment, as well as to determine the location according to the Navstar space radio navigation system, the antenna devices of which are mounted on a vertical stabilizer [6 - I. Belousov. Modern and perspective uninhabited underwater vehicles of the US Navy // Foreign Military Review No. 5, 2013. P. 79-88].

В целях дистанционного управления подводными аппаратами и другими подводными объектами используют акустический модем [8 - Акустический модем АМ-300. http://www.diveservice.ru/] или реактивный шифровой заряд [9 - Патент RU 2510355 С2. Реактивный шифровой заряд (варианты)/ Новиков А.В., Цапко С.А. - М.: ФИПС, 2014. Бюл. №9].For the remote control of underwater vehicles and other underwater objects using an acoustic modem [8 - Acoustic modem AM-300. http://www.diveservice.ru/] or a reactive cipher charge [9 - Patent RU 2510355 C2. Reactive cipher charge (options) / Novikov A.V., Tsapko S.A. - M .: FIPS, 2014. Bull. No. 9].

Известно, что множество элементов, находящихся в закономерных отношениях и связях друг с другом, образующих определенную целостность, единство и подчиненность определенному организующему признаку, представляют собой систему, а в совокупности со способами и правилами их использования - смешанную систему [2 - Военно-морской словарь /Гл. ред. В.Н. Чернавин. М.: Воениздат, 1989].It is known that many elements that are in regular relationships and relationships with each other, forming a certain integrity, unity and subordination to a certain organizing attribute, represent a system, and in combination with the methods and rules for their use - a mixed system [2 - Naval Dictionary / Ch. ed. V.N. Chernavin. M .: Military Publishing, 1989].

Рассмотренные выше технические устройства (ГАС, РГБ и НПА) входят составляющими элементами в создаваемые мобильные и стационарные системы освещения подводной обстановки (СОПО). Время функционирования СОПО может составлять от нескольких часов до нескольких суток на период выполнения ею поисковых задач (носители с ГАС, РГБ), а также достигать нескольких месяцев и даже лет (НПА с большой автономностью и СГАС).The technical devices discussed above (GAS, RSL and NPA) are constituent elements of the mobile and stationary underwater lighting systems (SOPO) being created. The operating time of FOSS can be from several hours to several days for the period it performs search tasks (carriers with ASE, RSL), and also reach several months and even years (NPA with great autonomy and SSAS).

При длительном функционировании АНПА точность работы его бортовой навигационной аппаратуры постепенно снижается. С целью ее повышения АНПА оснащают дополнительно системой спутниковой навигации [7 - Сиденко К.С., Илларионов Г.Ю. Подводная лодка и автономный необитаемый подводный аппарат // МРЭ, №2, 2008 - наиболее близкое техническое решение] или гидроакустической навигационной системой (ГНС) [10 - Матвиенко Ю.В. Гидроакустический комплекс навигации подводного робота. Диссертация на соискание ученой степени доктора технических наук. - Владивосток, 2004. http://www.dissercat.com/content/gidroakusticheskii-kompleks-navigatsii-podvodnogo-robota#ixzz2fPt3Bsov]. Недостатком известной системы является необходимость периодического уточнения ею географических координат АНПА с использованием космических или гидроакустических навигационных систем, возникающая вследствие постепенно уменьшающейся точности позиционирования своего места бортовой системой управления АНПА. Известно, что работа каналов спутниковой навигации GPS или ГЛОНАСС в угрожаемый период может быть нарушена, а функционирование ГНС требует дополнительной установки в районе действий АНПА гидроакустических маяков и других объектов для географической привязки к местности. В связи с этим, обеспечение требуемой точности работы бортовой навигационной системы АНПА остается актуальной задачей.With prolonged operation of the AUV, the accuracy of its on-board navigation equipment gradually decreases. In order to increase it, the AUVs are additionally equipped with a satellite navigation system [7 - Sidenko KS, Illarionov G.Yu. Submarine and autonomous uninhabited underwater vehicle // MRE, No. 2, 2008 - the closest technical solution] or sonar navigation system (GNS) [10 - Matvienko Yu.V. Hydroacoustic navigation complex underwater robot. The dissertation for the degree of Doctor of Technical Sciences. - Vladivostok, 2004. http://www.dissercat.com/content/gidroakusticheskii-kompleks-navigatsii-podvodnogo-robota#ixzz2fPt3Bsov]. A disadvantage of the known system is the need for periodic updating of the geographical coordinates of the AUV with the use of space or sonar navigation systems, which arises due to the gradually decreasing accuracy of positioning its position onboard AUV control system. It is known that the operation of GPS or GLONASS satellite navigation channels during the threatened period may be disrupted, and the operation of the STS requires additional installation of hydroacoustic lighthouses and other objects in the area of the AUV for geographic location. In this regard, ensuring the required accuracy of the AUVA onboard navigation system remains an urgent task.

В качестве другого недостатка СОПО с АНПА отмечаются его недостаточные возможности для слежения за быстроходными подводными объектами и объектами, которые пытаются скрыться от наблюдения. Поэтому использование АНПА в таких СОПО эффективно лишь для поиска малоподвижных объектов.As another drawback of FOSS with the AUV, its insufficient capabilities for tracking high-speed underwater objects and objects that are trying to hide from observation are noted. Therefore, the use of AUVs in such FOSS is effective only for the search for sedentary objects.

Известны СОПО, в состав которых входят радиогидроакустические буи, размещенные на ракете. Это радиогидроакустический буй реактивный (РГБР) [11 - Патент RU 2400392 С1. Устройство радиогидроакустический буй реактивный/ Новиков А.В., Никитченко Н.П., Долбилин Р.В., Никитченко С.Н. - М: ФИПС, 2010. Бюл. №27] или реактивная система освещения подводной обстановки (РСОПО), представляющая собой себя ракету с размещенными на ней РГБ и взрывным источником звука (ВИЗ) [12 - Патент RU 2510353 С2. Реактивная система освещения подводной обстановки/ Форостяный А.А., Новиков А.В. - М.: ФИПС, 2014. Бюл. №9]. На надводном корабле в счетно-решающем приборе рассчитывают траекторию РГБР или РСОПО и с помощью приборов управления стрельбой вводят в РГБР или РСОПО полетное задание, наводят пусковую установку и выполняют стрельбу РГБР или РСОПО в расчетную точку. После выстрела и сгорания топлива ракетный двигатель отделяют от корпуса ракеты. Приводнившуюся головную часть с РГБ погружают на заданную глубину, приводят в рабочее положение гидрофоны и начинают обследовать подводную среду. Недостатком данных СОПО является необходимость знания первичной информации о подводном объекте или о возможном его местонахождении, иначе применение РГБР и РСОПО, как и авиационных РГБ, будет малорезультативным. В случае же первичного обнаружения искомого подводного объекта использование в СОПО РГБР и РСОПО позволяет отслеживать перемещение в пространстве и быстроходных подводных объектов.Known FOSS, which include sonar buoys placed on a rocket. This is a radio sonar buoy jet (RSLR) [11 - Patent RU 2400392 C1. Jet radio acoustic buoy device / Novikov A.V., Nikitchenko N.P., Dolbilin R.V., Nikitchenko S.N. - M: FIPS, 2010. Bull. No. 27] or a reactive underwater lighting system (RSOPO), which is a missile with RSL placed on it and an explosive sound source (VIZ) [12 - Patent RU 2510353 C2. Reactive underwater lighting system / Forostyaniy A.A., Novikov A.V. - M .: FIPS, 2014. Bull. No. 9]. On the surface ship in the calculating-decisive device, the trajectory of the RSLR or RSOPO is calculated and, using firing control devices, the flight task is introduced into the RSLR or RSOPO, the launcher is guided and the RSLR or RSOPO is fired at the calculated point. After a shot and fuel combustion, the rocket engine is separated from the rocket body. A waterlogged warhead with RSL is immersed to a predetermined depth, hydrophones are brought into working position, and they begin to examine the underwater environment. The drawback of FOSS data is the need to know primary information about the underwater object or its possible location, otherwise the use of the RSLR and the RSOPO, as well as the aircraft RSL, will be ineffective. In the case of the primary detection of the desired underwater object, the use of the RSLR and RSOPO in SOPO allows tracking the movement in space of high-speed underwater objects.

Целью изобретения является разработка системы освещения подводной обстановки, которая обеспечит требуемую точность позиционирования АНПА на маршруте поиска подводных объектов в заданном районе независимо от функционирования систем спутниковой и гидроакустической навигации, а также ведение наблюдение за быстроходными и маневрирующими подводными объектами.The aim of the invention is the development of a lighting system for underwater environments, which will provide the required accuracy of positioning of the AUV on the search path for underwater objects in a given area, regardless of the functioning of satellite and sonar navigation systems, as well as monitoring fast and maneuvering underwater objects.

Техническим результатом изобретения является разработка системы освещения подводной обстановки, которая в условиях отсутствия систем спутниковой и гидроакустической навигации обеспечивает в течение установленного времени заданную точность маршрута АНПА при выполнении им поиска подводных объектов в районе обследования, а значит и точность координат обнаруживаемых объектов, а также исключает возможный отрыв обнаруженного подводного объекта от наблюдения. Такая СОПО реализует указанную цель и известный способ освещения подводной обстановки с использованием АНПА [13 - Патент RU 2578807 С2. Способ освещения подводной обстановки/ Новиков А.В., Корнеев Г.Н., Королев В.Э. - М.: ФИПС, 2016. Бюл. №9].The technical result of the invention is the development of a lighting system for the underwater environment, which, in the absence of satellite and sonar navigation systems, provides for a specified time the specified accuracy of the AUV route when it searches for underwater objects in the survey area, and hence the accuracy of the coordinates of detected objects, and also eliminates the possible separation of the detected underwater object from observation. Such SOPO realizes the specified goal and the known method of lighting the underwater environment using AUV [13 - Patent RU 2578807 C2. A method of lighting underwater conditions / Novikov A.V., Korneev G.N., Korolev V.E. - M.: FIPS, 2016. Bull. No. 9].

Предлагается система освещения подводной обстановки (СОПО), состоящая из пункта управления - надводного корабля и/или берегового поста, автономного необитаемого подводного аппарата (АНПА), канала управления и связи пункта управления с АНПА с приемо-передающими устройствами подсистемы звукоподводной связи, канала контроля подводного объекта гидролокатором АНПА. Дополнительно в состав СОПО включаются радиогидроакустический буй реактивный (РГБР), и/или реактивный шифровой заряд (РШЗ), и/или реактивная система освещения подводной обстановки (РСОПО), канал контроля АНПА и подводного объекта посредством РГБР и/или РСОПО, канал управления и связи пункта управления с АНПА через РГБР, и/или РСОПО, и/или РШЗ, на АНПА дополнительно устанавливаются в канале контроля подводного объекта шумопеленгатор и в подсистеме звукоподводной связи акустический модем и устройство расшифровки сигналов шифрового заряда, на пункте управления устанавливаются пусковая установка для хранения и пуска АНПА, пусковая установка для хранения и пуска РГБР и/или РСОПО, вычислительное и сигнальное устройства, в подсистеме звукоподводной связи акустический модем.An underwater lighting system (FOSS) is proposed, consisting of a control point — a surface ship and / or a coastal post, an autonomous uninhabited underwater vehicle (AUV), a control and communication channel of the control unit with AUA with transceivers of the sound subsystem, an underwater control channel facility by sonar AUV. Additionally, the composition of the FOSS includes a radioactive sonar buoy reactive (RSBR), and / or a reactive cipher charge (RShZ), and / or a reactive lighting system for underwater conditions (RSOPO), an AUV control channel and an underwater object through the RBD and / or RSOPO, a control channel and the control unit communicates with the AUV through RSLR, and / or RSOPO, and / or RShZ, the AUV are additionally installed in the control channel of the underwater object a noise finder and in the subsystem of sound supply communication an acoustic modem and an encryption signal decryption device, and set point control launcher for storage and launching AUV, launcher for storage and launching RGBR and / or RSOPO, the computing and signaling devices, sonar communication subsystem acoustic modem.

Пусковая установка предназначена для хранения АНПА, РГБР и/или РСОПО на пункте управления, подготовки их к пуску и пуска в район поиска подводных объектов.The launcher is designed to store AUV, RSLR and / or RSOPO at a command post, prepare them for launch and launch in the search area for underwater objects.

Вычислительное устройство служит для расчета координат АНПА, двигающегося в заданном районе по установленной в его бортовую систему управления программе поиска подводных объектов. С помощью вычислительного устройства определяют момент, когда в условиях не функционирования систем спутниковой и гидроакустической навигации точность работы бортовой навигационной системы АНПА снижается до критического или заданного уровня. В этом случае с помощью вычислительного устройства рассчитывают траекторию РГБР для стрельбы в район действия АНПА и уточняют географическое место АНПА по известным координатам точки приводнения РГБР и относительного расположения от нее АНПА, шумопеленгатором которого фиксируют факт приводнения РГБР. В вычислительном устройстве вычисляют координаты подводного объекта, обнаруженного АНПА, параметры его движения, привязывая их к известным координатам РГБР. В случае необходимости рассчитывают параметры заградительного барьера РГБР или РСОПО, а также маневр АНПА для его перехода в новую точку для повторного поиска подводного объекта [13 - Патент RU 2578807 С2. Способ освещения подводной обстановки/ Новиков А.В., Корнеев Г.Н., Королев В.Э. - М.: ФИПС, 2016. Бюл. №9].The computing device is used to calculate the coordinates of the AUV moving in a given area according to the program for searching for underwater objects installed in its on-board control system. Using a computing device, the moment is determined when, under conditions of non-functioning satellite and sonar navigation systems, the accuracy of the AUVA navigation system decreases to a critical or predetermined level. In this case, using the computing device, the trajectory of the RSLR is calculated for firing at the AUVA area of operation and the geographical location of the AUVA is determined by the known coordinates of the splashdown point of the AUVR and the relative location of the AUVU from it, whose direction finder records the fact of the state of the AUVR. In the computing device, the coordinates of the underwater object detected by the AUV, the parameters of its movement are calculated, tying them to the known coordinates of the RBR. If necessary, calculate the parameters of the barrier of the RSLR or RSOPO, as well as the maneuver of the AUV to move to a new point to re-search the underwater object [13 - Patent RU 2578807 C2. A method of lighting underwater conditions / Novikov A.V., Korneev G.N., Korolev V.E. - M.: FIPS, 2016. Bull. No. 9].

РГБР и РСОПО предназначены для наблюдения за подводной средой в районе, ограниченном дальностью их действия, а также для передачи информации и сигналов управления по радио- и звукоподводной связи между пунктом управления и АНПА.The RSLR and RSOPO are designed to monitor the underwater environment in an area limited by their range, as well as to transmit information and control signals via radio and sound underwater communication between the control center and AUV.

РШЗ служит для передачи АНПА, удаленному от пункта управления, акустических сигналов управления, воспринимаемых его шумопеленгатором и устройством расшифровки сигналов.RShZ serves to transmit AUV, remote from the control point, acoustic control signals perceived by its noise finder and signal decoding device.

ВИЗ, входящий в состав РСОПО, предназначен для излучения мощного импульса акустической энергии и облучения ею окружающих предметов для последующего приема шумопеленгатором АНПА отраженных сигналов и обнаружения подводных объектов.The VIZ, which is part of the RSOPO, is intended for emitting a powerful pulse of acoustic energy and irradiating surrounding objects with it for the subsequent reception of reflected signals by the AUV noise detector and the detection of underwater objects.

Шумопеленгатор используется АНПА для ведения скрытного поиска подводных объектов и обнаружения приводнившихся РГБР или РГБ.The ANPA noise finder is used to conduct a covert search for underwater objects and to detect splashed RSLR or RSL.

Акустический модем служит для быстрой передачи большого объема информации по каналу звукоподводной связи между пунктом управления, АНПА, РГБР и РСОПО.An acoustic modem is used to quickly transfer a large amount of information through the sound-under-air communication channel between the control center, AUV, RSLR and RSOPO.

Сигнальное устройство предупреждает оператора пункта управления АНПА звуковым и/или световым сигналом о важных событиях в работе СОПО: обнаружении подводного объекта, снижении требуемой точности позиционирования места бортовой навигационной системы АНПА, а также потери контакта с подводным объектом.The signal device warns the operator of the control unit of the AUV with a sound and / or light signal about important events in the operation of FOSS: detection of an underwater object, lowering the required accuracy of positioning of the onboard navigation system of the AUV, as well as loss of contact with the underwater object.

Техническое осуществление предлагаемой системы освещения подводной обстановки и взаимодействие ее элементов друг с другом поясняются чертежами, на которых:The technical implementation of the proposed underwater lighting system and the interaction of its elements with each other are illustrated by drawings, in which:

фиг. 1 - схема работы существующей СОПО с АНПА;FIG. 1 - scheme of the existing FOSS with AUV;

фиг. 2 - схема работы предлагаемой СОПО с АНПА.FIG. 2 - scheme of the proposed FOSS with AUV.

На фиг. 1 показана схема работы СОПО с АНПА, являющейся прототипом изобретения. Основные элементы такой СОПО: 1 - пункт управления (надводный корабль или береговой пост), 2 - АНПА, 3 - подводный объект (цель), 4 – приемо-передающие устройства подсистемы звукоподводной связи (ЗПС), 5 - гидролокатор АНПА, 6 - подсистема космической навигации, 7 - навигационный космический аппарат (КА), 8 - канал связи АНПА с КА, 9 - гидроакустическая навигационная подсистема (ГНПС) АНПА, 10 - элемент ГНПС, 11 - канал связи ГНПС, 12, 13 - канал контроля подводного объекта, в котором 12 - излучающий сигнал гидролокатора АНПА, 13 - отраженный от подводного объекта сигнал гидролокатора, 14, 15 - канал управления и связи пункта управления с АНПА, в котором 14 - информация, передаваемая АНПА на пункт управления об обнаружении цели, 15 - команды пункта управления АНПА.In FIG. 1 shows a diagram of the work of FOSS with AUV, which is a prototype of the invention. The main elements of such a FOSS: 1 - control point (surface ship or coastal post), 2 - ANPA, 3 - underwater object (target), 4 - transceiver devices of the sound subsystem (ZPS), 5 - sonar ANPA, 6 - subsystem space navigation, 7 - navigation spacecraft (SC), 8 - communication channel of the AUV with the spacecraft, 9 - hydro-acoustic navigation subsystem (GNPS) of the ANPA, 10 - element of the GPS, 11 - communication channel of the GPS, 12, 13 - control channel of the underwater object, in which 12 is the radiating signal of the sonar AUV, 13 is reflected from the underwater object cash sonar, 14, 15 - the control channel and the communication control station with AUV in which 14 - information transmitted AUV paragraph about the discovery of management objectives, 15 - Team AUV control point.

На фиг. 2 схематично показаны элементы системы освещения подводной обстановки, где 1 - пункт управления (надводный корабль или береговой пост), 2 - АНПА, 3 - искомый подводный объект, 4 - приемо-передающие устройства подсистемы звукоподводной связи (ЗПС), 14, 15 - канал управления АНПА и связи его с пунктом управления, в котором 14 - информация, передаваемая АНПА через РГБ (16) на пункт управления по каналу связи (21), 15 - команда управления АНПА, передаваемая с пункта управления (1) через РГБ (16) по каналу связи (21), 16 - РГБ (РГБР), 17 - ВИЗ, 18 - шумопеленгатор, 19 - РШЗ, 20 - радиоантенна, 21, 22, 23 - каналы связи пункта управления с РГБ (РГБР), ВИЗ и РШЗ, 24 - шум, излучаемый движущимися подводным объектом и АНПА, а также приводнившимися РГБ (РГБР) и ВИЗ, 25 - акустический импульс, излучаемый ВИЗ, 26 - акустический импульс ВИЗ, отраженный от подводного объекта, 27 - команда управления АНПА, излучаемая РШЗ (19) и переданная по каналу связи (23) с пункта управления.In FIG. 2 schematically shows the elements of the lighting system of the underwater environment, where 1 is the control point (surface ship or coastal post), 2 is the AUV, 3 is the desired underwater object, 4 are the transceiver devices of the sound subsystem (ZPS), 14, 15 are the channels AUV control and its communication with a control point, in which 14 - information transmitted by AUV through RSL (16) to a control point via a communication channel (21), 15 - AUV control command transmitted from control point (1) through RSL (16) via the communication channel (21), 16 - RSL (RSLR), 17 - VIZ, 18 - noise finder, 19 - RShZ, 20 - glad Oantenna, 21, 22, 23 — communication channels of the control center with the RSL (RSLR), VIZ and RShZ, 24 — noise emitted by a moving underwater object and AUV, as well as splashed RSL (RSLR) and VIZ, 25 — the acoustic pulse emitted by VIZ 26 is the acoustic impulse of the VIZ reflected from the underwater object; 27 is the AUV control command emitted by the RShZ (19) and transmitted via the communication channel (23) from the control point.

Элементы 5-13 на фиг. 2 не показаны, так как их использование в предлагаемой СОПО не обязательно, хотя и возможно аналогично СОПО, приведенной на фиг. 1, где 5 - гидролокатор АНПА, 6 - подсистема космической навигации, 7 - навигационный космический аппарат (КА), 8 - канал связи АНПА с КА, 9 - гидроакустическая навигационная подсистема (ГНПС) АНПА, 10 - элемент ГНПС, 11 - канал связи ГНПС, 12, 13 - канал контроля подводного объекта, в котором 12 - излучающий сигнал гидролокатора АНПА, 13 - отраженный от подводного объекта сигнал гидролокатора.Elements 5-13 in FIG. 2 are not shown, since their use in the proposed FOSS is not necessary, although it is possible similarly to the FOSS shown in FIG. 1, where 5 is the ANPA sonar, 6 is the space navigation subsystem, 7 is the navigation spacecraft (SC), 8 is the communication channel of the ANPA with the spacecraft, 9 is the hydro-acoustic navigation subsystem (GNPS) of the ANPA, 10 is the GNPS element, 11 is the communication channel GNPS, 12, 13 - control channel of the underwater object, in which 12 is the emitting sonar signal of the AUV, 13 is the sonar signal reflected from the underwater object.

Достижение положительного эффекта при осуществлении предложенного устройства подтверждается сведениями, приведенными в Таблице 2 «Ожидаемые эксплуатационные свойства предложенного технического решения».The achievement of a positive effect in the implementation of the proposed device is confirmed by the information given in Table 2 "Expected operational properties of the proposed technical solution."

Figure 00000002
Figure 00000002

Figure 00000003
Figure 00000003

Таким образом, предлагаемая система освещения подводной обстановки способна обеспечить требуемую точность местоположения АНПА, когда в районе поиска не функционируют системы спутниковой и гидроакустической навигации, а также необходимое время наблюдения за обнаруженным подводным объектом при его попытке оторваться от наблюдения.Thus, the proposed underwater lighting system is able to provide the required accuracy of the AUV location when satellite and sonar navigation systems do not function in the search area, as well as the necessary time to observe the detected underwater object when it tries to break away from the observation.

Claims (1)

Система освещения подводной обстановки (СОПО), состоящая из пункта управления - надводного корабля и/или берегового поста, автономного необитаемого подводного аппарата (АНПА), канала управления и связи пункта управления с АНПА с приемо-передающими устройствами подсистемы звукоподводной связи, канала контроля подводного объекта гидролокатором АНПА, отличающаяся тем, что дополнительно в состав СОПО включаются радиогидроакустический буй реактивный (РГБР), и/или реактивный шифровой заряд (РШЗ), и/или реактивная система освещения подводной обстановки (РСОПО), канал контроля АНПА и подводного объекта посредством РГБР и/или РСОПО, канал управления и связи пункта управления с АНПА через РГБР, и/или РСОПО, и/или РШЗ, на АНПА дополнительно устанавливаются в канале контроля подводного объекта шумопеленгатор и в подсистеме звукоподводной связи акустический модем и устройство расшифровки сигналов шифрового заряда, на пункте управления устанавливаются пусковая установка для хранения и пуска АНПА, пусковая установка для хранения и пуска РГБР и/или РСОПО, вычислительное и сигнальное устройства, в подсистеме звукоподводной связи акустический модем.Underwater environment lighting system (FOSS), consisting of a control point — a surface ship and / or a coastal post, an autonomous uninhabited underwater vehicle (AUV), a control and communication channel of a control center with AUV with transceivers of the sound subsystem, an underwater object control channel ANPA sonar, characterized in that in addition to the composition of FOSS, a radioactive sonar buoy reactive (RSBR), and / or reactive cipher charge (RShZ), and / or reactive underwater lighting system are included positioners (RSOPO), the control channel of the AUV and the underwater object through the RSLR and / or the RSOPO, the control channel and the control center’s communication with the AUV through the RSLD, and / or the RSOPO, and / or RShZ, the ANP are additionally installed in the control channel of the underwater object a noise finder and in the subsystem of sound supply, an acoustic modem and a device for decrypting signals of an encrypted charge, a control unit for storing and starting AUV, a launcher for storing and starting RSLR and / or RSOPO, a computational and signal stroystva, subsystem sonar communication acoustic modem.
RU2016123043A 2016-06-09 2016-06-09 Underwater situation lighting system RU2648546C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2016123043A RU2648546C1 (en) 2016-06-09 2016-06-09 Underwater situation lighting system

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2016123043A RU2648546C1 (en) 2016-06-09 2016-06-09 Underwater situation lighting system

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2648546C1 true RU2648546C1 (en) 2018-03-26

Family

ID=61707842

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2016123043A RU2648546C1 (en) 2016-06-09 2016-06-09 Underwater situation lighting system

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2648546C1 (en)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2724245C1 (en) * 2019-05-20 2020-06-22 Акционерное Общество "Концерн "Океанприбор" Method of displaying hydrolocation information
RU2725706C1 (en) * 2019-11-18 2020-07-03 Российская Федерация, от имени которой выступает ФОНД ПЕРСПЕКТИВНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ Method of scanning space by sonar for providing safe navigation of an autonomous unmanned underwater vehicle
RU201786U1 (en) * 2018-06-09 2021-01-13 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" AUTOMATIC DEVICE FOR SPATIAL ORIENTATION OF A MOVING UNDERWATER OBJECT
RU2748503C2 (en) * 2019-08-26 2021-05-26 Юрий Иосифович Полевой Combat missile flight control method

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2510353C2 (en) * 2012-02-28 2014-03-27 Федеральное государственное военное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Военный учебно-научный центр Военно-Морского Флота "Военно-морская академия имени Адмирала Флота Советского Союза Н .Г. Кузнецова" Jet system for underwater environment survey
RU2538440C2 (en) * 2013-03-25 2015-01-10 Открытое акционерное общество "Государственный научно-исследовательский навигационно-гидрографический институт" (ОАО "ГНИНГИ") Underwater situation presenting system
US8995229B2 (en) * 2011-03-25 2015-03-31 Teledyne Instruments, Inc. Determining a position of a submersible vehicle within a body of water
RU2578807C2 (en) * 2014-07-10 2016-03-27 Федеральное государственное унитарное предприятие "Крыловский государственный научный центр" (ФГУП "Крыловский государственный научный центр") Method of illuminating underwater environment

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8995229B2 (en) * 2011-03-25 2015-03-31 Teledyne Instruments, Inc. Determining a position of a submersible vehicle within a body of water
RU2510353C2 (en) * 2012-02-28 2014-03-27 Федеральное государственное военное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Военный учебно-научный центр Военно-Морского Флота "Военно-морская академия имени Адмирала Флота Советского Союза Н .Г. Кузнецова" Jet system for underwater environment survey
RU2538440C2 (en) * 2013-03-25 2015-01-10 Открытое акционерное общество "Государственный научно-исследовательский навигационно-гидрографический институт" (ОАО "ГНИНГИ") Underwater situation presenting system
RU2578807C2 (en) * 2014-07-10 2016-03-27 Федеральное государственное унитарное предприятие "Крыловский государственный научный центр" (ФГУП "Крыловский государственный научный центр") Method of illuminating underwater environment

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU201786U1 (en) * 2018-06-09 2021-01-13 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" AUTOMATIC DEVICE FOR SPATIAL ORIENTATION OF A MOVING UNDERWATER OBJECT
RU2724245C1 (en) * 2019-05-20 2020-06-22 Акционерное Общество "Концерн "Океанприбор" Method of displaying hydrolocation information
RU2748503C2 (en) * 2019-08-26 2021-05-26 Юрий Иосифович Полевой Combat missile flight control method
RU2725706C1 (en) * 2019-11-18 2020-07-03 Российская Федерация, от имени которой выступает ФОНД ПЕРСПЕКТИВНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ Method of scanning space by sonar for providing safe navigation of an autonomous unmanned underwater vehicle

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Button et al. A survey of missions for unmanned undersea vehicles
Yan et al. Development and missions of unmanned surface vehicle
RU2648546C1 (en) Underwater situation lighting system
US6118066A (en) Autonomous undersea platform
RU2578807C2 (en) Method of illuminating underwater environment
RU2654435C1 (en) Underwater vehicle-hunter
RU2655592C1 (en) Method and device for illuminating underwater environment
RU2709059C1 (en) Underwater situation illumination method and device for its implementation
RU2640598C1 (en) Underwater complex
RU2269449C1 (en) Method of protection of water area against underwater diversion forces and device for realization of this method
RU2659314C2 (en) Water area protection system
Fernandez et al. Synthetic aperture sonar on AUV
Railey Demonstration of passive acoustic detection and tracking of unmanned underwater vehicles
RU2659213C2 (en) Method of the underwater facility protection
RU2668494C2 (en) Method for protecting water area
RU2681476C2 (en) Method of illuminating underwater environment
Song Design of Large Diameter Mine Countermeasure Hybrid Power Unmanned Underwater Vehicle
Feng Research on Anti-submarine Warfare Scheme Design of Unmanned Surface Ship
RU2803404C1 (en) Underwater environment illumination ship
RU2789185C1 (en) Method for underwater illumination and neutralization of detected objects
Torres et al. Warship combat system selection methodology based on discrete event simulation
RU2735447C2 (en) Underwater situation illumination device
Furlong et al. Hunting submarines fom the air
Iwanowski Surveillance unmanned underwater vehicle
Fritz et al. Computer-aided detection of rapid, overt, airborne, reconnaissance data with the capability of removing oceanic noises