Имитатор гидроакустических сигналов для обеспечения морской отработки гидроакустических станций комплексов

Эти результаты получены на малой выборке по дистанции (всего две точки -6 и 10 км) и из-за погодных условий не позволили в полной мере и более точно определить величину затухания сигнала и предельные дистанции обнаружения.

Потери

Частота Уровень Уровень распрост- Го, в, Бобн,

ДС, ДС, помехи, ранения, км дБ/км км

Гц Па Па дБ

258,8 12 0,004 70 0,5 0,65 6,5

387,7 29,5 0,01 70 0,5 0,45 12

512,7 24,3 0,008 70 0,5 0,6 11,5

639,6 31,5 0,004 70 0,5 1,4 7,5

Большой объем информации, зафиксированный в процессе моротработки с полной апертуры приемной антенны с помощью системы консервации, позволит существенно повысить эффективность отработки новых алгоритмов и программного обеспечения ГАС с ГПБА.

Проведенная морская отработка полностью подтвердила правильность выбранных технических решений перспективных пассивных и активно-пассивных ГАС с ГПБА, а также создать предпосылки для модернизации станций предыдущих поколений и вооружения кораблей системы освещения подводной обстановки эффективным средством обнаружения малошумных объектов.

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК

1. Протоколы морской отработки, I этап. ФГУП «ЦНИИ «Морфизприбор»», 2002.

2. Акты и протоколы морской отработки, II и III этапы. ФГУП «ЦНИИ «Морфизприбор»», 2003.

3. УрикРоберт Дж. Основы гидроакустики. - Л.: Судостроение, 1978. - С.448.

ИМИТАТОР ГИДРОАКУСТИЧЕСКИХ СИГНАЛОВ ДЛЯ ОБЕСПЕЧЕНИЯ МОРСКОЙ ОТРАБОТКИ ГИДРОАКУСТИЧЕСКИХ СТАНЦИЙ - КОМПЛЕКСОВ М. Я. Андреев, А. О. Марковский, С. Н. Охрименко, А. О. Сидоров

ФГУП «ЦНИИ "Морфизприбор"», г. Санкт-Петербург

Известно, что в процессе разработки и производства гидроакустические станции и комплексы подвергаются испытаниям, из которых наиболее сложными в организационном отношении и затратными являются натурные морские испытания, в которых принимают участие боевые корабли и средства различного назначения.

Альтернативой применению флотского обеспечения на этапах отладки и моротработки может быть использование его адекватной модели - имитатора первичного и вторичных гидроакустических полей подводных и надводных объектов и сигналов активных гидроакустических станций.

Первым шагом в этом направлении является воспроизведение пространства признаков первичного и вторичного гидроакустических полей объектов, по которым производятся операции обнаружения и классификации основных подводных целей гидроакустическими станциями и комплексами.

Станции и комплексы представляют собой сложные системы, обладающие возможностями:

- автоматизированного обнаружения и классификации ПЛ, НК и торпед в режиме шумопеленгования;

- автоматизированного поиска, обнаружения, измерения координат в режиме гидролокации;

- обеспечения приёма и анализа принимаемых гидроакустических сигналов в режиме обнаружения гидроакустических сигналов;

- приёма и излучения сигналов гидроакустической связи и др.

Сложность гидроакустических станций и комплексов обуславливает сложность проведения испытаний как в процессе их разработки, так и на этапах отладки и морской отработки в натурных условиях.

Известно, что до проведения государственных испытаний проводится целая серия предварительных испытаний, морской отработки с участием корабельного обеспечения. Проверяется правильность технических решений, производится оценка соответствия основных параметров станции требованиям ТТЗ, т.е. необходимо иметь результаты измерений с достаточной статистикой.

Очевидно, что такой подход связан с рядом проблем:

- далеко не всегда можно повторить испытания в одних и тех же условиях (изменилась погода, гидрологоакустические условия и т.п.);

- ряд операций невозможно провести повторно (получить для испытаний, разнесенных во времени, одну и ту же цель с характерными спектральноэнергетическими характеристиками и провести испытания в тех же условиях).

Альтернативой в решении этих проблем является моделирование - замещение исследуемого объекта оригинала (ПЛ или НК) его условным образом или другим объектом (моделью) и изучение свойств оригинала путем исследования свойств модели.

Польза от моделирования может быть получена только при соблюдении двух условий:

- модель обеспечивает корректное (адекватное) отображение свойств оригинала (ПЛ, НК, торпеда), существенных с точки зрения проводимых исследований;

- модель позволяет устранить проблемы, присущие проведению измерений на реальных объектах.

Адекватность отображения свойств оригинала и реализация выбранного подмножества свойств (из множества существующих) - это выбор классификационных признаков, позволяющих судить об оригинале как о ПЛ, НК или торпеде при испытаниях данной станции. При испытаниях другой станции это подмножество, отражающее особенности конкретной станции, может отличаться.

Условия проведения государственных испытаний таковы, что окончательный вывод о соответствии параметров станций требованиям ТТЗ делается при проведении испытаний в натурных (морских) условиях с использованием реального корабельного и специального обеспечения.

Однако на испытаниях, предшествующих государственным, проводится отработка технических решений, проверка их реализации в реальных условиях или близких к ним, проводится генеральная “репетиция” по соответствию параметров станции требованиям ТТЗ.

По существу и при решении частных задач, и при комплексных испытаниях требуется корабельное обеспечение и неоднократное его использование. Использование на каждом испытании корабельного обеспечения организационно сложное, затратное мероприятие и использование имитатора может быть рациональным выходом в создавшемся положении.

Применение имитатора гидроакустических сигналов позволит с большей степенью достоверности оценить параметры испытуемых ГАК или ГАС в контролируемых условиях при значительном сокращении времени испытаний и финансирования.

Имитатор предполагается устанавливать на кораблях обеспечения перед проведением испытаний с минимальными затратами средств и времени (без проведения капитальных работ на борту корабля).

В районе испытаний корабль обеспечения ложится в дрейф, с борта корабля опускается контейнер с электронно-акустической аппаратурой на глубину до 100 м, производятся необходимые подключения к бортовой аппаратуре, процедура контроля и передача сигнала о готовности к работе.

Идея разработки и использования имитатора гидроакустических сигналов была апробирована в рамках выполнения рабочего проекта перспективной ГАС на этапе морской отработки станции.

Разработанный и изготовленный имитатор представляет собой аппаратнопрограммный комплекс, состоящий из опускаемой и бортовой аппаратуры, а также оборудования, входящего в состав устройства постановки и выборки.

Рабочими режимами имитатора являются:

- режим имитации шумоподобных сигналов (режим имитации первичного поля объекта);

режим имитации эхосигналов (режим имитации вторичного поля объекта);

- режим “Контроль” (режим технического диагностирования аппаратуры

стенда).

Аппаратура имитатора позволяет воспроизводить признаки движения имитируемой цели (изменения дистанции, скорости, силы цели, ракурса "облучения") и изменения свойств среды распространения сигнала (коэффициента затухания), обеспечивая:

- прием прямого сигнала режима гидролокации испытуемой ГАС, формирование и переизлучение его в виде эхосигнала с заданными параметрами;

- формирование и излучение имитируемых сигналов режима шумопеленго-вания испытуемой ГАС с возможностью ручного переключения режимов работы и управления параметрами имитируемых сигналов в заданных пределах по командам с корабля- носителя ГАС.

Режимы шумопеленгования и гидролокации используются раздельно.

Характеристики имитируемых сигналов (рабочие частоты, длительности импульсов, рабочие полосы и пр.) соответствуют параметрам испытываемой ГАС.

Конкретные величины параметров движения, силы цели, свойств среды и режимов, заданных для данного имитатора сигналов, устанавливаются по команде с корабля-носителя испытываемой ГАС в соответствии с таблицей значений параметров на конкретный этап испытаний.

В опускаемом контейнере размещаются:

- приёмно-излучающая акустическая антенна;

- блок предварительных каскадов усиления и фильтрации;

- устройство согласования приемно-излучающей антенны с усилителем мощности;

- блок усилителей мощности;

- преобразователь напряжений;

- соединительное устройство для электрического соединения аппаратуры с грузонесущим кабель-тросом.

Массогабаритные характеристики опускаемого контейнера:

- диаметр - 585мм;

- высота - 1430мм;

- масса - 232 кГ.

Опускаемая и бортовая аппаратура имитатора связаны между собой грузоне-сущим кабель-тросом типа КГПВПП длиной 150 м. В походном положении контейнер располагается на палубе корабля. После выхода в "точку" испытаний корабль обеспечения ложится в дрейф, контейнер опускается за борт и заглубляется на рабочую глубину (от 20 до 100м). Спуск и подъём контейнера осуществляется с помощью устройства постановки и выборки.

Бортовая аппаратура имитатора состоит:

- из компьютера, обеспечивающего обработку и формирование имитируемых сигналов имитатора и осуществляющего управление аппаратурой имитатора во всех режимах его работы;

- пульта переключателей с блоком сопряжения аппаратуры контейнера с компьютером;

- герметичной кабельной коробки.

Программное обеспечение имитатора представляет собой пользовательскую оболочку по управлению и индикации параметров имитируемых сигналов. Процедуры по обработке принятых сигналов, формированию имитируемых сигналов, а также формирование стимулирующих сигналов и обработка контрольных сигналов при проведении процедуры контроля включены в качестве функций в пользовательскую оболочку.

Интерфейс пользователя представляет собой систему экранов управления и отображения информации.

С помощью управляющих окон Главного меню стенда активизируется соответствующий режим работы стенда, в меню управляющих окон которого устанавливаются конкретные значения имитируемых сигналов.

В результате имитатор обеспечивает:

- проведение испытаний (измерение дистанции обнаружения цели и т.п.) в контролируемых условиях;

- набор статистического материала (многократный набор данных об обнаруживаемых сигналах);

- повторяемость измерений в контролируемых условиях;

- сравнение алгоритмов операций обнаружения и классификации для разных видов сигналов.

Комиссия по проведению морской отработки в Акте морской отработки аппаратуры и программного обеспечения прототипа перспективной ГАС отметила, что «полученные результаты по возможности имитации первичного и вторичного полей обнаруженных реальных целей ( в диапазоне 130 - 2000 Гц) и в т.ч. подводных, показали, что разработанный макет имитатора может позволить проводить испытания главного конструктора и заводские ходовые испытания по оценке технических требований к разрабатываемым ГАК и ГАС, предъявляемых ВМФ без привлечения корабельного обеспечения, что существенно снизит финансовые затраты. Использование имитатора возможно после метрологической оценки его параметров».

Сказанное не исчерпывает тех возможностей, которые могут быть обеспечены при использовании предлагаемого имитатора. При определённой доработке аппаратуры и программного обеспечения имитатор может быть использован для тренировки и обучения личного состава ГАС и ГАК в корабельных условиях, а при разработке дополнительных периферийных приборов - в качестве учебного тренажёра для обучения курсантов военно-морских академий и учебных классов.

Следует отметить, что разрабатываемая аппаратура имитатора имеет перспективы:

- наращивания имитационных возможностей (изменения структуры сигнала при изменении угла облучения, поведенческих классификационных признаков и т.п.), изменения энергетических и спектральных характеристик сигналов;

- создания модификаций для работы с гидроакустическими станциями и комплексами, имеющими параметры, отличающиеся от заданных (частотный диапазон излучения и приёма, длительности импульсов и т.п.);

- использования в качестве задающей аппаратуры при стендовых испытаниях ГАС и ГАК различного назначения;

- использования в качестве основы для создания моделирующей аппаратуры и программного обеспечения при проведении фундаментальных и прикладных НИР с получением достаточно объективных экспериментальных данных (например, для имитации сложной помехосигнальной обстановки, учитывающей влияние помех судоходства, корабля-носителя ГАС и искусственных помех разного характера, а также оценки гидрологоакустических характеристик среды на трассе распространения сигнала и т.п.);

- использования для проведения калибровки полигона испытаний методом оценки изменения уровня сигнала при его распространении по трассе прохождения кораблей в зоне проведения испытаний.

Модификации имитатора могут быть использованы для оснащения стационарных и мобильных полигонов при испытаниях ГАС, ГАК и торпедного оружия в качестве имитатора цели, а также как средство прикрытия полигона для противодействия ИТР.

ПРОБЛЕМНЫЕ ВОПРОСЫ ОБОСНОВАНИЯ СТРУКТУРЫ ИНТЕГРИРОВАННОЙ СИСТЕМЫ ПОДВОДНОГО НАБЛЮДЕНИЯ В ИНТЕРЕСАХ РЕШЕНИЯ ЗАДАЧ ПЛО НАДВОДНОГО КОРАБЛЯ Н. Н. Борисенко, С. В. Вершинин, В. И. Калиушко

ОАО «Таганрогский завод "Прибой"», НИЦРЭВ ВМФ, г. Пушкин

В последнее время заметно повысился интерес иностранных государств, в основном Азиатского региона, к закупке надводных кораблей (нк), изготовленных отечественными судостроительными заводами. Основную задачу, возлагаемую на эти корабли, в основном класса корвет и фрегат, можно сформулировать как охрана экономических водных рубежей в прибрежной и морской зонах Мирового океана. Решение этой задачи выполнимо за счет использования в составе нк средств освещения подводной и надводной обстановки. Анализируя общую мировую тенденцию развития средств освещения подводной обстановки, можно сделать вывод, что основной акцент заинтересованности инозаказчика смещается в сторону нк, оснащенных интегрированными системами освещения подводной обстановки. Одним из основополагающих требований к средствам освещения подводной обстановки нк (гидроакустических и неакустических, как собственного корабля-носителя, так и взаимодействующих с ним в составе тактического подразделения кораблей и вертолетов) является их объединение в единую интегрированную систему подводного наблюдения (ИСПН). Это обусловлено необходимостью как повышения боевой эффективности, так и ограничениями на массогабаритные характеристики аппаратуры и количество обслуживающего средства подводного наблюдения (СПН) личного состава. Создание ИСПН является тем кардинальным направлением в развитии СПН кораблей, которое способно повысить эффективность обеспечения оружия ПЛО и ПТЗ данными целеуказания (ЦУ) и удовлетворить требования по размещению аппаратной части указанных средств на корабле.

Под ИСПН понимается система, представляющая собой совокупность распределенных в пространстве средств обнаружения подводных целей, основанных как на оди-