RU2696048C2 - Method for active protection of water area by impact-wave action on underwater object and device for its implementation - Google Patents
Method for active protection of water area by impact-wave action on underwater object and device for its implementation Download PDFInfo
- Publication number
- RU2696048C2 RU2696048C2 RU2017140499A RU2017140499A RU2696048C2 RU 2696048 C2 RU2696048 C2 RU 2696048C2 RU 2017140499 A RU2017140499 A RU 2017140499A RU 2017140499 A RU2017140499 A RU 2017140499A RU 2696048 C2 RU2696048 C2 RU 2696048C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- pulse
- peripheral
- central
- compression pulse
- wave
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F41—WEAPONS
- F41H—ARMOUR; ARMOURED TURRETS; ARMOURED OR ARMED VEHICLES; MEANS OF ATTACK OR DEFENCE, e.g. CAMOUFLAGE, IN GENERAL
- F41H13/00—Means of attack or defence not otherwise provided for
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Transducers For Ultrasonic Waves (AREA)
- Radar, Positioning & Navigation (AREA)
- Remote Sensing (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Measurement Of Velocity Or Position Using Acoustic Or Ultrasonic Waves (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к области способов и устройств обезвреживания подводных диверсантов и других подводных объектов и может быть использовано в системах защиты акватории и инфраструктуры промышленных и иных охраняемых объектов, расположенных во внутренних водоемах и на континентальном шельфе.The invention relates to the field of methods and devices for the disposal of underwater saboteurs and other underwater objects and can be used in protection systems for the water area and infrastructure of industrial and other protected objects located in inland waters and on the continental shelf.
Известен способ активной защиты акватории ударно-волновым воздействием на подводный объект, включающий импульсное электродинамическое инициирование ударно-волнового импульса сжатия, излучаемого в виде импульсного луча в направлении подводного объекта [1].A known method of active protection of the water area by shock-wave action on an underwater object, including pulsed electrodynamic initiation of a shock wave compression pulse emitted in the form of a pulse beam in the direction of the underwater object [1].
В данном известном способе ударно-волновое возмущение инициируют посредством электродинамического принципа инициирования, основанным на эффекте отталкивания противоположно текущих токов, в результате чего подвижная часть в виде диска сжимает соприкасающийся с ним слой водной среды, возбуждая в нем распространяющийся в направлении излучения ударно-волновой импульс (импульс сжатия), как правило, в виде плоской волны.In this known method, a shock wave perturbation is initiated by the electrodynamic principle of initiation, based on the effect of repelling opposite currents, as a result of which the movable part in the form of a disk compresses a layer of the water medium in contact with it, exciting a shock wave pulse propagating in it ( compression pulse), usually in the form of a plane wave.
Недостатком известного способа является то, что вследствие расходимости излучаемого луча в диапазоне не менее 40-45° по дистанции, давление достаточно быстро (единицы метров) спадает, становясь нелетальным (т.е. меньше 0,1-0,2 МПа) для биообъекта, что существенно снижает практическую значимость известного способа для охраны акватории от нежелательных (например, от подводных диверсантов) биообъектов. Без фокусировки уменьшить величину расходимости обеспечить невозможно из-за существования фактора ориентации направления звука в сторону среды с меньшей скоростью звука, т.е., в сторону от оси излучения в объем невозмущенной среды, где давление (и, соответственно, скорость звука) меньше давления возмущенной среды.The disadvantage of this method is that due to the divergence of the emitted beam in the range of at least 40-45 ° in distance, the pressure decreases quite quickly (units of meters), becoming non-lethal (i.e., less than 0.1-0.2 MPa) for the biological object , which significantly reduces the practical significance of the known method for the protection of water from undesirable (for example, from underwater saboteurs) bioobjects. Without focusing, it is impossible to reduce the divergence value due to the existence of a factor of orientation of the sound direction towards the medium with a lower sound velocity, i.e., away from the radiation axis into the volume of the unperturbed medium, where the pressure (and, accordingly, the speed of sound) is less than the pressure disturbed environment.
Кроме того, при достаточно большом угле расхождения луча (~45°) невозможно обеспечить избирательность воздействия, что существенно при необходимости подавления деятельности нежелательного биообъекта.In addition, with a sufficiently large angle of beam divergence (~ 45 °), it is impossible to ensure the selectivity of the effect, which is essential if it is necessary to suppress the activity of an undesirable biological object.
Известно устройство для реализации известного способа, включающее блок питания, блок управления, силовой блок в виде разрядного контура с импульсным конденсатором и коммутатором, погружной блок с импульсным электродинамическим излучателем с излучающей мембраной [1].A device for implementing the known method, comprising a power supply unit, a control unit, a power unit in the form of a discharge circuit with a pulse capacitor and a switch, a submersible block with a pulse electrodynamic emitter with a radiating membrane [1].
Недостатком устройства является то, что мембрана - плоская без элементов фокусировки и инициирует импульс сжатия в расходящемся луче, что способствует быстрому снижению амплитуды волны по дистанции. Кроме того, устройство не имеет гидроакустической системы (ГАС) обнаружения объекта и наведения луча, что значительно увеличивает вероятность повреждения объектов, не находящихся в зоне интереса.The disadvantage of this device is that the membrane is flat without focusing elements and initiates a compression pulse in a diverging beam, which contributes to a rapid decrease in the amplitude of the wave over the distance. In addition, the device does not have a hydroacoustic system (GAS) for object detection and beam guidance, which significantly increases the likelihood of damage to objects that are not in the zone of interest.
Наиболее близким к заявляемому техническому изобретению по технической сущности и достигаемому техническому результату по способу воздействия на подводный объект является способ активной защиты акватории ударно-волновым воздействием на подводный объект, включающий электродинамическое инициирование излучателем ударно-волнового импульса сжатия, излучаемого в направлении подводного объекта импульсного луча, фокусируемого периферийной и центральной компонентами излучателя с образованием динамического звукового канала, [2].The closest to the claimed technical invention in terms of technical nature and the technical result achieved by the method of exposure to the underwater object is a method of actively protecting the water area by shock-wave action on the underwater object, including the electrodynamic initiation by the emitter of a shock wave compression pulse emitted in the direction of the underwater object of the pulse beam, focused by the peripheral and central components of the emitter with the formation of a dynamic sound channel, [2].
В известном способе уже возможно достижение дальних (по крайней мере, до 200-300 метров) дистанций избирательного (из-за наличия встроенной системы точного наведения луча) воздействия на подводный объект с амплитудой импульса и приведенной длительностью инициируемой волны, достаточными для эффективного воздействия на нежелательный подводный биообъект.In the known method, it is already possible to achieve long-range (at least up to 200-300 meters) selective distances (due to the built-in accurate beam guidance system) of exposure to an underwater object with a pulse amplitude and reduced duration of the initiated wave, sufficient to effectively influence the undesirable underwater bioobject.
Недостатком способа является то, что при инициации единичного импульса сжатия доставить в зону интереса высокоамплитудный (не менее, чем 0,2 МПа) импульс микросекундного диапазона в диапазоне приведенной (поскольку при инициации импульса сжатия длина волны рассчитывается по фронту первой полуволны) длины волны от 1 до 3 см (для воздействия на относительно малоразмерные в десятки см объекты) на дальние (более 200 м) дистанции представляется достаточно сложной задачей из-за технических трудностей такой «компоновки» по времени, амплитуде и приведенной длины воны, при которой достигаются максимальная дальность и амплитуда импульса в луче. А более длинные, чем 3 см волны с приемлемой для воздействия на объект амплитудой и энергетикой сфокусировать с использованием технически эксплуатационных диаметров (не более 1,0-1,5 м) фокусирующих устройств на дальние дистанции классическим способом или даже в режиме со звуковым каналом весьма затруднительно без существенных потерь энергетики луча вследствие его расходимости.The disadvantage of this method is that when initiating a single compression pulse, deliver to the zone of interest a high-amplitude (not less than 0.2 MPa) microsecond pulse in the reduced range (since when a compression pulse is initiated, the wavelength is calculated from the front of the first half-wave) wavelength from 1 up to 3 cm (for impact on relatively small tens of cm objects) over long (more than 200 m) distances is a rather difficult task due to the technical difficulties of such a “layout” in time, amplitude and at ction wons length at which the maximum pulse amplitude range and in the beam. And to focus waves longer than 3 cm with an amplitude and energy acceptable for influencing the object using focusing devices with technically operational diameters (not more than 1.0-1.5 m) over long distances in the classical way or even in the mode with an audio channel difficult without significant loss of energy of the beam due to its divergence.
Наиболее близким к заявляемому техническому изобретению по технической сущности и достигаемому техническому результату для устройства реализации предлагаемого способа является устройство активной защиты акватории ударно-волновым воздействием на подводный объект, включающее блок питания, блок управления, силовой блок в виде двух разрядных контуров с импульсным конденсатором и коммутатором в каждом из контуров, погружной блок с импульсным электродинамическим излучателем с двухкомпонентной периферийной и центральной излучающими мембранами и блоком наведения луча с гидроакустической системой с передающим и приемными элементами [2].The closest to the claimed technical invention in terms of technical nature and the technical result achieved for the device implementing the proposed method is a device for active protection of the water area by shock-wave action on an underwater object, including a power supply unit, a control unit, a power unit in the form of two discharge circuits with a pulse capacitor and a switch in each circuit, a submersible unit with a pulsed electrodynamic emitter with a two-component peripheral and central emitting membranes and a beam guidance unit with a hydroacoustic system with transmitting and receiving elements [2].
За счет наличия двухконтурной разрядной системы, соосных периферийной (кольцо) и центральной (диск) излучающих фокусирующих мембран, инициируемых от различных разрядных контуров, наличия встроенной ГАС высокой точности с несколькими приемными и излучающим элементами, реализуется принцип создания импульсного ударно-волнового луча с режимом динамического звукового канала (т.е. «оболочка» канала с отличающимися от гидростатического давления амплитудами выполняет технологическую роль «поддержки» или уменьшения вероятности расхождения центральной или рабочей части канала для эффективного переноса максимального количества энергии к подводному объекту). Таким образом, конструкция известного устройства позволяет существенно увеличить дистанции для эффективного воздействия на нежелательный объект (биообъект).Due to the presence of a double-circuit discharge system, coaxial peripheral (ring) and central (disk) emitting focusing membranes, initiated from various discharge circuits, the presence of a built-in high-accuracy GAS with several receiving and radiating elements, the principle of creating a pulsed shock-wave beam with a dynamic mode is realized sound channel (ie, the “shell” of the channel with amplitudes different from hydrostatic pressure plays the technological role of “supporting” or reducing the likelihood of discrepancy the central or working part of the channel for the effective transfer of the maximum amount of energy to the underwater object). Thus, the design of the known device can significantly increase the distance to effectively affect an undesirable object (bioobject).
Недостатком известного устройства является то, что при практическом применении оказалось достаточно трудно заранее подобрать оптимальную величину разницы времени запуска между моментом срабатывания центральной и периферийной компонентов для создания устойчивого по требуемой дистанции динамического звукового канала, во-первых, из-за многообразия характеристик среды (соленость водной среды, температура) в зоне инициации, а во-вторых, из-за наличия возможности установок в блоке управления (и контроля) электрических параметров по заряду импульсных конденсаторов и времени запуска компонентов мембраны без учета реальных характеристик выходящего из излучающих мембран импульса сжатия.A disadvantage of the known device is that in practical application it turned out to be rather difficult to select in advance the optimal value of the difference in the start time between the moment the central and peripheral components are triggered in order to create a dynamic sound channel that is stable over the required distance, firstly, due to the variety of environmental characteristics (water salinity environment, temperature) in the initiation zone, and secondly, due to the availability of settings in the control unit (and control) of electrical parameters for charge pulse capacitors and the start time of the membrane components excluding real characteristics exiting the emitting membranes pulse compression.
В целом, это приводит к существенным (десятки и более секунд) потерям времени на подбор предполагаемого оптимального варианта запуска из числа ранее созданной базы данных, а также к снижению эффективности ударно-волнового воздействия на подводные объекты из-за невозможности учета характеристик импульса в среде и, соответственно, к преждевременному снижению амплитуд в центральной (рабочей) части луча и повышению вероятности расхождения луча по дистанции его распространения, что негативно сказывается на дальности воздействия на подводный объект.In general, this leads to significant (tens or more seconds) time losses for selecting the proposed optimal launch option from among the previously created database, as well as to a decrease in the efficiency of shock-wave action on underwater objects due to the impossibility of taking into account the characteristics of the pulse in the medium and , accordingly, to a premature decrease in amplitudes in the central (working) part of the beam and an increase in the probability of the beam diverging in its propagation distance, which negatively affects the range of exposure to the underwater th object.
Именно на решение задачи повышения эффективности ударно-волнового воздействия на подводные объекты при одновременном обеспечении снижения вероятности расхождения луча и повышения дальности воздействия направлено настоящее изобретение.It is the solution of the problem of increasing the efficiency of shock-wave action on underwater objects while ensuring a decrease in the probability of beam divergence and an increase in the range of action of the present invention.
Этот технический результат по предлагаемому способу достигается тем, что импульс сжатия от центральной компоненты инициируют позже импульса сжатия от периферийной компоненты, причем сдвиг между временами начала инициации от компонентов больше длительности фронта импульса сжатия от периферийной компоненты, при этом длительность волны от периферийного импульса сжатия больше длительности волны от центрального импульса сжатия.This technical result according to the proposed method is achieved in that the compression pulse from the central component is initiated later than the compression pulse from the peripheral component, and the shift between the initiation times from the components is longer than the front of the compression pulse from the peripheral component, while the wavelength from the peripheral compression pulse is longer than the duration waves from a central compression pulse.
Кроме того, инициирование осуществляют пачкой импульсов сжатия, причем частоту посылок импульсов в пачке выбирают в диапазоне от 5 до 30 Гц.In addition, the initiation is carried out by a packet of compression pulses, and the frequency of sending pulses in the packet is selected in the range from 5 to 30 Hz.
Благодаря тому, что, импульс сжатия от центральной компоненты инициируют позже импульса сжатия от периферийной компоненты, причем сдвиг между временами начала инициации от компонентов больше длительности фронта импульса сжатия от периферийной компоненты, то распространение рабочего луча от центральной компоненты проходит в внутри периферийного поля давления, превышающего гидростатическое поле внешней среды, что не позволяет рабочему лучу расходится, сохраняя высокую плотность энергии по рабочему сечению луча в течение всего времени действия внутренней части периферийного луча (внешняя часть периферийного луча расходится также, как и при обычной классической фокусировке сферическим рефлектором.Due to the fact that the compression pulse from the central component is initiated later than the compression pulse from the peripheral component, and the shift between the initiation times from the components is greater than the duration of the compression pulse front from the peripheral component, the propagation of the working beam from the central component takes place inside the peripheral pressure field exceeding hydrostatic field of the external environment, which does not allow the working beam to diverge, while maintaining a high energy density over the working section of the beam throughout the entire time action inside of the peripheral beam (outer peripheral portion of the beam diverges, as in ordinary classical focusing spherical reflector.
Также, за счет того, что длительность волны от периферийного импульса сжатия больше длительности волны от центрального импульса сжатия, условия по «поддержке» периферийным лучом рабочего (от центральной компоненты) луча сохраняются по всей дистанции пробега центрального луча, поскольку периферийный луч имеет меньший уровень затухания по частотным характеристикам распространения волны (чем меньше частота волны, тем больше ее пробег по дистанции, например, до уровня затухания в 6 дБ от исходного уровня). В целом, за счет снижения величины расходимости, это приводит к увеличению дистанции пробега в 2-8 раз, соответственно, для длин волн 1,0-2,5 см по существованию амплитуды давления на уровне в 6 дБ от инициируемой.Also, due to the fact that the wavelength from the peripheral compression pulse is longer than the wavelength from the central compression pulse, the conditions for the peripheral beam to “support” the working (from the central component) beam are maintained over the entire distance of the central beam, since the peripheral beam has a lower level of attenuation according to the frequency characteristics of the wave propagation (the lower the wave frequency, the greater its distance travel, for example, to the attenuation level of 6 dB from the initial level). In general, due to a decrease in the divergence value, this leads to an increase in the travel distance by 2–8 times, respectively, for wavelengths of 1.0–2.5 cm due to the existence of a pressure amplitude of 6 dB from the initiating one.
Вследствие того, что инициирование осуществляют пачкой импульсов сжатия, а частоту посылок импульсов в пачке выбирают в диапазоне от 5 до 30 Гц, реализуется не только режим эффективного воздействия на биообъекты с давлением на фронте 4,0-40 кПа и частотой 5-7 Гц как наиболее негативный для организма человека, приводящий к повреждениям различных (в, основном, там, где имеется воздух - легкие, ушные раковины, полость живота и т.п.) органов, но и для воздействия на элементы гидроакустических систем в диапазоне от 15 до 30 Гц, реализуется синергетический (или накопительный) эффект воздействия на объект, при котором каждый последующий импульс вызывает более высокий уровень повреждения объекта, вследствие того, что накопленная в зоне воздействия энергия еще не успела рассеяться в пограничные области. Более того, пачечный вариант подвода энергии к объекту в указанном диапазоне существенно (до 5 раз) снижает амплитудные характеристики воздействия по отношению к единичному воздействию (при одном и том же уровне повреждения зоны интереса). Нижняя величина диапазона частоты посылок импульсов выбрана из условия увеличения вероятности попадания одной пачки импульсов при движении биообъекта со скоростью ~1 м/с при среднем размере сечения луча в 60-80 см и линейном размере объекта ~2 м. Верхняя величина предела диапазона частоты посылок импульсов сжатия выбрана по условиям обработки (одной или двумя пачками импульсов) близких к друг другу зон обработки в объекте даже при движении биообъекта со скоростью до ~3 м/с (максимальной для современных подводных буксировщиков аквалангистов с учетом возможностей человеческого организма сопротивлению нагрузке набегающего потока).Due to the fact that the initiation is carried out by a packet of compression pulses, and the frequency of sending pulses in a packet is selected in the range from 5 to 30 Hz, not only is the regime of effective action on biological objects with a pressure at the front of 4.0-40 kPa and a frequency of 5-7 Hz as most negative for the human body, leading to damage to various (mainly where there is air - lungs, auricles, abdominal cavity, etc.) organs, but also for exposure to elements of hydroacoustic systems in the range from 15 to 30 Hz, synergistic (or cumulative) effect of the impact on the object, in which each subsequent pulse causes a higher level of damage to the object, due to the fact that the energy accumulated in the impact zone has not yet had time to dissipate into the boundary regions. Moreover, the packaged version of the energy supply to the object in the specified range significantly (up to 5 times) reduces the amplitude characteristics of the exposure with respect to a single exposure (at the same level of damage to the zone of interest). The lower value of the pulse sending frequency range is selected from the condition that the probability of one burst of pulses getting hit when the biological object moves at a speed of ~ 1 m / s with an average beam cross section size of 60-80 cm and the linear object size is ~ 2 m. The upper value of the limit of the pulse sending frequency range Compression is selected according to the processing conditions (with one or two bursts of pulses) of the processing zones close to each other in the object even when the biological object moves at a speed of up to ~ 3 m / s (maximum for modern underwater scuba divers taking into account the capabilities of the human body resistance of the incident flow load).
Диапазон выбран, с одной стороны, с перекрытием двухоктавного (от 6 до 18 Гц) для биообъекта) правила распределения резонансных частот в биообъекте, относительно усредненной частоты в 6 Гц, а с другой стороны для обеспечения гарантированного (с подведением достаточного, не менее 0,5 Дж в импульсе, объема энергии) эффекта повреждения подводного объекта при пачечном воздействии на пассивные гидроакустические приемные элементы и, соответственно, электронные компоненты противодесантных мин.The range is selected, on the one hand, with overlapping of the two-octave (from 6 to 18 Hz) for the bioobject) rules for the distribution of resonant frequencies in the bioobject, relative to the averaged frequency of 6 Hz, and on the other hand, to ensure the guaranteed (with summing up sufficient, at least 0, 5 J per pulse, energy volume) of the effect of damage to an underwater object when it is exposed to passive sonar receiving elements and, accordingly, the electronic components of anti-landing mines.
Указанная совокупность существенных признаков настоящего способа достигается в устройстве для реализации способа.The specified set of essential features of the present method is achieved in a device for implementing the method.
Технический результат по настоящему изобретению достигается тем, что в устройство активной защиты акватории ударно-волновым воздействием на подводный объект, включающее блок питания, блок управления, силовой блок в виде двух разрядных контуров с импульсным конденсатором и коммутатором в каждом из контуров, погружной блок с импульсным электродинамическим излучателем с двухкомпонентной периферийной и центральной излучающими мембранами и блоком наведения луча с гидроакустической системой с передающим и приемными элементами, отличающееся тем, что, силовой блок имеет дроссельные вставки, пультовой блок - анализатор акустического сигнала, а погружной блок - датчики импульсного давления, телескопическую штангу с поворотным звеном, причем датчики давления закреплены на поворотном звене с возможностью установочного размещения каждого из датчиков давления оппозитно периферийной и центральной излучающим мембранам.The technical result of the present invention is achieved by the fact that in the device for active protection of the water area by shock-wave action on an underwater object, including a power supply unit, a control unit, a power unit in the form of two discharge circuits with a pulse capacitor and a switch in each of the circuits, an immersion block with a pulse an electrodynamic emitter with a two-component peripheral and central radiating membranes and a beam guidance unit with a hydroacoustic system with transmitting and receiving elements, distinguishing the power unit has throttle inserts, the remote unit has an acoustic signal analyzer, and the submersible unit has pulse pressure sensors, a telescopic rod with a rotary link, and the pressure sensors are mounted on the rotary link with the possibility of installing each of the pressure sensors opposite to the peripheral and central radiating membranes.
Благодаря тому, что силовой блок имеет дроссельные вставки, пультовой блок - анализатор акустического сигнала, осуществляется оперативная возможность быстрого (не более 1-2 секунд) подбора длительности фронтов импульса сжатия от рабочей (центральной) и периферийной (технологической) компонент, таким образом, чтобы длина волны импульса сжатия от рабочей компоненты была меньше (как правило, на 2-5%) длины волны импульса сжатия от технологической компоненты.Due to the fact that the power unit has throttle inserts, the control unit is an acoustic signal analyzer, there is an operational possibility of quick (no more than 1-2 seconds) selection of the duration of the fronts of the compression pulse from the working (central) and peripheral (technological) components, so that the wavelength of the compression pulse from the working component was less (usually 2-5%) of the wavelength of the compression pulse from the technological component.
За счет того, что погружной блок имеет датчики импульсного давления, телескопическую штангу с поворотным звеном, а датчики давления закреплены на поворотном звене с возможностью установочного размещения каждого из датчиков давления оппозитно периферийной и центральной излучающим мембранам, осуществляется измерение истинной выходной амплитуды и длины волны инициируемых импульсов сжатия в зависимости от установленных на пультовом блоке энергетических параметров разрядных контуров рабочей и технологической компонент излучающего индуктора. Этот механизм оперативно оптимизирует такую связь между электрическими и акустическими параметрами устройства, при которой эффективность ударно-волнового воздействия на объект будет максимальна на любой (определяемой оператором и внешними условиями) дистанции воздействия.Due to the fact that the immersion unit has pulsed pressure sensors, a telescopic rod with a swivel link, and pressure sensors are mounted on the swivel link with the ability to install each of the pressure sensors opposite to the peripheral and central emitting membranes, the true output amplitude and wavelength of the initiated pulses are measured compression depending on the energy parameters of the discharge circuits of the working and technological components of the radiating uktora. This mechanism promptly optimizes such a relationship between the electrical and acoustic parameters of the device, in which the effectiveness of the shock-wave impact on the object will be maximum at any (determined by the operator and external conditions) exposure distance.
Сущность настоящего изобретения поясняется графическими материалами устройства для реализации способа активной защиты акватории ударно-волновым воздействием.The essence of the present invention is illustrated by the graphic materials of the device for implementing the method of active protection of the water area by shock-wave action.
На фиг. 1 показан общий вид устройства активной защиты акватории ударно-волновым воздействием.In FIG. 1 shows a General view of the device for active protection of the water area by shock-wave action.
Устройство (фиг. 1) активной защиты акватории ударно-волновым воздействием на подводный объект содержит блок 1 питания, пультовой блок 2 управления, силовой блок 3 в виде двух разрядных контуров 4 и 5 с импульсным конденсатором 6 и коммутатором 7 в каждом из контуров 4 и 5, погружной блок 8 с импульсным электродинамическим излучателем 9 с двухкомпонентной периферийной 10 и центральной 11 излучающими мембранами и блоком 12 наведения луча с гидроакустической системой 13 с передающим 14 и приемными 15 элементами. Силовой блок 3 имеет дроссельные вставки 16, пультовой блок 2 - анализатор 17 акустического сигнала, а погружной блок 8 - датчики 18 импульсного давления, телескопическую штангу 19 с поворотным звеном 20, причем датчики 18 давления закреплены на поворотном звене 20 с возможностью установочного размещения каждого из датчиков 18 давления оппозитно периферийной 10 и центральной 11 излучающим мембранам.The device (Fig. 1) for active protection of the water area by shock-wave action on an underwater object contains a power unit 1, a
В варианте стационарного размещения устройства, для осуществления процесса защиты охраняемого участка акватории от нежелательных (например, подводных диверсантов) подводных объектов устройство размещают стационарно на элементах прибрежной инфраструктуры и электродинамический излучатель помещают в водную среду на глубине от 1 до 4 м с ориентированием мембран 10 и 11 излучателя 9 в направлении зоны интереса. Электропитание устройства осуществляют посредством кабельной связи от источника электроэнергии помещений прибрежной инфраструктуры (не показана). При поступлении соответствующей команды о нахождении нежелательного подводного объекта в зоне (примерно в радиусе 400-500 м) действия, устройство приводят в режим готовности к применению. Режим готовности к применению заключается в том, что выдвигают телескопическую штангу 19 и за счет поворота звена 20 датчики 18 давления размещают (на расстоянии) 0,5-0,8 м оппозитно периферийной 10 и центральной 11 излучающим мембранам и одновременно посредством дроссельных вставок 16 устанавливают необходимую величину индуктивности периферийного разрядного контура 5 для инициации в периферийной мембране 11 необходимой для данной дистанции длины инициируемой волны. При стационарном размещении устройства необходимую базу данных для установки соответствующего режима инициации луча в зависимости от дистанции до цели накапливают заранее при производстве пристрелочных пусков и анализатора 17 акустического луча (для определения соответствия электрических параметров с параметрами выходного акустического луча).In the variant of stationary placement of the device, for the process of protecting the protected area from undesirable (for example, underwater saboteurs) underwater objects, the device is stationary on the elements of the coastal infrastructure and the electrodynamic emitter is placed in the aquatic environment at a depth of 1 to 4 m with the orientation of
Затем, возвращают датчики 16 давления в исходное положение и посредством блока 12 наведения луча излучатель 9 ориентируют в направление цели (не показана), определяют расстояние до цели идентифицируют цель и, при подтверждении идентификации цели, устанавливают величину совмещают с последней ось 21 излучателя 9 и производят подачу ударно-волнового импульса (или серии импульсов). Ударно-волновую обработку прекращают при наличии признаков поражения цели. В случае отсутствия признаков поражения цели варьируют установкой зарядного напряжения и величиной индуктивности периферийного разрядного контура 5 или (в крайнем случае) величиной индуктивности центрального разрядного контура 4.Then, the pressure sensors 16 are returned to their original position and, by means of the
В варианте размещения устройства на плавсредстве, обнаружение цели в зоне интереса осуществляют гидроакустическими средствами плавсредства или по информации, поступившей от стационарных гидроакустических средств для озвучивания акватории. Плавсредство перемещается в область нахождения нежелательного подводного объекта с учетом дальности действия устройства и затем производятся действия, аналогичные действиям при стационарном варианте размещения устройства.In the embodiment of placing the device on a watercraft, target detection in the zone of interest is carried out by hydroacoustic means of the watercraft or according to information received from stationary hydroacoustic means for scoring the water area. The ship moves to the area of the unwanted underwater object, taking into account the range of the device and then performs actions similar to the actions with the stationary version of the device.
При всех вариантах воздействия волну излучают в таком диапазоне положительных амплитуд, при которых крутизна амплитуды не позволяет вызывать кавитационные эффекты по мере распространения импульса сжатия, поскольку эти эффекты должны присутствовать только при встрече луча с подводным объектом в зоне интереса (т.е. с любым объектом, имеющим отличие по плотности от плотности водной среды как в положительную, так и отрицательную сторону).In all cases of exposure, the wave is emitted in such a range of positive amplitudes at which the steepness of the amplitude does not allow cavitation effects to occur as the compression pulse propagates, since these effects should be present only when the beam meets an underwater object in the zone of interest (i.e., with any object having a difference in density from the density of the aquatic environment in both positive and negative directions).
Предлагаемое устройство может быть использовано и для целей разминирования, например, противодесантных мин с гидроакустическими датчиками, поскольку в предлагаемом способе на малых дистанциях в фокальном пятне возможно достижение уровня амплитуд в 20-80 МПа, т.е. амплитуд, уже достаточных для физического разрушения диэлектрических подводных объектов при подаче на них необходимого количества (50-600) импульсов.The proposed device can also be used for mine clearing, for example, anti-landing mines with sonar sensors, since in the proposed method at a short distance in the focal spot it is possible to achieve an amplitude level of 20-80 MPa, i.e. amplitudes that are already sufficient for the physical destruction of dielectric underwater objects when applying the necessary number of (50-600) pulses to them.
В отличие от необходимых для обезвреживания, в соответствии с [1], объекта со сверхблизких (десятки см) расстояний, в предлагаемом способе устройство наводят на цель с дистанции в 20-30 м и воздействуют на подводный объект сфокусированным импульсным лучом, производя серию ударно-волновых импульсов, приводящих к выходу из строя гидроакустического датчика объекта. Используемая дистанция позволяет сохранить устройство в случае взрыва обезвреживаемого подводного объекта.In contrast to the object required for neutralization, in accordance with [1], from super-close (tens of cm) distances, in the proposed method, the device is aimed at a target from a distance of 20-30 m and is applied to the underwater object by a focused pulse beam, producing a series of shock wave pulses leading to failure of the sonar sensor of the object. The distance used allows you to save the device in the event of a detonated underwater object explosion.
Использование предлагаемого способа активной защиты акватории ударно-волновым воздействием на подводный объект и устройства для его осуществления, позволяет существенно (в 1,2-1,3 раза) повысить эффективность ударно-волнового воздействия на подводные объекты при одновременном обеспечении снижения вероятности расхождения луча и повышения (на 30%) дальности воздействия.Using the proposed method of active protection of the water area by shock-wave action on an underwater object and devices for its implementation, it can significantly (1.2-1.3 times) increase the efficiency of shock-wave action on underwater objects while reducing the likelihood of beam divergence and increase (30%) exposure range.
Источники информации, использованные при составлении описания:Sources of information used in the preparation of the description:
1. Система активной гидроакустической защиты (САГ-3) «Зевс». Каталог продукции ОАО «ТЕТИС КС», 2014, стр. 40-41.1. The system of active sonar protection (SAG-3) "Zeus". Product catalog of TETIS KS OJSC, 2014, pp. 40-41.
2. Патент РФ RU 2525328, B63G 7/06, опубл. 10.08.20142. RF patent RU 2525328, B63G 7/06, publ. 08/10/2014
Claims (3)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2017140499A RU2696048C2 (en) | 2017-11-21 | 2017-11-21 | Method for active protection of water area by impact-wave action on underwater object and device for its implementation |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2017140499A RU2696048C2 (en) | 2017-11-21 | 2017-11-21 | Method for active protection of water area by impact-wave action on underwater object and device for its implementation |
Publications (3)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2017140499A RU2017140499A (en) | 2019-05-21 |
| RU2017140499A3 RU2017140499A3 (en) | 2019-06-18 |
| RU2696048C2 true RU2696048C2 (en) | 2019-07-30 |
Family
ID=66636035
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2017140499A RU2696048C2 (en) | 2017-11-21 | 2017-11-21 | Method for active protection of water area by impact-wave action on underwater object and device for its implementation |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2696048C2 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2801544C1 (en) * | 2022-11-11 | 2023-08-10 | Российская Федерация, От Имени Которой Выступает Министерство Промышленности И Торговли Российской Федерации | Method of spatial orientation of the non-lethal impact system |
Citations (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5864517A (en) * | 1997-03-21 | 1999-01-26 | Adroit Systems, Inc. | Pulsed combustion acoustic wave generator |
| JP2001187384A (en) * | 1999-10-21 | 2001-07-10 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | Method for nonactivating and/or killing activity of harmful microorganisms and device thereof |
| RU33291U1 (en) * | 2003-06-26 | 2003-10-20 | Удинцев Дмитрий Николаевич | Means of active protection of water areas |
| RU2325061C1 (en) * | 2006-12-26 | 2008-05-27 | Григорий Николаевич Щербаков | Means of aquatorium active protection with stabilized electrohydraulic impact parameters |
| RU2339899C2 (en) * | 2007-01-09 | 2008-11-27 | Григорий Николаевич Щербаков | Method and device for electrohydraulic impact action at intruder in water |
| GB2470710A (en) * | 2005-12-23 | 2010-12-08 | Atlas Elektronik Gmbh | Method and apparatus for defence against persons intruding underwater |
| RU2451563C1 (en) * | 2010-10-28 | 2012-05-27 | Открытое акционерное общество "Тетис Про" | Apparatus for producing active effect on secure water body intruders |
| RU2525328C1 (en) * | 2012-12-21 | 2014-08-10 | Григорий Николаевич Щербаков | Method and apparatus for deactivating anti-landing mines and underwater reconnaissance robots |
| RU2585690C1 (en) * | 2014-12-17 | 2016-06-10 | Акционерное общество Научно-производственное объединение "Ударно-волновые технологии" (АО НПО "УВТ") | Method for active protection areas shock-wave action on underwater object and device for implementation |
-
2017
- 2017-11-21 RU RU2017140499A patent/RU2696048C2/en active
Patent Citations (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5864517A (en) * | 1997-03-21 | 1999-01-26 | Adroit Systems, Inc. | Pulsed combustion acoustic wave generator |
| JP2001187384A (en) * | 1999-10-21 | 2001-07-10 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | Method for nonactivating and/or killing activity of harmful microorganisms and device thereof |
| RU33291U1 (en) * | 2003-06-26 | 2003-10-20 | Удинцев Дмитрий Николаевич | Means of active protection of water areas |
| GB2470710A (en) * | 2005-12-23 | 2010-12-08 | Atlas Elektronik Gmbh | Method and apparatus for defence against persons intruding underwater |
| RU2325061C1 (en) * | 2006-12-26 | 2008-05-27 | Григорий Николаевич Щербаков | Means of aquatorium active protection with stabilized electrohydraulic impact parameters |
| RU2339899C2 (en) * | 2007-01-09 | 2008-11-27 | Григорий Николаевич Щербаков | Method and device for electrohydraulic impact action at intruder in water |
| RU2451563C1 (en) * | 2010-10-28 | 2012-05-27 | Открытое акционерное общество "Тетис Про" | Apparatus for producing active effect on secure water body intruders |
| RU2525328C1 (en) * | 2012-12-21 | 2014-08-10 | Григорий Николаевич Щербаков | Method and apparatus for deactivating anti-landing mines and underwater reconnaissance robots |
| RU2585690C1 (en) * | 2014-12-17 | 2016-06-10 | Акционерное общество Научно-производственное объединение "Ударно-волновые технологии" (АО НПО "УВТ") | Method for active protection areas shock-wave action on underwater object and device for implementation |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2801544C1 (en) * | 2022-11-11 | 2023-08-10 | Российская Федерация, От Имени Которой Выступает Министерство Промышленности И Торговли Российской Федерации | Method of spatial orientation of the non-lethal impact system |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| RU2017140499A3 (en) | 2019-06-18 |
| RU2017140499A (en) | 2019-05-21 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| RU2363993C9 (en) | Acoustic reflector | |
| KR101213043B1 (en) | Detecting and tracking radar, anti high speed mobile defence system having the same and tracking method of high speed mobile | |
| RU2301958C1 (en) | High-explosive non-isotropic warhead | |
| WO2019159422A1 (en) | Underwater acoustic deception system and underwater acoustic deception method | |
| NO152856B (en) | WEAPONS FOR A DESTROYING SUBMARINE, SPECIFICALLY UAVATOR | |
| AU2017384510A1 (en) | Optimised acoustic detection system for detecting various underwater threats in a sensitive zone | |
| RU2309872C1 (en) | Device for hydroacoustic observation of underwater signal and jamming situation | |
| RU2696048C2 (en) | Method for active protection of water area by impact-wave action on underwater object and device for its implementation | |
| CN113702980B (en) | Light torpedo acoustic guiding device and method | |
| Garwin | Will Strategic Submarines Be Vulnerable? | |
| RU2585690C1 (en) | Method for active protection areas shock-wave action on underwater object and device for implementation | |
| CA3047824A1 (en) | Modular distributed system for the acoustic detection of underwater threats in a sensitive zone | |
| KR101314653B1 (en) | Apparatus for intercepting underwater weapon and method thereof | |
| US7206257B1 (en) | Acoustic remote caviation as a destruction device | |
| US5229541A (en) | Torpedo safety system | |
| RU2681967C1 (en) | Water area active protection device by the shock-wave impact on the underwater object | |
| GB2470710A (en) | Method and apparatus for defence against persons intruding underwater | |
| JP6774305B2 (en) | Underwater object destruction system and underwater object destruction method | |
| RU2671801C2 (en) | Method for active protection areas shock-wave action on underwater object | |
| Garwin | Antisubmarine warfare and national security | |
| Howard | Fixed sonar systems: the history and future of the underwater silent sentinel | |
| CN108519585A (en) | Radar protection system and method | |
| RU2733732C1 (en) | Method of protecting surface ship and vessel from damage by torpedo | |
| RU2801544C1 (en) | Method of spatial orientation of the non-lethal impact system | |
| Chen et al. | Simulation-based effectiveness analysis of acoustic countermeasure for ship formation |