ГИДРОАКУСТИЧЕСКАЯ АНТЕННА

Полезная модель относится к области гидроакустики, а именно к проектированию многоэлементных антенн, содержащих стержневые пьезокерамические преобразователи, для гидроакустических комплексов, устанавливаемых на стационарных объектах, на надводных кораблях и подводных лодках.
Известны многоэлементные гидроакустические антенны, состоящие из стержневых пьезокерамических преобразователей, объединенных единой несущей конструкцией в виде сплошного каркаса антенны со сквозными отверстиями для установки в них преобразователей. Подобным образом реализуются гидроакустические антенны плоской [1, 2], цилиндрической [1, 3] и сферической формы [4].
Наиболее близким по количеству общих признаков к предлагаемой полезной модели является конструкция плоской гидроакустической антенны, выполненной в виде плоской правильной эквидистантной антенной решетки, в которой отдельные герметичные стержневые пьезокерамические преобразователи, каждый из которых заключен в металлический цилиндрический корпус, закреплены на сплошном каркасе антенны [1]. Наружные поверхности круглых передних накладок стержневых преобразователей расположены в плоскости рабочей поверхности гидроакустической антенны на заданном расстоянии между их центрами.
Недостатком известной конструкции гидроакустической антенны является наличие единой несущей конструкции в виде сплошного каркаса со сквозными отверстиями для установки в них герметичных преобразователей, который имеет фиксированные размер и конфигурацию, большие весогабаритные характеристики, высокую трудоемкость монтажа на объекте-носителе и невозможность оперативно изменять размеры и конфигурацию антенны при различных условиях ее эксплуатации.
Задачей полезной модели является снижение весогабаритных характеристик гидроакустической антенны, повышение технологичности ее сборки и снижение стоимости.
При этом технический результат заключается в уменьшении веса и габаритов заявленной антенны, упрощении доставки и сборки гидроакустической антенны на месте использования, обеспечении возможности оперативного изменения конфигурации и размеров плоской гидроакустической антенны применительно к условиям ее размещения на объектах-носителях разных типов, удешевлении и снижении трудозатрат и стоимости изготовления гидроакустической антенны.
Для решения поставленной задачи в гидроакустической антенне, выполненной в виде плоской правильной эквидистантной антенной решетки, содержащей стержневые пьезокерамические преобразователи, каждый из которых выполнен герметичным и заключен в металлический цилиндрический корпус, введены новые признаки, а именно: крепление стержневых пьезокерамических преобразователей в гидроакустической антенне выполнено с помощью металлических ромбовидных пластин двух типа-размеров, установленных между металлическими цилиндрическими корпусами стержневых пьезокерамических преобразователей в двух плоскостях, металлические ромбовидные пластины первого типа-размера установлены в плоскости активной поверхности антенны, металлические ромбовидные пластины второго типа-размера установлены в плоскости, проходящей через центры тяжести стержневых пьезокерамических преобразователей, причем на боковых поверхностях металлических цилиндрических корпусов стержневых пьезокерамических преобразователей в точках касания этих поверхностей с вершинами ромбовидных металлических пластин выполнены выступы, с которыми вершины металлических ромбовидных пластин скреплены болтовым соединением.
Достижение технического результата объясняется тем, что вместо дорогостоящего, имеющего фиксированные размеры и конфигурацию, большие весогабаритные характеристики сплошного каркаса антенны, используются простые и дешевые в изготовлении, имеющие малые весогабаритные характеристики, легкие в доставке и несложные в сборке металлические ромбовидные пластины.
Сущность полезной модели поясняется фиг.1а) и б), на которых схематически показана предложенная конструкция гидроакустической антенны.
В гидроакустической антенне, представленной на фиг.1а) и б), крепление цилиндрических корпусов герметичных стержневых пьезокерамических преобразователей 1 в многоэлементную правильную эквидистантную антенную решетку осуществлено металлическими ромбовидными пластинами двух типа-размеров. Металлические ромбовидные пластины 2 первого типа-размера установлены в плоскости активной поверхности антенны А-А, металлические ромбовидные пластины 3 второго типа-размера установлены в плоскости Б-Б, проходящей через центры тяжести стрежневых пьезокерамических преобразователей. На боковых поверхностях цилиндрических корпусов преобразователей 4 в точках касания этих поверхностей с вершинами ромбовидных металлических пластин выполнены выступы 5, с которыми в плоскости А-А вершины металлических ромбовидных пластин 2 скреплены при помощи болтовых соединений 6; а в плоскости Б-Б вершины металлических ромбовидных пластин 3 скреплены болтовым соединением 7.
Соединение в двух плоскостях герметичных стержневых пьезокерамических преобразователей при помощи металлических ромбовидных пластин, создает прочную конструкцию гидроакустической антенны заданных размеров, конфигурации и формы, при этом расположение металлических ромбовидных пластин 3 в плоскости Б-Б, проходящей через центры тяжести стрежневых пьезокерамических преобразователей препятствует возбуждению металлических цилиндрических корпусов 4 при работе антенны.
Выбор необходимого количества металлических ромбовидных пластин и соотношения размеров металлических ромбовидных пластин 2 и 3 зависит от формы и размеров герметичных стержневых пьезоэлектрических преобразователей 1, а также размеров, конфигурации и параметров гидроакустической антенны.
Сборка заявленной гидроакустической антенны осуществляется следующим образом: процесс сборки может быть осуществлен прямо на объекте-носителе путем последовательного крепления болтовыми соединениями стержневых пьезоэлектрических преобразователей друг к другу с помощью металлических ромбовидных пластин к выступам на боковых поверхностях цилиндрических корпусов преобразователей.
Предложенная полезная модель позволяет уменьшить весогабаритные характеристики гидроакустической антенны для упрощения ее доставки на объект-носитель, осуществлять сборку антенны на месте ее использования на любом этапе строительства объекта-носителя, оперативно изменять конфигурацию и размеры антенны применительно к условиям ее размещения на объектах-носителях разных типов, снизить трудоемкость сборочных и монтажных работ по установке антенны на объекте-носителе, что свидетельствует о достижении заявленного технического результата.
Источники информации:
1. 1Communications, radar and signal processing. R.Morris, «Some practical considerations in the design of sandwich transducers and their arrays». IEE Proceedings, vol.131, Part F, №1, February 1984, pp.280-284.
2. Underwater Electroacoustic Transducers. D.Stanfield. «Bath University Press and Institute of Acoustics». 1990, стр.20.
3. Л.Камп.«Подводная акустика». М.: 1972, стр.232.
4. Р.Д.Урик. «Основы гидроакустики». Л., «Судостроение»: 1978, стр.50.