БУКСИРУЕМАЯ ЧАСТЬ ГИДРОАКУСТИЧЕСКОЙ СТАНЦИИ ДЛЯ НАДВОДНОГО КОРАБЛЯ

Полезная модель относится к области гидроакустики и может быть использована в гидроакустических станциях надводных кораблей, а также научно-исследовательских судов и судов экологического контроля.
Известны активно-пассивные гидроакустические станции (ГАС) с гибкими протяженными буксируемыми антеннами (ГПБА) для надводного корабля (НК) (ГАС с ГПБА для НК), в состав, которых входят[1]:
- комплект бортовой (аналоговой и цифровой) части, размещаемой на НК;
- спуско-подъемное устройство (СПУ), при помощи которого производится перемещение буксируемой части станции из транспортного положения в рабочее и обратно (процесс постановки - выборки);
- буксируемая часть ГАС, в транспортном положении находящаяся на борту НК, а в рабочем - за его кормой. В состав (БЧ ГАС) входят ГПБА, обладающая нулевой плавучестью, обеспечивающая прием сигналов в режимах гидролокации (ГЛ) и шумопеленгования (ШП), низкочастотная излучающая антенна (НИА) и кабель - буксир, обеспечивающий буксировку ГПБА и НИА на удалении от НК, передачу принятых ГПБА сигналов на борт НК и сигналов возбуждения излучающей антенны с НК на НИА.
Известна БЧ ГАС, содержащая ГПБА, НИА, состоящую из электроакустического преобразователя, размещенного в заполненном звукопроводящей жидкостью звукопрозрачном корпусе буксируемого носителя (БН), кабель-буксир [2].
Недостатком известной БЧ ГАС является необходимость нахождения на НК манипулятора, обеспечивающего захват БН и его перемещения в процессе проведения операций спуска-подъема БН.
Манипулятор является сложным, массивным и весьма дорогостоящим устройством, занимающим по массе до 40% всего СПУ [3, 4], что делает проблемным размещение ГАС с ГПБА для НК с известной БЧ ГАС на объектах - носителях малого и среднего водоизмещения.
От указанного недостатка свободна БЧ ГАС для НК, содержащая ГПБА, линейную НИА, состоящую из N электроакустических преобразователей, каждый из которых герметизирован с обеспечением звукопрозрачности путем размещения в своем отдельном герметичном звукопрозрачном корпусе, заполненном звукопроводящей жидкостью и кабель - буксир [5].
Герметичные корпуса, в которых размещены электроакустические преобразователи низкочастотной излучающей антенны, соединены между собой кабелями, обеспечивающими транзит электрических сигналов, при этом диаметр кабеля меньше диаметра герметичного корпуса.
Для проведения операций спуска - подъема известной БЧ ГАС для НК не требуется манипулятор. Операция может проводиться с использованием только корабельной лебедки, что резко уменьшает массогабаритные характеристики СПУ, его энергопотребление и стоимость.
Известная БЧ ГАС для НК наиболее близка к предлагаемой по совокупности технических признаков и вследствие этого принята за прототип.
Недостатками известной БЧ ГАС для НК является наличие при буксировке БЧ ГАС шумов и вибраций, вызванных обтеканием корпусов электроакустических преобразователей, соединенных между собой кабелями, диаметр которых меньше диаметра корпусов. Перепад диаметров в местах соединения кабеля и преобразователей вызывает возникновение турбулентных вихрей при обтекании НИА в процессе буксировки, которые в свою очередь являются источниками гидродинамических шумов и вибраций, представляющих собой помеху работе ГПБА.
Задачей полезной модели является повышение помехоустойчивости ГПБА, входящей в состав БЧ ГАС.
Техническими результатами предложенного устройства - БЧ ГАС для НК - является уменьшение шумов и вибраций при буксировке БЧ ГАС;
Для достижения указанного технического результата в БЧ ГАС для НК, содержащую ГПБА, линейную НИА, состоящую из электроакустических преобразователей, каждый из которых герметизирован с обеспечением звукопрозрачности, и кабель - буксир, введены новые признаки, а именно: электроакустические преобразователи линейной низкочастотной излучающей антенны размещены в единой шланговой звукопрозрачной оболочке, заполненной гелеобразным заполнителем.
Наилучшие результаты достигаются в случае, если электроакустические преобразователи линейной низкочастотной излучающей антенны выполнены продольно изгибными. Эти преобразователи позволяют обеспечить низкую частоту и требуемую мощность, при поперечном размере преобразователей, не превышающем диаметр ГПБА. При этом ГПБА и шланговая оболочка, в которой размещены излучатели линейной НИА, могут иметь равные наружные диаметры. В этом случае шумы обтекания и вибрации БЧ ГАС минимальны.
Технический результат подтверждается расчетным моделированием и прямым натурным макетированием.
Сущность полезной модели поясняется Фиг.1 и Фиг.2, на которых приведены соответственно предлагаемая БЧ ГАС с ГПБА для НК в рабочем положении за бортом надводного корабля и конструкция НИА.
Предложенная БЧ ГАС 1 для НК - содержит ГПБА 2; линейную НИА 3; кабель - буксир 4 (Фиг.1).
Буксировка БЧ ГАС 1 осуществляется надводным кораблем 5 при помощи входящего в состав БЧ ГАС кабель - буксира 4 и корабельной лебедки 6.
Линейная НИА 3 содержит N электроакустических преобразователей 7, (Фиг.2) например, продольно - изгибных [6], размещенных в звукопрозрачной шланговой оболочке 8, выполненной из полиуретана и заполненной гелеобразным заполнителем 9. Наружный диаметр шланговой оболочки 9 равен диаметру ГПБА 2. ГПБА в данном примере выполнена в виде полиуретановой оболочки, заполненной гелеобразным заполнителем, в котором размещены гидрофоны.. Электропитание к преобразователям 7 подводится кабелями 10. Передача сигналов ГПБА производится транзитными проводами 11, например, волоконно-оптическими. Герметичные концевые разъемы 12, обеспечивают механическое и электрическое соединение линейной НИА 3 с ГПБА 2. (Фиг.2).
Работа предложенной БЧ ГАС для НК осуществляется следующим образом.
При подаче с борта надводного корабля 5 по кабель-буксиру 4 напряжения от многоканального тракта излучения сигналов, расположенного на НК, происходит возбуждение преобразователей 7 линейной НИА 3, в режиме излучения сигнала, при этом излученный преобразователями 7 сигнал через звукопрозрачную шланговую оболочку 8 проходит в воду.
После завершения цикла излучения эхо- сигналы принимаются ГПБА 2 и по транзитным проводам 11 передаются через кабель - буксир 4 на борт НК 5.
Обеспечение заявленного технического результата достигается за счет того, что: электроакустические преобразователи линейной НИА, размещены в единой звукопрозрачной шланговой, например, полиуретановой оболочке, заполненной гелеобразным наполнителем, при этом, если диаметр линейной НИА равен диаметру ГПБА, результат максимален.
Источники информации
1 М.Андреев, Ю.Александров, С.Козловский, С.Охрименко, И.Рубанов. Особенности разработки и проведения испытаний гидроакустических станций с гибкой протяженной буксируемой антенной для НК. // Морской сборник, 2009, №8, стр.54-56.
2 Ю.А.Корякин, С.А.Смирнов, Г.В.Яковлев. Корабельная гидроакустическая техника. Состояние и актуальные проблемы. С-Петербург, Наука, 2004, стр.188-191
3 Ю.Л.Бородин, А.Ф.Цибулькин, В.А.Евгеньев, М.Я.Андреев, Р.СПахомов. Создание спуско-подъемного устройства для изделия «Минотавр-М»// Судостроительная промышленность, серия Технология и организация производства. С-Петербург, 2007, стр.16-20.
4 М.Я.Андреев, С.Н.Охрименко, И.Л.Рубанов. Разработка гидроакустической станции с гибкой протяженной буксируемой антенной для освещения подводной обстановки. // Датчики и системы, 2008, №11, стр.29-31.
5 Патент WO 2004065985, публикация. 05.08.2004 г.
6 Патент РФ на полезную модель №81104, публикация 10.03.2009 г.