ПОСТРОИТЕЛЬ ЗОН НЕОБНАРУЖЕНИЯ ОБЪЕКТА ГИДРОАКУСТИЧЕСКИМИ СРЕДСТВАМИ ПРОТИВНИКА (ЗОНОГРАФ НЕОБНАРУЖЕНИЯ)

Полезная модель относится к гидроакустической технике, а конкретнее, к техническим средствам определения дальности действия гидроакустических средств (В.Н.Матвиенко, Ю.Ф.Тарасюк. Дальность действия гидроакустических средств. - Л.: Судостроение, 1981. - 208 с.). Наряду с задачей построения зон обнаружения, т.е. определения области пространства, в приделах которой гидроакустическое средство может получить информацию о цели с требуемыми качественными показателями (вероятностью обнаружения сигнала от цели, точности определения координат, вероятности правильной классификации), в ряде случаев возникает задача определении области пространства, в приделах которой объект не будет обнаружен с требуемыми перечисленными выше качественными показателями (А.П.Вержиковский и др. Краткий словарь по радиоэлектронике. - М.: Воениздат, 1980. - с.136), например, по его подводной шумности. Для этого необходим зонограф необнаружения.
Известен лучеграф модели 747 фирмы «Едо» (А.Л.Простаков. Гидроакустические средства флота. - М.: Воениздат, 1974. - с.117), который устанавливается на надводных кораблях, подводных лодках и вертолетах ВМС США. Он позволяет получать на экране электронно-лучевой трубки лучевые картины, характеризующие траектории распространения гидроакустических сигналов в конкретных гидроакустических условиях. Лучеграф модели 747 содержит (фиг.1) параллельно - последовательно соединенные блок памяти скорости звука на пяти горизонтах (выбираемых оператором по глубине характерных слоев воды), блок памяти глубины моря (в приделах до 6000 м), блок данных о поглощающих свойствах грунта в акватории, блок данных о заглублении гидроакустической антенне, блок данных о ширине характеристики направленности антенны, вычислитель траектории звуковых лучей, индикатор.
Недостатками устройства - аналога является невозможность построения зоны обнаружения (необнаружения) ввиду того, что не учитываются помехи и параметры обнаружителя, отсутствует учет волнения моря, невысокая точность из-за малого объема данных о вертикальном разрезе скорости звука в море.
Известны лучеграфы SP1-04 (голландская фирма «Ван дер Хим Электронике»), PMS-100(Великобритания) и др., имеющие построение по типу, приведенному на фиг.1, и имеющие те же недостатки, что и лучеграф SP1-04,приобретенный ВМС США.
Известен лучеграф HCDSR (патент США №3.832.537, В.Н.Матвиенко, Ю.Ф.Тарасюк. Дальность действия гидроакустических средств. - Л.: Судостроение, 1981. - с.177), построенной на аналоговой технике и содержащий последовательно соединенные аналоговую ЭВМ расчета траекторий акустических лучей, индикатор зон обнаружения целей (фиг.2).
Недостатком аналога HCDSR является невозможность построения зон необнаружения.
Наиболее близким аналогом, выбранным за прототип является зонограф по патенту США №4.038.530
(В.Н.Матвиенко, Ю.Ф.Тарасюк. Дальность действия гидроакустических средств. - Л.: Судостроение, 1981. - с.177). Прототип содержит (фиг.3) параллельно-последовательно соединенные блок памяти скорости звука, блок данных глубины моря, блок данных поглощающих свойствах грунта, блок данных о заглублении гидроакустической антенны, вычислитель траекторий акустических лучей, вычислитель дальности обнаружения целей, индикатор зон обнаружения целей, также содержит блок управления, соединенный со всеми блоками цифрового зонографа-прототипа.
Недостатком зонографа-прототипа является невозможность с его помощью построения зон необнаружения.
Для решения задачи построения зон необнаружения объекта в реальном масштабе времени с помощью гидроакустических средств следящего объекта, например, противника, предлагается полезная модель построителя зон необнаружения гидроакустическими средствами противника (зонограф необнаружения), параллельно-последовательно соединенные блок памяти демаскирующих гидроакустических полей объекта, получающий дополнительную информацию от системы виброакустического контроля объекта и от гидроакустической системы (ГАС) с гибкой протяженной буксируемой антенной (ГПБА), блок расчета гидроакустических помех у противника, получающий дополнительную информацию от тракта измерения гидроакустических помех работе гидроакустических систем объекта, блок памяти технических характеристик гидроакустических систем (ГАС) противника, первый выход которого соединен со вторым выходом блока расчета гидроакустических помех у противника, причем этот блок памяти технических характеристик получает дополнительную информацию от тракта обнаружения гидроакустических сигналов (ОГС) блок расчета помехоустойчивости гидроакустических (г\а) антенн противника, второй выход которого соединен с блоком памяти технических характеристик ГАС противника, причем этот блок расчета помехоустойчивости получается дополнительную информацию
от приемного тракта гидроакустических (г\а) антенны объекта, блок расчета порога обнаружения (концентрация распознавания) противника, получающий дополнительную информацию от гидроакустических обнаружителей объекта, блок расчета потерь при распространении звука в море, получающий информацию от скоростимера, волнографа и эхолота объекта расчета или от тракта расчета передаточной функции морской среды объекта, вычислитель дальности необнаружения объекта, блок сопоставления дальностей обнаружения противника и дальностей необнаружения нашего объекта противником, второй вход которого соединен с трактом прогноза дальностей обнаружения (зонографом) объекта, а выход передает информацию на входным информационной системы объекта.
Предлагаемая полезная модель построителя зон необнаружения объекта гидроакустическими средствами противника (зонографа необнаружения) не известна ни из патентной, ни из технической литературы, т.е. обладает новизной.
В описании зонографа необнаружения применим термин «получающий дополнительную информацию», под которым следует понимать либо ввод информации помежмашинному интерфейсу, либо ввод данных в «ручную» набором по данным гидроакустических систем объекта или с машинного носителя информации, вырабатываемой в гидроакустической системе объекта.
На фиг.1 приведена блок-схема аналога: лучегра-фа модели 747.
На фиг.2 приведена блок-схема аналога: зонографа HCDSR.
На фиг.3 приведена блок-схема прототипа: цифрового зонографа.
На фиг.4 приведена блок-схема предлагаемого построителя зон необнаружителя объекта гидроакустическими средствами противника (зонографа необнаружения)
На фиг.5 приведена блок-схема соединений устройства управления
Построитель зон необнаружения объекта гидроакустическими средствами противника (зонографа необнаружения) содержит параллельно соединенные блок памяти демаскерующих гидроакустических полей объекта 15, блок расчета гидроакустических помех у противника 16, блок памяти технических характеристик ГАС противника 17, блок расчета помехоустойчивости г\а антенн противника 18, блок расчета обнаружения противника 19, блок расчета потерь при распространении акустических волн в морской среде 20. Блок 17 имеет выходы на блоки 16 и 18.
Выходы этих параллельно соединенных блоков 15, 16, 17, 18, 19, 20 получают информацию от трактов гидроакустической системы объекта, т.е. либо имеют межмашинные интерфейсы, либо используют машинные носители информации, вырабатываемые гидроакустической системой, либо используют «ручной» ввод этой информации. Так блок 15 соединен с выходом системы виброакустического контроля объекта 25 и с выходом ГАС ГПБА объекта 26. Блок 16 соединен трактом измерения гидроакустических помех объекта 27. Блок 17 соединен с трактом ОГС объекта 28. Блок 18 соединен с трактом гидроакустической антенны объекта 29. Блок 19 соединен с гидроакустическим обнаружителем объекта 30. Блок 20 соединен со скоростемером объекта 31, волнографом объекта 32 и эхолотом объекта 33. Таким образом, блоки 15, 16, 17, 18, 19, 20 имеют дополнительную информацию от гидроакустических систем объекта.
Выходы блоков 15, 16, 17, 18, 19, 20 соединены с параллельно соединенными вычислителем дальностей необнаружения объекта 21, блоком сопоставления дальностей обнаружения противника и дальностей необнаружения нашего объекта 22, второй выход которого соединен с третьим прогноза дальностей обнаружения 35, индикатор зон необнаружения противника 23, выход которого соединен с выходом информационной системы объекта 34. Блок управления 24 обеспечивают синхронизацию всех блоков устройства.
Работа построителя зон необнаружения объекта гидроакустическими средствами противника (зонограф необнаружения) осуществляется следующим образом. По результатам сдаточных испытаний объекта в блок памяти 15 заносятся данные о демаскирующих гидроакустических полях при разных режимах движения объекта. В процессе эксплуатации объекта неизменность первичного поля контролируется системой виброакустического контроля объекта 25 и с помощью ГАС ГПБА объекта 26 по характеристиек направленности, нацеленной на корму объекта. Пространственная направленность первичного поля объекта имеет устойчивый характер, ввиду того, что особенно на низких частотах она обусловлена конструкцией объекта. Поэтому, хотя ГАС ГПБА и выполняет контроль и измерение первичного поля объекта только в кормовых аспектах, по результатам этого контроля можно судить и о всем первичном поле.
o
ш.м.
В блок расчета гидроакустических помех в местах расположения гидроакустических антенн 16 заносятся прогнозируемые данные о помехах объектового происхождения P, обусловленных его движения, работой механизмов и жизнеобеспечением. Данные о помехах шумов моря P поступают с тракта измерения гидроакустических помех гидроакустических систем объекта 27. В блок 16 вырабатываются данные о суммарных приведенных к стандартным условиям (частота 1 кГц, полосе 1 Гц, ненаправленному приему) полях у противника по алгоритму
Эти данные поступают на блок 21.
В блок памяти технические характеристики гидроакустических систем противника 17 заносятся данные о габаритах гидроакустических антенн, их рабочие диапазоны частот др. На этот блок 17 поступают данные из блока 28 о работающих гидролокаторах противника: частота, длительность, скважность, модуляция посылок и др. В блоке 17 вычисляют по этим данным с
учетом среды данные об излучаемой мощности ГАС противника и др. Все эти данные поступают на вычислитель 21.
В блок 18 поступают данные из тракта г\а системы объекта 29 о помехоустойчивости антенн объекта. Эти данные используются при расчете помехоустойчивости противника с учетом данных блока 17 о габаритах и частотных диапазонах этих антенн.
В блоке 19 ведется расчет порога обнаружения у противника по данным о пороге обнаружения из гидроакустического обнаружителя объекта 30.
В блоке 20 ведется расчет потерь при распространении по данным от скоротемера объекта 31, который выдает данные о вертикальном разрезе скорости звука. Кроме того, при расчетах, используются данные о волнении моря с волнографа 32 и о глубине моря и поглощающей способности эхолота объекта 33.
В вычислителе 21 производится расчет дальностей необнаружения объекта по алгоритмам:
1) Дальность необнаружения объекта по первичному полю вычисляется по формуле
или в логарифмическом виде
где:
ш
ш
P(1,1) и N(1,1) - приведенные значения акустического давления и уровня шума соответственно, данные о которых поступают на блок 21 из блока 15;
β - затухание в среде, поступающее из блока 20;
f
A - фактор аномалии, поступающий из блока 20;
п
п
Р(1,1)и N(1,1)- приведенные значения акустического
давления и уровня гидроакустических помех, поступающие из блока 16;
п.o.
δ и N - коэффициент распознавания и порог обнаружения соответственно, поступающий из блока 19;
χ - коэффициент помехоустойчивости, поступающий из блока 18;
о
r - единичное расстояние
э
2) дальность необнаружения объекта r по вторичному полю вычисляется по формуле:
или в логарифмическом виде
э
э
f
пк.р
п
э
э
c
2[-20logr-βr+10logA]∠N+N(f,Δf)-T-N,
0
0
где: P - давление, развиваемое гидролокатором, на условном расстоянии r, данные о котором поступают из блока 17;
к.p.
δ и N - коэффициент распознавания и порог обнаружения соответственно, данные о которых поступают из блока 19;
п
э
п
э
P(f,Δf) и N(f,Δf) - акустическое давление и уровень помех ГАС противника соответственно, данные о которых поступают из блока 16;
э
R и Т - эквивалентный радиус и сила цели соответственно, данные о которых поступают из блока 15;
c
N - Уровень излучения, данные о котором поступают из блока 17.
Расчеты дальностей необнаружения объекта производятся для разных глубин возможного погружения
объекта, что позволяет экипажу объекта выбрать обтимальную глубину с точки зрения повышения скрытности действия объекта.
В блоке 22 производится сопоставление дальностей обнаружения противника и дальностей необнаружения. По этим данным вырабатываются рекомендации экипажу объекта по повышению скрытности действия объекта.
Данные о зоне обнаружения, зоне необнаружения и о сопоставлении, вырабатываемые в блоке 22, отображаются на индикаторе 23. Эти данные поступают также в информационную систему объекта 34.
Блок управления 24 (фиг.5) обеспечивает синхронизацию работы всех блоков устройства.
Построение блоков устройства известно из практики гидроакустической техники. Поэтому предлагаемая полезная модель является осуществимой.