БЕСКОРПУСНАЯ ГИДРОАКУСТИЧЕСКАЯ АНТЕННА
UNCASED HYDROACOUSTIC ANTENNA

Изобретение относится к области гидроакустики, а именно к гидроакустическим антеннам, и может быть использовано в гидроакустических донных или опускаемых станциях различного назначения.
Применение донных и опускаемых гидроакустических станций обусловлено многими задачами, такими как освещение подводной обстановки и обнаружение подводных целей, а также в интересах геологоразведочных, сейсмических и других исследований. Гидроакустические донные станции содержат гидроакустические антенны, в состав которых входят акустические приемники, несущие конструкции (каркасы), экранирующие покрытия (экраны) и линии электрических коммуникаций (патенты РФ №2427005, 2427004, 2300479, 2169438 на изобретения, патент РФ №60737 на полезную модель). Каркасы, на которых располагаются приемники, выполнены в виде жесткой цельной конструкции, большой вес и массивность которой затрудняют изготовление, транспортировку в места морского базирования, а также приводят к значительным затратам средств и времени.
В качестве ближайшего аналога (прототипа) выбрана сферическая гидроакустическая антенна тракта шумопеленгования (патент РФ №2153685 на изобретение), состоящая из акустических приемников, установленных на несущих конструкциях над экранирующим покрытием, закрепленных на каркасе, образующем форму антенны, где в качестве несущей конструкции используются металлические ленты, предварительно растянутые с нормированным усилием и концами, прикрепленными к каркасу, при этом ленты повторяют форму каркаса.
Недостатки конструкции прототипа заключаются в том, что в широком диапазоне частот характеристики акустических приемников, расположенных вблизи «мягких» гидроакустических экранов, имеют большую нестабильность по чувствительности и по помехозащищенности, обусловленную звукоизоляционными свойствами акустических экранов. Кроме того, экраны обладают достаточно высоким коэффициентом отражения звуковой энергии, повышающим гидролокационную заметность антенны.
Наличие металлического каркаса и металлических лент способствует распространению вибрационной помехи по несущим элементам конструкции, а также приводит к существенному увеличению массы, материалоемкости и удорожанию антенны.
Задача изобретения - повышение эффективности работы гидроакустических станций.
Решение поставленной задачи достигается тем, что акустические приемники устанавливаются на наружной поверхности звукопрозрачных оболочек из упругого материала, при этом форма оболочек обеспечивается за счет заполнения внутреннего объема жидкостью под давлением.
Достигаемый технический результат - повышение эффективности антенны в части увеличения угла обзора (360°) и коэффициента концентрации в широкой полосе частот, снижение ее гидролокационной заметности, материалоемкости, массы и стоимости.
Результат достигается тем, что в качестве каркаса антенны используется звукопрозрачная оболочка из упругого композиционного материала, форма которого обеспечивается за счет заполнения внутреннего объема оболочки рабочей жидкостью (фиг.1).
Водонепроницаемые оболочки для водонаполненных каркасов могут быть созданы на основе современных материалов.
Водонаполненная антенна содержит приемные модули 2 в виде протяженных секций, в которых размещены акустические приемники с малыми волновыми размерами, предварительные усилители и линии электрических (оптических) коммуникаций. Приемные модули герметизированы полимерным материалом и крепятся на наружной поверхности антенны с помощью такелажа 3, использующего, например, фал для морских яхт.
Задаваемый шаг между центрами приемников на водонаполненной оболочке в горизонтальной и вертикальной поверхностях обеспечивается с помощью такелажа.
Бескорпусные крупногабаритные антенные решетки образуют жесткую геометрическую форму за счет заполнения под избыточным давлением внутреннего объема забортной жидкостью. Избыточное давление создается с помощью гидравлического насоса, причем величина избыточного давления не должна приводить к разрушению оболочки.
На фиг.1 приняты следующие обозначения:
1 - оболочка из упругого композиционного материала,
2 - протяженный приемный модуль,
3 - такелаж антенны,
4 - рабочая жидкость,
5 - якорная система,
6 - гидравлический насос,
7 - плавучесть.
Антенна работает следующим образом. Внутренний объем звукопрозрачной оболочки 1, выполненной из упругого водонепроницаемого материала, заполняется под давлением с помощью гидравлического насоса 6 рабочей жидкостью 4, образуя жесткий сферический каркас, на поверхности которого размещается антенная решетка, образованная протяженными приемными модулями 2 с фиксированным расположением информационных каналов, обеспеченных креплением к такелажу 3. Пространственное расположение бескорпусной гидроакустической антенны в воде обеспечивается за счет якорной системы 5 и плавучести 7, расположенных в нижней и верхней частях звукопрозрачной оболочки соответственно.
Как показывают проведенные теоретические оценки, применение звукопрозрачной оболочки, выполненной из водонепроницаемого упругого композиционного материала и заполненной рабочей жидкостью под давлением, обеспечивает необходимую форму оболочки, служащей каркасом, на который непосредственно устанавливаются акустические приемники, позволяет обеспечить достигаемый технический результат - повышение эффективности работы гидроакустических антенн и, соответственно, автономных гидроакустических станций. Повышение эффективности работы гидроакустических антенн происходит за счет снижения гидролокационной заметности, повышения помехозащищенности от структурных и вибрационных помех, а гидроакустических станций - за счет снижения материалоемкости и массы, а следовательно, и транспортабельности и стоимости.