Гидроакустическая антенна выпуклой формы

ГИДРОАКУСТИЧЕСКАЯ АНТЕННА ВЫПУКЛОЙ ФОРМЫ
Полезная модель относится к области гидроакустики, конкретнее к корабельным гидроакустическим приемным антеннам.
Гидроакустические антенны выпуклой формы, сферические и цилиндрические, широко применяются в корабельной гидроакустике.ССпразочник по гидроакустике  А.П.Езтютоз, А.Е.Колесников, М.Д.Слларышев и др. Л. Судостроение 1988Г.С.ЗЗ)
Известна сферическая гидроакустическая антенна Tpaicra. шумопеленгования по патенту США №4207621 по кл.6013 3/80. опубликованному 10.06.80г. Антенна представляет собой сферический каркас, на который нанесено зкукоизолирующее покрытие, с равномерно размещенными на нем гидроакустическими приемниками. Гидроакустические приемники, количество которых достигает нескольких сотен, жестко афеплены с каркасом.
Недостатком конструкции такого типа является зависимость чувствитальности приемников от изменения гидростатического давления, т.к. под действием гидростатического давления изменяются толщина и свойства экрана, а также расстояния от приемников до поверхности экрана, что ведет к изменению чувствительности.(см. В.Е.Глазанов Экранирование гидроакустических антенн.Судостроение 198вг., с. 23) Кроме того, изготовление такой антенны нетахнологично. поскольку требует закрепления на каркасе каждого отдельного приемника,число которых для современных аыпу1слых антенн может достигать нескольких тысяч.
По наибольшему количеству общих признаков наиболее близким аналогом предлагаемой полезной модели является конструкция гидроакустической антенны выпуклой формы по патенту России №2153535 по (сл. G01S 7/32. опубликованная 16.09.1988г.
Антенна состоит из приемников, установленных на несущей конструкции над звукоизолирующим покрытием, закрепленном на каркасе, образующем форму антенны, и линий электрических коммуникаций. Уменьшение влияния гидростатического давления на параметры гидроакустической антенны достигается тем, что несущая конструкция выполнена в виде металлических лент, предварительно растянутых нормированным усилием и закрепленных концами к каркасу. При этом экранирующее покрытие предварительно деформируется до предельного гидростатического давления так, что ленты плотно прижаты к экранирующему покрытию.
к недостаткам антенны-прототипа относятся:
-снижение эффективности антенны за счет изменения свойств экранирующего покрытля, связанного с предварительным его поджатием,
-низкая Биброзащищенность антенны, поскольку вибрационная помеха передается гидроакустическим приемникам растянутыми металлическими лентами от металлического каркаса, являющегося ее источником,
-неполное использования площади антенн активным материалом.
Задачей полезной модели является устранение указанных недостатков и обеспечение повышения зфсЬективности заявляемой антенны и снижения влияния на ее параметры изменения гидроакустического давления.
Для решения поставленной задачи в гидроакустическую антенну выпуклой формы,-состоящую из гидроакустичес1сих приемников с линиями эле ат ических коммуникаций, установленных на металлических лентах, предварительно растя.:: -5/ гг$7Я15
нутых нор.мирозанным усилием, и :снцами прикрепленных к каркасу, образующему форму антенны, над звукоизолирующим покрытием, введены новые признаки, а именно: звукоизолирующее пофытие содержит жесткие элементы, равномерно распределенные по звукоизолирующему покрытию, при этом со стороны, обращенной к звукоизолиругощериу пофытию, каждая металлическая лента покрыта слоем резины, который приклеен к звукоизолирующему покрытию а местах расположения жестких элементов.
Такая конструкция антенны позволяет гидроакустические приемники с линиями электрических коммуникаций конструктивно объединить в гибкие линейные герметичные блоки.
8 зависимости от формы антенны каждый герметичный линейный блок может быть установлен вдоль одной металлической ленты и С1феплен с ней или каждый герметичный линейный блок может быть установлен под углом к направлению металлических лент и скреплен с несколькими металлическими лентами.
Технические эффекты от использования предложенной гидроакустической антенны выпуклой формы заключается в том. что достигается
-неизменность расстояния от гидроакустических приемников до поверхности звукоизолирующего покрытия при воздействии изменяющегося гидростатического давления за счет применения равномерно распределенных по покрытию жестких элементов, что обеспечивает постоянство чувствительности:
-повышение эффеетизности снижения вибрационной акустической помехи демпфированием лент посредством двухслойной конструкции: слоя резины, адгезионно связанного с металлической лентой, и слоем звукоизолирующего покрытия;
(
усилия, соответствующего предельным гидростатическим давлениям.
При этом применение герметичных линейных модулей позволяет:
-снизить уровни злестрических помехи благодаря возникновению возможности применить более эффективное экранирование линий электрических коммуникаций.
-упростить технологию сборки гидроакустической антенны выпуклой формы, поскольку на каркас крепятся только герметичные линейнь(е блоки, которые могут объединять деся1т и гидроакустических приемников, изготовленных заранее в цеховых условиях.
-повысить эффективность предложенной антенны за счет повышения коэффициента использования площади активным материалом.
Сущность полезной медали поясняется фиг. 1, 2, где из фиг. 1 показано поперечное сечение гидроакустической антенны выпуклой формы, в данном примере цилиндрической формы, на фиг.2 - ее фрагмент.
Гидроакустическая антенна выпуклой формы (фиг 1) содержит металлический каркас 1 в данном примере выполненный в вйде цилиндра, на который нанесено звукоизолирующее покрытие 2, представляющее собой два слоя резины, ме;кду которыми равномерно размещены жесткие элементы 3 в виде герметичных металлических стаканов с ребрами. На  металлическую ленгу 4 с помощью клеевого шва 5 установлен слой резйны 6. Металлические ленты 4 прикреплены по краям к металлическому каркасу 1 с помощью устройств 7 типа талрепов. Ленты 4 через слой резины 6 приклеены к звукоизолирующему покрытию 2 в местах, где находятся элементы 3.
Гидроакустические приемники 8 объединены конструктивно с линиями электричес их коммуникаций 9 в гибкие линейные блоки 10. В качестве гидроакустических приемников применены йзгибные пластинчатые приемники давления,.
например такие, которые описаны в книге Б.С.Ароноаа SneicrpoMxaHMMecKwe преобразователи из пьезоэлектрической керамики: Л.:Энергоатомиздат 1990г.с. 33. В качестве линий электрических коммуникаций 11  гидроакустическими приемниками использованы негерметичные провода типа МГ7ФЛ малого сечения с малым шагом поаива экранированных жил. Приемники 8 и линии олектрических коммуникаций Э, герметично размещенные внутри эластичных шлангов 10, заполненных полиуретаном 11, образуют гибкие линейные блоки (фиг 1, 2). В данном примере рассмотрена антенна цилиндрической формы. При этом металлические ленты 4 натянуты по нормалям к образующим цилиндра, и каждый линейный блок
10 за1феплен под прямым углом к направлению металлических лент (фиг.2). При сферической форме антенны, целесообразно расположить ленты по меридианам сферы, а каждый гибкий герметичный линейный блок расположить вдоль одной ленты. Кроме того, в случае цилиндрической антенны каждый гибкий линейный блок может быть расположен на поверхности антенны вдоль винтовой линии, при этом его пересечение с направлением расположения лент может быть под произвольным углом.
Предложенная гидроакустическая антенна работает следующим образом. Акустическое давление в среде (в воде), окружающей антенну действует на гидроа устические приемники 8 , Б которых под действием прямого пьезоэффеета возникают электрические сигналы, с помощью линии электрических коммуникации передаваемые на аппаратуру предварительной обработки.
При воздействие на гидроакустическую антенну выпуклой формы гидростатического давления толщина звукоизолирующего покрытия и, следовательно, расстояние, от него до приемников практически не меняется, что обусловлено наличием в нем недеформируемых при действии гидростатического давления элементов (в нашем примере металлических стаканов с ребрами). Это обстоятельст80 приводит к стабилизации параметров антенны. При этом стабилизация не связана с потерей звукоизолирующих свойств покрытия, как это было в случае антенны -прототипа из-за вынум денно зысоксгс уровня натяжения металлических лент. Относительная величина чувствительности предлагаемой гидроакустической антенны при изменении гидростатического давления, например, в 12 раз как показали эксперименты не выходит за пределы 1 дБ, т.е. практически остается постоянной.
Предложенная антенна аффективно подавляет вибрационную (структурную) помеху, передающуюся при движении носителя гидроакустическим приемникам через металлические элементы конструкции. В данной конструкции подавление структурной помехи осуществляет сложная двухслойная система, состоящая из слоя резины, нанесенного на мeтзлличec iyю ленту и слоя армированной резины звукоизолирующего покрытия, нанесенного на каркас, при этом слои системы соединены склеиванием, увеличивающим вязкие потери.
Подавление электромагнитной помехи в 2-3 раза по сравнению с прототипом обеспечивается применением тонкого негерметичного провода с малым шагом повива, что стало возможным в результате конструктивного объединения гидроакустических приемников с проводами (линиями электрических коммуникаций)в гибкие герметичные линейные модули. При этом высвобождается значительная часть приемной поверхности антенны под приемники, которая в случае применения отдельных герметичных приемников была занята их герметичными выводами.
Предложенная антенна выпуклой формы имеет высокую помехозащищенность, стабильные параметры, высокую эффективность и технологична, что позволяет считать задачу полезной модели решенной.