УСТРОЙСТВО ДЛЯ ВЫДЕЛЕНИЯ СИГНАЛА, ОБУСЛОВЛЕННОГО ВЛИЯНИЕМ ВЕРТИКАЛЬНОЙ СОСТАВЛЯЮЩЕЙ МАГНИТНОГО ПОЛЯ ЗЕМЛИ НА БОРТОВУЮ СИСТЕМУ КОНТРОЛЯ МАГНИТНОГО ПОЛЯ ПОДВОДНОГО ОБЪЕКТА
DEVICE FOR SEPARATION OF SIGNAL CAUSED BY EFFECT OF VERTICAL COMPONENT OF EARTH MAGNETIC FIELD ON ON-BOARD SYSTEM OF MAGNETIC FIELD MONITORING FOR UNDERWATER OBJECTS

Изобретение относится к размагничиванию подводных объектов (подводных технических средств) и касается вопросов компенсации вертикальной составляющей магнитного поля Земли в процессе настройки бортовых систем контроля, в том числе и самоконтроля, магнитного поля подводных объектов.
Точность контроля магнитного поля подводных объектов с помощью бортовых многодатчиковых систем существенно зависит от качества настройки систем, в процессе которой необходимо выделять сигналы, обусловленные влиянием магнитного поля Земли и индуцированной намагниченностью ферромагнитного корпуса подводного объекта для последующего учета и компенсации. В процессе такой настройки необходимо изменять компоненты магнитного поля Земли, действующие в направлении основных осей объекта. Очевидно, что изменения продольной и поперечной компонент могут быть осуществлены достаточно просто путем изменения курса объекта. При этом максимальные изменения продольной и поперечной компонент внешнего магнитного поля достигаются при поочередной ориентации объекта по главным магнитным курсам.
Для изменения вертикальной компоненты внешнего магнитного поля наиболее часто используются электропроводящие контуры, по которым протекает постоянный ток, в частности донные контуры. В известном техническом решении ветви электропроводящего контура прокладываются на дне акватории, в которой располагается плавающий ферромагнитный объект (Б.А.Ткаченко. «История размагничивания кораблей Советского Военно-Морского Флота». - Л., Наука, 1981, с.114). Основным достоинством этого известного технического решения является его простота, однако со сравнительно небольшими затратами оно может быть реализовано только на акваториях с требуемыми глубинами и малым наклоном донной поверхности. Кроме того, данному техническому решению присущ серьезный недостаток, обусловленный тем, что плоскость контура располагается ниже центра плавающего ферромагнитного объекта, и для достижения удовлетворительной погрешности при проведении работ с ферромагнитным объектом из-за неоднородности магнитного поля, создаваемого контуром, необходимо увеличивать размеры контура. Увеличение же размеров приводит к существенному увеличению величины тока контура и потребляемой электрической мощности.
Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому техническому решению является устройство по патенту США №4,993,345 от 19.02.1991 «Floating degaussing cable system», - прототип. В известном устройстве используется плавающий кабель. Электрический контур охватывает корпус ферромагнитного объекта по поверхности воды, а плавающий кабель отделяется от корпуса специальными кранцами-поплавками. Этому техническому решению присущ тот же недостаток, что и аналогу: центр объема подводного объекта значительно отстоит от плоскости контура. В сочетании с минимальными габаритами контура это приводит к высокой неоднородности, создаваемого им поля внутри занимаемого объектом объема, и, как следствие, высокой погрешности настройки магнитометрических систем. Кроме того, данное устройство не может быть использовано для оснащения стационарных магнитных стендов на замерзающих акваториях.
Задачей предлагаемого изобретения является снижение погрешности настройки бортовой системы контроля магнитного поля подводного объекта, обусловленной влиянием вертикальной составляющей магнитного поля Земли.
Выполнение поставленной задачи достигается тем, что в известном устройстве, представляющем собой плоский горизонтальный электропроводящий контур, имеющий положительную плавучесть, и габаритные размеры, превышающие длину и ширину подводного объекта, плоский электропроводящий контур располагают ниже водной поверхности и закрепляют в этом положении по периметру с помощью тросов и якорных грузов так, что плоскость, в которой он расположен, проходит через центр объема подводного объекта. Причем геометрический центр плоского электропроводящего контура совпадает с центром объема подводного объекта.
Снижение погрешности настройки бортовой системы контроля магнитного поля подводного объекта, обусловленной влиянием вертикальной составляющей магнитного поля Земли, обеспечивается совокупностью отличительных признаков предлагаемого устройства. При этом осуществляется оптимальный выбор глубины прокладки горизонтального электропроводящего контура, позволяющий минимизировать неоднородность магнитного поля создаваемого контуром. Оптимальность достигается при прохождении плоскости контура через центр объема подводного объекта. В этом случае функции, описывающие изменение вертикальной составляющей магнитного поля в плоскости контура в продольном и поперечном направлениях, имеют минимум в геометрическом центре контура. Причем значения функций, описывающих изменение вертикальной составляющей магнитного поля контура в вертикальном направлении (погрешности), возрастают при удалении от центра контура. Следовательно, минимальные погрешности отклонения магнитного поля контура от однородного поля достигаются при совмещении геометрического центра контура с центром объема подводного объекта.
Сущность предлагаемого изобретения поясняется чертежом, на котором схематично представлены ферромагнитный корпус подводного объекта 1 и предлагаемое устройство, включающее электропроводящий контур 2, имеющий положительную плавучесть, проложенный ниже водной поверхности, и закрепленный по периметру с помощью тросов 3 и якорных грузов 4.
Работа предлагаемого устройства осуществляется следующим образом.
Подводный объект устанавливается на акватории магнитного стенда. Изменением курса осуществляются определение и учет влияния горизонтальной составляющей магнитного поля Земли на бортовую многодатчиковую систему контроля магнитного поля подводного объекта. Для определения и учета влияния вертикальной составляющей магнитного поля Земли вокруг подводного объекта прокладывается плоский электропроводящий горизонтальный контур таким образом, что геометрический центр контура совпадает с центром объема, занимаемого корпусом подводного объекта. В электропроводящий контур подается постоянный ток, позволяющий изменять величину действующей на подводный объект вертикальной составляющей магнитного поля Земли.
Использование предлагаемого устройства позволяет снизить погрешность настройки бортовой системы контроля магнитного поля подводного объекта, обусловленной влиянием вертикальной составляющей магнитного поля Земли, за счет существенного улучшения однородности магнитного поля, создаваемого плоским контуром с током в объеме подводного объекта. Важным достоинством предлагаемого устройства является и то, что оно пригодно для оснащения стационарных магнитных стендов на замерзающих акваториях. Указанные особенности выгодно отличают предлагаемое устройство от прототипа.