RU2760802C1 - Способ проводки судна через заминированный район моря - Google Patents
Способ проводки судна через заминированный район моря Download PDFInfo
- Publication number
- RU2760802C1 RU2760802C1 RU2021110362A RU2021110362A RU2760802C1 RU 2760802 C1 RU2760802 C1 RU 2760802C1 RU 2021110362 A RU2021110362 A RU 2021110362A RU 2021110362 A RU2021110362 A RU 2021110362A RU 2760802 C1 RU2760802 C1 RU 2760802C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- auv
- area
- passage
- vessel
- mine
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B63—SHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; RELATED EQUIPMENT
- B63G—OFFENSIVE OR DEFENSIVE ARRANGEMENTS ON VESSELS; MINE-LAYING; MINE-SWEEPING; SUBMARINES; AIRCRAFT CARRIERS
- B63G7/00—Mine-sweeping; Vessels characterised thereby
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
- G01S3/00—Direction-finders for determining the direction from which infrasonic, sonic, ultrasonic, or electromagnetic waves, or particle emission, not having a directional significance, are being received
- G01S3/80—Direction-finders for determining the direction from which infrasonic, sonic, ultrasonic, or electromagnetic waves, or particle emission, not having a directional significance, are being received using ultrasonic, sonic or infrasonic waves
- G01S3/8006—Multi-channel systems specially adapted for direction-finding, i.e. having a single aerial system capable of giving simultaneous indications of the directions of different signals
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Radar, Positioning & Navigation (AREA)
- Remote Sensing (AREA)
- Aviation & Aerospace Engineering (AREA)
- Control Of Position, Course, Altitude, Or Attitude Of Moving Bodies (AREA)
Abstract
Изобретение относится к способам проводки судов через заминированный район моря. При подходе к заминированному району судно стопорит ход и спускает на воду автономный необитаемый подводный аппарат (АНПА), оснащённый аппаратурой поиска мин. АНПА под управлением собственной системы управления погружается на глубину, оптимальную для поиска мин, включает все средства поиска мин и начинает движение галсами. В процессе движения система управления АНПА фиксирует в памяти вычислителя границы просмотренного прохода на предмет отсутствия мин, а также строит безопасную траекторию движения судна в виде ломаной линии, проходящей через середины галсов АНПА. При обнаружении мины система управления АНПА строит маршрут обхода судном обнаруженной мины. После завершения просмотра необследованной площади прохода АНПА начинает маневрировать параллельными галсами, но уже в новых границах прохода, если же при просмотре не обследованной площади прохода будет обнаружена новая мина, система управления АНПА заново корректирует траекторию судна, заново выявляет необследованную площадь прохода, рассчитывает траекторию АНПА, обеспечивающую просмотр не обследованной части площади прохода, и инициирует движение АНПА по этой траектории. При выходе из заминированного района АНПА всплывает на поверхность и по радиоканалу передаёт на судно построенную траекторию судна прохода через заминированный район в виде координат точек поворота, а также координаты обнаруженных мин, судно проходит район по траектории, полученной от АНПА, по завершении прохода берёт АНПА на борт и продолжает движение по намеченному маршруту. Достигается обеспечение поиска безопасного для судна прохода через заминированный район с использованием автономного необитаемого подводного аппарата АНПА. 6 ил.
Description
Изобретение относится к способам борьбы с минной опасностью на море, а конкретно к способам проводки судов через заминированный район моря.
Минирование морских акваторий является одним из наиболее эффективных и широко используемых способов уничтожения корабельного состава противника [1]. Минирование морских акваторий осуществляется как в военное время, так и во время локальных конфликтов и угрозы их возникновения. Минированию, в первую очередь, подлежат подходы к торговым портам и военно-морским базам, что нарушает гражданское и военное судоходство.
Современные морские мины делятся на плавающие, якорные, донные и заиленные (самозакапывающиеся в грунт) [2, 3]. Наиболее распространены донные и заиленные мины. Разновидностью донных мин являются мины-торпеды. Морские мины оснащены взрывателями, реагирующими на изменение гидроакустического, магнитного либо сейсмического поля. Для надёжности срабатывания мины, как правило, оборудуются несколькими типами взрывателей одновременно.
Радикальным способом борьбы с минной опасностью на море, если не удалось предотвратить установку мин, является полное разминирование заминированного района моря. Однако процесс разминирования может продолжаться длительное время. Поэтому зачастую возникает настоятельная необходимость осуществлять судоходство до полного разминирования района. До 80-х годов прошлого века проводка судов через заминированные районы осуществлялась тральщиками, которые шли впереди судна (каравана судов) и при помощи трала уничтожали мины, создавая безопасный проход [4].
Однако ввиду изобретения мин, устойчивых к тралению, в последние десятилетия на место тральщиков пришли противоминные корабли, которые, не отказываясь от траления, ориентированы, в первую очередь, на поиск и уничтожение отдельных мин [5].
Для поиска и классификации якорных и донных мин применяются высокочастотные гидролокаторы (в частности, вперёдсмотрящие гидролокаторы, многолучевые эхолоты, гидролокаторы бокового обзора), магнитометры и телевизионная аппаратура [6,7]. Поиск заиленных мин осуществляется низкочастотными гидролокаторами (профилографами) и магнитометрами [8]. Учитывая, что заранее, как правило, не известно, какие мины установлены в районе, приходится одновременно осуществлять поиск всех типов мин с применением комплекса поисковой аппаратуры.
Поскольку дальность эффективного обнаружения и классификации донных и заиленных мин лежит в пределах от десятков до сотен метров, необходимо, чтобы носители технических средств их поиска и классификации двигались в непосредственной близости от дна. Для этого современные противоминные корабли оснащаются телеуправляемыми и буксируемыми подводными аппаратами, заглубляемыми на нужную глубину.
Автономные необитаемые подводные аппараты (АНПА) являются дальнейшим развитием средств борьбы с минной опасностью, поскольку они имеют ряд преимуществ перед противоминными кораблями:
- исключают гибель людей при взрыве мины;
- обладают более низким уровнем физических полей, на которые реагируют взрыватели морских мин, что позволяет безопасно приближаться к минам на меньшее расстояние;
- способны маневрировать на оптимальной глубине для поиска и классификации мин.
При проводке судов через заминированный район мины, в интересах экономии времени проводки, как правило, не уничтожаются. Проводка состоит в поиске прохода через район, свободного от мин, ширина которого превышает удвоенное минимально допустимое безопасное расстояние между судном и миной (фиг.1).
Проблема состоит в том, что расстояние существенно (до 10 и более раз) превышает дистанцию обнаружения мин всех типов (см. фиг.1), что не позволяет найти безопасный проход через заминированный район путём однократного прохода АНПА по нему. Ввиду этого необходимо разработать специальный способ маневрирования АНПА для поиска прохода, свободного от мин, нужной ширины.
В качестве прототипа выберем способ проводки судна через заминированный район моря, описанный в [4]. Способ состоит в движении судна за тральщиком (противоминном кораблём), который с выставленным тралом движется прямолинейно заданным генеральным курсом (фиг.2).
Достоинство способа-прототипа состоит в его простоте, а недостаток в высокой вероятности подрыва судна на мине, поскольку, как было замечено выше, современные мины не реагируют на сигналы тралов и взрываются при проходе судов с высоким уровнем акустического и/или магнитного поля.
Решаемая техническая проблема – повышение безопасности проводки судов через заминированные районы.
Технический результат – обеспечения поиска безопасного для судна прохода через заминированный район с использованием автономного необитаемого подводного аппарата.
Указанный технический результат достигается выбором такого маневрирования АНПА, которое позволит проложить кратчайший маршрут судна через заминированный район заданным генеральным курсом, при котором судно не приближается к минам на расстояние, меньшее чем .
Идея заявляемого способа проиллюстрирована на фиг.3, на которой радиусы окружностей, построенных вокруг мин, равны . Судно должно обходить каждую обнаруженную мину по касательной к окружности радиуса , минимально отклоняясь от заданного генерального курса.
Заявляемый способ включает следующие действия:
При подходе к заминированному району судно стопорит ход, спускает на воду АНПА и ложится в дрейф в ожидании завершения работы АНПА по поиску безопасного прохода.
АНПА под управлением собственной системы управления погружается на глубину, оптимальную для поиска мин, включает все средства поиска мин и в точке (фиг.4) начинает движение галсами (синяя линия) перпендикулярными заданному генеральному курсу прохода через район. Длина каждого галса равна , т.е. удвоенной минимально допустимой дистанции приближения судна к мине за вычетом удвоенной дистанции обнаружения мины . Расстояние между галсами равно , т.е. удвоенной дистанции обнаружения мины. Двигаясь таким образом, АНПА обеспечивает просмотр полосы шириной (границы полосы показаны чёрными сплошными линиями). Одновременно с движением система управления АНПА строит траекторию безопасного движения судна (красная линия).
При обнаружении в точке (фиг.4) первой мины на дистанции её обнаружения система управления АНПА строит маршрут обхода судном обнаруженной мины, состоящий из двух галсов, проведённых по касательным к окружности бóльшего радиуса (радиус меньшей окружности, построенной вокруг мины, равен , радиус большей окружности равен ). Причём курс, соответствующий второму галсу, равен генеральному курсу судна.
Одновременно с маршрутом обхода мины система управления строит границы прохода в процессе обхода мины (чёрные линии на фиг.4, параллельные траектории судна на расстоянии от неё). Далее система управления АНПА проверяет, вся ли площадь прохода обследована на предмет наличия мин. В результате проверки устанавливает, что заштрихованная зелёным цветом на фиг. 4 область прохода осталась не обследованной.
Система управления рассчитывает траекторию АНПА, обеспечивающую просмотр не обследованной части прохода, и инициирует движение АНПА по этой траектории.
После завершения просмотра не обследованной части прохода АНПА начинает маневрировать параллельными галсами, но уже в новых границах прохода.
Если при просмотре не обследованной части прохода будет обнаружена новая мина (фиг.5), система управления АНПА корректирует траекторию судна при обходе первой обнаруженной мины (траектория судна, которая была построена до обнаружения второй мины показана штриховой красной линией, а новая траектория – сплошной красной линией). Также система управления АНПА выявляет не обследованную часть прохода судна, соответствующего новой траектории судна (заштрихована на фиг.5 коричневым цветом) и рассчитывает траекторию АНПА для её обследования с переходом на стандартное движение параллельным галсами поперёк построенной траектории судна.
Если в процессе осмотра не обследованной части прохода будет обнаружена новая мина, описанные действия будут повторены.
Описанный алгоритм управления АНПА реализуется при обнаружении каждой новой мины. На фиг.6 показано маневрирование АНПА и построенный маршрут судна при проходе через район, в процессе которого обнаружено 4 мины. Из рассмотрения фиг.6 следует, что при обнаружении каждой новой мины система управления АНПА должна корректировать траекторию судна и формировать маршрут АНПА для просмотра необследованной части прохода, построенного в соответствии с новой траекторией судна.
После преодоления всего заминированного района АНПА всплывает на поверхность, уточняет свои координаты с использованием спутниковой навигационной системы и передаёт по радиосвязи судну его траекторию в виде координат вершин ломаной линии (координат точек поворота), а также координаты обнаруженных мин.
Судно проходит заминированный район по траектории, построенно1 АНПА, по завершении прохода берёт АНПА на борт и продолжает движение по намеченному маршруту.
Из рассмотрения фиг.4-6 следует, что при движении судна по траектории, проложенной АНПА, оно не будет приближаться ни к одной из мин на расстояние, меньшее минимально допустимого . Кроме того, после обхода каждой обнаруженной мины судно ложится на генеральный курс, что обеспечивает минимальное отклонение от генерального курса при проходе через заминированный район.
Реализуемость и эффективность предлагаемого способа подтверждается результатами математического моделирования. Из этого можно сделать вывод, что заявленный технический результат – обеспечения поиска безопасного для судна прохода через заминированный район – можно считать достигнутым.
Источники информации:
1. Соловьев Ю. Совершенствование минно-торпедного оружия ВМС США // Зарубежное военное обозрение. 2015. №2.
2. Naval mine// https://en.wikipedia.org/wiki/Naval_mine.
3. How do naval mines work // https:interestingengineering.com/how-do-naval-mines-work.
4. Хвощ В.А. Тактика подводных лодок // М.: Воениздат. 1989. 264 с.
5. Jane's fighting ships. 2019-2020. Ed. Alex Pape. IHS Markit. 2020.
6. Naval sonar ASW and mine hunting // https://www.kongsberg.com/maritime/products/naval-systems/ASW.
7. Chapple P.B. Unsupervised detection of mine-like objects in seabed imagery from autonomous underwater vehicles // Proc. IEEE Oceans Conf. 2009. P.1–6.
8. Касаткин Б.А., Косарев Г.В. Результаты применения акустического профилографа для мониторинга морских акваторий с использованием алгоритмов синтезирования и фокусировки // Подводные исследования и робототехника. 2014. №1(17). С.33-38.
Claims (1)
- Способ проводки судна через заминированный район моря, отличающийся тем, что при подходе к заминированному району судно стопорит ход и спускает на воду автономный необитаемый подводный аппарат (АНПА), оснащённый аппаратурой поиска мин, АНПА под управлением собственной системы управления погружается на глубину, оптимальную для поиска мин, включает все средства поиска мин и начинает движение галсами, перпендикулярными заданному генеральному курсу прохода судна через район, с длиной каждого галса, равной удвоенной минимально допустимой дистанции приближения судна к мине
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2021110362A RU2760802C1 (ru) | 2021-04-14 | 2021-04-14 | Способ проводки судна через заминированный район моря |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2021110362A RU2760802C1 (ru) | 2021-04-14 | 2021-04-14 | Способ проводки судна через заминированный район моря |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2760802C1 true RU2760802C1 (ru) | 2021-11-30 |
Family
ID=79174152
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2021110362A RU2760802C1 (ru) | 2021-04-14 | 2021-04-14 | Способ проводки судна через заминированный район моря |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2760802C1 (ru) |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
GB1162714A (en) * | 1965-11-06 | 1969-08-27 | Inst Francais Du Petrole | System for Beaconing and Location at Sea for a Floating Rig or a Submarine Craft |
WO2012101423A2 (en) * | 2011-01-25 | 2012-08-02 | Subsea Asset Location Technologies Limited | Identification, detection and positioning of underwater acoustic reflectors |
RU2013101899A (ru) * | 2013-01-15 | 2014-07-20 | Алексей Викторович Бойков | Способ автоматической проводки судов по заданной траектории движения с использованием спутниковых навигационных систем и устройство для его осуществления |
RU2689281C1 (ru) * | 2018-09-17 | 2019-05-24 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт проблем морских технологий Дальневосточного отделения Российской академии наук (ИПМТ ДВО РАН) | Способ навигационно-информационной поддержки глубоководного автономного необитаемого подводного аппарата |
RU2702700C1 (ru) * | 2018-12-11 | 2019-10-09 | Акционерное общество "Концерн "Центральный научно-исследовательский институт "Электроприбор" | Способ позиционирования подводных объектов |
-
2021
- 2021-04-14 RU RU2021110362A patent/RU2760802C1/ru active
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
GB1162714A (en) * | 1965-11-06 | 1969-08-27 | Inst Francais Du Petrole | System for Beaconing and Location at Sea for a Floating Rig or a Submarine Craft |
WO2012101423A2 (en) * | 2011-01-25 | 2012-08-02 | Subsea Asset Location Technologies Limited | Identification, detection and positioning of underwater acoustic reflectors |
RU2013101899A (ru) * | 2013-01-15 | 2014-07-20 | Алексей Викторович Бойков | Способ автоматической проводки судов по заданной траектории движения с использованием спутниковых навигационных систем и устройство для его осуществления |
RU2689281C1 (ru) * | 2018-09-17 | 2019-05-24 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт проблем морских технологий Дальневосточного отделения Российской академии наук (ИПМТ ДВО РАН) | Способ навигационно-информационной поддержки глубоководного автономного необитаемого подводного аппарата |
RU2702700C1 (ru) * | 2018-12-11 | 2019-10-09 | Акционерное общество "Концерн "Центральный научно-исследовательский институт "Электроприбор" | Способ позиционирования подводных объектов |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
AU2018206756B2 (en) | Underwater system and method | |
US20150049588A1 (en) | Method for detecting naval mines and naval mine detection system | |
US20080087186A1 (en) | Method For The Destruction Of A Localized Mine | |
RU2654435C1 (ru) | Подводный аппарат-охотник | |
CN111190185B (zh) | 一种基于群体智能的水下掩埋雷自主探测方法及系统 | |
RU2648546C1 (ru) | Система освещения подводной обстановки | |
RU2760802C1 (ru) | Способ проводки судна через заминированный район моря | |
McNelly et al. | Evaluating integration of autonomous underwater vehicles into port protection | |
RU2709059C1 (ru) | Способ освещения подводной обстановки и устройство для его осуществления | |
Midtgaard et al. | Unmanned systems for stand-off underwater mine hunting | |
Constantinoiu et al. | UXO Assessment on the Romanian Black Sea Coast | |
Feng | Research on Anti-submarine Warfare Scheme Design of Unmanned Surface Ship | |
Railey | Demonstration of passive acoustic detection and tracking of unmanned underwater vehicles | |
RU2659213C2 (ru) | Способ охраны подводного объекта | |
Mapson | A mine countermeasures and mining update 2022 | |
Paglia et al. | DARPA'S autonomous minehunting and mapping technologies (AMMT) program an overview | |
George et al. | System of systems architecture for generic torpedo defence system for surface ships | |
RU2659314C2 (ru) | Система охраны водного района | |
Slocombe | Deployable mine counter measures | |
Kłos | Design of Mine Warfare Diving Technology. Standardisation Requirements | |
Xiao | Submarine warning detection methods of unmanned surface vessel | |
Fritz | Computer-aided detection of rapid, overt, airborne, reconnaissance data with the capability of removing oceanic noises | |
RU2584355C1 (ru) | Способ гидроакустического обеспечения противоторпедной защиты судов | |
Corfield et al. | 10. DEFENCE APPLICATIONS FOR UNMANNED UNDERWATER VEHICLES | |
Miętkiewicz | Possible Applicattions of USVs in Polish Navy |