АВТОНОМНАЯ РАДИОГИДРОАКУСТИЧЕСКАЯ СТАНЦИЯ
STANDALONE RADIO-HYDROACOUSTIC STATION

Техническое решение относится к конструктивному выполнению средств гидрофизических исследований и может быть использовано, например, при реализации систем акустической томографии или систем пассивного обнаружения шумящих объектов.
При проведении гидроакустического мониторинга широко используются различные средства гидроакустического наблюдения, в том числе автономные буйковые станции.
Автономная буйковая станция (АБС), рассмотренная в работе [1], выбранная в качестве прототипа, использует для сбора данных 8 гирлянд с 8 первичными датчиками соединенных последовательно. АБС предназначена для выполнения долговременного гидрофизического мониторинга с возможностью определения места и оперативной передачи данных для чего используются спутниковая система передачи данных типа «Гонец» и навигации «ГЛОНАСС». Такие буйковые станции могут устанавливаться на тросе с помощью якоря в прибрежных зоне и в открытом океане или дрейфовать в океане. Оснащенные комплексом океанологических приборов АБС регулярно измеряют и передают полученные данные на центр обработки данных (ЦОД) по радиоканалу в том числе по спутниковому каналу связи. Для дрейфующей АБС предусмотрена спутниковая навигационная система.
АБС состоит из герметичного аппаратурного модуля АБС в составе блока управления, источника питания. В наружу вынесены под радиопрозрачным колпаком антенна спутниковой систем связи «Гонец» и навигации «Глонасс» с абонентным пунктом, проблесковый световой маяк и радиоантенна, которые установлены на поплавке изготовленного из синтактического материала. Кабель заведен в аппаратурный модуль с помощью гермоввода, для страховки сигнального кабеля от рывков применяется страховочные фалы, которые крепятся к кабелю с помощью специальных зажимов. За сигнальный кабель последовательно подключаются все восемь элементов «гирлянды» с первичными датчиками.
Основным недостатком прототипа является ограниченная возможность использования АБС в качестве только линейной антенны с количеством от 8 до 64 первичных датчиков (гидрофонов), имеющая направленность только в вертикальной плоскости.
Известны приемные акустические антенны с линейным и цилиндрическим размещением приемных элементов, имеющие раздвижную конструкцию, обеспечивающую малые габариты в транспортном положении и необходимый волновой размер в рабочем положении, например акустические антенны современных зарубежных вертолетных станций FLASH, CORMORANT, HELRAS или отечественной станции «Приемная антенна гидроакустической станции кругового обзора» [2]. Эти станции предназначены для работы в паре с воздушными или надводными судами обеспечения (например, вертолетами).
Предлагаемая автономная радиогидроакустическая станция (АРГАС) конструктивно состоит (фиг.1) из малогабаритного гидроакустического антенного комплекса 2 (МГАК) и радиобуя 1 (РБ), соединенных кабель-тросом 7. АРГАС предназначена как для работы в паре с обеспечивающими воздушными и надводными судами, так и в автономном режиме. В транспортном положении РБ 1 и МГАК 2 (фиг.2) помещены в отделяемый при погружении в воду цилиндрический защитный кожух 11. Габаритные размеры АРГАС в транспортном положении: диаметр 150 мм, осевая длинна 900 мм. В отсеке носителя диаметром 324 мм размещается до трех АРГАС.
Конструкция радиобуя 1 надувная, при выдергивании чеки срабатывает клапан баллона со сжатым углекислым газом и происходит наддув гибкой конструкции РБ 1. Во внутреннем объеме РБ размещены: приемопередатчик, источник питания, антенно-фидерное устройство, спутниковые системы связи и навигации, клапан избыточного давления. Выдергивание чеки клапана избыточного давления осуществляется при разъединении защитного кожуха 11. При постановке с воздушного судна при выходе защитного кожуха АРГАС из отсека носителя происходит раскрытие парашютной системы 12 и наполнение углекислым газом гибкой конструкции РБ 1. Вместе с защитным кожухом 11 от АРГАС разъединяется также парашютная система 12 связанная с кожухом посредством стропов парашюта.
Механизм раскрытия (10 в транспортировочном, 5 в рабочем положениях) приемно-излучающей антенны построен на использовании плоских пружин. Механизм действует следующим образом, защитный кожух, крепится к корпусу МГАК 2 при помощи замков, замки удерживаются в замкнутом состоянии проволокой из нихрома. После погружения АРГАС в воду приводится в действие механизм развертывания МГАК 2. На защитный кожух 11 подается напряжение относительно корпуса МГАК 2, начинает идти электрохимическая реакция между проволокой удерживающей замки и корпусом, проволока обрывается, защитный кожух 11 разъединяется вследствие разрушения гидростата 13, под воздействием гидростатического давления соответствующей глубине погружения МГАК 30-50 метров высвобождая, гидроакустические преобразователи.
Приемная антенна МГАК 2 представляет собой две звукопрозрачные антенные решетки цилиндрической формы, причем антенная с малой формой вложена в антенну большой формы. В развернутом положении диаметр внешнего цилиндра (большая форма) 670 мм, диаметр внутреннего (малая форма) меньше на 0,5 длины волны, высота антенны 605 мм. В каждом цилиндре по 32 вертикальных элемента, каждый элемент представляет собой единую, жесткую конструкцию линейной антенны 3 из 8 гидрофонов.
Излучающая антенна 4 выполняется в виде цилиндра, в составе которого 8 цилиндрических гидроакустических излучателя. Диаметр цилиндра 80 мм, высота - 290 мм.
Модуль обработки и управления (МОУ) 6 включает в себя тракт приема, оцифровки и обработки г/а информации, формирование и усиление зондирующих сигналов, поддержание канала связи с РБ 1. В составе модуля датчики крена, дифферента и компас, показания которых используются в обработке информации.
МОУ 6 для задачи, реализующей по пассивной технологии определение места шумящего объекта относительно выбранной системы координат по алгоритму в специальном вычислителе, МОУ 6 определяет необходимые параметры и передает далее по кабелю 7 эти данные поверхностному РБ 1. В МОУ 6 реализованы алгоритмы первичной обработки сигналов, включая процедуры адаптации к многокомпонентному полю помех, алгоритмы вторичной обработки, включая алгоритмы трассового обнаружения и алгоритмы автоматической классификации обнаруженных объектов.
Кабель-трос 7 (фиг.1), соединяющий РБ 1 с МГАК 2 имеет участок с распределенной плавучестью 8 и участок с распределенным балластом 9. Использование такого решения позволяет снизить влияние поверхностного волнения РБ 1 на МГАК 2.
Литература
1. Малашенко А.Е., Перунов В.В., Филимонов В.И., Рожков B.C. Автономная буйковая гидрофизическая станция. Патент на ПМ №61245, 01.11.2005 г.
2. Афруткин Г.И., Волокитин С.Б. и др. Приемная антенна гидроакустической станции кругового обзора. Патент РФ №2178572, 20.01.2003.