ГИДРОАКУСТИЧЕСКИЙ КОМПЛЕКС НАДВОДНОГО КОРАБЛЯ

Полезная модель относится к области гидроакустики и может быть использована в качестве гидроакустического оснащения надводного флота
Известен гидроакустический комплекс для надводного корабля (ГАК НК), содержащий приемо-излучающую антенну, расположенную в бульбовом обтекателе в носовой части корабля. Подобный комплекс предназначен для обнаружения подводных лодок (ПЛ) в режимах гидролокации (ГЛ) и шумопеленгования (ШП), а также торпед в режиме ШП [1].
Бульбовые обтекатели гидроакустических антенн нашли широкое применение при проектировании НК. Последнее объясняется тем, что обтекатели с одной стороны улучшают мореходные качества НК, с другой - обеспечивают эффективную экранировку антенны в режиме ШП от основного источника помехи - шумов винта НК, поскольку в тыльной части обтекателя расположен звуконепроницаемый экран-коффердам.
Известный ГАК НК, например AN/SQS-26, содержит пульт управления и индикации, приемо-излучающую гидроакустическую антенну, состоящую из m-обратимых электроакустических преобразователей, расположенную в бульбовом обтекателе, коммутатор приема-передачи, вход которого соединен с выходом приемо-излучающей антенны, m-канальный тракт излучения гидролокационных сигналов, выход которого соединен со входом коммутатора приема-передачи, а вход - с выходом пульта управления и индикации, m-канальный тракт приема гидроакустических сигналов режимов ГЛ и ШП, вход которого соединен с коммутатором приема-передачи, а выход с пультом управления и индикации [2].
Известный ГАК НК обеспечивает поиск ПЛ в режимах ГЛ и ШП, обнаружение торпед в режиме ШП, однако только за исключением кормовых курсовых углов, поскольку в этом направлении коффердам экранирует приемо-излучающую гидроакустическую антенну, расположенную в бульбовом обтекателе.
Известен ГАК НК, содержащий пульт управления и индикации, состоящий из обратимых электроакустических преобразователей, расположенную в бульбовом обтекателе цилиндрическую приемо-излучающую антенну, коммутатор приема-передачи, вход которого соединен с выходом цилиндрической приемо-излучающей антенны, первый многоканальный тракт излучения гидролокационных сигналов, выход которого соединен со входом коммутатора приема-передачи, а вход с первым выходом пульта управления и индикации, многоканальный тракт приема сигналов ГЛ и ШП, вход которого соединен с выходом коммутатора приема-передачи, а выход с первым входом пульта управления и индикации, цилиндрическую излучающую антенну, опускаемую при помощи кабель-буксира, второй многоканальный тракт излучения гидролокационных сигналов, выход которого соединен со входом цилиндрической излучающей антенны, а вход со вторым выходом пульта управления и индикации [3].
Введение в состав ГАК НК цилиндрической антенны, опускаемой при помощи кабель-буксира, и второго многоканального тракта излучения гидролокационных сигналов позволяет на стопе осуществлять излучение ГЛ сигналов в направлении кормовых курсовых углов.
Известный ГАК НК позволяет осуществлять на стопе подводное наблюдение в зоне носовых и траверзных углов. ГАК НК [3] наиболее близок к предлагаемому по технической сущности и вследствие этого принят за прототип.
Недостатком известного ГАК НК является невозможность его применения для освещения подводной обстановки в ближней зоне НК в направлении кормовых углов при движении НК.
При этом, даже на стопе, несмотря на «подсветку» в кормовых направлениях при помощи цилиндрической антенны, опускаемой на кабель-буксире, эхосигнал, принимаемый антенной в бульбовом обтекателе в этих направлениях, будет заэкранирован коффердамом
Освещение подводной обстановки в ближней зоне НК должно обеспечивать как в режиме движения НК, так и на стопе, обнаружение навигационных препятствий, миноподобных объектов, малоразмерных объектов - малых подводных лодок (МПЛ), обитаемых и необитаемых автономных подводных аппаратов (АНПА), боевых пловцов..
Для НК большого водоизмещения, например, авианосца, длина которого может достигать нескольких сотен метров, освещение подводной обстановки в дальней зоне производится при помощи НК охранения, а задача освещения подводной обстановки в ближней зоне является особенно актуальной, поскольку именно в ней возможно нахождение МПЛ, АНПА и боевых пловцов.
Техническим результатом предлагаемой полезной модели является обеспечение освещения подводной обстановки в ближней зоне любых НК во всех направлениях как на стопе так и при движении, в том числе и НК большого водоизмещения.
Для обеспечения указанного технического результата в известном ГАК НК, содержащем пульт управления и индикации, состоящую из обратимых электроакустических преобразователей, расположенную в бульбовом обтекателе первую цилиндрическую приемо-излучающую антенну, первый коммутатор приема-передачи, вход которого соединен с выходом первой цилиндрической приемо-излучающей антенны, первый многоканальный тракт излучения гидролокационных сигналов, выход которого соединен со входом первого коммутатора приема-передачи, а вход с первым выходом пульта управления и индикации, первый многоканальный тракт приема сигналов ГЛ и ШП, вход которого соединен с выходом первого коммутатора приема-передачи, а выход с первым входом пульта управления и индикации, цилиндрическую излучающую антенну, опускаемую при помощи кабель-троса, второй многоканальный тракт излучения гидролокационных сигналов, выход которого соединен со входом цилиндрической излучающей антенны, а вход со вторым выходом пульта управления и индикации, введены новые признаки, а именно, введены размещенная под миделем НК вторая цилиндрическая приемо-излучающая антенна, второй коммутатор приема-передачи, вход которого соединен с выходом второй цилиндрической приемо-излучающей антенны, третий многоканальный тракт излучения гидролокационных сигналов, выход которого соединен со входом второго коммутатора приема-передачи, а вход с третьим выходом пульта управления и индикации, второй многоканальный тракт приема сигналов ГЛ и ШП, вход которого соединен с выходом второго коммутатора приема-передачи, а выход - со вторым входом пульта управления и индикации.
Наилучший результат в части освещения подводной обстановки в ближней зоне НК большого водоизмещения может быть обеспечен, если первая и вторая цилиндрические приемо-излучающие антенны выполнены каждая в виде составной разночастотной антенны, состоящей из модулей - низкочастотного цилиндрического модуля большего диаметра и расположенного под ним высокочастотного цилиндричсекого модуля меньшего диаметра, обеспечивающих обнаружение целей при больших и малых волнениях моря соответственно.
Достижение заявленного технического результата предложенной полезной модели основано на следующих предпосылках:
Вторая приемо-излучающая цилиндрическая антенна, расположенная под миделем НК, не испытывает при приеме сигналов экранирующего влияния бульбового обтекателя и обеспечивает обзор пространства в направлении кормовых курсовых углов.
Опускаемая цилиндрическая излучающая антенна совместно с первой и второй приемо-излучающими антеннами позволяет на стопе НК осуществлять многоантенное многогоризонтное обнаружение целей.
Выполнение цилиндрических приемо-излучающих антенн в виде составных разночастотных позволяет оптимизировать обнаружение целей в зависимости от волнения моря.
Сущность предлагаемой полезной модели поясняется Фиг.1, Фиг.2, Фиг.3 и Фиг.4, где на Фиг.1 соответственно приведена схема размещения гидроакустических антенн на НК, на Фиг.2 общий вид первой и второй цилиндрических приемо-излучающих антенн, на Фиг.3 блок-схема предлагаемого ГАК НК, на Фиг.4 пояснения к работе предлагаемого ГАК НК.
На объекте-носителе 1 размещены первая цилиндрическая приемо-излучающая антенна 2, расположенная в бульбовом обтекателе 3, вторая цилиндрическая приемо-излучающая антенна 4, расположенная под миделем НК 1, цилиндрическая излучающая антенна 5, опускаемая при помощи кабель-буксира 6 (Фиг.1).
Антенны 2 и 4 выполнены каждая в виде составной разночастотной приемо-излучающей антенны, состоящей из соосных низкочатостного модуля большего диаметра 7 и расположенного под ним высокочастотного модуля меньшего диаметра 8 (Фиг.2). Подобное построение обеспечивает удобство монтажа антенн на НК и их обслуживание в процессе эксплуатации.
Вследствие различных условий размещения и эксплуатации разночастотные приемо-излучающие антенны могут иметь различные габариты и рабочие частоты.
В рассмотренном примере верхний модуль 7 имеет диаметр 1,25 м высоту 1,0 или 0,85 м при частоте 11 кГц, нижний модуль 8 имеет диаметр 0,8 м, высоту 0,8 или 0,4 м при частоте 20 кГц.
Предлагаемый ГАК НК (Фиг.3) содержит первую приемо-излучающую антенну 2, расположенную в бульбовом обтекателе, и соединенную через первый коммутатор 10 приема-передачи, с первым многоканальным трактом 11 излучения гидролокационных сигналов и с первым многоканальным трактом 12 приема сигналов ГЛ и ШП. Вход тракта 11 соединен с первым выходом пульта 9 управления и индикации, первый вход которого соединен с выходом тракта 12. Цилиндрическая излучающая антенна 5, опускаемая в водную среду при помощи кабель-троса, соединена с выходом второго многоканального тракта 13 излучения гидролокационных сигналов, вход которого соединен со вторым выходом пульта 9. Вторая цилиндрическая приемоизлучающая антенна 4, через второй коммутатор 14 приема-передачи, соединена с третьим многоканальным трактом 15 излучения гидролокационных сигналов и со вторым многоканальным трактом 16 приема сигналов ГЛ и ШП. Вход тракта 15 соединен с третьим выходом пульта 9, второй вход которого соединен с выходом тракта 16.
Работа предлагаемого гидроакустического комплекса для надводного корабля осуществляется следующим образом. С пульта управления и индикации в зависимости от выбора оператора комплекса на первый, второй или третий тракт излучения гидролокационных сигналов подается сигнал на выработку мощного излучающего сигнала, который возбуждает в режиме излучения либо приемо-излучающую антенну 2, расположенную в бульбовом обтекателе, либо приемо-излучающую антенну 4, расположенную под миделем НК, либо цилиндрическую излучающую антенну 5, опускаемую при помощи кабель-буксира 6, либо указанные антенны в различных сочетаниях. После завершения цикла излучения производится прием эхосигналов режима ГЛ и сигналов режима ШП при помощи приемо-излучающей антенны 2, расположенной в бульбовом обтекателе, работающей в режиме приема и приемо-излучающей антенны 4, расположенной под миделем НК. Сигналы, принятые в режиме приема, обрабатываются первым и вторым приемными трактами и индицируются на пульт 9, обеспечивая обнаружение целей в ближней зоне НК (Фиг.4).
Наличие в зоне кормовых курсовых углов приемо-излучающей антенны, расположенной под миделем НК, обеспечивает достижение заявленного технического результата, а выполнение примо-излучающих антенн заявленной конструкции обеспечивает достижение этого результата при волнении моря различной бальности.
Источники информации;
1. А.Л.Простаков. Гидроакустика и корабль. Л., «Судостроение», 1967, с.39-45.
2. Р.Дж.Урик. Основы гидроакустики. Л., «Судостроение», 1978, с.23-24.
3. Патент РФ на полезную модель №78954.