СПОСОБ ПОИСКА ПОДВОДНЫХ ОБЪЕКТОВ ПОДО ЛЬДОМ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ
METHOD FOR DETECTING UNDERWATER OBJECTS UNDER ICE AND DEVICE FOR ITS IMPLEMENTATION

Изобретение относится к области морской техники и может быть использовано для поиска подводных объектов подо льдом.
Известно, что для поиска морских объектов используют различные измерительные устройства, основанные на регистрации в водной среде объектов и присущих им физических полей. Из-за особенностей распространения в воде различных видов энергии наиболее широкое распространение получили гидроакустические средства поиска, основанные на законах распространения в воде звука.
Известным прототипом способа поиска подводных объектов является способ поиска с применением радиогидроакустических буев (РГБ), включающий сброс с летательного аппарата РГБ в районе поиска подводного объекта, раскрытие парашюта и торможение РГБ перед приводнением, приводнение РГБ в заданной точке, поддержание буя на плаву за счет его положительной плавучести или за счет надува газом поплавка, отцеп от буя кабель-троса с гидрофонами и гидроакустическими излучателями и погружение их на заданное углубление, включение гидрофонов и гидроакустических излучателей в режим приема или излучения гидроакустических сигналов, получение гидрофоном звукового сигнала от подводного объекта, излучаемого им при движении в воде, возникающего при работе силовой установки или гидроакустических приборов или отраженного от его корпуса, обработку полученных сигналов в блоке управления и передачу информации об обнаружении подводного объекта по радиосвязи на летательный аппарат или пункт управления [Б.И. Родионов. Противолодочные силы и средства флотов. - М.: Воениздат, 1977], [Патент RU 2525189, С2. Способ применения радиогидроакустических буев реактивных (варианты) / Новиков А.В., Ледов А.В. - М.: ФИПС, 2014. Бюл. №22]. Недостатком способа поиска подводных объектов с использованием РГБ является ограниченность области его применения: реализация способа возможна при отсутствии в районе поиска ледяного покрова.
РГБ состоит на вооружении Военно-морских сил многих государств и также является прототипом предлагаемого устройства поиска подводных объектов. РГБ имеет батарею, парашютную систему, передатчик, приемник, гидрофоны и гидроакустические излучатели, запоминающее устройство, кабель-трос, антенну, механизм автоотцепа, блок управления и часовой механизм [Техническое описание радиогидроакустического буя РГБ-Н-СТ. - М.: Воениздат, 1974], [Патент RU 2400392 С1. Устройство радиогидроакустический буй реактивный (РГБР) / Новиков А.В., Никитченко Н.П., Долбилин Р.В., Никитченко С.Н. - М.: ФИПС, 2010. Бюл. №27]. Использовать РГБ и РГБР в условиях ледового покрова не представляется возможным, что и определяет его главный недостаток.
В качестве аналога способа передачи информации о подводной обстановке из-подо льда известен способ, основанный на применении подводного аппарата типа ALTEX и радиобуя с устройством для плавления льда, включающий подвсплытие подводного аппарата на глубину 50 м, поиск льда толщиной до 1 м, обнаружение подходящего места, копирование передаваемой информации в записывающее устройство радиобуя, выпуск радиобуя, его приледнение к нижней кромке льда, задействование устройства для плавления льда, при котором подают к месту соприкосновения буя со льдом химический состав Pyrosolve-Z и совместно с морской водой инициируют экзотермическую химическую реакцию с выделением тепла, достаточного для проплавления во льду отверстия, в которое выдвигают из радиобуя антенну над поверхностью льда и проводят сеанс радиосвязи с объектом, находящимся на поверхности [В.А. Катенин, А.В. Катенин. Минная угроза и навигационно-гидрографическое обеспечение противоминных действий // Оборонный заказ, интернет-приложение №15, 2007. http://www.ozakaz.ru/index.php/articles/n-15-06-2007/167-2011-03-26-18-16-341.
Целью изобретения является разработка способа поиска подводных объектов в районах, покрытых льдом, когда применение традиционных радиогидроакустических буев не представляется возможным, а также разработка самих устройств, способных осуществлять поиск подводных объектов подо льдом.
Для достижения цели изобретения предлагается способ поиска подводных объектов подо льдом, при котором в район поиска подводного объекта доставляют с помощью летательного аппарата устройство для поиска подводных объектов подо льдом, сбрасывают его, при необходимости раскрывают парашют и осуществляют торможение, в воде разматывают кабель-трос с закрепленными на нем гидрофонами и/или гидроакустическими излучателями и погружают их на заданное углубление, включают гидрофоны и/или гидроакустические излучатели в работу, получают одним или несколькими гидрофонами звуковой сигнал от подводного объекта, излучаемый им при движении в воде, возникающий при работе его двигательно-движительной установки или его гидроакустических приборов или отраженный от корпуса, обрабатывают полученный сигнал в блоке управления и передают информацию об обнаружении подводного объекта по радиосвязи на летательный аппарат или пункт управления.
Дополнительно придают устройству для поиска подводных объектов подо льдом положительный стабилизирующий аэродинамический момент за счет установки стабилизатора и массивной головной части и тем самым обеспечивают после сброса с летательного аппарата требуемый угол встречи с ледовой поверхностью, головную часть выполняют заостренной конусообразной формы и оснащают ее металлическим стержнем, с помощью которого пробивают верхний слой льда, фиксируют угол наклона устройства к поверхности льда после удара и отсоединяют парашют, если он использовался, начинают автоматическую подачу к месту соприкосновения головной части со льдом химического состава, размещаемого в корпусе, инициирующего экзотермическую химическую реакцию, проплавляют во льду отверстие, в которое по мере плавления льда погружают корпус устройства для поиска подводных объектов подо льдом, пока он не зафиксируется хвостовым оперением стабилизатора о края отверстия, отсоединяют головную часть с прикрепленным к ней кабель-тросом и, используя ее в качестве грузила, заглубляют гидрофоны и/или гидроакустические излучатели на заданное углубление.
Парашют используется в случаях, когда при ударе о лед корпус и бортовые приборы устройства для поиска подводных объектов подо льдом испытывают перегрузки выше допустимых значений, например при сбросе с высоты, на которую они не рассчитаны. Отсоединение парашюта после приледнения устраняет дополнительные ветровые нагрузки на устройство и возможные изменения его угла наклона к поверхности льда.
Требуемым углом встречи устройства для поиска подводных объектов подо льдом с ледовой поверхностью считается диапазон возможных углов наклона продольной оси его корпуса к поверхности льда, при котором отсутствует рикошет и обеспечивается подача химического состава к точке соприкосновения головной части устройства со льдом, проплавление во льду отверстия и погружение в него корпуса устройства.
В качестве химического состава используют гидрореагирующее вещество, например жидкость Pyrosolve-Z [В.А. Катенин, А.В. Катенин. Минная угроза и навигационно-гидрографическое обеспечение противоминных действий // Оборонный заказ, интернет-приложение №15, 2007. http://www.ozakaz.ru/index.php/articles/n-15-06-2007/167-2011-03-26-18-16-34] или твердое металлизированное гидрореагирующее топливо [Л.Н. Ушенин и др. Научно-исследовательский институт морской теплотехники. 60 лет разработок торпедного оружия. - СПб.: ОАО «НИИ мортеплотехники», 2008. - 312 с. С. 263-266]. Для запуска экзотермической реакции гидрореагирующему веществу требуется вода, которую специально подают к месту реакции или получают ее в результате плавления льда за счет горения пиротехнического состава. В дальнейшем используют ту воду, которая образуется при плавлении льда.
Сущность разработанного способа иллюстрируется чертежами (фиг. 1-5).
На фиг. 1 показано сбрасывание с летательного аппарата, например вертолета, устройства для поиска подводных объектов подо льдом. Цифрами обозначены: 1 - летательный аппарат (вертолет), 2 - корпус устройства для поиска подводных объектов подо льдом, 3 - конусообразная головная часть, 4 - металлический стержень, 5 - парашют, 6 - стабилизатор, 7 - антенна, 8 - лед.
Последовательность приведения устройства для поиска подводных объектов подо льдом в рабочее состояние после своего приледнения изображена на фиг. 2, 3, 4 и 5. На фиг. 2 показано положение устройства после удара о лед и фиксирование им угла наклона, близкого к вертикальному, за счет торможения в воздухе и удара о лед головной частью с металлическим стержнем и проникновения стержня в толщу льда. Для уменьшения ветровых нагрузок на устройство от него отделяют парашют. К месту соприкосновения головной части со льдом подают имеющийся в головной части устройства гидрореагирующий состав и воду, запас которой размещают в головной части устройства или получают ее в результате плавления льда, сжигая порцию пиротехнического состава, инициируют экзотермическую химическую реакцию. В дальнейшем для поддержания реакции используют воду, образующуюся при плавлении льда. На фиг. 3 и 4 видно, как постепенно устройство погружается в выплавляемое во льду отверстие (9), пока не коснется стабилизатором (6) поверхности льда.
На фиг. 5 показано приведение устройства в рабочее состояние после проплавления во льду отверстия и погружения корпуса в воду. Цифрами обозначены: 2 - корпус устройства, 3 - конусообразная головная часть, исполняющая роль грузила, 6 - стабилизатор, 7 - антенна, 8 - лед, 9 - кабель-трос, 10 - гидрофоны и/или гидроакустические излучатели.
Для реализации способа предлагается устройство поиска подводных объектов подо льдом, включающее корпус, батарею, парашют, передатчик, приемник, гидрофоны и/или гидроакустические излучатели, запоминающее устройство, кабель-трос, антенну, механизм автоотцепа, блок управления, часовой механизм. Дополнительно устройство оснащается стабилизатором и устройством для плавления льда, имеющим емкость с гидрореагирующим веществом, емкость с пиротехническим составом или водой, баллон со сжатым газом, редуктором и перепускным клапаном, соединенный с емкостями, в головной части корпуса устанавливаются массивный конусообразный насадок, соединенный с емкостями проточными каналами и имеющий отверстия для вывода их содержимого наружу, а также узел крепления насадка к корпусу и отделения от него.
Стабилизатор придает устойчивый характер движению устройства после отделения его от летательного аппарата и служит якорем при заглублении конусообразного насадка вместе с гидрофонами и/или гидроакустическими излучателями в воду.
Техническим результатом изобретения является возможность осуществлять наблюдение за подводной средой при наличии ледового покрова, обеспечивать скрытность наблюдения при работе устройства в режиме шумопеленгования, а также оперативно передавать информацию на пункт управления.