ЗВУКОПРОЗРАЧНАЯ ПЛОСКАЯ ПРИЕМНАЯ АНТЕННАЯ РЕШЕТКА СТАЦИОНАРНОГО ГИДРОАКУСТИЧЕСКОГО КОМПЛЕКСА

Полезная модель относится к области гидроакустики и может быть использована в береговых гидроакустических комплексах, стационарно устанавливаемых на морских рубежах.
Самым сложным в техническом отношении структурным элементом гидроакустического комплекса, стационарно устанавливаемого в охраняемой акватории, является приемная антенна. Такая антенна должна быть звукопрозрачной, иметь большую площадь приемной поверхности, высокую эффективность и надежность. Наилучшим образом этим требованиям соответствует плоская звукопрозрачная антенная решетка [1].
Известны плоские звукопрозрачные антенные решетки, выполненные в виде ажурной плоской прямоугольной металлической конструкции, в которой гидроакустические преобразователи расположены в несколько горизонтальных и вертикальных рядов. Вес такой антенны составляет примерно 400 т. Доставку антенны на место эксплуатации и установку антенны осуществляло специальное судно [2].
Наиболее близкой по количеству общих признаков и по технической сущности к предлагаемой полезной модели является приемная антенна активно-пассивного стационарного гидроакустического комплекса [3], описанная в [1].
2
Антенна представляет плоскую звукопрозрачную решетку площадью 750 м, набранную из ажурных металлических ферм, имеющих треугольное поперечное сечение. Металлические фермы по торцам скреплены с двумя цистернами, выполненными в виде труб, и установлены в ряд по длине труб. Герметичные гидроакустические приемники установлены на определенном волновом расстоянии по ширине ряда (в направлении перпендикулярном зеркалу антенны) и электрически объединены в пары. Пара приемников имеет кардиоидную характеристику направленности, максимум которой обращен в направление перпендикулярное приемной поверхности антенны, а минимум в ее тыльную сторону. По высоте фермы
с определенным волновым шагом установлено несколько пар приемников, В качестве гидроакустических приемников были использованы круглые изгибные пластинчатые приемники. Экранирование антенны было достигнуто электронным образом путем построения кардиоидных характеристик.
Цистерны имели системы заполнения и продувки, позволяющие производить транспортировку антенны в горизонтальном положении, когда обе цистерны выполняли роль поплавков и установку антенны по месту эксплуатации, когда одна цистерна, заполненная водой, представляла собой балласт.
Такая антенна имела высокую чувствительность, не требовала применения дорогостоящих и недолговечных акустических экранов, выполняемых обычно из полимерных материалов, высокую долговечность и надежность, поскольку все ее элементы, в том числе и герметизация приемников, выполнены из металла.
Однако существенным недостатком антенны оставался большой вес, затрудняющий ее транспортировку и установку, обусловленный избыточным запасом прочности металлических ферм.
Техническим результатом от использования предлагаемой полезной модели является снижение ее веса при сохранении эффективности антенны.
Для обеспечения заявленного технического результата в звукопрозрачную плоскую приемную антенную решетку стационарного гидроакустического комплекса, содержащую две цистерны в виде труб, между которыми в ряд по длине труб установлены на фиксированном расстоянии друг от друга ажурные металлические фермы, скрепленные с трубами, также содержащая герметичные гидроакустические приемники, скрепленные с ажурными металлическими фермами, при этом каждые два герметичных гидроакустических приемника, установленные на заданном расстоянии друг от друга и электрически соединенные между собой, образуют пары, размещенные на фиксированном расстоянии по длине ферм, введены новые признаки, а именно каждая ажурная металлическая ферма имеет форму параллелепипеда, герметичные гидроакустические приемники установлены на ребрах параллелепипеда и расположены по четыре в плоскости, параллельной его торцам, при этом пары образуют каждые два герметичных гидроакустических приемника, лежащие в одной плоскости параллельной торцам параллелепипеда на ребрах одной его грани, образующей ширину ряда.
Сущность полезной модели поясняется фиг1, на которой схематично изображена конструкция антенны.
Заявленная звукопрозрачная плоская антенная решетка (фиг.1), содержит две цистерны в виде труб 1, которые могут быть заполнены водой или воздухом. К трубам 3 прикреплпны металлические фермы 4, имеющие форму параллелепипедов. Ребра 5 параллелепипедов могут быть выполнены из швеллеров, профилей корытного сечения или труб. Гидроакустические герметичные приемники 2 и 3 установлены на ребрах параллелепипеда, при этом приемники 2 электрически соединены между собой и образуют пару. Пара приемников 2 имеет кардиоидную характеристику направленности. Сечение параллелепипеда, параллельное его торцам (горизонтальное сечение) образовано двумя размерами: расстоянием между приемниками 2 в паре (ширина ряда) и шагом установки пар приемников 2 по горизонтали. Расстояние между ребрами двух смежных ферм должно быть равно шагу установки пар приемников 2 по горизонтали. Расстояние между приемниками 3 по вертикали (по длине ребра) определяется диапазоном рабочих частот антенны. В качестве приемников 2, 3 могут быть использованы круглые изгибные пластинчатые приемник, и тогда к ребрам 5 они крепятся консольно или цилиндрические приемники, и если они имеют форму катушки, такие приемники могут быть концентрично нанизаны на ребра 5.
Заявленная звукопрозрачная плоская антенная решетка работает следующим образом. При воздействии гидроакустического сигнала каждая пара приемников 2, вырабатывает электрический сигнал, имеющий кардиоидную характеристику направленности, максимум который направлен в сторону охраняемой акватории, а минимум в тыл антенны. Расстояния между приемниками выбирается известным образом, так, чтобы ажурная конструкция, включающая фермы с установленными на них приемниками, обеспечивала звуопрозроачность антенной решетки. Сигналы от пар приемников с сохранением амплитудно - фазовых соотношений между ними передаются по кабелям на береговой пост, где происходит их дальнейшая обработка. Экранировка антенны производится электронным образом.
Очевидно, что вес антенной решетки, выполненной из ферм, имеющих треугольное поперечное сечение в 1,5 раза больше, чем вес антенной решетки, выполненной из ферм в форме параллелепипеда при одном и том же количестве приемников и одинаковом профиле ребер, т.к. в первом случае в одном сечении фермы закреплено 2 приемника на трех ребрах, а во втором 4 приемника закреплено на 4 ребрах. При этом как показали расчеты запас прочности ферм с треугольным поперечным сечением является избыточным и прочность ферм в форме
параллелепипеда обеспечивают прочность антенной решетки при ее транспортировке и монтаже.
Таким образом заявленный технический эффект, заключающийся в уменьшении веса заявленной антенной решетки при сохранении ее эффективности, является достигнутым.
Источники информации
1. В.В.Демьянович, Я.С.Карлик, В.В.Семенов «Создание шумопеленгаторной станции «Агам» - важнейший этап в развитии стационарных гидроакустических средств» в книге «50 лет ЦНИИ «Морфизприбор», Санкт-Петербург, 1999 г., с.240-242.
2. А.Л.Простаков «Гидроакустические средства флота», Москва, 1974 г., с.94.
3. ЦНИИ «Морфизприбор». «Подводные технологии», Санкт-Петербург, 2004 г., с.30, 32.