Гидроакустическая станция мг 7. Значение гидроакустическая станция в большой советской энциклопедии, бсэ. Смотреть что такое "Гидроакустическая станция" в других словарях
1. Дальность обнаружения подводной лодки среднего водоизмещения на поисковой скорости 20 уз и при неограничивающих гидроакустических условиях до 25 – 40 км.
2. Срединные ошибки определения координат:
По курсовому углу – не более 0.5°;
По дистанции – не более 0.8% от номинала шкалы.
3. Станция обеспечивает обзор водного пространства по горизонту в пределах курсовых углов от 0 до 150° правого и левого бортов. Одновременный обзор в вертикальной плоскости обусловлен характеристикой напрвленности в этой плоскости (4°), для расширения угла обзора в вертикальной плоскости предусмотрена возможность наклона акустической антенны до 60° вниз и до 10° вверх.
4. Величина мертвой зоны по дистанции 1.5 – 2 км.
а) в режиме обнаружения – около 4° при излучении и приеме в горизонтальной и вертикальной плоскостях;
б) в режиме сопровождения:
На частоте f 1 – около 4°;
На частоте f 2 – около 6° при излучении и приеме в горизонтальной и вертикальной плоскостях.
6. Подводимая электрическая мощность к акустической антенне не менее 200 кВА.
7. Приборы станции рассчитаны на нормальную работу при следующих условиях:
Температура окружающей среды от 0 до +45°;
Бортовая качка с амплитудой 10° и периодом 8 с, килевая качка с амплитудой 5° и периодом 5 с.
Состав станции. В состав станции входят следующие основные приборы и устройства:
Акустическая антенна с поворотно-наклонным устройством (прибор 1), представляющая собой плоское зеркало размерами 4 м на 4 м с укрепленными на нем цилиндрическими пьезокерамическими преобразователями (18 вертикальных по 8 преобразователей в каждом);
Генераторное устройство (приборы 2, 2А, 22);
Пульт управления и контроля (прибор 4), в котором сосредоточены блоки индикации, управления и контроля работы станции;
Предварительный усилитель и задерживающие цепи (прибор 8);
Коммутаторы приема-передачи (прибора 13);
Устройство компенсации эффекта Доплера (прибор 17);
Выпрямители (приборы 20, 20А);
Щиты питания (приборы 21, 21А);
Прибор контроля тракта излучения (прибор 24А);
Построитель траектории акустических лучей (прибор 25).
2.Внешние связи ГАС и работа по структурной схеме.
Внешние связи. Для обеспечения длительного слежения за пл станция имеет связь со следующими корабельными приборами и системами: лагом, гирокомпасом, центральной системой стабилизации, станцией МГ-325, системой “Спрут”, МВУ-200 и 201.
Принцип работы. Рассмотрим принцип работы станции по структурной схеме, представленной на рис.1.
Станция имеет следующие режимы работы:
Обнаружение, при котором осуществляется поиск целей шагом 30° в секторе обзора ±150° с выдачей целеуказания в тракт сопровождения;
Обнаружение – сопровождение, которое позволяет при сопровождение цели по курсовому углу на индикаторе ИЭ2 тракта сопровождения одновременно просматривать сектор 30° на индикаторе обнаружения ИЭ1;
Сопровождение, при котором вырабатываются точные координаты цели – курсовой угол и дистанция;
Прослушивание шумов цели в широкой полосе частот.
В режиме обнаружения излучение акустической энергии осуществляется практически одновременно в секторе 30°. В этом случае (при излучении) формируется девять характеристик направленности, по 4° каждая, при приеме указанный сектор перекрывается восьмью характеристиками направленности. Подключение акустической антены к аппаратуре трактов излучения и приема производится посредством коммутатора приема-передачи.
В тракте приема каждая из 18 полос акустической антены через коммутатор прием-передача подключается к своему предварительному усилителю. Выходы предварительных усилителей подключаются к приборам приемного тракта, обеспечивающим работу станции в режимах обнаружения, сопровождения и прослушивания.
После обнаружения цели производится грубое определение направления на цель, дистанция до нее и выдача целеуказания в тракт сопровождения.
В режиме обнаружения-сопровождения сопровождение цели осуществляется центральной характеристикой направленности, а обнаружение в пределах сектора 30° симметрично относительно направления на сопровождаемую цель.
В режиме сопровождения осуществляется уточнение координат цели, полуавтоматическое сопровождение цели по курсовому углу и дистанции, а также передача данных в систему ПСТБ, МВУ-200, 201. В режиме прослушивания производится обнаружение целей по создаваемому ими шуму. Прослушивание может вестись в секторе ±150°.
В пределах сектора поиска перемещение акустической антенны на величину шага канала 30° может осуществляться с помощью автомата шагового поиска или вручную. При прослушивании вращение антенны производится вручную или системой полуавтомата.
Индикация принятых сигналов осуществляется:
В режиме обнаружения – на индикаторе ИЭ-1, выполненном на электронно-лучевой трубке с разверткой типа “Б” и яркостной отметкой сигнала при использовании многоканальной системы индикации, а при амплитудной – на громкоговорителе и магнитофоне;
В режиме сопровождения – на электронном индикаторе ИЭ-2 (индикатор отклонения пеленга), выполненном на двухлучевой электронной трубке с линейной разверткой, и регистраторе дистанции, путем записи эхо-сигнала на электромеханическую бумагу;
В режиме прослушивания – на громкоговорителе и телефонах.
1.Гидроакустическая станция с опускаемой антенной МГ-329.
Примером гидроакустической станции с опускаемой акустической антенной является станция МГ-329. Станция предназначена для вооружения противолодочных кораблей, кораблей и судов специального назначения и позволяет производить обнаружение подводных лодок и определение их координат (пеленга и дистанции). Поиск и обнаружение подводных лодок производятся только на стопе корабля.
В гидроакустической рубке – импульсный генератор, усилитель, устройство управления и контроля, прибор питания и указатель глубины;
На верхней палубе – опускаемое устройство в специальной кассете в непосредственной близости от лебедки и кран-балки. Опускаемое устройство состоит из двух отсеков: затапливаемого и герметичного. В затапливаемом отсеке размещаются рефлекторная антенна из титаната бария и предварительный усилитель. В герметичном отсеке размещаются привод вращения антенны, датчик курса и датчик глубины.
В станции предусмотрены четыре режима работы: шумопеленгование (ШП), ручное сопровождение (РС), определение дистанции (ОД), активный шаговый поиск (АП).
Станция обеспечивает:
Обнаружение цели при круговом обзоре пространства в режиме ШП;
Определение пеленга на цель;
Измерение дистанции до цели;
Автоматический шаговый обзор акватории.
Тактико-технические данные станции МГ-329:
Дальность обнаружения подводной лодки, маневрирующей со скоростью 8 уз на глубине 50 м при благоприятных гидроакустических условиях, в режиме ШП 50 каб, в режимах АП и ОД – 33 каб;
Срединная ошибка определения дистанции 3% от шкалы;
Станция может работать при волнении моря 3 – 4 балла при дрейфе корабля не более 1.5 уз;
Предельная глубина погружения акустической антенны 50 м;
Время погружения (подъема) акустической антенны на предельную глубину 70 с;
Время однократного обследования акватории с учетом опускания и подъема акустической антенны: в режиме ШП – 3 мин, в режиме АП – 6.5 мин, в обоих режимах – 7 мин;
Станция готова к работе через 3 мин после включения;
Продолжительность непрерывной работы не более 4 ч;
Станция работает на двух эталонах частот;полоса пропускания приемного тракта:
в режиме ШП – 2500 Гц,
в режимах АП и ОД – 60 Гц;
Скорость вращения акустической антенны в режиме ШП 4 об/мин;
Шаг обзора при отработке шагового автомата 15°;
Ширина характеристики направленности во всех плоскостях 20°;
Станция питается трехфазным переменным напряжением 220 В, 400 Гц и постоянным напряжением 27 В;
Потребляемая мощность от сети переменного тока 400 ВА, от сети постоянного тока – 200 кВт;
Мощность, потребляемая лебедкой от сети постоянного тока, 2 кВт.
Срединная ошибка определения пеленга 5°;
Функциональная схема станции представлена на рис.1
В режиме ШП пеленгование осуществляется по максимальному методу. При постановке переключателя рода работ “ШП-РС-АП” устройства управления и контроля в положение “ШП” на обмотку возбуждения двигателя ЭМ-1М блока управления подается питание. Так как двигатель ЭМ-1М непрерывно разворачивает ротор сельсина С-3В со скоростью 4 об/мин, то с такой же скоростью вращается антенна.
Индукционный датчик, жестко закрепленный на корпусе опускаемого устройства, выдает трехфазное напряжение, зависящее от угла поворота корпуса относительно магнитного меридиана.
В дифференциальном сельсине происходит суммирование углов поворота опускаемого устройства относительно магнитного меридиана и акустической антенны относительно корпуса. В результате вырабатывается сигнал рассогласования, определяющий угловое положение акустической антенны относительно магнитного меридиана. Стрелочный указатель блока модулятора устройства управления и контроля и фиксирует этот угол, равный пеленгу на цель.
Так как ротор синусно-косинусного трансформатора ВТМ-1В поворачивается синхронно с акустической антенной, то на его статорных обмотках индуктируются напряжения, изменяющиесся по закону синуса и косинуса угла поворота антенны относительно меридиана. После детектирования синусная и косинусная составляющие прикладываются к пластинам электронно-лучевой трубки, определяя положение луча на экране. При непрерывном вращении акустической антенны в режиме ШП луч на экране индикатора описывает кольцо.
Таким образом, данные о положениии оси характеристики направленности антенны относительно магнитного меридиана можно определить по экрану индикатора и стрелочному указателю устройства управления и контроля.
Принятые акустической антенной шумы преобразуются в электрическое напряжение. Это напряжение через коммутатор “Прием – передача” подается на вход предварительного усилителя. С выхода усилителя сигнал по кабель-тросу поступает на вход усилителя. После усиления напряжение сигнала поступает на преобразователь частоты, состоящий из смесителя, гетеродина и фильтра нижних частот. На выходе преобразователя образуется напряжение звуковой частоты, которое подается на головные телефоны и на усилитель подсветки, а с него на модулятор трубки для подсветки. Кроме того, этот сигнал поступает на базовый детектор усилителя. Нагрузкой базового детектора является обмотка управления магнитного модулятора блока модулятора.
Рабочие обмотки магнитного модулятора подключены к цепи 200 В, 400 Гц последовательно с роторными обмотками вращающихся трансформаторов ВТМ – 1В блока управления и механизма вращения трансформатора и первичной обмотки трансформатора опорного напряжения. При поступлении на вход базового детектора сигнала от цели изменяется постоянный ток, протекающий через управляющую обмотку магнитного модулятора. Это приводит к перераспределению напряжения питания между рабочими магнитного модулятора и роторными обмотками вращающихся трансформаторов ВТМ – 1В вследствие чего изменяется напряжение и на статорных обмотках ВТМ – 1В, что приводит к радиальному отклонению луча на экране ЭЛТ.
Таким образом, в момент прохождения характеристики направленности акустической антенны по цели на кольцевой развертке ЭЛТ наблюдается амплитудная отметка, интенсивность свечения которой несколько выше интенсивности свечения развертки.
В режиме РС с обмотки управления двигателя ЭМ – 1М снимается напряжение питания, и двигатель останавливается. Поворот акустической антенны осуществляется с помощью маховичка ручного сопровождения. В остальном станция работает так же, как и в режиме ШП.
Для устранения влияния случайных разворотов акустической антенны в станции введена стабилизация положения антенны во всех режимах работы.
В режим ОД станция переводится из режима РС нажатием кнопки запуска в приборе управления и контроля. При нажатии кнопки запуска срабатывает реле Р2.
Через 0.15 с после срабатывания реле Р2 кулачковый механизм размыкает контакты блокировки цепи формирования импульса запуска. Цепь формирования запускающего импульса вырабатывает импульс, который запускает импульсный генератор. С выхода импульсного генератора через коммутатор “Прием – передача” видеоимпульс поступает на акустическую антенну, преобразуется в акустический импульс и излучается. Через 0.2 с после излучения импульса кулачковый механизм размыкает контакты включения реле Р3. Реле обесточивается и снимает переменное напряжение со схемы гашения, и на экране ЭЛТ начинается развертка. Временная задержка необходима для устранения нелинейного участка развертки, вызванного иннерционностью двигателя. Таким образом обеспечивается синхронность начала излучения и начала развертки. Кроме того, снимается напряжение с накопителя, и коммутатор “Прием – передача” переключает станцию на прием.
При наличии отраженного сигнала прохождение по приемному тракту и индикация его на экране ЭЛТ и в телефонах происходят так же, как и в режиме ШП.
По истечении 8.8 с, что соответствует полной длительности развертки на экране, т.е. времени прохождения сигнала до цели, находящейся на максимальной дальности действия, и обратно, кулачковый механизм замыкает контакты включения реле Р3. За счет этого разблокируется кнопка запуска, подключается выход усилителя к усилителю подсветки, снимается переменное напряжение со схемы гашения и напряжение питания двигателя. Схема торможения подает на двигатель тормозящее напряжение двигатель останавливается. Так как схема гашения не работает, на экране трубки появляется развертка. Реле коммутации фильтров усилителя отключает фильтр с полосой пропускания 600 Гц. Коммутатор режимов работы реле Р1 снова подключает к повышающим трансформаторам статорные обмотки вращающегося трансформатора ВТМ – 1В. станция автоматически переходит в режим РС. Если нужно произвести измерение дистанции до цели еще раз, то для этого нужно нажать кнопку запуска.
2. Гидроакустическая станция с буксируемой антенной МГ-325.
Примером гидролокационной станции буксируемой акустической антенной может служить станция МГ – 325, предназначенная для поиска, обнаружения и определения координат подводных лодок при неблагоприятных гидрологических условиях, когда использование гидролокаторов с подкильными акустическими антеннами для обнаружения подводных лодок затруднено. Станцией вооружаются корабли пр. 159, 1123, 1134Б, 1135.
Аппаратура станции на корабле размещается:
В гидроакустической рубке – индикаторное устройство и устройство пуска;
В гидроакустическом отделе – генератор, прибор питания генератора, импульсный
поляризатор и накопители;
На верхней палубе – лебедка, подъемно – опускное и буксируемое устройства.
Буксируемое устройство имеет 2 отсека: герметический, в котором размещаются усилительное устройство, согласающее устройство и датчик затекания, и затапливаемый, в котором размещаются акустическая антенна, состоящяя из излучающей и приемной частей, и преобразователь, предназначенный для излучения и приема акустических колебаний при контрольной проверке работы станции.
Станция работает в активном режиме и обеспечивает:
Поиск и обнаружение подводных лодок;
Определение дистанции до цели и курсового угла (пеленга) на цель;
Выдачу координат (дистанции и курсового угла) цели в гидролокационную станцию точного определения координат и приборы управления стрельбой.
Тактико – технические данные станции МГ – 325:
Дальность обнаружения подводной лодки при скорости корабля 25 уз в условиях подводного звукового канала составляет 4 – 7 км;
Срединная ошибка пеленгования относительно буксируемого устройства 3°;
Срединная ошибка определения дистанции: 1.5% на шкале 7.5 км и 2% на шкале 3.75 км.
Рабочий сектор обзора акватории составляет 250° по курсу буксируемого устройства;
Постановка и выборка буксируемого устройства возможна при волнении моря не более 3 – 4 баллов;
Глубина буксировки может меняться в пределах 15 – 100 м;
Точность хода буксируемого устройства при установившейся скорости буксировки: по
крену ± 3 °, по глубине ± 2 м;
Станция работает на одном из 3 эталонов частот;
Электрическая мощность, подводимая к излучающей части антенны, не менее 100 кВт;
Длительность излучаемых импульсов 25 и 5 мс;
Раствор характеристики направленности акустической антенны на уровне 0.7 для излучающей части в вертикальной плоскости 14°, в горизонтальной - 270°, для приемной части в обеих плоскостях - 14°;
Аппаратура станции рассчитана на работу при температуре окружающей среды от - 10 до +50°С в условиях вибрации в диапозане частот 5 – 35 Гц с ускорением 1g для аппаратуры, размещенной на корабле, и в диапазоне 15 – 20 Гц с ускорением 2g для аппаратуры, размещенной на буксируемом устройстве;
Питание станции от сети трехфазного тока 220 В, 50 Гц;
Потребляемая мощность 6,5 кВА;
Масса станции 5300 кг.
Упрощенная функциональная схема станции представлена на рис.4. Станция работает в режиме эхо – пеленгования. Импульсы от генератора через токосъемник лебедки, кабель – трос и согласующее устройство поступают на излучающую часть акустической антенны, в которой преобразуются в акустические колебания. Одновременно осуществляется запуск развертки по дистанции индикатора секторного обзора, который предназначен для визуального наблюдения целей в прямоугольных координатах (дистанция – курсовой угол). Излучение сигнала производится в секторе 250° по курсу буксируемого устройства. После излучения станция автоматически переключается в режим приема.
Отраженные от подводного объекта акустические сигналы воспринимаются приемной частью акустической антенны, в которой преобразуются в акустические сигналы, после чего поступают на 26 предварительных усилителей по числу приемников антенны. После усиления сигналы поступают на компенсатор, который формирует 20 пространственных приемных характеристик направленности (20 каналов). Таким образом, в секторе 250° осуществляется направленный прием. С выхода компенсатора сигналы поступают на 20 основных усилителя по числу каналов, где происходит преобразование рабочей частоты сигнала в промежуточную и дальнейшее ее усиление. Выходы основных усилителей подключаются к входам коммутаторов секторного и шагового обзора.
Электронный коммутатор секторного обзора осуществляет поочередное подключение выходов основных усилителей к индикатору секторного обзора. Цикл переключения происходит синхронно с разверткой по курсовому углу. За счет этого на экране индикатора секторного обзора образуется двухкоординатная строчная развертка дистанция – курсовой угол.
Секторный обзор используется при поиске подводных лодок. Эхо – сигнал фиксируется на экране индикатора секторного обзора в виде яркостной отметки, где по ее положению определяется дистанция и курсовой угол. Курсовой угол (пеленг) на цель определяется относительно буксируемого устройства путем отсчета угла в горизонтальной плоскости между направлением прихода эхо – сигнала и диаметральной плоскостью буксируемого устройства (истинный меридиан).
При обнаружении подводной цели оператор с помощью переключателя каналов подключает к индикатору шагового обзора канал, в котором обнаружен сигнал. Переключение каналов в данном случае осуществляется коммутатором шагового обзора, имеющим частотное управление каналами. На экране индикатора шагового обзора синхронно с излучением импульса образуется развертка по дальности. В момент прихода отраженного сигнала наблюдается амплитудная отметка. Так с помощью индикатора шагового обзора определяется дистанция в выбранном канале (направлении).
Индикатор секторного обзора применяется для сопровождения цели.
В тракт шагового обзора входит слуховой тракт, позволяющий прослушивать эхо-сигнал в телефонах и громкоговорителе. Подключение слухового тракта к выбранному оператором каналу производится одновременно с подключением индикатора шагового обзора переключателем каналов.
Рис.2. Структурная схема ГАС МГ-325.
1. Назначение, решаемые задачи, состав станции, размещение ГАС МГ-7.
2. Режимы pаботы, пpинцип действия, ТТХ ГАС МГ-7.
Литеpатуpа:
1.Техническое описание ГАС МГ-7.
2.Фоpмуляp ГАС МГ-7.
3.Инстpукция по эксплуатации ГАС МГ-7.
I. Назначение, задачи, состав станции, размещение.
1. Корабельная гидроакустическая станция МГ-7 устанавливается на надводных кораблях и предназначена для решения задач:
Обнаружения подводных диверсионных сил и средств (ПДСС);
Определения координат обнаруженных целей (дистанция, курсовой угол).
2. ГАС МГ-7 используется при стоянке кораблей на якоре или бочке в пунктах маневрен-ного базирования и на незащищенных рейдах.
3. В состав гидроакустической станции МГ-7 входят следующие приборы:
Прибор 1 - гидроакустическая антенна;
Прибор 2 - генератор зондирующих импульсов;
Прибор 4 - основной электронный индикатор
Прибор 5 - источник питания;
Прибор 6 - выносной электронный индикатор;
Прибор 13 - многоканальный предварительный усилитель с электронным коммутатором.
Назначение приборов ГАС МГ-7 и их размещение приведены в табл. 1.
II. Режим работы, принцип действия, ТТХ станции.
4. Станция используется в следующих режимах;
I - режим полной мощности;
II - режим малой мощности (25% от полной мощности излучения);
III - режим имитации цели и контроля несения вахты оператором.
Таблица 1 НАЗНАЧЕНИЕ И РАЗМЕЩЕНИЕ ПРИБОРОВ ГАС МГ-7
Наимен-е Назначение прибора Место установки
Прибор 1 Преобразование электрических сигналов - На верхней палубе
в гидроакустические при излучении; гидроакус- корабля в защитном
тических в электрические, их усиление и де - кожухе
тектирование при приеме; формирование одной
характеристики при приеме
Прибор 2 Формирование и генерирование элект- Гидроакустическая
рических импульсов необходимой длите- рубка
льности и формы на рабочей частоте станции
Прибор 4 Усиление и индикация эхо-сигналов от Гидроакустическая
цели на экране ИКО, определение теку- рубка
щих координат цели, управление режи-
Мами работы, контроль за работоспосо-
бностью приборов станции.
Прибор 5 Формирование и стабилизация напря- Гидроакустическая
жений электропитания приборов станции рубка
Прибор 6 Индикация эхо-сигналов от цели на БИП
экране ИКО. Формирование электричес-
ких сигналов, имитирующих эхо-сигналы
от одной или двух целей, управление
режимами работы блока имитации,
синхронизации двух ГАС МГ-7 при од-
новременной работе на корабле
Прибор 13 Усиление отраженных гидроакустичес-
ких сигналов, электронный опрос при-
емных каналов и их последовательное
подключение к ИКО
5. Принцип работы Схема блочная (ып1.030.048 СхБ)
Действие станции основано на принципе импульсной гидролокации цели.
Блок управления БУ-2 вырабатывает импульсы прямоугольной формы длительностью t=0.5мсек с периодом следования Tсл =533мсек, которые поступают на генератор зондирующих импульсов, вырабатывающий импульсы длительностью t=0.5мсек с высокочастотным заполнением. С выхода генератора эти импульсы поступают на гидроакустический излучатель (И) с ненаправленным излучением в горизонтальной плоскости и узконаправленным в вертикальной на уровне 0.7(Фиг.1). Отражённые от цели сигналы, в зависимости от направления, поступают на соответствующие гидроакустические приёмники (ГАП), образующие статистический веер характеристик направленности приёмной антенны пересекающихся на уровне 0.5 (Фиг.2), преобразуются в электрические сигналы, усиливаются усилителем высокой частоты с автоматической регулировкой усиления (УВЧ с АРУ) и детектируются амплитудным детектором (Д). Таким образом, на выходе рабочих каналов выделяется низкочастотная огибающая сигнала, т.е. видеосигнал. Сигналы с выходов 32-х каналов поступают на коммутатор электронный, который производит последовательный опрос каналов с частотой опроса f=1920Гц. За время длительности отражённого сигнала каждый канал опрашивается коммутатором один раз. Для синхронизации развёртки луча ЭЛТ с опросом каналов, частота опроса 1920Гц поступает с электронного коммутатора в блок управления (БУ-2), который управляет работой блока развёртки (БР). С той же целью сигнал 1920гц поступает через блок синхронизации (БС) индикатора выносного в блок ИЭ этого индикатора.
Блок развёртки вырабатывает трёхфазное синусоидальное напряжение с амплитудой, изменяющейся по пилообразному закону (Фиг.3), которым производится спиральная развёртка луча электронно-лучевой трубкой (ЭЛТ).
Для развёртки луча ЭЛТ используется частота опроса 1920Гц, что обеспечивает соответствие положения электронного луча на экране ЭЛТ опросу определённого канала. Так, например, при каждом опросе первого канала электронный луч всегда находится в секторе 1(Фиг.2), при опросе второго канала - в секторе 2 и т.д. Если на вход канала поступает отражённый от цели импульс, превышающий уровень помехи, то при опросе этого канала на выходе электронного коммутатора, соединённого с входом амплитудного селектора (СА), напряжение превысит установленный порог и блок СА выдаст на вход оконечного видео усилителя (ВУО) стандартный по амплитуде импульс.
Усиленный видеоусилителем этот импульс поступает на модулятор ЭЛТ и производит засветку экрана в том месте, где находится электронный луч в момент поступления сигнала (Фиг.4).
Так как гидроакустическая система ориентирована относительно корабля, а посылка зондирующих импульсов синхронизирована с началом развёртки луча ЭЛТ, то местоположением яркостной отметки на экране определяются координаты цели относительно корабля по дистанции и курсовому углу.
Учитывая, что уровень реверберационной помехи и сигналов в начале такта очень велик и постепенно спадает, а усилитель высокой частоты (УВЧ с АРУ) не в состоянии полностью выровнять уровень сигнала по дистанции. В блоке коммутатора осуществляется автоматическая регулировка квантования уровня (порога ограничения снизу) по группам (8 каналов в каждой) каналов, а порог срабатывания амплитудного селектора имеет дополнительную временную автоматическую регулировку (ВАРУ), которая обеспечивает постепенное снижение порога срабатывания от начала такта к концу. Сигналы управления ВАРУ поступают с блока БУ-2 синхронно с сигналами начала развёртки и посылок зондирующих импульсов. С амплитудного селектора сигналы одновременно поступают в блок ИЭ выносного индикатора (прибор 6), работа которого синхронизируется блоком БУ-2 прибора 4 с помощью блоков синхронизации (БС) в приборах 4 и 6, благодаря чему на экране выносного индикатора дублируются сигналы, поступающие на основной индикатор.
Формирователь электронного визира (ФЭВ), расположенный в блоке электронного съёма (СЭ) прибора 4, управляемый блоком БУ-2, формирует импульс с заполнением частотой 1920Гц, поступающий на ВУО и далее на ЭЛТ, образуя на экране электронный визир (см. Фиг.5).
Величина электронного визира пропорциональна длительности этого импульса и изменяется прецизионным потенциометром (ПТ), шкала которого проградуирована в единицах дистанции. Направление электронного визира устанавливается изменением фазы заполняющего напряжения фазовращателем (ФВ), шкала которого проградуирована в курсовых углах.
Таким образом, изменяя положение фазовращателя и прецизионного потенциометра можно конец линии электронного визира установить в любую точку экрана, а по соответствующим шкалам (блока СЭ) определить координаты этой точки. Из блока СЭ сигнал, формирующий электронный визир, параллельно передаётся в блок ИЭ выносного индикатора, где выполняет роль указателя местоположения цели, обнаруженной оператором. Координаты цели на выносном индикаторе определяются по шкале нанесённой на экран.
Блок имитации (БИ) в приборе 6 формирует импульсы длительностью 20-50мксек с регулируемой частотой следования равной . Поступая в блоки ИЭ приборов 4 и 6 импульсы производят засветку экрана (яркостную отметку), подобную отметке от цели.
Разность между периодом развёртки (Tраз.) и периодом следования имитирующих -(Tимп.) даёт изменение положения яркостной отметки по радиусу (дистанции).
Изменение фазы этого сигнала фазовращателем даёт возможность перемещения яркостной отметки, имитирующей цель, в любой сектор экрана.
При установке на одном корабле двух станций (носовой и кормовой) и необходимости одновременной их работы, блоки синхронизации приборов 6 этих станций соединяются между собой, чем достигается синхронизация посылок зондирующих импульсов и уменьшение мешающего действия зондирующих импульсов и реверберации одной станции на другую.
6. Схема станции содержит элементы встроенного контроля и сигнализации, позволяющие контролировать работоспособность приборов 1, 2, 5.
При нарушении герметичности прибора 1 или выходе из строя одного из источников питания прибора 5 загораются сигнальные лампы АВАРИЯ ПРИБОРОВ 1,5, расположенные на лицевой панели прибора 4, и включается звуковая сигнализация.
В случае уменьшения мощности излучения блок контроля излучения прибора 2 вырабатывает сигнал, поступающий в прибор 4. При этом на лицевой панели прибора 4 загорается сигнальная лампа АВАРИЯ ПРИБОРА 2 и включается звуковая сигнализация.
7. Контроль исправного состояния приемных каналов производится по наличию в конце развертки яркостных контрольных меток в положении "300-400 м" переключателя ДИАПАЗОНЫ.
При снижении коэффициента усиления или выходе из строя одного или нескольких усилителей высокой частоты (УВЧ) на экране электронно-лучевой трубки основного индикатора (прибора 4) отсутствуют соответствующие контрольные метки.
8. На одном корабле обеспечивается одновременная работа двух ГАС МГ-7 при разнесении гидроакустических антенн на 70- 150 м.
Одновременная работа ГАС МГ-7 с другими станциями и системами не предусмотрена.
9. Основные тактические характеристики ГАС МГ-7 приведены на табл. 2.
10. Основные технические характеристики ГАС МГ-7 приведены в табл. 3.
11. Боевой расчет ГАС МГ-7 - нештатный. К обслуживанию и несению вахты на ГАС МГ-7 допускается личный состав РТС, изучивший ее устройство и сдавший зачеты на допуск к самостоятельному несению вахты на станции.
Таблица 2
ОСНОВНЫЕ ТАКТИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ ГАС МГ-7
Характеристики Численное
значение
Средняя дальность обнаружения ПДСС, м:
Сверхмалая подводная лодка 200
Подводные средства движения 150
Подводный диверсант 120
Сектор обзора в горизонтальной плоскости, (°) 360
Глубина просматриваемой круговой зоны 20
Среднеквадратическая ошибка определения
координат цели:
По дистанции, % шкалы 3
По курсовому углу, ° 3
Разрешающая способность:
По дистанции, м 10
По курсовому углу, ° 15
Рабочая глубина установки прибора 1, м 10
Время приведения станции в боевую готовность (мин) 25
Время непрерывной работы, ч 24
Примечание. Средняя дальность обнаружения ПДСС при вероятности правильного обнаружения 0.9; волнении моря не более 3 баллов; глубине моря не менее 20 м; приведенном уровне шумовых помех не более 0.02 Па.
Таблица 3. ОСНОВНЫЕ ТЕХНИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ ГАС МГ-7
Характеристики Численное
значение
Длительность зондирующего импульса, мс 0.5
Структура зондирующего импульса Прямоугольный
с высокочастотным
заполнением
Характеристика направленности гидроакус-
тической антенны, °:
а) режим излучения:
В горизонтальной плоскости 360
В вертикальной плоскости 3
б) режим приема:
В горизонтальной плоскости 32 XH по 12
В вертикальной плоскости 12
Шкалы дальности, м 0-100
Потребляемая мощность от сети 220/380 В 50 Гц (Вт) 800
Наработка станции до среднего ремонта, ч 5000
Условия нормальной работы:
Температура окружающей среды, °С 0-40
Относительная влажность воздуха при до 98
температуре 20-25 °С, %
Волнения моря, баллы до 3
Для борьбы с подводными лодками противника США совместно с союзниками по НАТО и Японией создали в Атлантическом и Тихом океанах глубоко эшелонированную систему противолодочного наблюдения. В нее входят разнообразные силы и средства, в том числе стационарные, корабельные и авиационные гидроакустические. Все они предназначены для обнаружения подводных лодок противника и выдачи по ним целеуказания. Их действие основано на использовании главного демаскирующего признака ПЛ — шумов винтов и механизмов.
Шумы винтов наблюдаются в довольно широком диапазоне, а механизмов — в очень узком, в виде отдельных дискретных частот. Спектральный анализ шумов позволяет не только определить местонахождение подводной цели и элементы ее движения, но также довольно точно идентифицировать ее и выявить государственную принадлежность. С увеличением скорости лодки возрастает интенсивность составляющих ее шумов во всем диапазоне частот. Однако максимум излучения приходится на низкочастотную область: наибольшая интенсивность уровня излучения подводных целей и минимум потерь при их распространении. Анализ соотношения данных параметров дал толчок к началу разработки гидроакустических станций, работающих в низкочастотном диапазоне (10-300 Гц).
Принятие на вооружение ВМС многих стран мира современного высокоэффективного противолодочного оружия, управляемого с помощью боевых информационных систем на основе новейшей вычислительной техники, привело к тому, что гидроакустические средства ПЛ большую часть времени должны работать в пассивном режиме. Кроме того, пассивные станции могут обнаружить цель на дальности, превышающей дистанцию применения ею оружия. Так, возникла острая необходимость повышения точности шумопеленгования пассивных ГАС, достаточной для выработки данных стрельбы, а также решения проблемы прослушивания кормовых курсовых углов надводного корабля или подводной лодки, находящихся в области гидроакустической тени. Реализовать данные требования стало возможным за счет использования в гидроакустических комплексах низкочастотных ГАС с буксируемыми антеннами.
Дальность обнаружения подводных лодок зависит от следующих характеристик пассивных ГАС: показатель направленности антенны (от него зависит пространственная избирательность); уровень собственных помех; порог обнаружения (дифференциал распознавания), определяемый для заданной вероятности обнаружения цели и распознавания ложных тревог.
На направленность антенны оказывают влияние характеристики гидрофонов, их количество и взаимное расположение. Поэтому применяются приемные антенны большой длины, работающие в низкочастотном диапазоне, гибкие протяженные буксируемые антенны (ГПБА). Конструктивно ГПБА представляет систему, состоящую из соединенных между собой акустических модулей, содержащих гидрофоны и электронные схемы предварительной обработки сигналов (рис. 2). Чувствительность гидрофонов во многом определяется материалом, из которого они изготовлены. В современных системах используются пьезоэлектрическая керамика и пьезополимеры. На обоих концах гидрофонной секции антенны находятся специальные модули, поглощающие вибрацию, что позволяет значительно повышать скорость буксировки без снижения качества работы.
Каждый гидрофон соединен с кабель-тросом, по которому сигналы через схемы предварительной обработки передаются на борт корабля, где проходят окончательную обработку в бортовой аппаратуре или передаются в береговой центр обработка информации.
Графически характеристику направленности ГПБА можно представить в виде тела, имеющего форму объемного кольца с присоединенными к нему дополнительными конусами, образованными боковыми лепестками характеристики направленности. Трехмерная характеристика направленности круглой плоской антенны имеет более простую форму — прожекторный луч, обладающий симметрией вращения относительно нормали к плоскости и окруженный боковыми лепестками (рис. 3),
Сравнивая графические и аналитические выражения направленности ГПБА и плоской антенны можно сделать вывод, что с увеличением длины у протяженных антенн значительно улучшается показатель характеристики направленности по сравнению с плоскими антеннами, так как характеристики последних в большей степени ограничены их размерами. Пространственной ориентацией характеристики направленности протяженной антенны можно управлять либо механическим ее поворотом, либо путем включения последовательно или параллельно с каждым элементом акустической антенны соответствующих фазирующих цепей, обеспечивающих поворот оси максимальной чувствительности в заданном направлении. С 80-х годов в ГАС стал эффективно внедряться метод цифрового формирования диаграммы направленности.
В обнаружении подводных лодок средства с ГПБА приобрели особое значение, так как применение антенн протяженностью сотни метров позволило сместить их рабочий диапазон в область низких звуковых и инфразвуковых частот, К тому же разнесенность в пространстве антенны и корабля-носителя за счет использования длинных буксиров снижает влияние собственных шумов корабля на рабочие характеристики ГАС.
К числу недостатков ГПБА можно отнести отсутствие возможности непосредственно измерять дальность до цели (для этого прибегают к триангуляционному методу). Положение антенны в пространстве относительно корпуса корабля постоянно меняется. Она может отклоняться от диаметральной плоскости корабля за счет длины гибкого кабель-троса, произвольно изменять заглубление из-за неравномерного хода носителя и плотности воды, вибрировать по причине местных возмущений водной среды, вращаться вокруг собственной оси за счет скручивания буксировочного троса (рис. 4). Это сказывается на точности пеленгования.
Создание первых моделей систем с ГПБА началось в США в 1963 году, а в 1966-м были проведены морские испытания системы TASS (Towed Array Sonar System) с антенной длиной около 100 м и диаметром 7,5 см. Полученные к 1967 году данные испытаний и результаты научных разработок позволили начать работы по созданию образцов с ГПБА для подводных лодок (программа STASS — Submarine Towed Array Sonar System) и для надводных кораблей (TACTASS — Tactical Towed Array Sonar System).
Для обеспечения эффективной работы в пассивном режиме в рамках программы STASS была разработана протяженная буксируемая система ТВ-16. Она предназначена для ГАК AN/BQQ-5, который в течение последних лет оставался главным в ВМС США средством гидроакустического обнаружения подводных лодок типа «Лос Анджелес» и ПЛАРБ «Огайо». Конструктивно антенна ТВ-16 представляет собой линейную систему диаметром 82,5 мм, состоящую из гидрофонов, заключенных в оболочку из полимерного материала. В целях уменьшения шумов обтекания и снижения сопротивления антенна заострена с обоих концов.
ГАК AN/BQQ-6 в основном представляет собой модифицированный вариант ГАК AN/BQQ-5. Схемы размещения антенных устройств в комплексах аналогичны (сферическая носовая, бортовая, конформная носовая и ГПБА). В состав ГАК AN/BQQ-6 входит также шумопеленгаторная станция инфразвукового диапазона. Первоначально антенна ТВ-16 крепилась непосредственно к буксирному устройству подводных лодок. Впоследствии ее разместили в кожухе, который крепился снаружи к корпусу лодки. Антенна оснащена также устройством для отсоединения ее от ПЛ в экстренных случаях. При буксировке ГПБА скорость лодки падает примерно на 0,5 уз. Длина кабель-буксира 800 м для AN/BQQ-5 и 720 м для AN/BQQ-6. Антенна ставится и убирается с помощью гидравлического устройства, которым также можно регулировать ее длину. Антенна ТВ-16 обеспечивает работу пассивных ГАС в диапазоне частот от 10 Гц до нескольких килогерц и обнаружение подводных целей в пределах 15-90 км.
Пути дальнейшего повышения эффективности ГАС с ГПБА подводных лодок специалисты видят в смещении рабочего диапазона в сверхнизкочастотную область спектра (единицы герц) для обнаружения ПЛ по тональным сигналам. Обнаружение таких сигналов предполагается осуществлять с помощью тонкой линейной буксируемой антенны ТВ-23, длина которой в перспективе составит 2000 м. Установка таких антенн в составе ГАК AN/BQQ-5D проводится в ходе планового ремонта многоцелевых атомных подводных лодок ВМС США. Антенны при этом размещаются в цистернах главного балласта ПЛА.
Использование ГПБА с надводных кораблей имеет ряд особенностей. В частности, у них лучшие возможности по постановке и выборке протяженных антенн, а также менее лимитирован их вес, то есть длина антенны может быть гораздо больше, чем у ПЛ. Однако, они не могут быстро изменить глубину буксировки антенны. Преимущественно на надводные корабли рассчитана программа TACTASS, предусматривающая разработку ГАС, способных обеспечить решение тактических задач на дальности до нескольких десятков километров и работающих в диапазоне средних частот.
Основные характеристики ГАС, созданных по программе TACTASS, приведены в табл. 1.
Первой серийной станцией, предназначавшейся для надводных кораблей ВМС США, была AN/SQR-15. Она позволяла мобильно вести гидроакустическое наблюдение за ПЛ противника, однако в целом обладала ограниченными возможностями. В настоящее время станция еще состоит на вооружении отдельных кораблей ВМС США.
Тактическая ГАС AN/SQR-18 рассчитана на обеспечение ПЛО корабельных соединений. Она совершеннее, чем AN/SQR-15, обладает большей дальностью действия. Постановка и выборка протяженной антенны ГАС производятся с помощью подъемно-опускного устройства антенны ГАС AN/SQS-35, к обтекателю которой она крепится через кабель-трос. Предварительные усилители гидроакустических сигналов также размещены в обтекателе антенны ГАС AN/SQS-35, аппаратура обработки и отображения информации находится на борту корабля. Модернизированная станция ГАС AN/SQR-18A содержит электронное устройство, устраняющее с экрана индикатора засветки от собственных шумов, акустических шумов корабля-носителя и имеющее лучшую систему сопровождения.
ОСНОВНЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ ГАС С ГПБА |
|||
Характеристики |
AN/SQR-18A(Y) |
AN/5QR-19 |
AN/UQQ-2 (SURTASS) |
Рабочий диапазон, Гц |
Средние частоты |
3-3000 |
1-3030 |
Дальность обнаружения, км |
До 550 |
||
Точность пеленгования, град |
3-10 |
||
Длина антенны, м |
1220 |
||
Диаметр антенны, мм |
82,5 |
82,5 |
|
Длина кабель-троса, м |
1524 |
1700 |
1830 |
Масса бортовой аппаратуры, кг |
5940 |
5840 |
6030 |
Масса устройства постановки-выборки, кг |
7,61 |
||
Скорость буксировки, уз (глубина, м) |
(335) |
(365) |
3 (150-450) |
ГАС AN/SQR-19 предназначена для обнаружения и классификации подводных лодок во время сопровождения конвоев и выполнения задач по обеспечению авианосных соединений. Станция регистрирует температуру, электропроводность морской воды, в зависимости от гидрологии моря определяет глубину погружения антенны, оптимальную для прослушивания. В рабочем режиме антенна буксируется за кораблем ниже слоя скачка для уменьшения помех корабля-буксировщика.
По оценкам западных специалистов, станция обеспечивает в 10 раз большую дальность обнаружения и в 2 раза лучшую точность пеленгования, чем AN/SQR-18, а вероятность поражения целей в 2 раза выше. Число ПЛ, обнаруженных с помощью ГАС AN/SQR-19 в различных районах Мирового океана в разное время года, в среднем в 11 раз превышает количество лодок, обнаруженных с использованием ГАС AN/SQR-18A. Дальность обнаружения ПЛ с помощью AN/SQR-19 при нахождении в зоне конвергенции достигает 65 км, в благоприятных гидроакустических условиях и на оптимальных скоростях буксировки — 100 км, при привлечении вертолетной системы LAMPS МкЗ — 125 км.
Задачи дальнего обнаружения подводных лодок противника могут решаться с помощью гидроакустических станций, разработанных в рамках программы SURTASS (Surveillance Towed Array Sonar System). Реализация данной программы началась ещё в 1974 году. Предполагалось создать ГАС дальнего обнаружения, способную определять местоположение ПЛ, находящихся во второй и третьей зонах конвергенции. Работы над опытным образцом продолжались почти восемь лет.
Новая ГАС AN/UQQ-2 (SURTASS) предназначалась для судов дальнего гидроакустического наблюдения типа «Сталворт» Они используют протяженную буксируемую антенну длиной 1220 м, которая может выпускаться за корму на 1830-м кабеле для покрытия диапазона глубины 150-450 м, В настоящее время в составе командования морских перевозок США насчитывается десять судов типа «Сталворт» (полное водоизмещение 2262 т, длина 68,3 м, ширина 13,1 м, осадка 4,5 м, максимальная скорость 11 уз, дальность плавания 4000 миль, экипаж 30-33 человека, из них девять офицеров). Три из них используются для борьбы с контрабандой наркотиков, один участвует в выполнении научных исследований в области гидроакустики, один находится в ремонте, пять заняты патрулированием в зонах низкой эффективности системы SOSUS в целях повышения вероятности обнаружения ПЛ или уточнения их координат триангуляционным методом (четыре на Атлантике, ВМБ Литл-Крик, и один на Тихом океане, ВМБ Пёрл-Харбор). Патрулирование обычно выполняется в течение 30-60 суток на скорости 3 уз, при этом судно может пройти 6450 миль.
Кроме того, еще шесть судов данного типа заняты в программах различных ведомств, В случае необходимости все 16 судов могут быть направлены на патрулирование.
В 1986 году началась разработка нового судна-катамарана типа «Викториес». Его полное водоизмещение 3396 т, длина 71,5 м. ширина 28,5 м, осадка 7,6 м, максимальная скорость 16 уз (3 уз при патрулировании), экипаж 32 человека. Оно имеет лучшие мореходные качества при патрулировании в открытом море малым ходом, чем суда типа «Сталворт». В настоящее время в составе ВМС четыре катамарана типа «Викториес».
TACAN/UQQ-1 (SURTASS) обеспечивает прием шумовых сигналов в более низкочастотной области акустического спектра, чем остальные ГАС с ГПБА. По сообщению зарубежных источников, она способна обнаруживать ПЛ на дальностях свыше 150 км, а в отдельных случаях — около 550 км. Дальность классификации составляет 140 км. Точность пеленгования ГАС в большей мере зависит от формируемой электронным методом характеристики направленности и в меньшей — от изменения положения антенны. Точность пеленгования составляет 2-5°.
Продолжаются работы по снижению влияния шума носителя на ГАС системы SURTASS, В настоящее время станции стали оснащаться специальными фильтрами, удаляющими с дисплея оператора рассеянный собственный шум корабля.
Серьезным недостатком мобильной системы дальнего обнаружения подводных лодок SURTASS является уязвимость. Считается, что при возникновении конфликта противник в первую очередь будет стремиться уничтожить суда гидроакустического наблюдения, чтобы обеспечить безопасность своих ПЛ. Поэтому в качестве носителя ГАС системы SURTASS предлагается использовать ПЛ, что приведет к существенному снижению уязвимости системы и обеспечит скрытность наблюдения в мирное время.
Организация обработки информации, принимаемой ГАС системы SURTASS, предусматривает первичную обработку на борту судна и последующий детальный анализ в одном из двух береговых центров обработки информации (Норфолк, Пёрл-Харбор), куда она передается по линии спутниковой связи. При необходимости информация транслируется непосредственно на корабли ПЛО, находящиеся в районе наблюдения. В береговых центрах производится окончательная обработка данных, включающая корреляцию информации, поступающей от различных судов гидроакустического наблюдения. В современных низкочастотных гидроакустических комплексах аналоговые сигналы от гидрофонов преобразуются в цифровые с использованием адаптивного метода, основанного на теории оптимальной фильтрации, что обеспечивает высокую гибкость функционирования систем и низкий уровень ложных срабатываний в условиях помех. Применяемая для этого вычислительная аппаратура обладает заранее введенной избыточностью и является самонастраивающейся.
Гидроакустическая информация, принимаемая ГАС AN/SQR-19, обрабатывается процессором AN/UYS-2 в структуре автоматизированной системы управления противолодочным оружием AN/SQQ-89, в которой ГАС с ГПБА совместима с активной встроенной ГАС AN/SQS-53. Процессор осуществляет формирование характеристики направленности антенны, широкополосную обработку для первоначального обнаружения и анализа относительного движения цели, корреляцию поступающих гидроакустических сигналов, а также данных вертолетной системы LAMPS МкЗ.
В 1995 году автоматизированные системы AN/SQO-89 поступили на вооружение примерно 130 надводных кораблей. В настоящее время данная система проходит модернизацию, связанную с улучшением математического обеспечения и усовершенствованием аппаратуры. Кроме того, для кораблей охранения авианосцев разрабатывается новая боевая система ПЛО с улучшенными характеристиками.
Особое внимание уделяется созданию процессора для комплексной обработки гидроакустических сигналов. В лодочных комплексах сигналы обрабатываются распределенными по отсекам многочисленными процессорами ЭВМ AN/UYK-43 и комплексом AN/BSY-1. Предусмотрено объединение данных, полученных с помощью активных и пассивных ГАС. Программное обеспечение системы объемом 4,5 млн. строк размещается в 100 универсальных и 50 специализированных процессорах. Всего вычислительная аппаратура комплекса AN/BSY-1 занимает 117 стоек, ее масса 32 т. Базовой операцией средств цифровой обработки сигналов в системах с ГПБА является быстрое преобразование Фурье.
По мнению специалистов, можно существенно улучшить возможности гидроакустического вооружения посредством широкого внедрения интеллектуальных алгоритмов обработки информации, использования новейших технологий в области вычислительной техники, улучшения структуры средств обнаружения, совершенствования энергетических показателей интерфейса «человек – ЭВМ» и повышения качества подготовки операторов. Снижение вероятности пропуска целей предполагается добиться за счет передачи части функций оператора интеллектуальным алгоритмам, в частности четырем их видам:
СТАНДАРТНЫЕ СРЕДСТВА ДЛЯ ОБРАБОТКИ ГИДРОАКУСТИЧЕСКИХ СИГНАЛОВ В ГАС С ГПБА | ||
Наименование |
Производительность, млн. опер./с |
Применение |
AN/SQR-17A |
. | ГАС с ГПБА AN/SQR-18A, вертолетная система ПЛО LAMPS Mk3 |
AN/UYS-1 |
ГАС С ГПБА (SURTASS), вертолетная система LAMPS МкЗ | |
AN/UYS-2 |
Система SURTASS, комплекс AN/BSY-2, АСУ AN/SQQ-89 | |
Комплексы AN/BSY-1 и AN/BSY-2 | ||
Система SURTASS, комплексы AN/BSY-1 и AN/BSY-2 |
— Алгоритм повышения эффективности эксплуатации ГАС. Он способствует облегчению восприятия информации оператором при обнаружении и классификации целей. Так, в ГАС, работающих на относительно высоких частотах, доплеровский сдвиг из-за взаимного движения цели и носителя ГАС между частотой эхо-сигнала и центральной частотой реверберационной помехи составлял 50 Гц и более, то есть был различим на слух. Снижение рабочих час-гот ГАС с ГПБА привело к тому, что доплеровский сдвиг оказался в пределах 50 Гц и стал неразличим для оператора. Процессор DEP (Doppier Enhancement Processor), реализующий алгоритм повышения эффективности эксплуатации ГАС, устраняет этот недостаток. Он адаптивно подавляет реверберацию, усиливает эхо-сигнал и сдвигает его относительно помехи на величину, обеспечивающую значение доплеровского сдвига, не превышающего порог чувствительности оператора. Благодаря этому значительно уменьшается вероятность ложной тревоги.
— Алгоритм автоматического выбора режима работы и определения канала обработки. Он обеспечивает мгновенную оценку «поля шумов», окружающих условий и других характеристик, способствующих оптимальному выбору средств обнаружения и режимов работы. Оператор оповещается об изменениях окружающей среды и тактической обстановки.
— Алгоритм дежурного режима. С его помощью выделяется канал, в котором обнаружен сигнал, и вырабатывается сигнал, предупреждающий оператора.
— Алгоритм адаптивной обработки. Согласует работу процессора с параметрами обнаруженного сигнала.
По мере развития новых средств обнаружения с ГПБА интеллектуальные алгоритмы будут оказывать значительную помощь в решении задач ПЛО.
Состав стандартных средств, использующихся для обработки информации в системах с ГПБА, и их производительность показаны в табл. 2.
Не решена проблема обеспечения более высокой точности пеленгования целей и улучшения работы в условиях сильных локальных помех. С увеличением дистанции до цели возрастает погрешность обнаружения места цели. Например, при точности пеленгования 1° на дистанции 50 км протяженность области возможного нахождения цели составляет 1 км. Поэтому наибольший эффект дает применение антенн в сочетании с палубными противолодочными вертолетами и другими надводными кораблями для уточнения контакта и применения оружия.
Снижение шумности ПЛ ставит проблемы в области новых разработок и модернизации существующих ГАС, решение которых будет осуществляться, главным образом, за счет дальнейшего снижения рабочего диапазона пассивных и активных ГАС, разработки технологии активных ГАС низкочастотного диапазона и новых станций на основе волоконной оптики.
Одним из перспективных направлений развития средств с ГПБА считается создание активно-пассивных низкочастотных систем. Конструктивно они состоят из крупногабаритной излучающей и пассивной буксируемой антенн. По сообщению зарубежных источников, такие системы будут иметь значительные преимущества при обнаружении и сопровождении целей по сравнению с существующими (например, AN/SQR-19), так как излучаемый сигнал может содержать отличительные признаки по частоте, виду модуляции, ширине полосы, уровню. К этому необходимо добавить, что на низких частотах потери при распространении сигнала в водной среде наименьшие. Поскольку дискретные составляющие спектра шумов располагаются, главным образом, в низкочастотной области, то звукопоглощающие покрытия перестают быть эффективными.
ГИДРОАКУСТИЧЕСКАЯ СТАНЦИЯ, совокупность акустических, электрических, электронных приборов и устройств, с помощью которых производится приём и/или излучение акустических колебаний в воде. Существуют гидроакустические станции пассивного действия (шумопеленгаторные, звукометрические, гидроакустические станции разведки и др.), которые только принимают акустические волны, и гидроакустические станции активного действия (гидролокаторы, эхолоты, эхоледомеры, станции звукоподводной связи и др.), излучающие акустические волны и принимающие отражённые (эхосигнал) от объекта волны. Гидроакустические станции пассивного действия служат для обнаружения и определения направления (пеленга) на шумящий объект (движущийся корабль, движущаяся подводная лодка, гидроакустические станции активного действия и др.). В состав гидроакустических станций пассивного действия входят: гидроакустическая антенна, принимающая акустический сигнал и преобразующая его в электрический, электронная аппаратура, обеспечивающая усиление, отображение, регистрацию и обработку сигнала; устройства формирования характеристики направленности антенны и др. Пассивная гидроакустическая станция работает на приём и поэтому обеспечивает полную скрытность действия.
Активные гидроакустические станции способны обнаруживать как шумящие, так и не шумящие объекты, движущиеся и неподвижные, но могут быть обнаружены и запеленгованы по излучению (т. к. работают на приём-передачу). В состав гидроакустических станций активного действия, кроме приборов и устройств, имеющихся в гидроакустических станциях пассивного действия, входят генераторное устройство для формирования электрических сигналов излучения, антенна, преобразующая этот сигнал в акустический и излучающая его в определённый телесный угол водного пространства, устройства формирования характеристики направленности антенны, коммутационные устройства переключения антенны (если излучение и приём осуществляются одной антенной) и др. Мощный и узконаправленный акустический луч активной гидроакустической станции, посланный её излучателем, отразившись от цели, возвращается и улавливается чувствительными приёмниками. По времени прохождения сигналов и по характеру отражённого сигнала классифицируют объект и определяют расстояние до него. Поддерживая более или менее длительный гидроакустический контакт с объектом (например, подводной лодкой), определяют все параметры его движения.
Гидроакустические станции устанавливают на судах (в том числе подводных), вертолётах, а также стационарно. Гидроакустические станции служат для поиска, обнаружения и определения местонахождения любых объектов, осуществления гидроакустической связи (например, подводных лодок друг с другом и с надводными кораблями), охраны территориальных вод, измерения глубин, толщины льда, а также для решения задач навигации, геологической разведки и изучения морской среды (например, поиска скоплений рыбы) и др.
Лит.: Корякин Ю. А., Смирнов С. А., Яковлев Г. В. Корабельная гидроакустическая техника. СПб., 2004.
Командования ВМС и других стран в планах расширяющихся военных приготовлений большое внимание уделяют вопросам борьбы с подводными лодками.
По мнению зарубежных специалистов, успех борьбы с подводными лодками будет зависеть прежде всего от своевременного обнаружения лодок, классификации и определения их местоположения. Решение этих задач возлагается главным образом на гидроакустические средства, которые по сравнению с неакустическими обладают рядом преимуществ:
- большой дальностью действия;
- сравнительно высокой точностью определения координат обнаруженных подводных целей;
- возможностью автоматизации процесса обработки полученных данных.
Наибольшее распространение гидроакустические средства получили в ВМС США, Франции, Великобритании, Канады и Японии.
Гидроакустические средства подводных лодок
С начала 70-х годов на вооружении американских атомных торпедных подводных лодок типов «Пермит» и «Стёрджен» состоит комплексная гидроакустическая система AN/BQQ-2, применяющаяся в системе ПЛУРО «Саброк» при стрельбе на дальностях до 55 км. В её состав входят гидроакустические станции (ГАС) AN/BQS-6A и -6В, шумопеленгаторная станция (ШПС) AN/BQR-7, станция классификации целей AN/BQQ-3, вычислители-индикаторы AN/BQA-3A и -3В, ШПС определения координат пассивным методом AN/BQG-2 и -4, записывающе-анализируюшая аппаратура AN/BQH-2 и станция звукоподводной связи (ЗПС) AN/BQA-2.Станция типа AN/BQS-6 работает в режимах эхо- и шумопеленгования. Приёмоизлучающая акустическая антенна ГАС этого типа, расположенная в носовой части корпуса подводной лодки, выполнена в виде сферы диаметром около 4,5 м и состоит из 1245 пьезокерамическях элементов (рис. 1). При работе станции в режиме эхопеленгования антенна обеспечивает всенаправленное излучение акустической энергии в горизонтальной плоскости или остронаправленное излучение с электронным сканированием акустического луча по горизонту и углу места для обнаружения целей и выдачи точных данных целеуказания в систему ПЛУРО «Саброк». По данным зарубежной печати, в режиме шумопеленгования (при благоприятных гидрологических условиях) станция типа AN/BQS-6 обнаруживает подводные лодки на дальностях 55-220 км.
Рис. 1. Приёмоизлучаюшая акустическая антенна ГАС AN/BQS-6
При работе станция может использовать эффекты поверхностного и донного отражения акустических лучей.
Приёмная антенна ШПС AN/BQR-7 обеспечивает пеленгование подводных лодок. Она набрана из 156 гидрофонов, расположенных тремя параллельными рядами протяженностью около 15 м по каждому борту.
Антенны ГАС типа AN/BQS-6 и ШПС AN/BQR-7 занимают значительную часть объема первого отсека.
ГАС классификации целей AN/BQQ-3 предназначена для анализа низкочастотных составляющих шумов, создаваемых подводными лодками. Для классификации обнаруженных целей шумы, предварительно записанные на магнитную ленту, анализируются по характерным признакам их спектральных составляющих. По мнению американских специалистов, появление на вооружении ПЛА аппаратуры AN/BQQ-3 - значительный шаг на пути автоматизации процессов классификации целей.
Вычислитель-индикатор AN/BQA-3 обрабатывает данные обнаружения подводных целей (пеленг, дальность), поступающие от ГАС типа AN/BQS-6, рассчитывает курс, скорость хода, величину изменения расстояния и пеленга и выдает данные в ЭВМ прибора управления стрельбой Мк113 системы ПЛУРО «Саброк».
Станция ЗПС AN/BQA-2 с кодирующей аппаратурой, входящая в состав системы AN/BQQ-2, обеспечивает скрытую связь между подводными лодками на дальностях до 20 км.
Приемные антенны ШПС типа AN/BQG-2 разнесены по корпусу подводной лодки, что позволяет использовать метод фазового сдвига для определения элементов движения цели.
Как сообщает зарубежная печать, система AN/BQQ-2 постоянно модернизируется. Входящие в неё ГАС типа AN/BQS-6 в настоящее время заменяются станциями AN/BQS-11, -12 и -13, в которых широко используются твердотельные элементы. Эти станции более надежны в работе и удобны в эксплуатации. Подверглась модернизации и ШПС AN/BQR-7. К ней добавлено цифровое устройство управления многолучевой диаграммой направленности, которое, по мнению американских военно-морских специалистов, улучшает разрешающую способность и повышает дальность действия ШПС за счёт формирования более узкой приёмной диаграммы направленности. Иностранные специалисты полагают, что это устройство обеспечит обнаружение подводных лодок на дальностях около 160 км и позволит классифицировать неопознанные подводные лодки. Расположение акустических антенн станций системы AN/BQQ-2 на подводной лодке показано на рис. 2.
Рис. 2. Расположение акустических антенн станций системы АN/ВQQ-2 на подводной лодке: 1 - гидрофоны ГАС классификации целей AN/BQQ-3; 2 - антенна ГАС AN/BQS-6; 3 - антенна ШПС AN/BQR-7
В связи со строительством подводных лодок типа (скорость хода 40 узлов, глубина погружения 550 м) и системы в США создается новая комплексная гидроакустическая система AN/BQQ-5. По данным зарубежной печати, в неё войдут модернизированная ГАС AN/BQS-13 с устройством DNA и ГАС AN/BQS-14. Первая ГАС обладает увеличенной скоростью обзора подводного пространства, что позволит командиру подводном лодки оперативнее получать информацию об обнаруженных целях и принимать решение на использование оружия.
Устройство DNA включает ЭВМ предназначенную для формирования многолучевой диаграммы направленности, узкополосное устройство обработки сигналов и устройство, увеличивающее скорость обзора подводного пространства. Ожидается, что устройством DNA будут оснащены ГАС, ранее установленные на подводных лодках типов «Пермит» и «Стёрджен».
По сведениям иностранной прессы, в 1970 году в США для ПЛАРБ разработана новая комплексная гидроакустическая система (SSBN Unique Sonar System). Она включает буксируемую ШПС AN/BQR-15, ШПС AN/BQR-19, а также ГАС AN/BQS-4 с цифровым устройством для управления многолучевой диаграммой направленности. Буксируемая ШПС AN/BQR-15 может обнаруживать подводные лодкb под слоем температурного скачка в кормовом секторе обзора.
Для атомных торпедных подводных лодок в США создана также комплексная система STASS, в которую входит аппаратура сбора разведывательных данных AN/BQH-4.
В ВМС Франции на вооружении дизельных подводных лодок типа «Дафнэ» состоят ГАС DUUA-l, DUUA-2A и ШПС DUUX-2.
ГАС DUUA 1 (модификации А, В и С) фирмы «Алкатель» предназначена для обнаружения подводных лодок противника и выдачи данных целеуказания на дальностях до 6 км, а также для звукоподводной связи. Станция работает в диапазоне частот 2 - 40 кГц, длительность импульса 8,2 или 150 мс. Ее модифицированные варианты отличаются в основном составом комплектующих блоков.
ГАС DUUA-2A может устанавливаться на подводные лодки водоизмещением до 1200 т. В активном режиме (рабочая частота 8,4 кГц) станция обеспечивает обнаружение, определение координат целей (на дальностях до 24 км), звукоподводную связь и навигацию при плавании на больших глубинах. Станция DUUA-2A может излучать частотно-модулированные импульсы различной длительности (30, 300 или 500 мс), что является её характерной особенностью.
ШПС DUUX-2 имеет модификации А, В и С; станцией третьей модификации оснащены также подводные лодки ВМС . Приемная антенна ШПС DUUX-2 состоит из трёх групп гидрофонов, смонтированных по обводам корпуса подводной лодки. Это позволяет методом сравнения фаз сигналов, принятых гидрофонами разных групп (рабочие частоты 5, 7, 12 и 18 кГц), измерять дальность до обнаруженных целей и определять их местоположение на расстоянии до 30 км ±10% при точности пеленгования ±1,5°.
Французская ШПС фирмы «Томсон-CSF», предназначенная для обнаружения и определения местоположения подводных лодок и надводных кораблей, относится к числу перспективных. Она может использоваться совместно со станциями, работающими в активном и пассивном режимах, и с приборами управления торпедной стрельбой. В этой ШПС для обработки сигналов применено цифровое вычислительное устройство.
В малые подводные лодки типа «Тоти» оснащены комплексной гидроакустической системой IP-64. Её планируют установить на две новые подводные лодки, находящиеся в постройке. Эта система предназначена для обнаружения целей, определения их местоположения и выдачи данных для атаки. В неё входят ГАС с акустической антенной (смонтирована в носовой части корпуса подводной лодки) и ШПС. Поиск и обнаружение целей осуществляются главным образом шумопеленгаторной станцией, в которой сигналы обрабатываются корреляционным методом. После обнаружения в направлении цели излучается одиночный импульс, позволяющий измерить дальность до цели и относительную её скорость.
ШПС может также использоваться с акустическим дальномером MD-64, измеряющим в пассивном режиме дальности до обнаруженных источников звука. Для этого применяется метод сравнения времени задержки звуковых волн, принимаемых гремя группами гидрофонов. Каждый гидрофон имеет ряд элементов, сфазированных в горизонтальной плоскости. Дальномер MD-64 работает автоматически, после определения направления на источник шума аппаратура синхронизируется и непрерывно измеряет пеленг и дальность, отображаемые графически на записывающем устройстве.
Гидроакустические средства надводных кораблей
На кораблях ВМС стран НАТО, как об этом сообщает зарубежная печать, наибольшее распространение получили станции американского, английского, французского и канадского производства.Корабли ВМС США (авианосцы типа «Америка» и , противолодочные авианосцы типа «Эссекс», крейсера УРО , «Олбани», «Галвестон», атомный крейсер УРО «Бейнбридж», крейсер УРО «Леги», эскадренные миноносцы УРО типов «Кунц» и «Чарлз Ф. Адамс», эскадренные миноносцы типа «Форрест Шерман») оснащены ГАС AN/SQS-23, используемой в системе ПЛУРО . Предполагалось оснастить этой станцией 190 кораблей. После модернизации в 1971 году станция получила обозначение AN/SQQ-23 PAIR. В ней применены микроэлектронные схемы, модульные конструкции, сигналы обрабатываются цифровыми методами. Ею планируется оснастить находящиеся в постройке фрегаты типа PF ВМС США. Размещение основных компонентов станции на эскадренном миноносце показано на рис. 3.
Рис. 3 Схема размещения компонентов гидроакустической станции AN/SQQ-23 PAIR на эскадренном миноносце: 1 - боевой информационный пост; 2 - отсек гидроакустического оборудования; 3 - акустическая антенна станции AN/SQS-23; 4 - гидрофонная решётка носового сектора наблюдения; 5 - гидрофонная решётка кормового сектора наблюдения; 6 - гидроакустическая рубка
Атомные крейсера УРО типа , «Тракстан», крейсера УРО типа «Белкнап», эскадренные миноносцы типа и корабли других типов ВМС США оснащены более совершенной ГАС AN/SQS-26 (модификации АХ, ВХ, СХ). Эта станция, принятая на вооружение в начале 70-годов, непрерывно совершенствуется. Её стоимость возросла уже на 79%. Работы по модернизации решено продолжать до 1977 года. Станция AN/SQS-26 обеспечивает стрельбу ПЛУР «Асрок», торпедами и бомбометание, при работе используются прямые каналы распространения акустической энергии, зоны конвергенции и эффект донного отраження. По данным зарубежной печати, дальность действия станции в активном режиме около 30 км, а при использовании зон конвергенции 55-60 км.
В акустической антенне ГАС AN/SQS-26, помещенной в специальный бульбообразный обтекатель под форштевнем корабля, 576 элементов. Считается, что такая конструкция позволяет увеличить дальность действия ГАС за счет снижения собственных помех, уменьшить сопротивление движению корабля и повысить скорость поиска целей.
Электронное оборудование станции AN/SQS-26 размещено в 37 шкафах и по общему весу в три раза превосходит вес оборудования станции AN/SQQ-23.
Наиболее современными станциями, состоящими на вооружении кораблей ВМС Великобритании, считаются ГАС MS26, 27 и 32, разработанные фирмой «Плесси».
ГАС MS26 создана для кораблей водоизмещением до 150 т, а ГАС MS27 - 750 т. Хотя расчётная дальность их действия 7 км, практическая дальность даже при благоприятных гидрологических условиях, как полагают, не превышает 4,5 км. В состав этих станций входят передатчик, пульт управления гидроакустика, доплеровский и секторный приемники и вспомогательные блоки. Передатчик с блоком питания весит 172 кг, акустическая антенна с обтекателем - 2130 кг.
Станция MS32 обеспечивает обнаружение, классификацию подводных целей и выдачу данных противолодочным системам оружия. Её акустическая антенна и электронное оборудование, в котором широко применяются твердотельные элементы, весят по 2000 кг.
В 60-х годах в США, Франции, Канаде, а несколько позже и в Великобритании стали проектировать буксируемые ГАС и ШПС с переменной глубиной погружения акустической антенны для обнаружения подводных лодок под слоем температурного скачка. В результате появились станции AN/SQS-35, -36 и -38, AN/SQR-13 и -14; (США), DUBV-43 (), AN/SQS-507 (), 199 () и другие. По мнению зарубежных специалистов, у этих ГАС низкий уровень шума и они обладают большими возможностями обнаружения подводных целей. В США разрабатываются перспективные корабельные буксируемые системы TASS и TACTLASS.
В станциях AN/SQS-35 и -36 используются миниатюрные электровакуумные приборы, а в AN/SQS-38 - твердотельные элементы. AN/SQS-36 рассчитана для обнаружения подводных лодок в глубоководных районах, a AN/SQS-38 в мелководных. Внешний вид буксируемого корпуса станции AN/SQS-35V показан на рис. 4.
Рис. 4 Внешний вид буксируемого корпуса ГАС AN/SQS-35V (вид с кормы)
Станция AN/SQR-13 принята на вооружение кораблей ВМС США в 1971 году. Ее антенна имеет три гидрофона, позволяющие в пассивном режиме определять дальность до обнаруженной цели и пеленг на неё.
В 1972 году разработана буксируемая ШПС AN/SQR-14A ITASS (Interim Towed Array Sonar System). В настоящее время она испытывается в морских условиях.
ГАС DUBV-43 фирмы «Алкатель», состоящая на вооружении французских эскадренных миноносцев, является прототипом станции DUBV-24C. Её акустическая антенна буксируется кораблем на удалении до 250 м. от кормы на скорости хода 4 - 24 узла, обнаруживая цели на расстоянии до 25 км. При этом глубина буксировки антенны может изменяться в пределах 10 - 200 м. Антенна (диаметр 1 м, высота 1,2 м) размещена в буксируемом корпусе (длина 5,5 м, ширина 1,7 м, вес 7,75 т в погруженном положении). Конструкция антенны обеспечивает излучение сигналов мощностью до 96 кВт на больших глубинах. DUBV-43 может использоваться самостоятельно и совместно с ГАС IXJBV-23, имеющей подкильную антенну для обнаружения целей и выдачи необходимых данных для их атаки.
Канадская буксируемая ГАС AN/SQS-507 разработана для экспериментальных противолодочных катеров на подводных крыльях . Она предназначена для обнаружения и слежения за целями на больших скоростях хода (до 60 узлов) и обеспечения торпедной атаки. Работы по её созданию были начаты в 1963 году, а в 1968 году фирма-разработчик передала оборудование станции своим ВМС.
Английская ГАС 199 состоит на вооружении противолодочных кораблей ВМС Великобритании и Австралии.
Владельцы патента RU 2427004:
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. Техническим результатом изобретения является расширение функциональных возможностей. Автономная радиогидроакустическая станция (APГАС) содержит малогабаритный гидроакустический антенный комплекс (МГАК) и гибкую конструкцию радиобуя, наполняемую углекислым газом (РБ), цилиндрическую гидроакустическую антенну, приемопередатчик, источник питания, антенно-фидерное устройство, спутниковые системы связи «Гонец» и навигации «Глонасс», модуль обработки и управления (МОУ), датчики крена, дифферента и компас. При этом используется две звукопрозрачные антенные решетки цилиндрической формы, реализующие по пассивной технологии определение места шумящего объекта относительно выбранной системы координат. 3 ил.
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 , 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» . 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.
Автономная радиогидроакустическая станция (АРГАС), содержащая малогабаритный гидроакустический антенный комплекс (МГАК) и гибкую конструкцию радиобуя, наполняемую углекислым газом (РБ), цилиндрическую гидроакустическую антенну, приемопередатчик, источник питания, антенно-фидерное устройство, спутниковые системы связи «Гонец» и навигации «Глонасс», модуль обработки и управления (МОУ), датчики крена, дифферента и компас, отличающаяся тем, что используются две звукопрозрачные антенные решетки цилиндрической формы, реализующие по пассивной технологии определение места шумящего объекта относительно выбранной системы координат.
Похожие патенты:
Изобретение относится к группе космических аппаратов, например спутников, предназначенных для перемещения строем, и, в частности, касается контроля относительных положений космических аппаратов по отношению друг к другу.