УСТРОЙСТВО ДЛЯ КОНТРОЛЯ И ИЗМЕРЕНИЯ ПОДВОДНОЙ ШУМНОСТИ РЫБОПРОМЫСЛОВЫХ, ПАССАЖИРСКИХ И ТРАНСПОРТНЫХ СУДОВ

Устройство для контроля и измерения подводной шумности рыбопромысловых, пассажирских и транспортных судов
Полезная модель относится к технике гидроакустических измерений ультразвуковых, звуковых и инфразвуковых параметров подводной шумности судов морского флота.
Излучение шума в водную среду отрицательно влияет на биоцинозы морской среды (Е.В. Шишкова. О реакции рыб на звук в шумовых спектрах траулера. Рыбное хозяйство, 1957, № 11).
Шум - это яд. Причем за каждые двадцать лет уровень 1иума судоходства возрастает примерно в 1,5 раза. Поэтому снижение шума судоходства, контроль и измерения этого подводного шума приобретают все большее значение.
Известно устройство для измерения подводного шума движущихся в море объектов из работы J. Pomeratz and G/F/Swanson/ Underwater Pressure Fields of Small Naval Vessels in the 2-17 cps Bands of the Puget Sound Acoustics Ranges. U.S.Nav.Ord.Lab.Rep., 1022/. Это устройство содержит последовательно соединенные одиночный гидрофон, опускаемый с вспомогательного судна, усилитель, широкополосный магнитофон. Шум судна, проходящего мимо приемного гидрофона, регистрируется на ленту магнитофона. После чего анализируется и проводится к единичному расстоянию.
G 01 S 3/80
Недостатком этого устройства является невозможность контролировать и измерять подводный шум в процессе плавания судна.
Наиболее близким по технической сущности является устройство, описаное в книге Р.Д Урик. Основы гидроакустики - Л: судостроение, 1978.- С.345 - 346. Это устройство - прототип содержит параллельно соединенные линейную решетку гидрофонов, либо вытягиваемую в линию на дне, либо подвешиваемую вертикально, предварительные усилители, блок уплотнения информации, донный кабель, блок разуплотнения информации, широкополосный магнитофон.
Недостатком устройства-прототипа является, во-первых, необходимость оборудования специального измерительного полигона, во-вторых, отсутствие возможности контролировать и измерять подводный шум судна в процессе плавания, в-третьих, погрешности измерений, обусловленные нестационарностью шума при прохождении мимо измерительной решетки гидрофонов.
Задачей полезной модели является устранение недостатков, свойственных устройству - прототипу, и обеспечение измерений подводной шумности судна без использования морского полигона и в процессе плавания судна.
Техническим результатом использования полезной модели является обеспечение оперативности измерений и контроля подводной шумностью судна в процессе его плавания.
Для достижения указанного технического результата в устройство для контроля и измерения подводной шумности рыбопромысловых, пассажирских и транспортных судов морского флота, содержащее последовательно соединенные линейную решетку гидрофонов, предварительные усилители, блоки уплотнения информации а также блоки разуплотнения информации и индикатор, введены
новые признаки, а именно: линейная решетка гидрофонов, предварительные усилители и блоки уплотнения информации конструктивно объединены и выполнены в виде гибкой протяженной буксируемой антенны, в гидроакустическое устройство введено устройством буксировки и выборки гибкой протяженной буксируемой антенны с блоком управления буксировкой, и буксировочный кабельтрос, электрически соединенный с блоком уплотнения информации и блоком разуплотнения информации, и механически соединяющий гибкую протяженную буксируемую антенну с устройством буксировки и выборки, также введены последовательно соединенные блок формирования двух характеристик направленности, первой направленной осью главного максимума на корму судна, и второй, развернутой относительно первой на 180, вход которого соединен с блоком разуплотнения информации, спектроанализатор, блок компенсации гидроакустических помех, блок контроля и измерения подводного приведенного к единичному расстоянию энергетического спектра подводного шума, выход которого подсоединен к входу индикатора, также введено устройство управления, синхровходы и синхровыходы которого соединены со входами управления блока уплотнения информации, блока разуплотнения информации, блока формирования характеристик направленности, спектроанализатора, блока компенсации гидроакустических помех, блока контроля и измерения подводного приведенного к единичному расстоянию энергетического спектра подводного шума и индикатора.
Для обеспечения калибровки в гидроакустическое устройство введен тракт излучения тестового сигнала, акустически связанный с гибкой протяженной буксируемой антенной через водную среду.
Полезная модель поясняется блок-схемой, приведенной на фиг.1.
Устройство для контроля и измерения подводной шумности рыбопромысловых, пассажирских и транспортных судов содержит последовательно соединенные линейную решетку гидрофонов 1, предварительные усилителями 2, блок уплотнения информации 3, буксировочный кабель-трос 4, блок разуплотнения информации 5, блок формирования характеристик направленности 6, спектроанализатор 7, блок компенсации гидроакустических помех 8, блок контроля и измерения подводного шума 9, индикатор 10. Также содержит излучатель тестового сигнала 11, устройство буксировки и выборки 12 с блоком управления 13, также содержит блок управления 14, синхровходы и синхровыходы которого соединены с блоками 3, 5, 6, 7, 8, 9, 10. Линейная решетка гидрофонов 1 конструктивно объединена с предварительными усилителями 2 и блоком уплотнения информации 3 и, выполнена в виде гибкой протяженной буксируемой антенны. Гибкая протяженная буксируемая антенна буксировочным кабель-тросом механически соединена с устройством буксировки и выборки 12, установленном на судне.
Работа устройства осуществляется следующим образом. С помощью устройства буксировки и выборки 12 линейная решетка гидрофонов 1 вместе с предварительными усилителями 2, блоком уплотнения информации 3 и буксировочным кабель-тросом 4 по команде блока управления устройством буксировки и выборки 13 сматывается с лебедки и буксируется за судном на расстоянии длины кабель-троса. Подводные гидроакустические шумы принимаются гидрофонами 1, преобразуются в электрические напряжения, усиливаются в блоках 2, далее в блоке 3 осуществляется уплотнение информации, либо с использование гетеродинов, либо путем дисфетизации.
Кабель-трос 4 обычно выполняется с малым числом жил: чем их меньше, тем тоньше кабель-трос, что позволяет упростить лебедку для наматывания кабель-троса и линейной решетки гидрофонов 1 с электронными блоками.2 и 3..
На выходе кабель-троса 4 в бортовой аппаратуре осуществляется в блоке 5 разуплотнение информации и в блоке 6 формируются характеристики
направленности, одна, ось которой направлена на судно-буксировщик, другая, ось которой направлена в противоположную сторону или, во всяком случае, с нулем в направлении на судно. В спектроанализаторе 7 вырабатывают энергетические спектры по каждой из этих двух характеристик направленности. В блоке 8 осуществляют компенсацию помех путем вычитания из энергетического спектра по характеристике направленности, нацеленной на судно, представляющего сумму спектра шума судна и шумов-помех, и только спектра шумов-помех по характеристике направленности, имеющей ноль в направлении на судно.
В блоке 9 выполняют контроль за подводным шумом судна путем сопоставления спектра этого шума со спектром шума, который наблюдался при этой же скорости при ходовых испытаниях судна. Для измерения спектра этого шума дополнительно сравнивают спектр шума судна с тестовым сигналом, излучаемым с кормы судна с помощью излучателя 11, который предварительно градуируется по излучаемому акустическому давлению. Результаты контроля и измерения подводной шумности отображаются на индикаторе 10.
Блок управления 14 обеспечивает синхронизацию работы цифровых блоков устройства.
Линейная решетка гидрофонов 1 с электронными блоками 2 и 3 конструктивно выполняется в виде сейсмокосы или гибких протяженных
гидроакустических буксируемых антенн, описанных, например, в Naval Forces, 1981,3,№5,-с.64-69, а также в статье А.А. Гурвич, Н.М. Гусев, Г.В. Яковлев. Гидроакустические системы с гибкими протяженными буксируемыми антеннами. Судостроение за рубежом, №10 (24), 1984.-c.34 - 53. В последней статье содержится также описание блоков уплотнения и разуплотнения информации 3 и 5, а также блоков формирования характеристик направленности 6. Спектроанализатор 7 строится на принципах, описанных, например, в книге С.Л.Марпл-МЛ. «Цифровой спектральный анализ и его приложения -М., Мир,1990.-с.460-469.
Таким образом, устройство для контроля и измерения подводной шумности рыбопромысловых, пассажирских и транспортных судов обеспечивает достижение заданного технического результата.