Zasady budowy aktywnych zespołów i systemów sonarowych Temat: Pytania: 1) Zasady budowy sonaru aktywnego 2) Zasady budowy komunikacji i identyfikacji sonaru 3) Zasady budowy wykrywania min sonarowych Cel nauczania: 1. Poznanie zasad budowy sonaru aktywnego 2 Przestudiować zasady pracy na schematach strukturalnych aktywnego GAZ II. Cel edukacyjny 1. Aktywizacja aktywności poznawczej podchorążych. 2. Kształtowanie umiejętności dowódczo-metodycznych (KMN) i pracy wychowawczej (NVR) wśród podchorążych. jeden

Literatura: 1. Standardy państwowe ZSRR i Federacji Rosyjskiej. GOST 2. Zunifikowany system dokumentacji projektowej (ESKD) 3. Yu A. Koryakin, S. A. Smirnov, G. V. Jakowlew. Okrętowa technologia hydroakustyczna: stan wiedzy i aktualne problemy. - Petersburg. : Nauka, 2004. - 410 s. 177 chor. 4. I. V. Soloviev, G. N. Korolkov, A. A. Baranenko i in., Marine Radioelectronics: A Handbook. - Petersburg. : Politechnika, 2003 r. - 246 s. : chory. 5. G. I. Kazantsev, G. G. Kotov, V. B. Lokshin i wsp. Podręcznik hydroakustyki. - M.: Voen. wydawca 1993. 230 s. chory. 2

W zależności od sposobu pozyskiwania informacji hydroakustycznej (zgodnie ze sposobem wykorzystania energii) systemy hydroakustyczne dzieli się na systemy hydroakustyczne aktywne a) Systemy hydroakustyczne pasywne odbite lub wypromieniowane sygnały od obiektów podwodnych i powierzchniowych. Równoważne terminy dla aktywnego systemu sonaru to aktywny sonar, wyszukiwanie kierunku echa, lokalizacja echa lub po prostu sonar).

Sonar aktywny to metoda wykrywania i określania właściwości obiektów podwodnych, oparta na emisji sygnałów hydroakustycznych do środowiska wodnego, a także odbiór i przetwarzanie sygnałów echa, które powstają w wyniku odbicia (lub rozproszenia) sygnału akustycznego. fale z podwodnych obiektów. Środki (systemy) hydroakustyczne, które zapewniają aktywny sonar, nazywane są sonarami, stacjami sonarowymi (SLS) lub traktami sonaru (HL), echa (ED) i traktami pomiaru odległości (ID) dla SJSC. Zwykle GLS jest rozumiany jako systemy przeznaczone do wykrywania i pomiaru odległości do okrętów podwodnych i innych ważnych obiektów podwodnych.

Schemat odzwierciedlający zasadę wykrywania i określania odległości do celu Odbiór odbitego sygnału h / a Promieniowanie sygnału h / a D \u003d st / 2 Odbicie sygnału h / a

d Tor nadawczy (urządzenie generatora) a e Impuls wyzwalający Systemy wyświetlania informacji Systemy synchronizacji Impuls wyzwalający b c System zasilania a b c d Odbiór Emisja Antena akustyczna

Antena akustyczna (AA) jest przeznaczona do konwersji energii elektrycznej na akustyczną i odwrotnie. Urządzenia wejściowe służą do wstępnego wzmocnienia odbieranych sygnałów, a także do przełączania anteny akustycznej z urządzeniami generatora i odbiornika. Urządzenie generatora generuje impulsy promieniowania o określonych parametrach. Kanały odbiorcze toru detekcji rozwiązują problemy wykrywania obiektów podwodnych i z grubsza wyznaczania ich współrzędnych. Kanały do ​​poprawiania współrzędnych mają na celu dokładne określenie współrzędnych obiektów podwodnych, a następnie ich wydanie do systemów sterowania bronią.

Półautomatyczne systemy śledzenia celów umożliwiają śledzenie celów w trybie półautomatycznym z automatycznym usuwaniem aktualnych współrzędnych. Kanał nasłuchowy umożliwia słuchanie odbieranych sygnałów przez ucho w celu sklasyfikowania kontaktu hydroakustycznego z celem. System wskazujący jest urządzeniem wyjściowym i jest niezbędny do wizualnego wyświetlania otrzymanych informacji i usuwania danych o celu. System sterowania i synchronizacji jest łącznikiem pomiędzy wszystkimi urządzeniami i systemami SFS.

Wbudowane urządzenie treningowe (VUTU) jest przeznaczone do rozwijania umiejętności operatora dla symulowanego celu, a także umiejętności sterowania FLS w różnych trybach. Wbudowany automatyczny system sterowania (VSAC) pozwala kontrolować główne parametry techniczne FLS, aby zidentyfikować jego awarie. FLS uruchamiane są poprzez doprowadzenie napięcia do wszystkich urządzeń, w tym celu stacja posiada rozdzielnię, na której wyświetlane są kontrolki układu zasilania

Zgodnie z metodą pomiaru akwenu widok dookoła (SR) 360 sektor widok (SO) 25 0 krok po kroku (SHO) 0 360 sektor widok krok po kroku (SSW) 0 120 А АА А 0 А А 120 0 120 А А 120 0 0

Ryż. Rys. 4. Widok wskaźnika ze skanem spiralnym. Rys. 9. Widok znaków z tarcz na wskaźniku ze skanem liniowym. Rys. 5. Widok wskaźnika ze skanowaniem poziomym. 10. Widok wskaźnika ze skalą namiaru i odległości

gdzie r jest odległością od anteny GAS do celu; Wa to moc promieniowania akustycznego, W; ki = rodzaj jest współczynnikiem koncentracji osiowej anteny w trybie promieniowania. Re = Rsph - promień zastępczy celu lub promień kuli zastępczej β - współczynnik tłumienia przestrzennego, d. B / km. W odniesieniu do ciśnienia Рgas w odległości 1 metra od anteny wyrażenie można zapisać jako: (1)

Wyznaczmy poziom sygnału echa od celu względem poziomu zerowego Р 0, korzystając z zależności (1) i logarytmujemy ją algorytmem dziesiętnym: - poziom promieniowania, w dB; - jest to wartość wyrażona w dB i charakteryzująca współczynnik odbicia obiektu.

PR - standardowa strata propagacji, w dB, z uwzględnieniem tłumienia sygnału podczas jego propagacji z anteny GAS do celu iz powrotem, z uwzględnieniem sferycznego prawa propagacji. Uwzględniając wprowadzoną notację, wyrażenie przyjmie postać: NGAS = MI + SC – 2 PR (2) Wzór (2) służy do oszacowania poziomu sygnału echa od celu w punkcie odbioru w jednorodnej nieskończoności środowisko bez zakłóceń.

Biorąc pod uwagę przetwarzanie sygnału użytecznego Рgaz = Рc i zakłócenia Рp w GAZ oraz uwzględniając współczynnik rozpoznania δ, możemy zapisać wyrażenie Рgaz = Рc = δ Рp Δf to pasmo częstotliwości (zakres) ścieżki odbiorczej GAS, Hz; f 0 - średnia częstotliwość zakresu, k. Hz; β = 0,036 f 03/2[c. Hz] jest współczynnikiem tłumienia przestrzennego, d. B/km.

GAS ON PN Antena GAS UI PR SC UP Cel TX D Równanie zakresowe trybu GL (EP) w postaci symbolicznej można zapisać (z uwzględnieniem znaku „-”) jako: EP = -(UI + SC - UP - PO + PN) = 2 PR EP \u003d UE (poziom zakłóceń) \u003d

PO (próg detekcji) = PN (wskaźnik kierunkowości) = Aktywny GAS obejmuje: - Pomiar odległości GAS - Komunikacja GAS - Identyfikacja GAZ - Wykrywanie min GAS - Wykrywanie torped GAS - Wykrywanie nurków GAS i antysabotaż GAS - Iluminacja lodu i wykrywanie GAS - Dzienniki hydroakustyczne - widok z boku GAZ

Uzbrojenie hydroakustyczne NK składa się z: ØGAK MGK-335 „Platinum” - hydroakustyczny kompleks detekcyjny, wyznaczania celów i łączności; Ø GAK MGK-345 „Brąz” - kompleks hydroakustyczny do wykrywania, wyznaczania celów i komunikacji; Ø GAK MGK-355 „Polynom” - system sonaru do wykrywania okrętów podwodnych i nadawania oznaczenia celu broni przeciw okrętom podwodnym; ØGAS MG-332 „Argun”, GAS MG-332 T „Argun-T” - stacja wykrywania sonaru i wyznaczania celów dla statków przeciw okrętom podwodnym; ØGAS MG-329 "Oka", GAZ MG-329 M "Oka-M" - opuszczana stacja hydroakustyczna; ØGAS MG-339 "Shelon" lub GAS MG-339 T "Shelon-T" - Stacja hydroakustyczna do wykrywania, pozycjonowania, komunikacji i identyfikacji;

ØGAS MG-79 lub GAS MG-89 "Serna" - hydroakustyczna stacja do wykrywania min kotwicznych i denna; ØGAS MG-7 "Bransoletka" i GAS MG-737 "Amulet-3" - stacja wykrywania sonaru dla podwodnych sił i środków dywersyjnych; ØGAS MG-26 „Khosta” lub GAS MG-45 „Backgammon” - sprzęt do komunikacji hydroakustycznej i identyfikacji. ØGAS KMG-12 "Kassandra" - sprzęt do klasyfikacji celów dla stacji hydroakustycznych okrętów nawodnych podczas ich pracy w trybie aktywnym. ØGAS MG-409 C - pasywny system detekcji dla boi sonarowych. ØGAS "Altyn" - urządzenie do pomiaru pionowego rozkładu prędkości dźwięku w wodzie ze statku nawodnego; ØGAS MI-110 KM - sprzęt do wykrywania śladu samolotu.

Ryż. 1. Krążownik rakietowy Projekt 1164 Projekt 1164 jest uzbrojony w broń hydroakustyczną: q GAK MGK-335 Platinum; q GAS MG-7 "Bransoletka" - 2 komplety; q GAZOWY MG-737 "Amulet-3"; q GAZ KMG-12 "Cassandra". jest następująca

Ryż. 2. Duży okręt do zwalczania okrętów podwodnych projektu 1155 (1155. 1) Projekt 1155 jest uzbrojony w następującą broń sonarową: GAK MGK-335 Platinum; GAZ MG-7 "Bransoletka" - 2 komplety; GAZ "Altyn"; GAZ MI-110 KM. Projekt 1155.1 jest uzbrojony w następujące uzbrojenie sonarowe: GAK MGK-355 „Polynom”; GAZ MG-7 "Bransoletka" - 2 komplety; GAZ "Altyn"; GAZ MI-110 KM.

Ryż. 3. Statek projektu 956. Klasa: statek rakietowy i artyleryjski, podklasa: niszczyciel. Projekt 956 1. stopnia jest uzbrojony w następującą broń hydroakustyczną: GAK MGK-355 „Polynom”; GAZ MG-7 "Bransoletka" - 2 komplety; GAZ KMG-12 "Cassandra".

Ryż. 4. Kuter rakietowy projektu 1241. 2 Projekt 1241. 2 jest uzbrojony w następującą broń sonarową: GAK MGK-345 "Brąz"; GAZ MG-45 "Backgammon";

Ryż. 5. Kuter torpedowy Projektu 1241 Projekt 1241 jest uzbrojony w następującą broń sonarową: SJSC MGK-345 Brąz; GAZ MG-45 "Backgammon";

Ryż. 6. Mały okręt przeciw okrętom podwodnym Projektu 1124 Projekt 1124 jest uzbrojony w następującą broń sonarową: GAS MG-339 Shelon lub GAS MG-339 T Shelon-T; Niektóre projekty są uzbrojone w SJSC MGK-335 Platinum; GAZOWY MG-322 „Argun” lub GAZOWY MG-322 T „Argun-T”; GAZOWY MG-329 „Oka” lub GAZOWY MG-329 M „Oka-M”; GAS MG-26 „Khosta” lub GAS MG-45 „Backgammon”; GAZ KMG-12 "Cassandra". GAZ MG-409 S.

Ryż. 7. Projekt 1265 bazowy trałowiec projektu 1265 (pr. 260, 270) Projekt 1265 jest uzbrojony w następującą broń sonarową: GAS MG-79 lub GAS MG-89 „Serna”; GAZ "Kabarga";

Ryż. 8. Duży okręt desantowy Projektu 775 BDK Projekt 775 jest uzbrojony w następującą broń sonarową: GAS MG-7 "Bransoletka"; GAZOWY MG-26 „Khosta” lub GAZOWY MG-45 „Backgammon”.

Stacje hydroakustyczne „Tamir-11” (1953) GAZ dla okrętów nawodnych o małej wyporności Łączna liczba urządzeń - 17 Masa urządzeń - 1000 kg Główny projektant VOVNOBOY B.N.

Stacje hydroakustyczne „Herkules” (1957) GAZ dla okrętów nawodnych o średniej i dużej wyporności Łączna liczba przyrządów - 30 Masa przyrządów - 5800 kg Główny konstruktor Z. N. UMIKOV

Stacje hydroakustyczne "Mezen-2" (1963) GAZ do wykrywania min dennych Łączna ilość urządzeń Waga urządzeń - 12 - 2100 kg Główny konstruktor NIZENKO I.I.

Stacje hydroakustyczne „Kaszalot” (1963) GAZ do poszukiwania zatopionych statków Całkowita liczba urządzeń - 22 Masa urządzeń - 4000 kg (bez części zamiennych) Główny projektant N. A. TIMOKHOV

Kompleksy hydroakustyczne „Rubin” (1964) SAC dla wielozadaniowych atomowych okrętów podwodnych Główny projektant ALADISHKIN E. I. Całkowita liczba urządzeń - 56 Masa urządzeń - 54747 kg

Stacje hydroakustyczne „Titan-2” (1966) GAZ dla dużych okrętów przeciw okrętom podwodnym Łączna liczba przyrządów Waga przyrządów - 37 - 16000 kg Główny projektant G.M.

Stacje hydroakustyczne „Argun” (1967) GAZ dla małych okrętów przeciw okrętom podwodnym Łączna liczba przyrządów Masa przyrządów - 30 - 7600 kg wraz z częściami zamiennymi i akcesoriami Główny projektant V. P. IVANCHENKO

Stacje hydroakustyczne „Serna” (1969) GAZ do wykrywania min kotwicznych i dennych Całkowita liczba urządzeń Waga urządzeń - 20 - 3900 kg Główny projektant G. G. LYASHENKO

Stacje hydroakustyczne "BUK" (1971) GAZ na statki badawcze Łączna ilość przyrządów Masa przyrządów - 30 - 11 000 kg Główny konstruktor KLIMENKO ZH.P.

Systemy hydroakustyczne „Platinum” (1972) SAC dla okrętów nawodnych o średniej i dużej wyporności Główny konstruktor L. D. KLIMOVITSKY Liczba instrumentów - 64 Waga instrumentów - 23 tony

Kompleksy hydroakustyczne „Polynom” (1979) HAK dla NK o dużej wyporności Główny projektant V. G. SOŁOWIEW Łączna liczba urządzeń - 152 Masa urządzeń - 72 000

Kompleksy hydroakustyczne "Zvezda-M 1" (1986) Cyfrowy sonar dla NK średniej pojemności Główny projektant Aleshchenko O. M. Całkowita liczba urządzeń - 64 Masa urządzeń - 23000 kg

Kompleksy hydroakustyczne „Kabarga” (1987) Sonar wykrywania min dla trałowców morskich, bazowych i drogowych Łączna liczba urządzeń - 42 Masa urządzeń - 8500 kg Główny projektant G. G. LYASHENKO

Systemy hydroakustyczne "Zvezda M 1-01" (1988) Cyfrowy HAK dla okrętów nawodnych o małej wyporności Główny projektant Aleshchenko O. M. Całkowita liczba instrumentów - 60 Waga instrumentów - 16500 kg

Kompleksy hydroakustyczne „Zvezda-2” (1993) Cyfrowy sonar dla dużej pojemności NK Główny projektant Borisenko N. N. Całkowita liczba urządzeń - 127 Masa urządzeń - 77742 kg

Obiecujące kompleksy Projekt Corvette 12441, który przewiduje instalację Zarya-2 SJSC

Wynalazek dotyczy dziedziny hydroakustyki i może być stosowany jako broń sonarowa dla okrętów podwodnych do różnych celów, a także w podwodnych pracach geologicznych i hydroakustycznych oraz badaniach.

Systemy hydroakustyczne (HAC) są podstawą wsparcia informacyjnego okrętów podwodnych. Typowy SJSC obejmuje następujące ścieżki (stacje hydroakustyczne) i systemy:

Wyszukiwanie kierunku hałasu (SHP), które głównie rozwiązuje problemy wykrywania okrętów podwodnych i nawodnych;

Sonar (GL), działający w trybie aktywnym wykrywania celów podwodnych z dużej odległości;

Detekcja sygnałów hydroakustycznych (OGS), przeznaczona do wykrywania sonarów pracujących w różnych zakresach;

Dźwiękowa komunikacja i identyfikacja;

Wykrywanie min (MI), które jednocześnie pełni funkcje wykrywania przeszkód w pobliżu łodzi podwodnej;

Centralny System Informatyczny (CCS);

System wyświetlania, rejestracji, dokumentacji i zarządzania (SORDU).

Każda ścieżka zawiera anteny akustyczne. Urządzenia generatorowe są podłączone do anten promieniujących, a urządzenia do przetwarzania wstępnego są podłączone do anten odbiorczych.

Znane okręty podwodne GAK GSU 90, opracowane przez STN Atlas Electronic (Niemcy), zawierające trakty SHP, GL, OGS, łączność i MI, a także TsVS, SORDU i wspólną magistralę.

Cechy wspólne dla zgłoszonego SAC to wszystkie wymienione składniki tego analogu.

Przyczynami utrudniającymi osiągnięcie w tym analogu wyniku technicznego osiągniętego w wynalazku są stosunkowo wysoki poziom zakłóceń hydrodynamicznych i hałasu łodzi oraz brak możliwości niezależnej i jednoczesnej pracy GL i dźwiękowych ścieżek łączności i identyfikacji, jak również stosunkowo wąski zakres częstotliwości sygnałów komunikacyjnych.

GAK jest wolny od tych niedociągnięć, chroniony certyfikatem Federacji Rosyjskiej nr 20388 dla wzoru użytkowego, IPC G01S 3/80, 15/00, 2001. Analog ten zawiera wszystkie składniki pierwszego analogu, jednak promieniująca bezkierunkowa antena szerokopasmowa i urządzenie generatorowe, a na ścieżce OGS - anteny wysokiej częstotliwości i szerokopasmowe oraz urządzenie do wstępnego przetwarzania, natomiast wszystkie anteny akustyczne znajdują się w owiewce przednie lub w ogrodzeniu sterówki.

Wszystkie składniki tego analogu, jak również składniki pierwszego analogu, są również częścią zastrzeganego SAC.

Przyczyny uniemożliwiające osiągnięcie w tym analogu wyniku technicznego osiągniętego w wynalazku są następujące:

Ograniczony widok na główną antenę traktu SR ze względu na przyciemnienie tylnych narożników przy kadłubie;

Ograniczone wymiary głównej anteny dziobowej nie pozwalają na zlokalizowanie źródeł sygnału o zakresie częstotliwości poniżej 0,8-1,0 kHz;

Jedyna antena promieniująca traktu GL ma ograniczony, stosunkowo wąski sektor napromieniania przestrzeni w przedziale przednim;

Dziobowa antena promieniująca toru łączności i identyfikacji jest zacieniona przez kadłub, co wyklucza komunikację z korespondentami w sektorze rogu rufowego;

Odbiór sygnałów z toru OGS do anteny o wielolistkowej charakterystyce kierunkowej (XN) jest utrudniony przez konstrukcję owiewki nosowej;

Skoncentrowana antena wysokiej częstotliwości toru OGS jest przesłonięta przez konstrukcję ogrodzenia obalającego.

Najbliższy w istocie technicznej do zgłoszonego (prototypu) jest okręt podwodny HAK, chroniony patentem RF nr 24736 na wzór użytkowy klasy. G01S 15/00, 2002. Zawiera ścieżki głównego i dodatkowego SHP, ścieżkę OGS, ścieżkę GL, ścieżkę komunikacyjną i identyfikacyjną, ścieżkę wykrywania min i przeszkód nawigacyjnych (MI), TsVS, SORDA i wspólny autobus.

Ścieżka głównego NR zawiera główną antenę odbiorczą dziobową, skonfigurowaną do tworzenia statycznego wachlarza charakterystyk kierunkowych w płaszczyźnie poziomej i pionowej oraz pierwsze urządzenie do przetwarzania wstępnego umieszczone w kapsule wewnątrz anteny.

Ścieżka dodatkowej SHP zawiera elastyczną przedłużoną antenę holowaną (GPBA), kabel kablowy, odbierak prądu i urządzenie do wstępnego przetwarzania.

Ścieżka OGS zawiera trzy anteny odbiorcze i urządzenie do przetwarzania wstępnego. Pierwsza antena znajduje się w przedniej części ogrodzenia obalającego i posiada wielobelkowy HH. Druga antena znajduje się w rufowej części ogrodzenia obalającego i jest dookólna i wysokiej częstotliwości. Trzecia antena jest szerokopasmowa, a jej bloki są umieszczone w owiewce, w tylnej części ogrodzenia kabiny oraz wzdłuż burt łodzi podwodnej.

Tor sonaru zawiera antenę promieniującą dziobu tnącego umieszczoną w przedniej części ogrodzenia tnącego, dwie pokładowe anteny promieniujące umieszczone po obu stronach łodzi podwodnej oraz urządzenie generatora.

Ścieżka łączności i identyfikacji zawiera dziobową antenę promieniującą umieszczoną w stożku dziobowym, rufową antenę promieniującą umieszczoną w ogrodzeniu sterówki oraz urządzenie generatora.

Ścieżka MI zawiera antenę odbiorczo-nadawczą wykonaną z możliwością obracania XH w płaszczyźnie pionowej i umieszczoną w przedniej owiewce, urządzenie generatora, przełącznik „nadawczo-odbiorczy” oraz urządzenie do wstępnego przetwarzania.

Sprzęt SORDU tworzą dwuwyświetlaczowe konsole z podłączonymi urządzeniami peryferyjnymi. Jego wejścia i wyjścia są połączone bezpośrednio z CVS.

Poprzez wspólną magistralę urządzenia generatora i urządzenia przetwarzania wstępnego wszystkich ścieżek są połączone z TsVS i SORD.

Cechami wspólnymi z cechami zgłoszonego HAC są wszystkie wymienione elementy kompleksu prototypowego i relacje między nimi.

Powodem uniemożliwiającym osiągnięcie wyniku technicznego osiągniętego w wynalazku w kompleksie prototypowym jest stosunkowo niska tajność kompleksu.

Innym powodem utrudniającym osiągnięcie tego wyniku jest niewystarczający zasięg wykrywania celów podwodnych w trybie GL.

Oba te powody wynikają z faktu, że anteny traktu GL jednocześnie emitują sygnał w prawie wszystkich kierunkach, chociaż sam sygnał jest impulsowy. Faktem jest, że wszystkie trzy anteny traktu GL mają wystarczającą szerokość HH, aby pokryć cały sektor pracy, z wyjątkiem tylnych narożników. Pozwala to na wykrycie promieniowania z niemal dowolnego kierunku, co znacznie zwiększa prawdopodobieństwo wykrycia okrętu podwodnego. Z drugiej strony duża szerokość wiązki XH anteny prowadzi do zmniejszenia jej wzmocnienia, a co za tym idzie mocy emitowanego sygnału, a co za tym idzie zasięgu do celu, przy którym moc ta będzie wystarczająca do jego pewnego wykrycia.

Problemem technicznym do rozwiązania przez wynalazek jest zwiększenie tajności działania SAC i zasięgu wykrywania celów w trybie GL.

Wynik techniczny uzyskuje się dzięki temu, że w znanym HAC wszystkie anteny promieniujące toru GL są wykonane elektronicznie sterowane zarówno pod względem liczby wiązek XN, jak i ich szerokości i kierunku, natomiast wejścia sterujące tych anten są połączone wspólną magistralą z TsVS i SORDU, liczba wiązek XN każdej z anten, o jeden więcej niż liczba celów śledzonych przez tę antenę, a ich szerokość jest jak najmniejsza, ale wystarczająca do pewnego przechwytywania i śledzenie celu, podczas gdy jedna z wiązek XH ma szerokość wystarczającą do przechwycenia celu do śledzenia i skanowania pod kątem w danym sektorze anteny odpowiedzialności, a pozostałe wiązki anteny XH towarzyszą celom wykrywanym przez tę antenę.

Aby osiągnąć wynik techniczny w SJC, który zawiera ścieżkę głównego SHP, ścieżkę dodatkowego SHP, ścieżkę OGS, ścieżkę GL, ścieżkę komunikacji i identyfikacji, ścieżkę MI, TsVS, SORDU i wspólna magistrala, podczas gdy sprzęt SORDU składa się z dwuwyświetlaczowych konsol z podłączonymi urządzeniami peryferyjnymi i podłączonymi do DDS, ścieżka głównego NR zawiera główną antenę odbiorczą dziobową, skonfigurowaną tak, aby tworzyła statyczny wentylator XN w płaszczyźnie poziomej i pionowej , oraz pierwsze urządzenie do przetwarzania wstępnego, umieszczone w kapsule wewnątrz anteny i połączone swoim wejściem bezpośrednio z wyjściem antenowym, a wyjściem poprzez wspólną magistralę z TsVS i SORDU, ścieżka OGS zawiera pierwszą antenę znajdującą się w przednia część ogrodzenia kabiny i posiadająca wieloskrzydłowy HN, druga antena znajduje się w tylnej części ogrodzenia kabiny i jest wysokiej częstotliwości i dookólna, trzecia antena, której bloki znajdują się w owiewce przedniej, w rufowa część ogrodzenia obalającego i po bokach wzdłuż okręt podwodny, który jest szerokopasmowy, oraz drugie urządzenie do przetwarzania wstępnego, którego wejścia sygnałowe są połączone bezpośrednio z wyjściami odpowiednich anten ścieżki OGS, a wejście i wyjście sterujące są połączone wspólną magistralą z TsVS i SORDA, ścieżka GL zawiera antenę promieniującą dziobu tnącego umieszczoną w dziobowych ogrodzeniach obalających, dwie pokładowe anteny promieniujące umieszczone po obu stronach łodzi podwodnej oraz pierwsze urządzenie generatorowe, którego wyjścia są połączone z wejściami sygnałowymi odpowiednich anteny promieniujące traktu GL, wejście sterujące połączone jest wspólną magistralą z TsVS i SORDA, trakt komunikacyjno-identyfikacyjny zawiera dziób antenę promieniującą umieszczoną w owiewce dziobowej, rufową antenę promieniującą umieszczoną w ogrodzeniu sterówki , oraz drugie urządzenie generatora, którego wyjścia są połączone z wejściami sygnałowymi anten promieniujących toru komunikacyjno-identyfikacyjnego, a wejście sterujące jest połączone wspólną magistralą z CVS i SORDA, tor MI zawiera nadajnik-odbiornik antena, wykonana th z możliwością obracania XH w płaszczyźnie pionowej i umieszczonej w przedniej owiewce, trzecie urządzenie generatora, którego wyjście jest połączone z wejściem-wyjściem anteny toru MI poprzez przełącznik „odbiór-nadawanie” , a wejście sterujące jest połączone wspólną magistralą z TsVS i SORDA, a trzecie urządzenie do przetwarzania wstępnego, którego wejście jest połączone bezpośrednio z wyjściem anteny odbiorczo-nadawczej, a wyjście jest połączone przez wspólna magistrala z CVS i SORDA, ścieżka dodatkowej SHP zawiera GPBA, przez kabel kablowy i urządzenie zbierające prąd podłączone do wejścia czwartego urządzenia wstępnego przetwarzania, połączone przez jego wyjście przez wspólny magistrali z CVS i SORDA, wszystkie anteny nadawcze toru sonaru są sterowane elektronicznie zarówno pod względem ilości wiązek XH, jak i ich szerokości i kierunku, natomiast wejścia sterujące tych anten są połączone z CVS i SORDA poprzez wspólnej magistrali, liczba wiązek XN każdej z anten jest o jeden większa niż liczba celów, za którymi podąża ta antena, a ich szerokość jest jak najmniejsza, ale wystarczająca dokładne dla pewnego uchwycenia i śledzenia celu, podczas gdy jedna z wiązek XH ma szerokość wystarczającą do uchwycenia celu do śledzenia i skanuje pod kątem w danym sektorze odpowiedzialności anteny, a pozostałe wiązki XH towarzyszą tym wykrytym przez ten cel anteny.

Badania proponowanego SAC nad patentami i literaturą naukowo-techniczną wykazały, że całość nowo wprowadzonych cech implementacji anten traktowych GL i nowych połączeń wraz z pozostałymi elementami i połączeniami kompleksu nie może być niezależnie sklasyfikowane. Jednocześnie nie wynika to wyraźnie ze stanu techniki. Dlatego proponowany HAC należy uznać za spełniający kryterium „nowości” i posiadający poziom wynalazczy.

Istotę wynalazku ilustruje rysunek, na którym rysunek 1 przedstawia schemat blokowy proponowanego GAK.

W skład kompleksu wchodzą trakty głównego i dodatkowego SHP, trakt GL, trakt OGS, trakt komunikacyjno-identyfikacyjny, trakt MI, TsVS i SORD oraz wspólna magistrala.

Ścieżka głównej SHP zawiera główną dziobową antenę odbiorczą 1 i urządzenie 2 do przetwarzania wstępnego połączone szeregowo z anteną 1. Urządzenie 2 jest umieszczone w szczelnej kapsule wewnątrz anteny 1 (połączenie anteny 1 z urządzenie 2 jest pokazane na ryc. 1 za pomocą kropkowanej strzałki). Antena 1 i urządzenie 2 są wielokanałowe i składają się z n×m kanałów, gdzie n to liczba XH (kanałów przestrzennych) w płaszczyźnie poziomej, a m to liczba XH (kanałów przestrzennych) w płaszczyźnie pionowej. Poprzez wspólną magistralę 3 kompleksu urządzenie 2 ścieżki głównej SHP jest połączone z DSC 4 i SORDA 5.

Ścieżka dodatkowej (niskiej częstotliwości) SHP zawiera GPBA 6, przez kabel kablowy 7 i urządzenie zbierające prąd (nie pokazane na rysunku 1) połączone z urządzeniem do przetwarzania wstępnego 8. Poprzez wspólną magistralę 3 kompleksu urządzenie 8 ścieżki dodatkowej SHP jest połączone z DSC 4 i SORDA 5.

Ścieżka GL zawiera antenę promieniującą 9 z dziobem tnącym, dwie pokładowe anteny promieniujące 10 i 11 oraz generator 12. Antena 9 znajduje się w wygrodzie 13 do cięcia, a anteny 10 i 11 znajdują się po obu stronach łodzi podwodnej. Anteny 9, 10 i 11 są sterowane elektronicznie. Ich wejścia sygnałowe są połączone bezpośrednio z odpowiednimi wyjściami urządzenia 12, a wejścia sterujące są połączone wspólną magistralą 3 kompleksu z CVS 4, a także wejściem sterującym urządzenia 12.

Ścieżka OGS zawiera anteny 14, 15, 16 i urządzenie 17 do przetwarzania wstępnego. Antena 14 ma wielobelkową XH i znajduje się w przedniej części ogrodzenia obalającego. Antena 15 znajduje się na rufie ogrodzenia obalającego i jest dookólna i wysokiej częstotliwości. Antena 16 jest szerokopasmowa, a jej bloki 16.1, 16.2, 16.3 i 16.4 są umieszczone w stożku nosowym 18, wzdłuż boków i w tylnej części sterówki 13. Wyjścia anten 14, 15 i 16 są połączone bezpośrednio do odpowiednich wejść urządzenia 17, połączonych jego wyjściem przez wspólną magistralę 3 kompleksu z TsVS 4 i SORDU 5.

Ścieżka komunikacyjna i identyfikacyjna zawiera dziobową antenę promieniującą 19, rufową antenę promieniującą 20 i urządzenie generatora 21. Wejście sterujące generatora 21 jest połączone z komputerem centralnym 4 za pośrednictwem wspólnej szyny 3 kompleksu, a pierwsza i drugie wyjścia są bezpośrednio połączone z wejściami odpowiednio anten 19 i 20.

Ścieżka MI zawiera antenę nadajnika-odbiornika 22, urządzenie generujące 23, przełącznik „odbiór-nadawanie” (nie pokazany na figurze 1) oraz przetwarzanie wstępne urządzenia 24. Antena 22 jest umieszczona w owiewce 18 i jest skonfigurowana do obracania XH w płaszczyźnie pionowej, jej wejście-wyjście przez przełącznik „odbiór-nadawanie” jest połączone z wyjściem urządzenia 23 i wejściem urządzenia 24. Wejście sterujące urządzenia 23 i wyjście urządzenia 24 przez wspólny zespół magistrali 3 są połączone z CVS 4 i SORDU 5.

Oprócz wspólnej magistrali 3 kompleksu istnieje szereg bezpośrednich połączeń między CVS 4 i SORDU 5.

CVS 4 jest połączeniem procesorów uniwersalnych i procesorów specjalnych i ma strukturę komputera sterującego.

SORDU 5 składa się z dwóch konsol, z których każda posiada dwa wyświetlacze, kontrolki (klawiatura, przyciski, gniazda). Konstrukcja konsol jest podobna do budowy komputera osobistego. Do portów konsoli podłączane są typowe urządzenia peryferyjne: telefon, głośnik, drukarka, rejestrator, rejestrator magnetyczno-optyczny.

Prace proponowanego SAC przebiegają w następujący sposób.

Anteny odbiorcze 1, 6, 14, 15 i 16 przetwarzają energię drgań elektrycznych (akustycznych) na energię mechaniczną. Antena 22 jest odwracalna.

W ścieżce GL sygnały echa są odbierane przez antenę 1. W ścieżce komunikacji i identyfikacji sygnały komunikacyjne i sygnały echa są również odbierane przez antenę 1.

W urządzeniach generatorowych 12, 21 i 23 sygnał impulsowy o wymaganej mocy jest generowany do późniejszego wzmocnienia i promieniowania jako sygnał sondujący przez anteny 9, 10 i 11 ścieżki GL, anteny 19 i 20 ścieżki komunikacyjnej i identyfikacyjnej oraz antena 23 toru MI. Sygnały sterujące dla parametrów generowanych sygnałów są tworzone w SORDA 5 i CVS 4.

Urządzenia 2, 8, 17 i 24 do przetwarzania wstępnego wykonują przetwarzanie wstępne odebranych sygnałów, tj. ich wzmacnianie, filtrowanie, przetwarzanie czasowo-częstotliwościowe i konwersję analogowo-cyfrową.

TsVS 4 i SORDU 5 to systemy zaangażowane w działanie wszystkich ścieżek SJC. Pracują z danymi cyfrowymi. Podstawą działania tych systemów są algorytmy przetwarzania informacji realizowane przez oprogramowanie. Te środki to:

Pełne ukształtowanie parametrów sygnału impulsowego, który jest następnie formowany i wzmacniany w moc w urządzeniach generatorowych;

Tworzenie sterowanych anten HH traktu GL z uwzględnieniem konieczności skanowania ich wiązek;

Wtórne przetwarzanie informacji, które ujawnia delikatną strukturę sygnału;

Podejmowanie decyzji o wykryciu celu;

Automatyczne śledzenie celu.

Praca HJC jest kontrolowana przez operatorów, którzy znajdują się przy konsolach SORDU 5. Głównym trybem pracy jest odbiór, w tym trybie działają ścieżki głównego i dodatkowego SHP, OGS i komunikacji. Tory GL i MI oraz tryb „Aktywnej pracy” toru komunikacyjnego są włączane na promieniowanie komendami z SORDU 5. Kanały odbiorcze działają jednocześnie i niezależnie od siebie. Odebrane sygnały przez anteny 1, 14, 15, 16, 6 wchodzą do urządzeń 2, 8, 17, 24, są filtrowane według pasm częstotliwości i wykonywane jest ich przetwarzanie czasowo-częstotliwościowe. Ponadto odebrane i przetworzone sygnały przez wspólną magistralę 3 wchodzą do DSC 4, gdzie przetwarzanie sygnału wtórnego jest wykonywane przez oprogramowanie oparte na algorytmach przyjętych w SJC. Elementy ruchu i współrzędne celów są określane, dane uzyskane z tego samego celu różnymi ścieżkami są sumowane. Operator decyduje o przydziale celów do automatycznego śledzenia i przekazuje odpowiednie polecenie.

Jeżeli istnieje odpowiednia komenda od operatora z SORD 5 umożliwiająca włączenie głównych trybów aktywnych, to komenda ta jest wysyłana do DSC 4 i przetwarzana. W TsVS 4 generowane jest złożone polecenie zawierające kody parametrów trybu promieniowania. Na wspólnej szynie 3 to polecenie jest przesyłane do urządzenia generatora 12 (21, 23), gdzie generowany jest silny impulsowy sygnał promieniowania, dostarczany do anten 9, 10, 11 (19, 20, 22).

Gdy trasa GL jest w trybie aktywnym, dzięki elektronicznemu sterowaniu antenami w każdej z anten 9, 10 i 11, jedna z wiązek jej XH ma wystarczającą szerokość, aby pewnie uchwycić cel do śledzenia i skanować w kąt w danym sektorze działania tej anteny. Jeśli w tym sektorze znajdują się cele, te ostatnie są wykrywane przez wiązkę skanującą i przesyłane do śledzenia. W tym przypadku skanowanie wiązki „poszukiwawczej” nie zostaje przerwane, lecz powstaje dodatkowa wiązka XH, zorientowana w kierunku nowo odkrytego celu. Ta wiązka służy do śledzenia nowo odkrytego celu. Jego szerokość zależy od odległości do celu, jego wielkości oraz prędkości poruszania się w kierunku prostopadłym do kierunku „okręt podwodny – cel”. Ta szerokość jest określana praktycznymi środkami. Powinna być jak najniższa, ale wystarczająca do pewnego śledzenia celu. Wraz z pojawieniem się każdego nowego celu w nowym kierunku, opisany proces jest powtarzany i formowana jest kolejna wiązka anteny XH, która jest ustawiona na śledzenie tego celu. Proces ten będzie powtarzany, aż wszystkie cele w obszarze odpowiedzialności anteny będą śledzone przez odpowiednie wiązki XH anteny.

Tak więc podczas działania ścieżki GL promieniowanie sygnału sondującego jest realizowane przez kilka wąskich wiązek (liczba wiązek na jednostkę przekracza liczbę celów, a jeśli cele są w tym samym kierunku, jest jeszcze mniej ). Proponowany kompleks znacznie różni się od prototypu, w którym nie ma sterowania antenami torowymi GL. Na ścieżce GL prototypu szerokość XH każdej z anten nie może być mniejsza niż szerokość sektora odpowiedzialności anteny, w przeciwnym razie cel nie może być w ogóle wykryty w części tego sektora.

W prototypie w trybie GL promieniowanie sygnału sondującego odbywa się w sposób ciągły w całym sektorze odpowiedzialności anten, dzięki czemu promieniowanie to może być wykrywane z dowolnego kierunku. W proponowanym HAC, w większości obszaru odpowiedzialności anteny, promieniowanie nie występuje lub występuje z długimi przerwami. To znacznie zmniejsza prawdopodobieństwo wykrycia promieniowania i określenia współrzędnych jego źródła przy zastosowaniu proponowanego HAC w porównaniu z prototypem.

Ponadto wiązka „szukająca” w proponowanym HAC ma dość wąski XH, co pozwala skupić całą energię urządzenia generatora w wąskim sektorze, w którym znajduje się napromieniowany cel, co jest równoznaczne ze wzrostem moc sygnału naświetlającego cel w porównaniu do prototypu, gdzie szerokość anteny XH jest duża, a większość wypromieniowanej energii nie trafia do napromieniowanego celu.

Wzrost mocy sygnału naświetlającego cel prowadzi do zwiększenia zasięgu jego detekcji.

Proponowany HAC zapewnia zatem zwiększenie tajności kompleksu i zasięgu wykrywania celu w trybie GL w porównaniu z prototypem.

Twierdzony HAC jest dość łatwy do wdrożenia. Anteny torowe GL mogą być realizowane zgodnie z zaleceniami podanymi w książce [L.K. Samojłow. Elektroniczna kontrola charakterystyk kierunkowości anteny. - L.: Przemysł stoczniowy. - 1987]. Pozostałe urządzenia mogą być takie same jak odpowiadające im urządzenia prototypu.

Zespół hydroakustyczny okrętu podwodnego zawierający główny tor namierzania kierunku hałasu, dodatkowy tor namierzania kierunku hałasu, tor wykrywania sygnału hydroakustycznego, tor sonaru, tor łączności i identyfikacji, tor wykrywania min i tor wykrywania przeszkód nawigacyjnych, komputer centralny system wyświetlania, rejestracji, dokumentacji i sterowania oraz wspólna magistrala, jednocześnie wyposażenie systemu wyświetlania, rejestracji, dokumentacji i sterowania składa się z dwuwyświetlaczowych konsol z podłączonymi urządzeniami peryferyjnymi i jest połączone z centralą system komputerowy, główna ścieżka wyszukiwania kierunku szumów zawiera główną dziobową antenę odbiorczą, skonfigurowaną do tworzenia statycznego wachlarza charakterystyk kierunkowych w płaszczyźnie poziomej i pionowej oraz pierwsze urządzenie do przetwarzania wstępnego umieszczone w kapsule wewnątrz anteny i połączone z jej wejście bezpośrednio na wyjście anteny, a wyjście przez wspólną magistralę ze środka ał system komputerowy oraz system wyświetlania, rejestracji, dokumentowania i sterowania, tor detekcji sygnałów hydroakustycznych zawiera pierwszą antenę znajdującą się w przedniej części ogrodzenia obalającego i posiadającą wielopłaszczyznową charakterystykę kierunkowości, druga antena znajduje się w rufie część ogrodzenia tnącego i będąca wysokiej częstotliwości i dookólna, trzecia antena, której bloki znajdują się w owiewce, w tylnej części ogrodzenia kabiny i wzdłuż boków łodzi podwodnej, która jest szerokopasmowa, oraz drugie urządzenie do wstępnego przetwarzania, którego wejścia sygnałowe są połączone bezpośrednio z wyjściami odpowiednich anten toru detekcji sygnałów hydroakustycznych, a wejście i wyjście sterujące są połączone wspólną magistralą z centralnym systemem komputerowym i wyświetlaczem, system rejestracji, dokumentacji i sterowania, ścieżka sonaru zawiera antenę emitującą łuk tnący umieszczoną w przedniej części ogrodzenia tnącego, dwie na pokładzie emitujące anteny znajdujące się po obu stronach łodzi podwodnej oraz pierwsze urządzenie generatorowe, którego wyjścia są połączone z wejściami sygnałowymi odpowiednich anten promieniujących toru sonaru, a wejście sterujące jest połączone wspólną magistralą z centralnym systemem komputerowym a system wyświetlania, rejestracji, dokumentacji i sterowania, ścieżka komunikacyjna i identyfikacja zawiera dziobową antenę promieniującą umieszczoną w przedniej owiewce, rufową antenę promieniującą umieszczoną w ogrodzeniu sterówki oraz drugie urządzenie generatora, którego wyjścia są podłączone do wejścia sygnałowe anten promieniujących toru łączności i identyfikacji, a wejście sterujące jest połączone wspólną magistralą z centralnym systemem komputerowym i systemem wyświetlania, rejestracji, dokumentacji i sterowania, tor wykrywania min i wykrywania przeszkód nawigacyjnych zawiera antena nadawczo-odbiorcza skonfigurowana do obracania charakterystyki kierunkowej w płaszczyźnie pionowej i umieszczona w owiewce, trzeci generator; urządzenie główne, którego wyjście jest połączone z wejściem-wyjściem anteny wykrywania min i wykrywania przeszkód nawigacyjnych poprzez przełącznik „odbiór – nadawanie”, a wejście sterujące – poprzez wspólną magistralę z centralnym systemem komputerowym oraz układ wyświetlania, rejestracji, dokumentacji i sterowania oraz trzecie urządzenie do wstępnego przetwarzania, którego wejście jest połączone bezpośrednio z wyjściem anteny nadawczo-odbiorczej, a wyjście - poprzez wspólną magistralę z centralnym systemem komputerowym i wyświetlaczem , rejestracja, dokumentacja i system sterowania, dodatkowa ścieżka wyszukiwania kierunku szumów zawiera elastyczną wydłużoną antenę holowaną, poprzez kabel kablowy i odbierak prądu podłączony do wejścia czwartego urządzenia wstępnego przetwarzania, podłączonego przez jego wyjście przez wspólną magistralę do centralny system komputerowy oraz system wyświetlania, rejestracji, dokumentacji i sterowania, charakteryzujący się tym, że wszystkie anteny promieniujące toru sonaru są wykonane elektrycznie sterowane bezpośrednio zarówno pod względem ilości wiązek o charakterystyce kierunkowości, jak i ich szerokości i kierunku, natomiast wejścia sterujące tych anten są połączone wspólną magistralą z centralnym systemem komputerowym oraz systemem wyświetlania, rejestracji, dokumentowania i sterowania, liczba wiązek o charakterystyce kierunkowości każdej z anten na jednostkę większa niż liczba celów śledzonych przez tę antenę, a ich szerokość jest jak najmniejsza, ale wystarczająca do pewnego przechwytywania i śledzenia celu, podczas gdy jedna wiązek o charakterystyce kierunkowej ma szerokość wystarczającą do przechwycenia celu do śledzenia i skanowania pod kątem w danym sektorze odpowiedzialności anteny, a reszta wiązek kierunkowości anteny towarzyszy tym wykrytym przez ten cel anteny.

Podobne patenty:

Wynalazek dotyczy stacji do pomiaru dźwięku (zespoły pomiaru dźwięku) i może być stosowany do określania odległości źródła dźwięku (S) od lokalizatora akustycznego, jego skorygowanego kąta pomiaru dźwięku i współrzędnych topograficznych (TC) tej IZ.

Urządzenie do wykrywania sygnałów i określania kierunku do ich źródła. Rezultatem technicznym wynalazku jest stworzenie nowego urządzenia do wykrywania sygnałów i wyznaczania kierunku do ich źródła (źródeł) przy liczbie operacji nieliniowych na ścieżce przetwarzania równej 2.

Wynalazek dotyczy dziedziny hydroakustyki. Istota: w metodzie wyznaczania kierunku do radiolatarni hydroakustycznej w warunkach wielodrogowej propagacji sygnału nawigacyjnego kierunek wyznaczany jest jednocześnie w płaszczyźnie poziomej i pionowej do radiolatarni hydroakustycznej poprzez odbiór sygnału radiolatarni -odpowiedź przez szyk antenowy, wzmocnienie odbieranego sygnału przez przedwzmacniacze podłączone do wyjścia każdego szyku antenowego przetwornika, digitalizację z częstotliwością próbkowania Fs.

Wynalazek dotyczy sprzętu testowego i może być stosowany w naturalnych testach obiektów podwodnych. EFEKT: zmniejszony błąd w wyznaczaniu współrzędnych pozycjonowania i kątów orientacji obiektu pozycjonującego w przestrzeni ruchomego zasięgu.

Wynalazek dotyczy dziedziny hydroakustyki i może być stosowany w pasywnym sonarze, a także w akustyce atmosferycznej i pasywnym radarze. Osiągalny wynik techniczny - zapewnienie wizualnej obserwacji źródeł promieniowania na ekranie wskaźnika, ich lokalizacji bezpośrednio w żądanych współrzędnych pola obserwacji „kierunek-zasięg” z określeniem ich współrzędnych na skalach pola wskaźnika z maksymalną osiągalną odpornością na zakłócenia w tym systemie odbiorczym oraz ograniczony wzrost kosztów przetwarzania i obliczeń.

Zastosowanie: w radarze, radiokomunikacji i radioastronomii. Istota: detektor sygnału korelacji zawiera dyskretną matrycę antenową (DAR) wykonaną w określony sposób, zawierającą dookólne pasywne i M aktywno-pasywne przetworniki elektroakustyczne, odpowiadające im kanały transmisji informacji, jednostkę sterującą charakterystyką kierunkową, jednostkę do obliczania współrzędne względne elementów DAR, urządzenie progowe, kalkulator progów decyzyjnych, wskaźnik, jednostka sterująca dla aktywnych-pasywnych elementów DAR, jak również korelacja kształtowania charakterystyk kierunkowości z opóźnieniem sygnałów.

Wynalazek dotyczy dziedziny hydroakustyki i może być stosowany do wykrywania obiektu w środowisku morskim i pomiaru współrzędnych. Skutkiem technicznym zastosowania wynalazku jest pomiar odległości do odbitego obiektu przy nieznanym czasie i miejscu promieniowania, co zwiększa efektywność wykorzystania środków hydroakustycznych. Aby osiągnąć określony wynik techniczny, w środowisku morskim emitowany jest sygnał wybuchowy, sygnał odbity odbierany jest przez odbiornik szerokopasmowy, wielokanałowa analiza częstotliwościowa sygnału odbitego, wyświetlanie widm z wyjścia kanałów na wskaźnik, wykonuje autonomiczną instalację i detonację źródła sygnału wybuchowego, mierzy się zależność prędkości dźwięku od głębokości, poziom zakłóceń w paśmie odbiorczym, określa próg detekcji, odbiera sygnał bezpośredniej propagacji materiału wybuchowego sygnału, który przekroczył wybrany próg detekcji, określić czas odbioru sygnału bezpośredniej propagacji ze źródła wybuchowego do odbiornika Tstraight, zmierzyć widmo sygnału bezpośredniej propagacji, który przekroczył próg detekcji, określić szerokość widma sygnału bezpośredniej propagacji propagacja w paśmie urządzenia odbiorczego Fdirect, odbiór sygnału odbitego od obiektu, określenie czasu odbioru sygnału odbitego Teho, pomiar widma sygnału odbitego, określenie szerokości pasma stanów widmowych odbitego sygnału, który przekroczył próg detekcji Pheho, odległość do obiektu wyznaczyć ze wzoru Dmeas=K(Fdirect-Pheho), gdzie K jest współczynnikiem określającym tłumienie częstotliwości widma sygnału podczas propagacji, natomiast Dmem>( Teho-Trect)C, gdzie C - prędkość dźwięku. 1 chory.

Wynalazek dotyczy dziedziny hydroakustyki i może być wykorzystywany do budowy systemów do wykrywania sygnałów sondujących z sonarów zamontowanych na ruchomym nośniku. Rezultatem technicznym zastosowania wynalazku jest zapewnienie możliwości określenia zmiany kąta kursu źródła sygnału sondującego, szybkości zmiany kierunku jego ruchu. Aby osiągnąć określony wynik techniczny, sposób sekwencyjnie odbiera sygnały sondujące z ruchomego źródła, wyznacza czas nadejścia pierwszego odebranego sygnału sondującego, charakteryzujący się tym, że wprowadzane są nowe operacje, a mianowicie: punkty czasowe ti odebrania kolejnych n sygnałów sondujących są mierzone sekwencyjnie, gdzie n jest nie mniejsze niż 3, określić przedział czasu Tk pomiędzy momentami nadejścia każdego z dwóch kolejnych sygnałów sondujących Tk=ti+1-ti, określić różnicę pomiędzy zmierzonymi przedziałami czasu ΔTm=Tk+1-Tk , gdzie m to numer pomiaru różnicy kolejnych przedziałów czasowych, wyznacz znak różnicy przedziałów czasowych, zapamiętaj pierwszą różnicę przedziałów czasowych, określ kolejną różnicę przedziałów czasowych, jeśli różnica pomiędzy przedziałami ma ujemną znaku, wyznaczyć cosinus kąta kursu ruchu źródła, jako stosunek każdej kolejnej różnicy do pierwszej różnicy przedziałów czasu, wyznaczyć kąt kursu dv źródła sygnałów sondujących jako odwrotność cosinusa mierzonego stosunku, jeżeli zmierzona wartość różnicy jest dodatnia, to źródło sygnałów sondujących jest usuwane, a cosinus kąta jest obliczany jako stosunek pierwsza różnica do każdej kolejnej. 1 z.p. mucha, 1 chora.

Wynalazek dotyczy dziedziny hydroakustyki i może być wykorzystany w zadaniach określania klasy obiektu w rozwoju systemów hydroakustycznych. Zaproponowano metodę klasyfikacji sygnałów emisji hałasu hydroakustycznego obiektu morskiego, obejmującą odbiór przez antenę sygnałów emisji hałasu obiektu morskiego w mieszaninie addytywnej z zakłóceniami anteny hydroakustycznej, konwersję sygnału na postać cyfrową, przetwarzanie spektralne odebranych sygnałów, akumulacja odebranych widm, wygładzanie widma w częstotliwości, wyznaczenie progu detekcji na podstawie prawdopodobieństwa fałszywych alarmów i w przypadku przekroczenia progu detekcji widma prądu przy danej częstotliwości podejmowana jest decyzja o obecności element dyskretny, według którego klasyfikowany jest obiekt morski, w którym sygnały emisji hałasu obiektu morskiego w mieszaninie dodatków z zakłóceniami odbierane są przez dwie półanteny anteny hydroakustycznej, na wyjściach realizowane jest przetwarzanie widmowe odebranych sygnałów półanten, zsumuj widma mocy na wyjściach dwóch półanten, określając całkowite widmo mocy S ∑ 2 (ω k), znajdź różnicę S Δ 2 (ω k) widm mocy na wyjściach dwóch pół-anteny, określ różnicę widmo S 2 (ω k) ∑ − Δ ¯ = S Σ 2 (ω k) ¯ − S Δ 2 (ω k) ¯ to widmo mocy emisji hałasu obiektu morskiego, a obecność elementów dyskretnych ocenia się, gdy próg wykrywalności jest przekroczony przez częstotliwości emisji hałasu widma mocy obiektu morskiego. Zapewnia to eliminację wpływu widma zakłóceń odbieranych w polu bocznym kierunkowości anteny hydroakustycznej oraz prawidłowe wyznaczenie klasyfikacyjnych cech widmowych. 1 chory.

[0001] Wynalazek dotyczy radaru, w szczególności urządzeń do wyznaczania współrzędnych obiektów emitujących sygnały akustyczne z wykorzystaniem geograficznie rozmieszczonych czujników światłowodowych - mierników ciśnienia akustycznego. Efektem technicznym jest zwiększenie dokładności określenia lokalizacji i rozpoznania rodzaju obiektu poprzez oszacowanie składu spektralnego jego parametrów hałasu akustycznego i ruchu. Efekt techniczny uzyskuje się poprzez wprowadzenie drugiej pętli do przesyłania impulsów optycznych o różnej długości fali oraz szeregowego łańcucha węzłów: (2N + 3)-ty światłowód, trzeci FPU, drugi generator impulsów, drugie źródło promieniowania optycznego, (2N + 4)-ty światłowód. 1 chory.

Wynalazek dotyczy dziedziny hydroakustyki i ma na celu wyznaczenie parametrów obiektów wytwarzających hałas na morzu. Badany jest szumowy sygnał hydroakustyczny obiektu morskiego, porównując go z sygnałem predykcyjnym generowanym dynamicznie dla całości oczekiwanego szumu obiektu i odległości od obiektu, wyznaczając współczynnik korelacji. Zgodnie z maksymalną funkcją zależności współczynnika korelacji od oszacowanego hałasu obiektu i oszacowanej odległości od obiektu wyznacza się łącznie oszacowanie hałasu obiektu i oszacowanie odległości od obiektu. Rezultatem technicznym wynalazku jest zwiększenie dokładności oceny hałasu obiektu przy jednoczesnym zmniejszeniu całkowitej liczby operacji arytmetycznych przy ocenie hałasu obiektu i odległości do obiektu. 2 chore.

Wynalazek dotyczy akustycznych lokalizatorów kierunku (AP), akustycznych lokalizatorów (AL) i może być stosowany do określania namiaru źródła dźwięku (FROM). Celem wynalazku jest poprawa dokładności wyznaczania kierunku IZ, gdy powierzchnie Ziemi są nachylone do płaszczyzny horyzontu, na której znajduje się antena akustyczna oraz skrócenie czasu wyznaczania namiaru tego źródła. Namiar OD w tej metodzie jest określany w następujący sposób: temperatura powietrza, prędkość wiatru, kąt kierunkowy jego kierunku w powierzchniowej warstwie atmosfery są mierzone i wprowadzane do komputera elektronicznego, zaznacza się obszar szczególnej uwagi (ROA) mapa topograficzna, na której stanowiska ostrzału artyleryjskiego i moździerze wybierają na ziemi płaską platformę o kształcie zbliżonym do prostokąta, o długości co najmniej trzystu metrów i szerokości co najmniej dziesięciu metrów, której duże boki byłyby w przybliżeniu prostopadłe do kierunek do przybliżonego środka DOM, zmierzyć kąt nachylenia tej platformy do płaszczyzny horyzontu i uwzględniając ten kąt za pomocą przyrządu optyczno-mechanicznego i szyny dalmierza zamontować RFP w specjalny sposób na uziemić, odbierać sygnały akustyczne i zakłócenia, przetwarzać je na sygnały elektryczne i zakłócenia, przetwarzać w kanałach 1 i 2 przetwarzania sygnału AM lub AL, wyznaczać na wyjściu tych kanałów stałe napięcia U1 i U2, które pochodziły tylko z pojazdu ROV, odejmować napięcie U2 jest wyprowadzane z napięcia U1, napięcia te są dodawane, uzyskuje się stosunek różnicy do ich sumy ηСР i automatycznie oblicza się kierunek rzeczywisty źródła dźwięku αИ zgodnie z programem. 8 chory.

Wynalazek dotyczy dziedziny hydroakustyki i może być wykorzystany przy opracowywaniu systemów wyznaczania współrzędnych na podstawie danych kanału kierunkowego kompleksów hydroakustycznych. Sposób obejmuje odbiór sygnału szumu hydroakustycznego za pomocą anteny hydroakustycznej, śledzenie celu w trybie wyszukiwania kierunku szumu, analizę widmową sygnału szumu hydroakustycznego w szerokim paśmie częstotliwości, określenie odległości do celu, odbiór sygnału szumu hydroakustycznego połówkami anteny hydroakustycznej, mierząc wzajemne widmo pomiędzy sygnałami szumu hydroakustycznego odbieranymi przez połówki anten hydroakustycznych; zmierzyć funkcję autokorelacji tego widma krzyżowego (ACF); zmierzyć częstotliwość nośną funkcji autokorelacji Fmeas, zmierzyć różnicę między zmierzoną częstotliwością nośną a referencyjną częstotliwością nośną docelowego sygnału emisji hałasu Freference, zmierzonej w niewielkiej odległości (Freference-Fmeas), a następnie określić odległość do celu za pomocą wzoru D=(Freference-Fmeas)K, gdzie K współczynnik proporcjonalności, który jest obliczany jako stosunek zmiany częstotliwości nośnej funkcji autokorelacji na jednostkę odległości przy wyznaczaniu częstotliwości odniesienia. 1 chory.

SUBSTANCJA: wynalazki dotyczą hydroakustyki i mogą służyć do kontrolowania poziomu emisji hałasu obiektu podwodnego w naturalnym zbiorniku wodnym. Rezultatem technicznym uzyskanym z wdrożenia wynalazków jest uzyskanie możliwości pomiaru poziomu hałasu jednostki podwodnej bezpośrednio z samej jednostki. Ten wynik techniczny uzyskuje się dzięki podniesieniu modułu pomiarowego (IM) wyposażonego w hydrofony z jednostki pływającej, a tym samym mierzeniu poziomu emisji hałasu jednostki pływającej. IM wyposażony jest w system sprawdzania jego działania bez demontażu urządzenia. 2 rz. i 11 z.p. mucha, 3 chore.

Urządzenie (100) do rozwiązywania niejednoznaczności z oszacowania (105) DOA (φ ^ amb) zawiera analizator (110) oszacowania DOA do analizy oszacowania (105) DOA (φ ^ amb) w celu uzyskania zestawu (115) niejednoznacznych parametrów analizy ( φ ˜ I ... φ ˜ N; f(φ ˜ I)...f(φ ˜ N); fenh,I(φ ^ amb)...fenh,N(φ ^ amb); gP(φ ˜ I)..gp(φ ˜ N), D(φ ˜ I)...D(φ ˜ N)) przy użyciu informacji o odchyleniu (101), gdzie informacja o odchyleniu (101) reprezentuje stosunek (φ ^ F (φ ˜ I)...f (φ ˜ N); fenh,I(φ ^ amb)...fenh,N(φ ^ amb); gP(φ ˜ I)...gp(φ ˜ N) ; D(φ ˜ I).. .D(φ ˜ N)) w celu uzyskania unikalnego dozwolonego parametru (φ ˜ res; fres, 125). 3 rz. i 12 z.p. mucha, 22 chore.

Wynalazek dotyczy dziedziny hydroakustyki i może być stosowany jako broń sonarowa dla okrętów podwodnych do różnych celów, a także w podwodnych pracach geologicznych i hydroakustycznych oraz badaniach. W skład kompleksu wchodzą: tor namierzania kierunku głównego i dodatkowego, tor detekcji sygnałów hydroakustycznych, tor sonarowy, tor łączności i identyfikacji, tor minowania i wykrywania przeszkód nawigacyjnych, centralny system komputerowy, wyświetlacz, rejestracja, system dokumentacji i sterowania oraz wspólną magistralę. Jednocześnie wszystkie anteny nadawcze toru sonaru są sterowane elektronicznie zarówno pod względem liczby wiązek o charakterystyce kierunkowości, jak i ich szerokości i kierunku. Ścieżka głównego wyznaczania kierunku zawiera główną antenę odbiorczą dziobu i pierwsze urządzenie przetwarzania wstępnego. Ścieżka do wykrywania sygnałów hydroakustycznych zawiera trzy anteny odbiorcze i drugie urządzenie do przetwarzania wstępnego. Ścieżka sonaru zawiera trzy elektronicznie sterowane anteny i pierwsze urządzenie generatora. Ścieżka komunikacyjna i identyfikacyjna zawiera dwie anteny promieniujące i drugie urządzenie generatora. Ścieżka do wykrywania min i wykrywania przeszkód nawigacyjnych zawiera antenę nadawczo-odbiorczą, przełącznik „odbiór-nadawanie”, trzecie urządzenie generatora i trzecie urządzenie do przetwarzania wstępnego. Dodatkowa ścieżka wyszukiwania kierunku szumów zawiera elastyczną wydłużoną antenę holowaną, linę kablową, kolektor prądu i czwarte urządzenie do wstępnego przetwarzania. EFEKT: zwiększona tajność HAC i zasięgu wykrywania celu w trybie GL. 1 chory.

Rosyjska hydroakustyka podwodna na przełomie XXI wieku

Hydroakustyka wojskowa to elitarna nauka, na której rozwój może pozwolić sobie tylko silne państwo

niemiecki Aleksander

Posiadając najwyższy potencjał naukowo-techniczny (w przedsiębiorstwie pracuje 13 lekarzy i ponad 60 kandydatów nauk ścisłych), koncern rozwija następujące priorytetowe obszary hydroakustyki krajowej:

Wielofunkcyjne pasywne i aktywne systemy sonarowe (HAC) i systemy (GAS) do oświetlania sytuacji podwodnej w oceanie, w tym dla okrętów podwodnych, nawodnych, samolotów, systemów wykrywania nurków;

Systemy z elastycznymi przedłużanymi antenami holowanymi do pracy w szerokim zakresie częstotliwości dla okrętów nawodnych i podwodnych oraz stacjonarnych;

Aktywne, pasywne i aktywno-pasywne stacjonarne systemy sonarowe chroniące strefę półki przed nieuprawnioną penetracją statków nawodnych i podwodnych;

Nawigacja hydroakustyczna oraz systemy poszukiwawczo-pomiarowe”;

Przetworniki hydroakustyczne, anteny, złożone fazowe układy antenowe z kilkoma tysiącami kanałów odbiorczych;

Ekrany akustyczne i owiewki dźwiękoszczelne;

Systemy do przesyłania informacji przez kanał hydroakustyczny;

adaptacyjne systemy przetwarzania informacji hydroakustycznej w warunkach złożonych hydrologicznych warunków akustycznych i zakłóceń sygnału;

Klasyfikatory celów według ich sygnatur i drobnej struktury pola dźwiękowego;

Mierniki prędkości dźwięku dla okrętów nawodnych i podwodnych.

Koncern składa się dziś z dziesięciu przedsiębiorstw zlokalizowanych w Sankt Petersburgu i obwodzie leningradzkim, Taganrogu, Wołgogradzie, Siewierodwińsku, Republice Karelii, w tym instytutach badawczych, fabrykach seryjnej produkcji sprzętu hydroakustycznego, wyspecjalizowanych przedsiębiorstwach do serwisowania urządzeń w obiektach, składowiskach odpadów . To pięć tysięcy wysoko wykwalifikowanych specjalistów – inżynierów, robotników, naukowców, z czego ponad 25% to ludzie młodzi.

Zespół przedsiębiorstwa opracował prawie wszystkie produkowane seryjnie GAK pl („Rubin”, „Ocean”, „Rubicon”, „Skat”, „Skat-BDRM”, „Skat-3”), szereg kompleksów hydroakustycznych i systemy dla statków nawodnych („Platinum”, „Polynom”, stacja do wykrywania nurków „Pallada”), systemy stacjonarne „Liman”, „Wołchow”, „Agam”, „Dniestr”.

Tworzone przez przedsiębiorstwo kompleksy hydroakustyczne dla okrętów podwodnych są unikalnym środkiem technicznym, którego stworzenie wymaga najwyższej wiedzy i dużego doświadczenia w hydroakustyce. Jak to ujął pewien dowcip, zadanie wykrycia okrętu podwodnego za pomocą celownika szumowego jest podobne złożonością do zadania wykrycia płomienia świecy z odległości kilku kilometrów w jasny słoneczny dzień, a jednak dla okrętu podwodnego, który jest zanurzony, SAC jest praktycznie jedynym źródłem informacji o środowisku. Główne zadania rozwiązywane przez kompleks hydroakustyczny okrętu podwodnego to wykrywanie okrętów podwodnych, okrętów nawodnych, torped w trybie wyszukiwania kierunku hałasu, automatyczne śledzenie celów, określanie ich współrzędnych, klasyfikacja celów, wykrywanie i wyznaczanie kierunku celów w trybie sonaru, przechwytywanie sygnałów hydroakustycznych w szerokim zakresie częstotliwości, zapewnianie dźwiękowej komunikacji podwodnej na duże odległości, zapewnianie przeglądu sytuacji w pobliżu i bezpieczeństwa nawigacji, oświetlenie sytuacji lodowej podczas żeglugi pod lodem, zapewnianie ochrony przeciwminowej i torpedowej statku, rozwiązywanie problemów nawigacyjnych - pomiar prędkości, głębokości itp. Oprócz tych zadań kompleks musi posiadać potężny zautomatyzowany system sterowania, system monitorowania własnego hałasu, musi stale wykonywać najbardziej złożone obliczenia hydrologiczne, aby zapewnić funkcjonowanie wszystkich systemów i przewidywać sytuację w rejonie okrętu podwodnego ​operacje. Kompleks posiada symulatory dla wszystkich systemów kompleksu hydroakustycznego, zapewniające szkolenie i szkolenie personelu.

Podstawą każdego kompleksu hydroakustycznego są anteny, fazowane układy dyskretne o złożonym kształcie, składające się z przetworników piezoceramicznych, które powinny zapewnić odbiór sygnałów ze środowiska wodnego na łodzi poddawanej ogromnym obciążeniom pod wpływem ciśnienia hydrostatycznego. Zadaniem HAC jest wykrywanie tych sygnałów na tle ich własnego szumu, szumu przepływu, gdy łódź jest w ruchu, szumu morza, zakłócających celów i wielu innych czynników, które maskują użyteczny sygnał.

Nowoczesny HAC to najbardziej złożony cyfrowy kompleks przetwarzający ogromne przepływy informacji w czasie rzeczywistym (każda antena kompleksu składa się z tysięcy, a nawet dziesiątek tysięcy pojedynczych elementów, z których każdy musi być przetwarzany synchronicznie ze wszystkimi innymi). Jego działanie jest możliwe tylko przy zastosowaniu najnowszych układów wieloprocesorowych, które zapewniają zadanie jednoczesnej w przestrzeni i wielozakresowej, częstotliwościowej obserwacji otaczających pól akustycznych.

Najważniejszym i najbardziej odpowiedzialnym elementem kompleksu są urządzenia do wyświetlania otrzymywanych informacji. Przy tworzeniu tych urządzeń rozwiązywane są nie tylko problemy naukowe i techniczne, ale także ergonomiczne, psychologiczne - nie wystarczy odbierać sygnał ze środowiska zewnętrznego, konieczne jest, aby operatorzy kompleksu (a jest to minimalna liczba osób) w dowolnym momencie mieć pełny obraz środowiska, kontroli i faktycznie bezpieczeństwa statku oraz ruchu różnych celów, powierzchniowych, podwodnych, powietrznych, stanowiących potencjalne zagrożenie lub zainteresowanie łodzi podwodnej. A deweloperzy cały czas balansują na krawędzi problemu – z jednej strony, aby wyświetlić maksymalną ilość informacji przetwarzanych przez kompleks i potrzebnych operatorowi, z drugiej nie naruszać „reguły Millera”, która ogranicza ilość informacji, które osoba może przyswoić jednocześnie.

Ważną cechą systemów hydroakustycznych, zwłaszcza anten, są wymagania dotyczące ich wytrzymałości, trwałości i możliwości pracy bez naprawy i wymiany przez bardzo długi czas - z reguły naprawa anteny hydroakustycznej w warunkach bojowych jest niemożliwa .

Współczesnego HAC nie można uznać za samowystarczalny, zamknięty system, a jedynie za element zintegrowanego systemu obserwacji okrętów podwodnych, który otrzymuje i wykorzystuje stale aktualizowane a priori informacje o celach z nieakustycznych systemów wykrywania, rozpoznania itp., oraz przekazuje do systemu informacje o zmieniającej się sytuacji podwodnej, który analizuje sytuacje taktyczne i wydaje zalecenia dotyczące zastosowania różnych trybów HAC w danej sytuacji.

Rozwój systemów sonarowych dla okrętu podwodnego to z jednej strony ciągła rywalizacja z twórcami potencjalnego wroga, ponieważ najważniejszym zadaniem SAC jest zapewnienie przynajmniej parytetu w sytuacji pojedynku (wróg cię słyszy i rozpoznaje , i jesteś w tej samej odległości), i konieczne jest za wszelką cenę zwiększenie zasięgu SAC, a głównie w trybie pasywnego wyszukiwania kierunku hałasu, który pozwala na wykrywanie celów bez demaskowania własnej lokalizacji, oraz Z drugiej strony z stoczniowcami, projektantami okrętów podwodnych, ponieważ hałas okrętów podwodnych zmniejsza się z każdą nową generacją, z każdym nowym projektem, nawet z każdym nowo wybudowanym statkiem, i trzeba wykryć sygnał o rzędach wielkości niższym poziomie niż otaczające szumy morza. I jest oczywiste, że stworzenie nowoczesnego kompleksu hydroakustycznego dla okrętów podwodnych XXI wieku jest wspólnym dziełem deweloperów kompleksu i łodzi, którzy wspólnie projektują i umieszczają elementy HAC na statku w takim sposób, aby jego działanie w tych warunkach było najbardziej efektywne.

Doświadczenie w projektowaniu SJSC pl, dostępne w naszym instytucie, pozwala nam zidentyfikować główne obszary problemowe, od których możemy spodziewać się znacznego wzrostu wydajności w najbliższej przyszłości.

1. HAC z konforemną i konforemną anteną osłonową

Zmniejszenie poziomu hałasu okrętu podwodnego, związane z wysiłkami projektantów zmierzającymi do optymalizacji rozwiązań technicznych konstrukcji jego kadłuba i mechanizmów, doprowadziło do zauważalnego zmniejszenia zasięgu SJC wzdłuż nowoczesnych placów. Zwiększenie apertury anten tradycyjnych (sferycznych lub cylindrycznych) jest ograniczone geometrią dziobu kadłuba. Oczywistym rozwiązaniem w tej sytuacji było stworzenie anteny konforemnej (w połączeniu z konturami pl), o powierzchni całkowitej, a co za tym idzie o potencjale energetycznym znacznie przewyższającym te dla anten tradycyjnych. Pierwsze doświadczenia w tworzeniu takich anten okazały się całkiem udane.

Jeszcze bardziej obiecującym kierunkiem jest tworzenie konforemnych anten osłonowych umieszczonych wzdłuż boku kwadratu. Długość takich anten może wynosić kilkadziesiąt metrów, a powierzchnia - ponad sto metrów kwadratowych. Tworzenie takich systemów wiąże się z koniecznością rozwiązania szeregu problemów technicznych.

Antena osłonowa konforemna znajduje się w obszarze dominującego wpływu fal niejednorodnych spowodowanych zakłóceniami strukturalnymi, a także zakłóceniami pochodzenia hydrodynamicznego, w tym powstającymi na skutek wzbudzenia ciała przez nadchodzący przepływ. Ekrany akustyczne, tradycyjnie stosowane w celu zmniejszenia wpływu zakłóceń na antenę, nie są wystarczająco skuteczne w zakresie niskich częstotliwości anten pokładowych. Możliwymi sposobami zapewnienia efektywnego działania anten pokładowych, sądząc po zagranicznych doświadczeniach, są po pierwsze konstruktywne rozmieszczenie najbardziej hałaśliwych maszyn i mechanizmów okrętów podwodnych w taki sposób, aby ich wpływ na systemy pokładowe był minimalny, a po drugie zastosowanie algorytmicznych metod ograniczania wpływu zakłóceń strukturalnych na tor SJC (metody adaptacyjne kompensacji zakłóceń strukturalnych, w tym za pomocą czujników drgań zlokalizowanych w bliskiej odległości od anteny). Bardzo obiecujące wydaje się zastosowanie tzw. „wektorowych” metod przetwarzania informacji, które umożliwiają zwiększenie wydajności kompleksu dzięki łącznemu przetwarzaniu pól ciśnienia i prędkości drgań. Innym sposobem na ograniczenie efektu zakłóceń hydrodynamicznych, wpływających na skuteczność anten konforemnych osłonowych, jest zastosowanie konwerterów folii (płyt PVDF), które dzięki uśrednieniu na powierzchni 1,0x0,5 m pozwalają znacznie (sądząc po danych literaturowych - do 20 dB) zmniejszają wpływ zakłóceń hydrodynamicznych na drogę HJC.

2. Algorytmy adaptacyjne przetwarzania informacji hydroakustycznej, zgodne ze środowiskiem propagacji

Przez „adaptację” tradycyjnie rozumie się zdolność systemu do zmiany swoich parametrów w zależności od zmieniających się warunków środowiskowych w celu utrzymania jego sprawności. W odniesieniu do algorytmów przetwarzania termin „adaptacja” oznacza koordynację (w przestrzeni i czasie) ścieżki przetwarzania z charakterystykami sygnałów i szumu. Algorytmy adaptacyjne są szeroko stosowane w nowoczesnych kompleksach, ao ich wydajności decydują głównie zasoby sprzętowe kompleksu. Bardziej nowoczesne są algorytmy uwzględniające czasowo-przestrzenną zmienność kanału propagacji sygnału. Zastosowanie takich algorytmów umożliwia jednoczesne rozwiązywanie problemów detekcji, wyznaczania celów i klasyfikacji z wykorzystaniem a priori informacji o kanale propagacji sygnału. Źródłem takich informacji mogą być adaptacyjne dynamiczne modele oceanograficzne, które z wystarczającą wiarygodnością przewidują rozkład temperatury, gęstości, zasolenia i niektórych innych parametrów środowiskowych w obszarze eksploatacji pl. Takie modele istnieją i są szeroko stosowane za granicą. Zastosowanie wystarczająco wiarygodnych oszacowań parametrów kanału propagacji umożliwia, sądząc po oszacowaniach teoretycznych, znaczne zwiększenie dokładności wyznaczania współrzędnych celu.

3. Systemy akustyczne umieszczane na sterowanych bezzałogowych pojazdach podwodnych, rozwiązujące problemy detekcji polistatycznej w trybie aktywnym, a także zadania poszukiwania obiektów mulistego dna

Sam okręt podwodny jest ogromną konstrukcją o długości ponad stu metrów i daleko od wszystkich zadań, które trzeba rozwiązać, aby zapewnić sobie bezpieczeństwo, można rozwiązać, umieszczając systemy hydroakustyczne na samym statku. Jednym z tych zadań jest wykrywanie obiektów przydennych i mulistych, które stanowią zagrożenie dla statku. Aby obejrzeć obiekt, musisz podejść do niego jak najbliżej, nie stwarzając zagrożenia dla własnego bezpieczeństwa. Jednym z możliwych sposobów rozwiązania tego problemu jest stworzenie kontrolowanego podwodnego pojazdu bezzałogowego, umieszczonego na łodzi podwodnej, zdolnego zbliżyć się do obiektu zainteresowania i sklasyfikować go, a w razie potrzeby zniszczyć go samodzielnie lub za pomocą przewodu lub dźwiękowa komunikacja podwodna. W rzeczywistości zadanie jest podobne do stworzenia samego kompleksu hydroakustycznego, ale miniaturowego, z bateryjną jednostką napędową, umieszczoną na małym samobieżnym urządzeniu zdolnym do wydokowania z zanurzonej łodzi podwodnej, a następnie dokowania z powrotem, zapewniając jednocześnie stałe dwa- sposób komunikacji. W Stanach Zjednoczonych takie urządzenia powstały i są częścią uzbrojenia okrętów podwodnych najnowszej generacji (typu Virginia).

4. Rozwój i tworzenie nowych materiałów do przetworników hydroakustycznych, charakteryzujących się niższą wagą i kosztami

Przetworniki piezoceramiczne, z których składają się anteny podwodne, są konstrukcjami niezwykle złożonymi, sama piezoceramika jest materiałem bardzo kruchym i wymaga znacznego wysiłku, aby była wytrzymała przy zachowaniu sprawności. I od dłuższego czasu prowadzone są poszukiwania materiału, który ma te same właściwości przekształcania energii drgań w energię elektryczną, ale jest polimerem, trwałym, lekkim i zaawansowanym technologicznie.

Wysiłki technologiczne za granicą doprowadziły do ​​powstania folii polimerowych typu PVDF, które mają efekt piezoelektryczny i są wygodne w budowie anten powierzchniowych (umieszczanych na pokładzie łodzi). Problem tkwi tu przede wszystkim w technologii tworzenia grubych folii, które zapewniają wystarczającą wydajność anteny. Jeszcze bardziej obiecujący jest pomysł stworzenia materiału, który z jednej strony ma właściwości piezoceramiki, a z jednej strony właściwości ekranu ochronnego, który tłumi (lub rozprasza) sygnały sonaru wroga i redukuje hałas własny okrętu. Taki materiał (piezorezyna) osadzony na kadłubie okrętu podwodnego faktycznie czyni cały kadłub okrętu anteną hydroakustyczną, zapewniając znaczny wzrost wydajności środków hydroakustycznych. Analiza publikacji zagranicznych pokazuje, że w Stanach Zjednoczonych takie rozwiązania weszły już w fazę prototypów, podczas gdy w naszym kraju w ostatnich dziesięcioleciach nie było postępu w tym kierunku.

5. Klasyfikacja celów

Zadanie klasyfikacji w hydroakustyce jest najtrudniejszym problemem związanym z koniecznością określenia klasy celu na podstawie informacji uzyskanych w trybie wyszukiwania kierunku hałasu (w mniejszym stopniu z danych trybu aktywnego). Na pierwszy rzut oka problem jest łatwy do rozwiązania - wystarczy zarejestrować widmo zaszumionego obiektu, porównać je z bazą danych i uzyskać odpowiedź - co to za obiekt, aż do nazwiska dowódcy. W rzeczywistości widmo celu zależy od prędkości, kąta celu, widmo obserwowane przez kompleks hydroakustyczny zawiera zniekształcenia spowodowane przejściem sygnału przez losowo niejednorodny kanał propagacji (środowisko wodne), a zatem zależy od odległość, pogoda, obszar działania i wiele innych przyczyn, które sprawiają, że problem rozpoznawania przez widmo jest praktycznie nie do rozwiązania. Dlatego w klasyfikacji krajowej stosowane są inne podejścia związane z analizą cech charakterystycznych właściwych dla określonej klasy celów. Kolejnym problemem wymagającym poważnych badań naukowych, ale pilnie potrzebnym, jest klasyfikacja obiektów przydennych i mulistych związanych z rozpoznaniem min. Wiadomo i potwierdzono eksperymentalnie, że delfiny dość pewnie rozpoznają wypełnione powietrzem i wodą przedmioty wykonane z metalu, plastiku i drewna. Zadaniem badaczy jest opracowanie metod i algorytmów, które realizują tę samą procedurę, jaką wykonuje delfin rozwiązując podobny problem.

6. Zadanie samoobrony

Samoobrona to złożone zadanie zapewnienia bezpieczeństwa statku (w tym ochrona przeciwtorpedowa), obejmujące wykrywanie, klasyfikację, wyznaczanie celów oraz wydawanie wstępnych danych dotyczących użycia broni i (lub) środków zaradczych. Specyfiką tego zadania jest zintegrowane wykorzystanie danych z różnych podsystemów SAC, identyfikacja danych pochodzących z różnych źródeł oraz zapewnienie interakcji informacyjnej z innymi systemami okrętowymi zapewniającymi użycie broni.

Powyższe to tylko niewielka część tych obiecujących obszarów badań, które należy wykonać, aby zwiększyć skuteczność tworzonej broni hydroakustycznej. Ale od pomysłu do produktu jest długa droga, wymagająca zaawansowanych technologii, nowoczesnej bazy badawczo-eksperymentalnej, rozwiniętej infrastruktury do produkcji niezbędnych materiałów do przetworników hydroakustycznych i anten itp. Należy zauważyć, że ostatnie lata charakteryzowały się dla naszego przedsiębiorstwa poważnym technicznym przezbrojeniem bazy produkcyjnej i testowej, co stało się możliwe dzięki finansowaniu z szeregu federalnych programów celowych, zarówno cywilnych, jak i specjalnych, prowadzonych przez Ministerstwo Przemysłu i Handlu Federacji Rosyjskiej. Dzięki temu wsparciu finansowemu w ciągu ostatnich pięciu lat udało się całkowicie wyremontować i znacząco zmodernizować największy w Europie doświadczalny hydroakustyczny basen doświadczalny, znajdujący się na terenie OAO Concern Okeanpribor, aby radykalnie zwiększyć moce produkcyjne zakładów seryjnych wchodzących w skład koncern, dzięki któremu zakład Taganrog „Priboy” stał się najbardziej zaawansowanym przedsiębiorstwem produkującym instrumenty na południu Rosji. Tworzymy nowe obiekty produkcyjne - piezomateriały, płytki drukowane, w przyszłości - budowę nowych obszarów produkcyjnych i naukowych, stanowiska do ustawiania i uruchamiania urządzeń. Za 2-3 lata możliwości produkcyjne i naukowe przedsiębiorstwa, wsparte „bazem danych” nowych pomysłów i osiągnięć, pozwolą nam rozpocząć tworzenie broni hydroakustycznej piątej generacji, tak niezbędnej dla Marynarki Wojennej.

ROZDZIAŁ 1. ANALIZA PODSTAWOWYCH METOD LOKALIZACJI ŹRÓDŁA SYGNAŁÓW NAWIGACJI PRZEZ SYSTEMY ULTRAKRÓTKIEGO PODSTAWY.

1.1. Sformułowanie problemu zagospodarowania hydroakustycznego kompleksu nawigacyjnego.

1.1.1. Doświadczenie IPMT w rozwoju systemów nawigacji dalmierzowej.

1.1.2. Zadania dla rozwoju GANS-UKB.

1.2. Metody amplitudowe do określania informacji goniometrycznych przez anteny o małych rozmiarach (ultra-krótkiej linii bazowej).

1.2.1. Antena liniowa równoodległa.

1.2.2. Okrągła antena równoodległa.

1.2.3. Potencjalna dokładność dalmierzy amplitudowych.

1.3. O pomiarze przesunięcia fazowego między dwoma tonami zniekształconymi przez szum.

1.4. Wzory obliczeniowe do wyznaczania kierunku fazowego w układach z antenami o prostej konfiguracji.

1.4.1. Podwójny odbiornik.

1.4.2. Odbiornik czteroelementowy.

1.4.3. Sześciokanałowy celownik kierunku faz.

1.5. Metoda wyznaczania kierunku źródła sygnałów nawigacyjnych za pomocą okrągłych anten dyskretnych o dużej liczbie elementów.

1.5.1. Wyprowadzenie wzorów obliczeniowych i oszacowanie błędu celownika UKB o podstawie kołowej.

1.5.2. Algorytmy wyznaczania kierunku dla radiolatarni o podstawie kołowej z uwzględnieniem zmian w orientacji kątowej anteny.

1.6. Wnioski.

ROZDZIAŁ 2. STATYSTYCZNE PRZETWARZANIE INFORMACJI O SYSTEMIE NAWIGACJI HYDROAKUSTYCZNEJ O ULTRAKRÓTKIEJ PODSTAWIE BAZOWEJ.

2.1. Rozwiązanie problemu wyznaczania kierunku w oparciu o metody przetwarzania statystycznego.

2.2. Równania kierunkowe dla anten wieloelementowych o różnych konfiguracjach.

2.2.1. Antena liniowa wieloelementowa.

2.2.2. Antena z dowolną liczbą elementów na okrągłej podstawie.

2.2.3. Antena czteroelementowa.

2.2.4. Antena okrągła z dodatkowym elementem w środku.

2.2.5. Podwójna antena.

2.2.6. Wnioski.

2.3. Cechy przetwarzania wieloczęstotliwościowego sygnału nawigacyjnego.

2.4. Konfiguracja anteny i szacowanie potencjalnej dokładności.

2.4.1. Anteny z półfalowym odstępem między elementami.

2.4.2. rzadkie anteny.

2.4.3. Wybór sektora na podstawie fazowania anteny.

2.5. Wnioski.

ROZDZIAŁ 3. METODOLOGIA OCENY DOKŁADNOŚCI SYSTEMÓW NAWIGACJI Z ULTRA KRÓTKĄ LINII BAZOWEJ.

3.1. Ocena systematycznego składnika błędu w określeniu łożyska.

3.1.1. Funkcja fazy niedoskonałej wieloelementowej anteny odbiorczej.

3.1.2. Rozwój urządzeń do certyfikacji metrologicznej anten odbiorczych wieloelementowych.

3.1.3. Badania eksperymentalne dokładności anteny w warunkach laboratoryjnych.

3.2. Szacunki dokładności szerokopasmowego dalmierza (badanie charakterystyki anteny do przetwarzania wieloczęstotliwościowego sygnału nawigacyjnego).

3.3. Badania eksperymentalne głównych cech charakterystycznych ultrakrótkiego bazowego systemu nawigacyjnego w płytkich warunkach morskich.

3.3.1. Metoda certyfikacji systemu przez porównanie z danymi certyfikowanego systemu nawigacyjnego (na przykładzie GANS-DB).

3.3.2. Metoda szacowania dokładności pomiarów kątowych na podstawie danych dotyczących znajdowania odległości.

3.3.3. Metoda kalibracji ultrakrótkiego bazowego systemu nawigacyjnego w warunkach naturalnych przy użyciu referencyjnego radiolatarni.

3.3.4. Potwierdzenie metrologiczne kalibracji ultrakrótkich linii bazowych systemu nawigacji zgodnie z danymi GANS DB i GPS.

3.4. Ocena charakterystyk metrologicznych GANS-UKB w warunkach głębinowych.

3.5. Wnioski.

ROZDZIAŁ 4. METODY KONSTRUKCJI I ROZWOJU GŁÓWNYCH ELEMENTÓW SYSTEMU ŁĄCZNOŚCI WODNO-AKUSTYCZNEJ POJAZDU PODWODNEGO. 146 4.1. Ogólne podejście do oceny głównych parametrów GASS dla AUV.

4.1.1. Informacje ogólne.

4.1.2. Na strukturze symbolu informacyjnego.

4.1.3. O synchronizacji.

4.1.4. O wyborze impulsu do oceny charakterystyki kanału komunikacyjnego.

4.1.5. Przetwarzanie bloków danych.

4.1.6. Modelowanie numeryczne kanału komunikacyjnego. 153 4.2.0 opracowanie szerokopasmowych przetworników piezoelektrycznych i anten dla GASS.

4.2.1. Szerokopasmowe cylindryczne przetworniki piezoelektryczne.

4.2.2. Cylindryczne przetworniki piezoelektryczne o kontrolowanej charakterystyce

4.2.3. Szerokopasmowe tłokowe przetworniki piezoelektryczne.

4.2.4. O elektrycznym dopasowaniu przetworników piezoelektrycznych w szerokim paśmie częstotliwości.

4.2.5. O efektywności energetycznej konwerterów szerokopasmowych.

4.2.6. Charakterystyka opracowanych anten.

4.3. Wieloelementowy odbiornik sygnałów GASS z adaptacyjnym sterowaniem XH zgodnie z celownikiem systemu nawigacyjnego.

4.3.1. Przetwarzanie danych.

4.3.2. Charakterystyka anteny UKB podczas odbioru sygnałów z systemu komunikacyjnego.

4.4. Badanie eksperymentalne niekoherentnego systemu komunikacji wieloczęstotliwościowej z korekcją amplitudy charakterystyki przenoszenia kanału.

4.4.1. Algorytm przetwarzania sygnałów wieloczęstotliwościowych.

4.4.2. Schemat blokowy systemu komunikacyjnego.

4.4.3. Badania eksperymentalne elementów systemu komunikacji hydroakustycznej w warunkach płytkiego morza.

4.5. Wnioski.

ROZDZIAŁ 5. OPRACOWANIE DZIENNIKA DOPPLEROWEGO JAKO CZĘŚCI POKŁADOWEGO SYSTEMU NAWIGACJI POJAZDU PODWODNEGO.

5.1. Anteny.

5.2. Przetwarzanie spektralne krótkich sygnałów impulsowych.

5.3. Struktura i obwody.

5.4. Badania terenowe charakterystyki opóźnienia w ramach AUV.

5.5. Wnioski.

ROZDZIAŁ 6. WDROŻENIE TECHNICZNE I DOŚWIADCZENIE W PRAKTYCZNYM ZASTOSOWANIU WODNO-AKUSTYCZNYCH POMOC NAWIGACJI ROBOTA PODWODNEGO. 207 6.1. Techniczne wdrożenie systemu nawigacji hydroakustycznej z ultrakrótką linią bazową.

6.1.1. Schemat strukturalny GANS-UKB.

6.1.2. Cechy okuć budowlanych.

6.1.3. Antena odbiorcza systemu nawigacyjnego.

6.1.4. Przetwarzanie danych.

6.1.5. Interfejs użytkownika.

6.1.6. Oprogramowanie.

6.1.7. Testy w pełnej skali i praktyczna obsługa GANS-UKB.

6.2. Charakterystyka techniczna zestawu urządzeń GASS.

6.2.1. Główna charakterystyka.

6.2.2. Zasada działania.

6.2.3. Schemat blokowy odbiornika.

6.2.4. Struktura sygnału GASS.

6.2.5. Wyniki prób morskich na pełnym morzu.

6.3. Kompleks nawigacji hydroakustycznej.

6.3.1. Skład i przeznaczenie kompleksu nawigacyjnego statku.

6.3.2. Propozycje techniczne rozwoju połączonego systemu nawigacji i sterowania.

6.4. Kompleksowe badania hydroakustycznych pomocy nawigacyjnych i doświadczenie ich wykorzystania w rzeczywistej pracy.

6.4.1. Kompleksowe testowanie pomocy nawigacyjnych.

6.4.2. Doświadczenie w praktycznym zastosowaniu hydroakustycznych pomocy nawigacyjnych w rzeczywistych operacjach poszukiwawczych.

Zalecana lista prac dyplomowych

• Opracowanie metod i algorytmów nawigacji z pojedynczym radiolatarnią autonomicznych niezamieszkanych pojazdów podwodnych 2013, kandydat nauk technicznych Dubrovin, Fedor Sergeevich

• Metody przetwarzania sygnałów hydroakustycznych odbieranych w strefie Fresnela układów odbiorczych i nadawczych 2010, doktor nauk technicznych Kołmogorowa, Władimir Stiepanowicz

• Komunikacja podwodna i nawigacja z wykorzystaniem pola elektromagnetycznego 2006, doktor nauk technicznych Szybkow, Anatolij Nikołajewicz

• Metody i systemy poprawy bezpieczeństwa nawigacji w oparciu o hydroakustyczne urządzenia nawigacyjne z liniową podstawą odbiorników kierunkowych 2006, doktor nauk technicznych Zawiałow, Wiktor Walentowicz

• Autonomiczna nawigacja pojazdami podwodnymi za pomocą bezgimbalowego systemu nawigacji inercyjnej 2017, kandydat nauk fizycznych i matematycznych Filatova, Guzel Amirovna

Podobne tezy w specjalności „Akustyka”, 01.04.06 kod VAK

• Opracowanie metody poprawy dokładności pozycjonowania obiektów podwodnych 2013, dr Gołow, Aleksander Aleksandrowicz

• Parametryczna metoda kontrolowanej konwersji pól emisji hałasu hydroakustycznego statków badawczych i rybackich, metody i systemy ich pomiaru w oparciu o prawa akustyki nieliniowej 2002, kandydat nauk technicznych Khaliulov, Fargat Amershanovich

• Opracowanie algorytmów przetwarzania informacji w wielopozycyjnych systemach goniometrycznych z wykorzystaniem szybkiej analizy widmowej sygnałów 2005, kandydat nauk technicznych Davletkaliev, Roman Kuanyshevich

• Metody i środki wspomagania nawigacyjnego statków powietrznych i kontroli ruchu lotniczego oparte na technologiach satelitarnych 2004, doktor nauk technicznych Slepchenko, Petr Michajłowicz

• Teoria i metody projektowania ultraszerokopasmowych systemów antenowych dla urządzeń radionamierzania dla baz stacjonarnych i mobilnych 2011, doktor nauk technicznych Rembowski, Jurij Anatoliewicz

Zakończenie rozprawy na temat „Akustyka”, Matwienko, Jurij Wiktorowicz

Główne wyniki pracy:

1. Zbadano zasady budowy systemów ultrakrótkich linii bazowych oraz przeprowadzono analizę głównych metod określania położenia kątowego źródła tonalnych i szerokopasmowych sygnałów nawigacyjnych w przetwarzaniu informacji z małogabarytowych anten odbiorczych.

Wyrażenia obliczeniowe są uzyskiwane i badane są charakterystyki lokalizacyjne amplitudowych radionawigatorów z przetwarzaniem danych całkowitych i różnicowych.

Zwraca się uwagę na niską potencjalną dokładność systemów o najprostszej konfiguracji, zawierających jedną, dwie lub trzy pary odbiorników ortogonalnych z metodami przetwarzania danych fazowych oraz konieczność komplikowania systemów w celu zwiększenia dokładności.

Zaproponowano i uzasadniono metodę wyznaczania kierunku źródła sygnałów tonalnych, polegającą na zastosowaniu anten o dużej liczbie odbiorników gęsto rozmieszczonych na kołowej podstawie z wyznaczeniem fazy kumulacyjnej, której błąd można potencjalnie zmniejszyć do 0,1 stopnia.

Otrzymuje się wzory obliczeniowe i na przykładzie anten kołowych o dużej liczbie elementów pokazano powiązanie danych czujników kursu, przechyłu i trymu z ich błędami od wartości mierzonych parametrów nawigacyjnych i ich błędami.

W oparciu o metodę największej wiarygodności problem statystycznego przetwarzania danych nawigacyjnych jest rozwiązywany za pomocą dyskretnych anten o dowolnej konfiguracji. W tym przypadku oszacowanie pożądanych parametrów jest określane przez wspólne przetwarzanie wszystkich par kanałów pobranych z różnymi wagami. Współczynniki wagowe zawierają zarówno składową geometryczną, równą pochodnej funkcji fazy względem mierzonego parametru, jak i składową energii, równą stosunkowi sygnału do szumu działającego w kanale w zakresie energii.

Zależności obliczeniowe są wyprowadzane w celu określenia namiaru i błędu wyszukiwania kierunku dla kilku najpopularniejszych konfiguracji anten: liniowej, kołowej, kombinowanej.

Opracowano lokalizator kierunku faz oparty na zastosowaniu okrągłych anten o dużym rozmiarze fali z ograniczoną liczbą elementów.

Technologia zmniejszania liczby kanałów przetwarzania przy zachowaniu rozdzielczości kątowej jest uzasadniona podziałem procedury namierzania kierunku na dwa etapy: zgrubne wyszukiwanie kierunku w celu wyznaczenia sektora obserwacji oraz dokładne rozwiązanie równania łożyska z zadanym przybliżeniem początkowym.

Uzasadniono możliwość rozwiązania niejednoznaczności faz powstających podczas pracy anten nielicznych metodami wyznaczania kierunku amplitudy.

Teoretycznie uzasadnione jest osiągnięcie rozdzielczości kątowej 0,1-0,2 stopnia przy liczbie kanałów 6-8 i wielkości fali anteny 3-5 długości fali częstotliwości nawigacji.

Zależności uzyskuje się przy obliczaniu namiaru przez niewielką antenę dyskretną, której czas propagacji sygnału akustycznego na aperturze jest porównywalny z okresem średniej częstotliwości odbieranego widma.

2. Przeprowadzono badania metod oceny dokładności GANS UKB oraz opracowano metody pomiaru ich charakterystyk w warunkach laboratoryjnych i terenowych.

Do opisu dyskretnej anteny wieloelementowej proponuje się funkcję wektorową, której każda składowa opisuje dla wybranego elementu antenowego zależność fazy odbieranego sygnału akustycznego od kierunku jego nadejścia. Dokładna (eksperymentalna) definicja funkcji jest niezbędna przy rozwiązywaniu problemu znalezienia obiektu nawigacyjnego.

Opracowano stanowisko do certyfikacji anten wieloelementowych, które jest instalowane w specjalistycznej niecce hydroakustycznej i zawiera źródło sygnałów regulowanych oraz układ odbiorczy z precyzyjnym obrotnicą i wielokanałowym sprzętem do pomiaru faz sygnałów takich jak impulsy radiowe.

Opracowano technologię certyfikacji anten, która polega na doświadczalnym pomiarze funkcji fazowej anteny, wyznaczeniu funkcji analitycznych przybliżających uzyskane dane i ich wykorzystaniu w rozwiązywaniu równań wyznaczania kierunku, wraz z zestawieniem różnicy między otrzymaną estymatą namiaru a jej rzeczywistą wartością. (ustalania) wartość w postaci oszacowania systematycznego składnika błędu.

Opracowano i zbadano wieloelementowe anteny odbiorcze dla działających próbek systemów, które zapewniają błąd systematyczny około 0,5 stopnia.

Przeprowadzono analizę porównawczą pracy GANS DB i UKB w warunkach płytkiego morza z zamontowaną na stałe anteną odbiorczą UKB.

Przeanalizowano metodę szacowania względnych pomiarów kątów w oparciu o przetwarzanie danych dotyczących odległości.

Uzasadniony jest sposób certyfikacji systemu UKB na płytkich morzach z wykorzystaniem referencyjnego beacon-respondera opartego na przetwarzaniu danych odległościowych. Pokazano, że przy względnym błędzie pomiaru zasięgu wynoszącym kilka dziesiątych procent błąd obliczonej wartości namiaru dla AUV poruszającego się po UKB - antena i radiolatarnia po zamkniętej trajektorii nie przekracza jednego stopnia.

Przeprowadzono analizę i wyznaczono charakterystyki dokładnościowe systemu UKB na podstawie wyników pracy w warunkach głębinowych. Jako dane referencyjne wykorzystano dane z GANS DB, dane z pokładowego systemu nawigacyjnego i czujnika głębokości oraz dane dalmierza. Pokazano celowość analizy różnicowej zmienności danych dotyczących odległości w celu identyfikacji poszczególnych fragmentów trajektorii AUV oraz możliwość rozsądnego uśredniania danych kątowych podczas przetwarzania trajektorii. W wyniku analizy uzasadniony jest wniosek o błędzie pomiarów kątowych około 0,5 stopnia.

Uzasadniono i zweryfikowano eksperymentalnie technikę eliminowania niejednoznaczności faz wynikających ze zwiększenia wielkości bazy pomiarowej poprzez statystyczne przetwarzanie sygnałów wieloczęstotliwościowych.

Opracowano i przebadano eksperymentalnie wieloelementową antenę odbiorczą oraz sprzęt do nadawania (odbierania) sygnałów złożonych, dokonano oszacowań błędu systemu, który wynosi dziesiąte części stopnia.

3. Zbadano metody i opracowano środki do szybkiego systemu przesyłania informacji kanałem hydroakustycznym z AUV do statku pomocniczego.

Zbadano metody budowy szerokopasmowych przetworników piezoelektrycznych oraz opracowano specjalistyczne przetworniki cylindryczne i prętowe o specjalnych charakterystykach kierunkowych przeznaczone do pracy w urządzeniach systemów łączności: wysokowydajny przetwornik cylindryczny o szerokości pasma do trzech oktaw z zastosowaniem cienkich dopasowanych warstw tuby konfiguracja, której XH spełnia wymagania do pracy na płytkim morzu; zaproponowano wielorezonansowy przetwornik do emitowania i odbierania sygnałów wieloczęstotliwościowych, wykonany w postaci zestawu współosiowych piezocylindrów; Tłokowe przetworniki piezoelektryczne z CV typu jednostronnego są proponowane do pracy w warunkach pionowego kanału propagacji sygnału.

Analizowana jest struktura systemu transmisji danych w wielościeżkowym kanale komunikacyjnym z adaptacją schematu przetwarzania na bloku danych o skończonej długości. Transmisja bloku informacyjnego poprzedzona jest procedurą ustawiania parametrów odbiornika, tymczasowy rozmiar bloku jest określony aktualnym stanem kanału komunikacyjnego. Za pomocą numerycznych metod symulacji analizuje się cechy doboru połączonych sygnałów i pokazuje celowość wykorzystania sygnału przez kombinowane kluczowanie z przesunięciem fazowym i częstotliwościowym.

Zaproponowano technikę szacowania odpowiedzi impulsowej kanału komunikacyjnego i doprecyzowania momentu synchronizacji poprzez przesyłanie i przetwarzanie serii impulsów o przemiennej fazie.

Schemat odbioru sygnałów z systemu komunikacyjnego przez wieloelementową antenę nawigacyjną z implementacją przestrzennego filtrowania wiązki bezpośredniej w warunkach wielościeżkowych na podstawie danych o położeniu kątowym źródła sygnałów i zakłóceniach uzyskanych podczas pracy GANS Proponuje się i uzasadnia UKB.

Przeprowadzono badania i możliwość transmisji informacji w wieloczęstotliwościowym kanale komunikacyjnym ze wstępnym wyrównaniem charakterystyki częstotliwościowej amplitudy kanału i wyborem aktualnego komunikatu na podstawie analizy porównawczej energii w każdy kanał częstotliwości został uzasadniony. Badania eksperymentalne takiego systemu przetwarzania w warunkach bardzo płytkiego morza potwierdziły możliwość zastosowania sprzętu do przesyłania obrazów graficznych z prędkością około 3000 bps z niskim prawdopodobieństwem błędu.

4. Do nawigacji na pokładzie robota podwodnego opracowano i zintegrowano z kompleksem dziennik Dopplera.

Przeprowadzono badania i opracowano specjalistyczne anteny opóźnione o wysokiej czułości na echo, uzyskane dzięki optymalnemu akustyczno-mechanicznemu dopasowaniu przetworników piezoelektrycznych anteny do środowiska pracy.

W celu zwiększenia szybkości opóźnienia zaproponowano i zaimplementowano metodę przetwarzania widmowego sygnałów krótkich impulsów, która zapewnia wysoką rozdzielczość częstotliwościową dzięki powstawaniu długich quasi-koherentnych realizacji sygnałów odbitych. Metoda umożliwia wyznaczenie składowych prędkości z minimalną dyspersją w ciągu jednej sekundy.

Opracowano eksperymentalną próbkę logu Dopplera, która jest wykorzystywana jako część AUV

Opracowano technikę kalibracji opóźnienia w warunkach naturalnych, polegającą na obliczeniu prędkości AUV zgodnie z danymi określającymi zasięg GANSu.

5. Opracowano, przetestowano i przetestowano w rzeczywistych warunkach system nawigacji hydroakustycznej, który zapewnia tworzenie obrazu informacji nawigacyjnej postępu misji na pokładzie statku pomocniczego i AUV, składającego się z nawigacji hydroakustycznej, transmisji informacji i pomiaru prędkości bezwzględnej .

Opracowany, przetestowany na płytkich i głębokich morzach i zintegrowany z kompleksem nawigacyjnym GANS UKB, w skład którego wchodzą: zsynchronizowane źródło sygnału nawigacyjnego na obiekcie, zespół przetwarzania statku z anteną odbiorczą na linie kablowej, odbiornik GPS. System ma następujące cechy: zasięg - 6-10 km; błąd pomiaru łożyska - mniej niż 1 stopień; błąd pomiaru zakresu - 0,5%. Potwierdzono eksperymentalnie możliwość pracy systemu w trybie kontroli położenia AUV wykonującego długie przejście wzdłuż wysuniętego obiektu z ruchem statku pomocniczego i holowaniem anteny odbiorczej z prędkością do 5 węzłów.

Opracowano, przetestowano i zastosowano system nawigacji wysokiej częstotliwości UKB jako część pojazdu na uwięzi ze źródłem umieszczonym na pokładzie statku, a odbiornikiem - na pojeździe.

Opracowano i przetestowano sprzęt do transmisji informacji w ramach hydroakustycznych środków nawigacji i wsparcia informacyjnego dla AUV do operacyjnego monitorowania stanu prac obserwacyjnych i poszukiwawczych w warunkach głębinowych oraz pionowego kanału komunikacyjnego. Sprzęt zapewnia transmisję danych z prędkością 4000bps, z prawdopodobieństwem błędu około 1%, co zapewnia transmisję klatek obrazu telewizyjnego w 45s.

Opracowano, przetestowano i zintegrowano z pokładowym systemem nawigacyjnym log Dopplera, który zapewnia pomiar wektora prędkości bezwzględnej AUV w zakresie prędkości 0-2m/s z błędem 1-2cm/s.

Proponowana jest technologia wykorzystania kompleksu nawigacyjnego:

GANS DB - do wielokrotnych startów AUV w wybranych obszarach z wyszukiwaniem według obszaru ze zwiększonymi wymaganiami dotyczącymi dokładności.

GANS UKB w przypadku potrzeby długich przejść przy śledzeniu wysuniętych obiektów lub ruchomych celów, w przypadku awaryjnych startów AUV, w przypadku tajnych startów.<

DL z obliczaniem trajektorii metodą martwego liczenia - gdy AUV dotrze do danego punktu, podczas dodatkowego badania z wykorzystaniem systemów TV.

Zademonstrowano skuteczne działanie kompleksu w ramach AUV podczas rzeczywistych operacji poszukiwawczych na Oceanie.

Dziękuję.

Na zakończenie pragnę wyrazić moją głęboką wdzięczność wszystkim pracownikom IPMT, którzy wzięli udział w rozwoju i testowaniu systemów sonarowych do pojazdów podwodnych. Specjalne podziękowania dla akademika Ageev M.D., kierowników wydziałów Kasatkin B.A. i Rylov N.I.

WNIOSEK

Spis piśmiennictwa do badań dysertacyjnych Doktor nauk technicznych Matwienko, Jurij Wiktorowicz, 2004

1. Dr med. Ageev Modułowy autonomiczny bezzałogowy pojazd 1.TP. - Dziennik MTS, 1996, tom. 30, 1, s. 13-20.

2. Autonomiczne niezamieszkane pojazdy podwodne. Pod redakcją generalną. Acad. Ageeva mgr inż. - Władywostok, Dalnauka, 2000, 272p.

4. R.Babb. Nawigacja AUV do podwodnych badań naukowych. Technologia morska, 1990, grudzień, s.25-32.

6. J. Romeo, G. Lester. Nawigacja jest kluczem do misji AUV. Sea Technology, 2001, grudzień, s. 24-29.

7. Borodin V.I., Smirnov G.E., Tolstyakova N.A., Jakowlew G.V. Hydroakustyczne pomoce nawigacyjne. L., Przemysł stoczniowy, 1983, 262 s.

8. Milne P.Kh. Hydroakustyczne systemy pozycjonowania. L., Przemysł stoczniowy, 1989, 316 s.

9. Gestone J.A., Cyr R.J., Roesler G:, George E.S. Najnowsze osiągnięcia w akustycznej nawigacji podwodnej. Journal of Navigation, 1977, t.30, 2, s.246-280.

10. Boldyrew p.n.e. metody precyzyjne. wyznaczanie współrzędnych podczas prac hydrofizycznych na pełnym morzu. Przemysł stoczniowy za granicą, 1980. Nr 2. s.29-42.

11. Kislov A.F., Postnikov I.V. Charakterystyka dokładności systemów nawigacyjnych latarni morskich z długą podstawą akustyczną. Tez. Raport 2 Ogólnounijne. Konf. Badania i rozwój oceanu, L., 1978. z. 2, s. 95-96.

12. Kasatkin BA, Kobaidze V.V. Cechy nawigacji hydroakustycznej w strefie szelfowej. w sob. Pojazdy podwodne i ich systemy, From-vo DVNTs, Władywostok, 1977, s. 84-88.

13. Kasatkin BA, Kobaidze V.V. Hydroakustyczny system nawigacji z dalmierzem synchronicznym. Patent R.F. G01S 9/60, nr 713278, 1978.

14. Smirnov G.E., Tolstyakova N.A. Systemy nawigacyjne z latarniami hydroakustycznymi. Przemysł stoczniowy za granicą. 1980, nr 9, s. 45-54.

15. K. Vestgard, R. Hansen, B. Jalving i H. Pedersen. HUGIN 3000 Survey AUV -Projekt i wyniki terenowe.- /Podwodna interwencja 2001/.

16. T. Martin i G. Pilgrim. Wyzwania badawcze w zakresie pozycjonowania holowanych lub na uwięzi pojazdów podwodnych pod wodą w głębinach akustycznych. .- /Podwodna Interwencja 2001/.

17. Hubert THOMAS, Eric PETIT. Od autonomicznych pojazdów podwodnych (AUV) do nadzorowanych pojazdów podwodnych (SUV). Oceany-97.

18. Paramonov A.A., Klyuev M.S., Storozhev P.P. Wybrane zasady konstruowania hydroakustycznych systemów nawigacyjnych o długich liniach bazowych. VII Wewn. Naukowo-techniczne por. „Nowoczesne metody i środki badań oceanologicznych”, Moskwa, 2001, s. 244-245.

19. Paramonov A.A., Afanasiev V.N. Hydroakustyczny system nawigacji GANS-M. VI Międzyn. Naukowo-techniczne por. „Nowoczesne metody i środki badań oceanologicznych”, Moskwa, 2000, s. 100-112.

20. Ageev MD, Blidberg D.R., Kiselev JI.B., Rylov N.I., Shcherbatyuk A.F. Stan i perspektywy rozwoju robotyki podwodnej. Technologie morskie, Władywostok, Dalnauka, 2001, wydanie 4, s. 6-23.

21. Ageev M.D., Kasatkin B.A., Kiselev L.V., Molokov Yu.G., Nikiforov V.V., Rylov N.I. Automatyczne łodzie podwodne. L., Przemysł stoczniowy, 1981,248 s.

22. J. Manley. Autonomiczne pojazdy podwodne do eksploracji oceanów. 0ceans-2003, s. 327-331.

23. Kobaidze V.V. Prędkość propagacji sygnałów hydroakustycznych w problemie odległości. Preprint, Władywostok, ZABAWKI DVNTs AN SSSR, 1979, 37p.

24. Kobaidze W.W. Badanie dokładności pomiaru odległości hydroakustycznej. - Streszczenie rozprawy doktorskiej Władywostok, ZABAWKA DVNTS AN SSSR, 1981, 26p.

25. Xavier Lurton, Nicholas W. Millard. Możliwość zastosowania systemu pozycjonowania akustycznego o bardzo długiej linii bazowej dla AUV. Postępowanie Ocean-94, Brest-Francja, 1994, t. 3, s. 403-408.

26. Kasatkin BA, Kosarev G.V. Cecha rozwoju APS dla AUV bardzo dalekiego zasięgu. Postępowanie Ocean-95, San Diego, październik 1995, v. ja, s. 175-177.

27. Kasatkin BA Hydroakustyczny synchroniczny system dalmierza dalekiego zasięgu. Patent R.F. G01S 15/08, nr 2084923, 1995.

28. Pozycjonowanie akustyczne. www. mors.fr.produkt.

29. Połączony czujnik zasięgu i nawigacji namiaru. Model NS-031. -www. sonatech.com.produkt

30. Kasatkin BA Hydroakustyczny system nawigacji z dalmierzem synchronicznym. Patent R.F. G01S 15/08, nr 2084924, 1995.

31. D. Thomson, S. Elson. Systemy pozycjonowania akustycznego nowej generacji. 0ceans-2002, s. 1312-1318.

32. Programowalny Generic Transponder i Super Sub-Mini Transponder/Responder, typy 7971/7977/7978,7970/7973 www.sonardyne.co.uk

33. B. Mansona. Pozycjonowanie na dużym obszarze z dokładnością do lm. -Międzynarodowe systemy oceaniczne, grudzień 2001, s. 15-19.

34. Kasatkin BA, Kosarev G.V. Fizyczne podstawy zasięgu akustycznego.-Vestnik DVO R AND998, nr 3.p.41-50.

35. Kobaidze V.V. Modele błędów i algorytmy przetwarzania informacji o zasięgu w hydroakustycznych systemach nawigacyjnych. Preprint, Władywostok, ZABAWKI DVNTS AN SSSR, 1979, 42p.

36. Kasatkin BA Niezmiennicze charakterystyki pola dźwiękowego w warstwowym oceanie. Raport Akademia Nauk ZSRR, 1986, 291, nr 6, s. 1483-1487.

37. M. Deffenbaugh, J.G. Bellingham, H. Schmidt. Związek między pozycjonowaniem sferycznym a hiperbolicznym. Postępowanie Oceanu-96,

38. Kasatkin BA, Kosarev G.V. Analiza dokładności pomiaru współrzędnych radiolatarni transponderowej systemu nawigacji hydroakustycznej. Technologie morskie, wydanie 1. Władywostok, Dalnauka, 1996, s. 60-68.

39. Kasatkin BA, Kosarev G.V. Wykorzystanie metody trawersu do określenia bezwzględnych współrzędnych radiolatarni odpowiadających. Technologie morskie, wydanie 2. Władywostok, Dalnauka, 1998, s. 65-69.

40. J. Opderbecke. Kalibracja na morzu systemu pozycjonowania pojazdów podwodnych USBL. -Oceany”2000.

41. Posidonia 6000. Podwodny system pozycjonowania akustycznego. www.ixsea-ocean.com

42. Biuletyn. Kongsberg SIMRAD. Wydanie nr 2-2000. www.kongsbergsimrad.com.

43. K. Vestgard, R. Hansen, B. Jalving, O.A. Pedersena. BADANIE HUGIN 3000 AUV. PROJEKT I WYNIKI TERENOWE. 0ceany"2001.

44LXT Niski system śledzenia kosztów. www.ore.com

45. Thomas C. Austin, Roger Stokey, C. von Alt, R. Arthur, R. Goldborough. RATS, Względny Akustyczny System Śledzenia Opracowany dla Nawigacji Głębokich Oceanów”97.

46. ​​​​Thomas C. Austin, Roger Stokey. Względne śledzenie akustyczne. - Sea Technology, 1998, marzec, s. 21-27.

47. M. Watson, C. Loggins i Y.T. Ochi. Nowy system superkrótkiej linii bazowej o wysokiej dokładności (SSBL). Technologia podwodna, 1998, s.210-215, Tokio, Japonia.

48. James E. Deveau. Podwodne akustyczne systemy pozycjonowania. OCEANS-95, tom 1, s. 167-174, San Diego, USA.

49. NAUTRONIX. Dokładne pozycjonowanie ATS. www.nautronix.pl

50. Yin Dongmei, Song Xinjian, Feng haihong. Kluczowa technologia do wdrożenia systemu śledzenia i pozycjonowania obiektów podwodnych. -The 3-d International Workshop Harbin, Chiny, 2002, s.65.

51. Yin Dongmei, Song Xinjian, Feng haihong. Projektowanie podwodnego akustycznego systemu pozycjonowania. The 3-d International Workshop Harbin, Chiny, 2002, s.43.

52. Komlyakov B.A. Systemy hydroakustyczne z sygnalizatorami transponderowymi do śledzenia holowanych systemów podwodnych. - Przemysł stoczniowy, 1997, nr 6, s. 39-45.

53. A. A. Paramonov, A. V. Nosov, V. N. Kuznetsov, S. A. Dremuchev i M. S. Klyuev, i I

54. Storozhev P.P. O poprawie dokładności hydroakustycznego systemu nawigacyjnego z ultrakrótką linią bazową. VII Międzynarodowa Konf. o oceanologii, M., 2001, s. 80-81.

55. Bogorodsky A.V., Koryakin Yu.A., Ostroukhov A.A., Fomin Yu.P. Technologia hydroakustyczna do badań i rozwoju oceanu. VII Międzynarodowa Konf. o oceanologii, M., 2001, s. 266-269.

56. Zlobina N.V., Kamenev S.I., Kasatkin B.A. Analiza błędu hydroakustycznego systemu nawigacyjnego z ultrakrótką linią bazową. w sob. Roboty podwodne i ich systemy. Wydanie 5, 1992, Władywostok, IPMT FEB RAS, s. 116-123.

57. Kasatkin B.A., Kulinchenko S.I., Matvienko Yu.V., Nurgaliev R.F. Badanie charakterystyki celownika fazowego dla UKB-GANS.- W sb. Roboty podwodne i ich systemy. Vsh.6, 1995, Władywostok, Dalnauka, s. 75-83.

58. Kasatkin BA Szacowanie błędu celownika UKB o podstawie kołowej. w sob. Technologie morskie. Kwestia. 1 1996, Władywostok, Dalnauka, s. 69-73.

59. Kasatkin BA, Matvienko YuV Metoda określania namiaru na źródło promieniowania i urządzenie do jego realizacji. Patent RF nr 2158430, Bull. Zdjęcie nr 33, 2000 r

60. Matvienko Yu.V., Makarov V.N., Kulinchenko S.I. , Nurgaliev R.F., Rylov R.N. System nawigacji hydroakustycznej o ultrakrótkiej podstawie. Technologie morskie, Władywostok, Dalnauka, 2000, wydanie Z, s. 102-113.

61. Matwienko Ju.W. Przetwarzanie danych w celowniku UKB w oparciu o niedoskonałą antenę wieloelementową. VIII Międzyn. Naukowo-techniczne por. „Nowoczesne metody i środki badań oceanologicznych” Moskwa, 2003, cz. 1, s. 24-25.

62. John G. Proakis. Komunikacja cyfrowa. Wydawnictwo Przemysłu Elektronicznego, Chiny, Pekin, 2000, 928p.

63. M. Stojanovic. Najnowsze postępy w szybkiej podwodnej komunikacji akustycznej. IEEE Journal Oceanic Engineering, tom 2l, nr 2, 1996, s. 125-136.

64. M. Stojanovic, J. Catipovic, J. Proakis. Spójna fazowo komunikacja cyfrowa dla podwodnych kanałów akustycznych. IEEE Journal of Oceanic Engineering, tom. 19,Nie. 1, 1994, s.100-111.

65. Stojanovic M., J.A. Catipovic i J.G. Proaci. Zmniejszona złożoność Przestrzenne i czasowe przetwarzanie podwodnych sygnałów komunikacji akustycznej.- J. Acoust. soc. Am., 98(2), Pt.l, sierpień. 1995, s.961-972.

66. J. Labat. Komunikacja podwodna w czasie rzeczywistym. Ocean-94, Brest, Francja, vol.3, s.501-506.

67.A.G. Bessios, FM Caimi. Kompensacja wielościeżkowa dla podwodnej komunikacji akustycznej. Ocean-94, Brest, Francja, t. 1, s. 317-322.

68. Lester R. LeBlanc. Przestrzenno-czasowe przetwarzanie koherentnych danych komunikacji akustycznej w płytkiej wodzie. IEEE J. Ocean. inż. Vol.25, nr 1, styczeń 2000, s. 40-51.

69. Lester R. LeBlanc. Adaptacyjny Beamformer do komunikacji w płytkiej wodzie

70. B. Geller, V. Capellano, J.M. Brossier, A. Essebbar i G. Jourdain. Korektor do transmisji wideo w wielościeżkowej komunikacji podwodnej. IEEE J. Ocean. inż. Vol.21, nr 2, kwiecień 1996, s. 150-155.

71. Billon D., Quellec B. Wydajność podwodnych systemów komunikacji akustycznej o dużej ilości danych wykorzystujących adaptacyjne kształtowanie wiązki i wyrównywanie. Ocean-94, Brest, Francja, vol.3, s.507-512.

72. R. Coates. Podwodna komunikacja akustyczna. Technologia morska, 1994, nr. 6, s. 41-47.

73. A. Zieliński, Young-Hoon Yoon, Lixue Wu. Analiza wydajności cyfrowej komunikacji akustycznej w kanale płytkiej wody. IEEE Journal Oceanic Engineering, Vol.20, No.4, 1995, s.293-299.

74. L. Wu i A. Zieliński. Odrzucenie wielościeżkowe za pomocą łącza akustycznego wąskiej wiązki. -Oceans-88, Baltimore, s. 287-290.

75. Wang CH, Zhu Min, Pan Feng, Zhang X.J., Zhu W.Q. Podwodny modem komunikacyjny MPSK.

76. Seria ATM 870. Tryby telemetrii akustycznej. Instrukcja obsługi. - Datasonics, luty 1999.

77. K. Scussel, J. Rice, S. Merriam. Nowy modem akustyczny MFSK do pracy w niekorzystnych kanałach podwodnych. Oceany-97, Halifax.

78. J. Catipovic, M. Deffenbaugh, L. Freitag, D. Frye. Akustyczny system telemetryczny do akwizycji i kontroli danych dotyczących cumowania na głębokich oceanach. Oceany-89, s. 887-892.

79. F. Caimi, D. Kocak, G. Ritter, M. Schalz. Porównanie i rozwój algorytmów kompresji dla telemetrii AUV. najnowsze osiągnięcia.

80. PI Penin, EA Cwelew. Na niektórych przybliżeniach stosowanych w obliczeniach kanałów komunikacji hydroakustycznej. Dalekowschodnia kolekcja akustyczna, nr. 1, Władywostok, 1975, s. 15-18.

81. PI Penin, EA Tsvelev, A.V. Shulgina. Obliczenia energetyczne kanałów komunikacji hydroakustycznej. Dalekowschodnia kolekcja akustyczna, nr. 1, Władywostok, 1975, s. 19-23.

82. Chvertkin E.I. Telemetria hydroakustyczna w oceanologii - L. 1978. 149p., Wydawnictwo Uniwersytetu Leningradzkiego.

83. W.P. Kodaniew, S.P. Piskariew. Technika optymalizacji charakterystyk systemu transmisji informacji cyfrowych w kanale hydroakustycznym w warunkach odbioru jednowiązkowego. Acoustic Journal, 1996, tom 42, nr 4, s. 573-576.

84. Yu.V. Zacharow, wiceprezes Kodaniew. Odporność na zakłócenia adaptacyjnego odbioru złożonych sygnałów akustycznych w obecności odbić od granic oceanów. Acoustic Journal, 1996, tom 42, nr 2, s. 212-219.

85. Yu.V. Zacharow, wiceprezes Kodaniew. Adaptacyjny odbiór sygnałów w kanale komunikacji hydroakustycznej z uwzględnieniem rozpraszania Dopplera Czasopismo Acoustic, 1995, tom 41, nr 2, s. 254-259.

86. Yu.V. Zacharow, wiceprezes Kodaniew. Badania eksperymentalne systemu transmisji informacji akustycznej z sygnałami szumopodobnymi. Acoustic Journal, 1994, tom 40, nr 5, s. 799-808.

87. Volkov A.V., Kuryanov B.F., Penkin M.M. Cyfrowa komunikacja hydroakustyczna do zastosowań oceanologicznych. VII Międzynarodowa Konf. z oceanologii, M., 2001, s. 182-189.

88.L.R. LeBlanc i R.P.J. beaujean. Przestrzenno-czasowe przetwarzanie koherentnych danych komunikacji akustycznej w płytkiej wodzie. IEEE Journal Oceanic Engineering, tom 25, nr. 1, 2000, s.40-51.

89. M. Suzuki, K. Nemoto, T. Tsuchiya, T. Nakarishi. Cyfrowa telemetria akustyczna kolorowych informacji wideo. Oceany-89, s.893-896.

90. R. Rowlands. F. Quinna. Granice szybkości transmisji informacji w telemetrii hydroakustycznej - w książce. Akustyka podwodna, Moskwa, Mir, 1970, s. 478-495.

91. Chrebtow AA Mierniki prędkości statku. JI., Przemysł stoczniowy, 1978, 286s.

92.K.V. Jorgenson, B.L. Grose, F.A. Kordala. SONAR DOPPLEROWY ZASTOSOWANY DO PRECYZJI POD NAWIGACJĄ. OCEAN-93, tom 2, s. 469-474.

93. Kasatkin BA, Zlobina H.V., Kasatkin S.B. Analiza charakterystyk przetwornika piezoelektrycznego fazowej anteny logarytmicznej Dopplera. w sob. Technologie morskie. Kwestia. 1 1996, Władywostok, Dalnauka, s. 74-83.

94. R. Pinkel, M. Merrefield i J. Smith. Najnowsze osiągnięcia w technologii sonaru dopplerowskiego. . OCEAN-93, tom 1, s. 282-286.

95. Nawigator koni roboczych RDI DVL. www.instrumenty.pl.

96. Demidin B.M., Zolotarev B.V., Matvienko Yu.V., Plotsky V.D., Servetnikov M.I. Hydroakustyczny system nawigacji. Streszczenia raportów 22 naukowych i technicznych. Konf. Dalnevost. Politechnika. Inst. Władywostok, 1974.

97. Demidin V.M., Matvienko Yu.V., Plotsky V.D., Servetnikov M.I. System nawigacji pojazdu podwodnego „SKAT”. Tezy raportów 1 All-Union. Konf. O badaniu i rozwoju zasobów Oceanu Światowego, Władywostok, 1976.

98. Dorokhin K. A. Reprezentacja danych hydroakustycznego systemu nawigacyjnego. w sob. Roboty podwodne i ich systemy. Wydanie 5, 1992, Władywostok, IPMT FEB RAS, s. 94-100.

99. Dorokhin K. A. Sprzęt i oprogramowanie zespołu okrętowego hydroakustycznego systemu nawigacyjnego. w sob. Roboty podwodne i ich systemy. Wydanie 5, 1992, Władywostok, IPMT FEB RAS, s. 101-109.

100. Dorokhin K.A. Sterownik hydroakustycznego systemu nawigacyjnego. w sob. Roboty podwodne i ich systemy. 1990, Władywostok, IPMT LUTY AS ZSRR, s. 102108.

101. Sosulin Yu.G. Podstawy teoretyczne radaru i radionawigacji. M., Radio i komunikacja, 1992, s. 134.

102. Matvienko Yu.V. O dokładności celowników amplitudowych. -Technologie morskie, Władywostok, Dalnauka, 2003, wydanie 5, s.56-62.

103. Smaryshev MD, Dobrovolsky Yu.Yu. anteny hydroakustyczne. Handbook.-JI., Shipbuilding, 1984, s. 171.

104. Ja.D. Shirman, V.N. Mandżos. Teoria i technika przetwarzania informacji radarowych na tle zakłóceń. M., Radio i komunikacja, 1981, 416s.

105. J. Bendat, A. Peirsol. Stosowana analiza danych losowych. Moskwa, Mir, 1989, 542 s.

106. Kenneth S. Miller, Marvin M. Rochwarger. Podejście kowariancji do estymacji momentu spektralnego. Transakcje IEEE dotyczące teorii informacji, wrzesień. 1972, s.588-596.

107. Weiqing ZHU, Wen XU, Jianyun YU. Szacowanie błędu korelacji par impulsów Estymator różnicowej fazy macierzy sonaru. Oceany-96.

108. Zhu WeiQing, Wang ChangHong, Pan Feng, Zhu Min, Zhang Xiang Jun. Estymacja spektralna w ADSP. Oceany-97.

109. Rozwój urządzeń, urządzeń i zasad budowy systemów hydroakustycznych pojazdu podwodnego. -//Raport na temat badań i rozwoju „Mayak-IPMT”//, Nauchn. Ruk. Matvienko Yu.V.Vladivostok, SPC NPO Dalstandart, 1992, 190p.

110. Matvienko Yu.V., Rylov R.N., Rylov N.I. Opracowanie anteny odbiorczej do fazowego batymetrycznego sonaru bocznego. VII Wewn. Naukowo-techniczne por. „Nowoczesne metody i środki badań oceanologicznych”, Moskwa, 2001, s.

111. Opracowanie i stworzenie autonomicznego niezamieszkanego pojazdu podwodnego o zwiększonym zasięgu i autonomii.//Naukowe. Ruk. akademik Ageev MD, odpowiedzialny Wyk. Matvienko Yu.V., Władywostok, IPMT FEB RAS, 2001, No. State Reg. 01.960.010861.

112. Raporty specjalne na temat badań i rozwoju „K-1R” //Główny projektant akademicki Ageev MD, zastępca kierownika. funkcja Matwienko Ju.W. Władywostok, IPMT luty RAS, 1998-2003

113. G. Korn, T. Korn. Podręcznik matematyki - Moskwa, Nauka, 1970, 720s.

114. Matvienko Yu.V. Statystyczne przetwarzanie informacji z hydroakustycznego systemu nawigacyjnego z ultrakrótką linią bazową. w sob. Technologie morskie. Wydanie 2, 1998, Władywostok, Dalnauka, s. 70-80.

115. Ryłow N.I. W sprawie określenia parametrów nawigacyjnych w UKB GANS na podstawie danych anteny wieloelementowej. w sob. Technologie morskie, Władywostok, Dalnauka, 2003, wydanie 5, s. 46-55.

116 A. Steele, C. Byrne, J. Riley, M. Swift. Porównanie wydajności algorytmów szacowania łożysk o wysokiej rozdzielczości przy użyciu danych symulowanych i danych z testów morskich. IEEE Journal of Oceanic Engineering, tom 18, nr 4, 1993, s. 438-446.

117. P. Kraeuther, J. Bird. Przetwarzanie macierzy głównych komponentów do mapowania akustycznego pokosu. Oceany-97.

118. Bardzo duże układy scalone i nowoczesne przetwarzanie sygnałów. Wyd. S. Goon, X. Whitehouse. T. Kailata., Moskwa, Radio i komunikacja, 1989, 472 s.

119. Marple Jr. C.J.I. Cyfrowa analiza spektralna i jej zastosowania. M. Mir., 1990, 584.

120. A. Steele, C. Byrne. Przetwarzanie tablic o wysokiej rozdzielczości przy użyciu niejawnych technik ważenia wektorów własnych. IEEE Journal of Oceanic Engineering, tom. 15,Nie. 1, 1990, s.8-13.

121. R. Roy i T. Kailath. ESPRIT- Szacowanie parametrów sygnału za pomocą technik rotacyjnej niezmienności. IEEE Transactions on Acoustics, Speech and Signal Processing, tom 37, nr 7, 1989, s.984-994.

122. Gao Hogze, Xu Xinsheg. Badania nad metodą detekcji faz w wielowiązkowym systemie batymetrii pokosu. IWAET-99, Harbin, Chiny, 1999, s. 198-203.

123. Kinkulkin I.E., Rubtsov V.D., Fabrik M.A. Fazowa metoda wyznaczania współrzędnych. M., 1979,. 280s.

124. Yu.V. Matvienko, V.N. Makarov, S.I. Kulinchenko i R.N. Rylov, Direction Finder of Broadband Navigation Signals. w sob. Technologie morskie, Władywostok, Dalnauka, 2000, wydanie Z, s. 114-120.

125. Matvienko Yu.V., Makarov V.N., Kulinchenko S.I., Nurgaliev R.F., Rylov R.N., Kasatkin B.A. Lokalizator kierunku hydroakustycznego systemu nawigacyjnego o ultrakrótkiej podstawie. Patent RF nr 2179730, Bull. Zdjęcie nr 5, 2002

126 B. Douglas i R. Pietsch. Optymalne techniki kształtowania wiązki dla niedokładnie skalibrowanych macierzy. Postępowanie Oceanu-96,

127. lek. Ageev, AA Boreyko, Yu.V. Vaulin, BE Górnak, B.B. Zolotarev, Yu.V. Matwienko, A.F. Shcherbatyuk Ulepszony zanurzalny TSL do pracy na półce iw tunelach. - sob. Technologie morskie, Władywostok, Dalnauka, 2000, nr 3, s. 23-38.

128. Matvienko Yu.V., Makarov V.N., Kulinchenko S.I. O doborze konstrukcji i właściwości wyposażenia hydroakustycznego kanału komunikacyjnego pojazdu podwodnego. -w sob. Technologie morskie, Władywostok, Dalnauka, 1996, wydanie 1, s. 84-94.

129. Matvienko Yu V. Ocena głównych parametrów systemu komunikacji hydroakustycznej dla pojazdu podwodnego. w sob. Technologie morskie. Wydanie 4, 2001, Władywostok, Dalnauka, s. 53-64.

130. Badania predykcyjne nad stworzeniem zunifikowanej gamy sterowanych pojazdów autonomicznych w celu poprawy efektywności systemów oświetlenia sytuacji podwodnej, nawigacji, zwalczania okrętów podwodnych i walki przeciwminowej

131. Marynarka wojenna. //Raport z badań "Centurion-DVO"//, Nauchn. Ruk. akademik Ageev MD, odpowiedzialny Artysta Matvienko Yu.V., Władywostok, IPMT luty RAS, 1996

132. Podstawy teoretyczne radaru. Wyd. W.E. Dulevich., Moskwa, Radio sowieckie, 1978, 608.

133. Kasatkin B.A., Matvienko Yu.V. W sprawie oceny szerokopasmowych cylindrycznych przetworników piezoelektrycznych niskiej częstotliwości. Acoustic Journal, 1983, tom 29, nr 1, s. 60-63.

134. Balabaev SM, Ivina N.F. Komputerowe modelowanie oscylacji i promieniowania ciał skończonych. Władywostok, Dalnauka, 1996, 214 s.

135. Przetworniki piezoceramiczne. Podręcznik, wyd. Pugaczowa S.I. - Leningrad, Przemysł stoczniowy, 1984, 256s.

136. Matvienko Yu.V. Opracowanie i badanie metod opisu i budowy szerokopasmowych cylindrycznych przetworników piezoelektrycznych. Streszczenie dis. doktorat DPI Dalekowschodnie Centrum Naukowe Akademii Nauk ZSRR, 1985, 22p.

137. Matvienko Yu.V., Ermolenko Yu.G., Kirow I.B. Cechy rozwoju anten średniego zasięgu do systemów hydroakustycznych pojazdu głębinowego. Tez. Raport Międzyuczelniany konf. , Wydawnictwo TOVVMU, Władywostok, 1992, s.78-83.

138. V.A. Kasatkin, Ju.G. Larionov, Matvienko Y.V. Opracowanie tablicy głębinowej dla subbottom profilera.- Proceeding of Oceans-94, Brest-France, 1994.

139. Kasatkin B.A., Matvienko Yu.V. Naturalne widmo częstotliwości cylindrycznego przetwornika piezoelektrycznego. Acoustic Journal, 1979, tom 25, nr 6, s. 932-935.

140. Kasatkin BA , Ermolenko Yu.G., Matvienko Yu.V. Wielofunkcyjny przetwornik piezoelektryczny do badań podwodnych. sob. Roboty podwodne i ich systemy, IPMT FEB RAS, wyd. 5, 1992, s. 133-140. "

141. Ermolenko Yu.G., Kasatkin B.A., Matvienko Yu.V. Emiter hydroakustyczny. Patent Federacji Rosyjskiej nr 2002381, 1993.

142. Kasatkin B.A., Matvienko Yu.V. Przetwornik elektroakustyczny. -. Uwierz. Certyfikat nr 1094159, Bull. fot., nr 19, 1984.

143. Matvienko Yu.V O wpływie wewnętrznej struktury wypełnienia na charakterystykę cylindrycznych przetworników piezoelektrycznych. W książce: Zastosowanie nowoczesnych metod fizycznych w badaniach nieniszczących i kontroli., Chabarowsk, 1981, część 2, s. 125-126.

144. Kasatkin B.A., Matvienko Yu.V. Cylindryczny przetwornik piezoelektryczny z inwersją promieniowania wewnętrznego W książce: Zastosowanie nowoczesnych metod fizycznych w badaniach nieniszczących i kontroli., Chabarowsk, 1981, cz. 2, s. 131-132.

145. Kasatkin B.A., Matvienko Yu.V. Emiter pomiarowy zakresu częstotliwości dźwięku. Pomiary akustyczne. Metody i środki. IV sesja Rosyjskiego Towarzystwa Akustycznego, Moskwa, 1995, s.4.

146. Kasatkin B.A., Matvienko Yu.V. Cylindryczny przetwornik elektroakustyczny. Uwierz. Certyfikat nr 1066665, Bull. fot., nr 2, 1984.

147. Kasatkin B.A., Matvienko Yu.V. Cylindryczny przetwornik piezoelektryczny o kontrolowanej charakterystyce. Acoustic Journal, 1982, tom 28, nr 5, s. 648-652.

148. Kasatkin B.A., Matvienko Yu.V. Urządzenie do szerokopasmowego promieniowania dźwięku. Uwierz. Certyfikat nr 794834, 1982.

149. Analiza i opracowanie szerokopasmowych anten hydroakustycznych opartych na przetwornikach piezoceramicznych. // Raporty z badań "Myśliciel -1"//, Nauchn. Ruk. Matvienko Yu.V., Władywostok, SPC NPO Dalstandart, 1983-1985

150. Opracowanie i testowanie toru emisji sygnałów o specjalnej postaci.

151. Raporty z części składowej pracy badawczej „Evolvent-strip” //, Nauchn. Ruk. Matvienko Yu.V., Władywostok, SPC NPO Dalstandart, 1988-1990

152. Badanie transmitancji falowodu akustycznego i anten.

153. Raporty z badań "Akwamaryn"//, Nauchn. Ruk. Kasatkin BA, odpowiedzialny W wykonaniu Matvienko Yu.V., Władywostok, GFC NPO Dalstandart, 1989 .94s., Nr Rozp. 01.890.073426

154. Kasatkin B.A., Matvienko Yu.V. Charakterystyki impulsowe cylindrycznych przetworników piezoelektrycznych. Tez. Dokl All-Union Conf. Ocean świata, Władywostok, 1983, s. 16.

155. Ryłow N.I. , Matvienko Yu.V., Rylov R.N. Antena odbiorcza fazowego batymetrycznego sonaru bocznego. Patent RF nr 2209530, 2003

156. R.A. Monzingo, T.W. Młynarz. Adaptacyjne szyki antenowe. M., Radio i komunikacja, 1986, 446s.

157. Matvienko Yu.V., Makarov V.N., Kulinchenko S.I. O jednej metodzie budowy odbiornika GASS na bardzo płytkie morze Sat. Badania i rozwój Oceanu Światowego, 6 Wszechrosyjski. Akustyczny Konf., Władywostok, 1998, s. 162-163.

158. Matvienko Y.V., Makarov V.N., Kulinchenko S.I. Prosty system komunikacji hydroakustycznej na płytkim morzu dla AUV. Budownictwo okrętowe i inżynieria oceaniczna, Problemy i perspektywy, Władywostok, 2001, s. 495-498.

159. Matvienko Yu.V., Makarov B.N., Kulinchenko S.I. Prosty system komunikacji hydroakustycznej na płytkim morzu dla AUV. Problemy i metody rozwoju i eksploatacji uzbrojenia i sprzętu wojskowego Marynarki Wojennej, nr 32, Władywostok, TOVMI, 2001. s. 268-275.

160.K.V. Jorgenson, B.L. Grose, F.A. Kordala. H. Allegret. Nowa generacja prądomierzy do profilowania akustycznego. -Oceany-94, tom 1, s.429-434.

161 p.n.e. Burdik. Analiza systemów hydroakustycznych. JI., Przemysł stoczniowy, 1988, 358 s.

162. T. Lago, P. Eriksson i M. Asman. Metoda Symmiktosa: solidna i dokładna metoda szacowania prądu akustycznego metodą Dopplera. Oceany-93, tom 2, s.381-386.

163. T. Lago, P. Eriksson i M. Asman. Krótkookresowa estymacja spektralna danych z akustycznego miernika dopplerowskiego prądu. Ocean-96.

164. H. Susaki. Szybki algorytm do pomiaru częstotliwości o wysokiej dokładności. Zastosowanie do ultradźwiękowego sonaru dopplerowskiego. 0ceans-2000, s. 116-121.

165. H. Susaki. Szybki algorytm do bardzo dokładnego pomiaru częstotliwości. Zastosowanie do ultradźwiękowego sonaru dopplerowskiego. IEEE Journal Oceanic Engineering, tom 27, nr. 1, 2002, s.5-12.

166. Matvienko Yu.V., Kulinchenko S.I., Kuzmin A.V. Quasi-koherentna akumulacja krótkich sygnałów impulsowych w celu zwiększenia prędkości logu Dopplera. w sob. Technologie morskie, Władywostok, Dalnauka, 1998, z. 2, s. 81-84.

167. Matvienko Yu.V., Makarov V.N., Kulinchenko S.I. , Kuźmin A.V. Ścieżka odbiorcza impulsowego, precyzyjnego dziennika Dopplera Patent Federacji Rosyjskiej nr 2120131, 1998

168. Matvienko Yu.V., Kuzmin A.V. Mały dziennik dopplerowski dla AUV - V Rosyjska Konferencja Naukowo-Techniczna "Współczesne państwo i problemy nawigacji i oceanografii" (NO-2004, St. Petersburg).

169. Matvienko Yu.V., Nurgaliev R.F., Rylov N.I. Hydroakustyczny system śledzenia lokalizacji autonomicznego pojazdu podwodnego (AUV) - Akustyka Oceanu, Dokl. 9 sem. Acad. JI.M. Brekhovskih Moskwa, 2002, s. 347-350.

170. Matvienko Yu.V., Makarov V.N., Nurgaliev R.F. AUV moduł nawigacji i wsparcia informacyjnego. Tez. raport , TOVVMU, Władywostok, 1998r.,

171. Zolotarev V.V., Kasatkin B.A., Kosarev G.V., Kulinchenko S.I., Matvienko Yu.V. Kompleks hydroakustyczny dla autonomicznego, niezamieszkanego pojazdu podwodnego głębinowego. sob. Materiały z sesji X Rosyjskiej Akademii Edukacji, Moskwa, 2000. s.59-62.

172. Ageev M.D., Kasatkin B.A., Matvienko Yu.V., Rylov R.N., Rylov N.I. Hydroakustyczne pomoce nawigacyjne dla robota podwodnego. VIII Międzyn. Naukowo-techniczne por. „Nowoczesne metody i środki badań oceanologicznych”, Moskwa, 2003, cz. 2, s. 40-41.

173. Ageev MD, Vaulin Yu.V., Kiselev JI.V., Matvienko Yu.V., Rylov N.I., Shcherbatyuk A.F. Systemy nawigacji podwodnej dla AUV. -VIII wewn. Naukowo-techniczne por. „Nowoczesne metody i środki badań oceanologicznych”, Moskwa, 2003, cz. 2, s. 13-22.

Zwracamy uwagę, że przedstawione powyżej teksty naukowe są publikowane do recenzji i uzyskiwane poprzez rozpoznanie oryginalnych tekstów prac dyplomowych (OCR). W związku z tym mogą zawierać błędy związane z niedoskonałością algorytmów rozpoznawania. W dostarczanych przez nas plikach PDF rozpraw i abstraktów nie ma takich błędów.

Hydroakustyka (z greckiego. hydro- woda, akusticokok- słuchowe) - nauka o zjawiskach zachodzących w środowisku wodnym i związanych z propagacją, emisją i odbiorem fal akustycznych. Obejmuje rozwój i tworzenie urządzeń hydroakustycznych przeznaczonych do użytku w środowisku wodnym.

Historia rozwoju

Hydroakustyka- nauka, która obecnie dynamicznie się rozwija i niewątpliwie ma przed sobą wspaniałą przyszłość. Jej pojawienie się poprzedziła długa droga rozwoju akustyki teoretycznej i użytkowej. Pierwsze informacje o przejawach zainteresowania człowieka rozchodzeniem się dźwięku w wodzie znajdujemy w notatkach słynnego renesansowego naukowca Leonarda da Vinci:

Pierwsze pomiary odległości za pomocą dźwięku wykonał rosyjski badacz akademik Ya D. Zacharov. 30 czerwca 1804 poleciał balonem w celach naukowych iw tym locie wykorzystał odbicie dźwięku od powierzchni ziemi do określenia wysokości lotu. Będąc w koszu z piłką, krzyknął głośno w dół rogu. Po 10 sekundach pojawiło się wyraźnie słyszalne echo. Z tego Zacharow wywnioskował, że wysokość kuli nad ziemią wynosi około 5 x 334 = 1670 m. Ta metoda stanowiła podstawę radia i sonaru.

Wraz z rozwojem zagadnień teoretycznych w Rosji prowadzono badania praktyczne nad zjawiskami propagacji dźwięków w morzu. Admirał S. O. Makarow w latach 1881 - 1882 zaproponował użycie urządzenia zwanego fluktometrem do przesyłania informacji o prędkości prądu pod wodą. To zapoczątkowało rozwój nowej gałęzi nauki i techniki - telemetrii hydroakustycznej.

Schemat stacji hydrofonicznej Zakładów Bałtyckich model 1907: 1 - pompa wody; 2 - rurociąg; 3 - regulator ciśnienia; 4 - elektromagnetyczna przesłona hydrauliczna (zawór telegraficzny); 5 - klucz telegraficzny; 6 - hydrauliczny emiter membranowy; 7 - pokład statku; 8 - zbiornik z wodą; 9 - szczelny mikrofon

W latach 90. XIX wieku w Stoczni Bałtyckiej z inicjatywy kapitana II stopnia M.N. Beklemisheva rozpoczęto prace nad opracowaniem urządzeń łączności hydroakustycznej. Pierwsze testy nadajnika hydroakustycznego do komunikacji podwodnej przeprowadzono pod koniec XIX wieku. w basenie doświadczalnym w porcie Galernaja w Petersburgu. Emitowane przez nią wibracje były dobrze słyszalne przez 7 mil na pływającej latarni Newskiego. W wyniku badań w 1905 roku. stworzył pierwsze urządzenie łączności hydroakustycznej, w którym rolę nadajnika pełniła specjalna podwodna syrena sterowana kluczem telegraficznym, a odbiornikiem sygnału służył mikrofon węglowy, zamocowany od wewnątrz na kadłubie statku. Sygnały były rejestrowane przez aparat Morse'a i przez ucho. Później syrenę zastąpiono emiterem membranowym. Znacząco wzrosła wydajność urządzenia, zwanego stacją hydrofoniczną. Próby morskie nowej stacji odbyły się w marcu 1908 roku. nad Morzem Czarnym, gdzie zasięg niezawodnego odbioru sygnału przekroczył 10 km.

Pierwsze seryjne stacje do dźwiękowej komunikacji podwodnej zaprojektowane przez Stocznię Bałtycką w latach 1909-1910. zainstalowany na okrętach podwodnych "Karp", "Naiwniak", "Sterlet", « Makrela" oraz " Okoń» . Podczas instalowania stacji na okrętach podwodnych, w celu zmniejszenia zakłóceń, odbiornik znajdował się w specjalnej owiewce ciągniętej za rufą na kablu kablowym. Brytyjczycy podjęli podobną decyzję dopiero podczas I wojny światowej. Potem ten pomysł został zapomniany i dopiero pod koniec lat 50. został ponownie wykorzystany w różnych krajach przy tworzeniu odpornych na hałas stacji sonarowych.

Impulsem do rozwoju hydroakustyki była I wojna światowa. W czasie wojny kraje Ententy poniosły ciężkie straty w handlu i marynarce wojennej z powodu działań niemieckich okrętów podwodnych. Trzeba było znaleźć środki do ich zwalczania. Wkrótce zostały odnalezione. Okręt podwodny w pozycji zanurzonej może być słyszalny przez hałas generowany przez śmigła i mechanizmy wykonawcze. Urządzenie wykrywające hałaśliwe obiekty i określające ich położenie nazwano lokalizatorem szumów. Francuski fizyk P. Langevin w 1915 roku zasugerował użycie czułego odbiornika wykonanego z soli Rochelle jako pierwszej stacji kierunkowej szumu.

Podstawy hydroakustyki

Cechy propagacji fal akustycznych w wodzie

Składniki zdarzenia wystąpienia echa.

Początkiem wszechstronnych i fundamentalnych badań nad propagacją fal akustycznych w wodzie była II wojna światowa, co było podyktowane koniecznością rozwiązania praktycznych problemów marynarki wojennej, a przede wszystkim okrętów podwodnych. Prace eksperymentalne i teoretyczne były kontynuowane w latach powojennych i podsumowane w wielu monografiach. W wyniku tych prac zidentyfikowano i udoskonalono niektóre cechy propagacji fal akustycznych w wodzie: pochłanianie, tłumienie, odbicie i załamanie.

Pochłanianie energii fali akustycznej w wodzie morskiej spowodowane jest dwoma procesami: tarciem wewnętrznym ośrodka oraz dysocjacją rozpuszczonych w nim soli. Pierwszy proces przekształca energię fali akustycznej w energię cieplną, a drugi proces, przekształcając się w energię chemiczną, wyprowadza cząsteczki z równowagi i rozpada się na jony. Ten rodzaj pochłaniania gwałtownie wzrasta wraz ze wzrostem częstotliwości drgań akustycznych. Obecność zawieszonych cząstek, mikroorganizmów i anomalii temperatury w wodzie również prowadzi do tłumienia fali akustycznej w wodzie. Z reguły straty te są niewielkie i są wliczane do absorpcji całkowitej, jednak czasami, jak np. w przypadku rozpraszania z kilwateru statku, straty te mogą sięgać nawet 90%. Obecność anomalii temperaturowych powoduje, że fala akustyczna wchodzi w strefy cienia akustycznego, gdzie może ulegać wielokrotnym odbiciom.

Obecność interfejsów woda-powietrze i woda-dno prowadzi do odbicia od nich fali akustycznej, a jeśli w pierwszym przypadku fala akustyczna jest całkowicie odbita, to w drugim przypadku współczynnik odbicia zależy od materiału dna: słabo odbija błotniste dno, dobrze piaszczyste i kamieniste. Na płytkich głębokościach, w wyniku wielokrotnego odbicia fali akustycznej między dnem a powierzchnią, powstaje podwodny kanał dźwiękowy, w którym fala akustyczna może rozchodzić się na duże odległości. Zmiana wartości prędkości dźwięku na różnych głębokościach prowadzi do krzywizny „promieni” dźwiękowych - załamania.

Załamanie dźwięku (krzywizna toru wiązki dźwiękowej)

Załamanie dźwięku w wodzie: a - latem; b - zimą; po lewej - zmiana prędkości wraz z głębokością. Szybkość rozchodzenia się dźwięku zmienia się wraz z głębokością, a zmiany zależą od pory roku i dnia, głębokości zbiornika i wielu innych powodów. Promienie dźwiękowe wychodzące ze źródła pod pewnym kątem do horyzontu są zagięte, a kierunek zagięcia zależy od rozkładu prędkości dźwięku w ośrodku: latem, gdy górne warstwy są cieplejsze niż dolne, promienie uginają się w dół i najczęściej odbijają się od dna, tracąc przy tym znaczną część swojej energii; zimą, gdy dolne warstwy wody utrzymują swoją temperaturę, podczas gdy górne ochładzają się, promienie uginają się w górę i wielokrotnie odbijają się od powierzchni wody, przy czym traci się znacznie mniej energii. Dlatego zimą odległość propagacji dźwięku jest większa niż latem. Pionowy rozkład prędkości dźwięku (VSDS) i gradient prędkości mają decydujący wpływ na propagację dźwięku w środowisku morskim. Rozkład prędkości dźwięku w różnych regionach Oceanu Światowego jest różny i zmienia się w czasie. Istnieje kilka typowych przypadków VRSZ:

Rozpraszanie i pochłanianie dźwięku przez niejednorodność ośrodka.

Propagacja dźwięku w dźwięku podwodnym. kanał: a - zmiana prędkości dźwięku wraz z głębokością; b - ścieżka promieni w kanale dźwiękowym. Na propagację dźwięków o wysokiej częstotliwości, gdy długości fal są bardzo małe, wpływają małe niejednorodności, zwykle występujące w naturalnych zbiornikach: pęcherzyki gazu, mikroorganizmy itp. Te niejednorodności działają na dwa sposoby: pochłaniają i rozpraszają energię fal dźwiękowych . W efekcie wraz ze wzrostem częstotliwości drgań dźwiękowych zmniejsza się zakres ich propagacji. Efekt ten jest szczególnie widoczny w powierzchniowej warstwie wody, gdzie występuje najwięcej niejednorodności. Rozpraszanie dźwięku przez niejednorodności, a także nierówności na powierzchni wody i dna, powoduje zjawisko pogłosu podwodnego, który towarzyszy wysyłaniu impulsu dźwiękowego: fale dźwiękowe, odbijając się od kombinacji niejednorodności i zlewania, dają zaostrzenie impulsu dźwiękowego, który trwa po jego zakończeniu. Granice zasięgu propagacji dźwięków podwodnych ograniczają również własne odgłosy morza, które mają dwojakie pochodzenie: część odgłosów powstaje w wyniku uderzenia fal o powierzchnię wody, przyboju, hałas toczących się kamyków itp.; druga część związana jest z fauną morską (dźwięki wytwarzane przez hydrobionty: ryby i inne zwierzęta morskie). Biohydroakustyka zajmuje się tym bardzo poważnym aspektem.

Odległość propagacji fal dźwiękowych

Zasięg propagacji fal dźwiękowych jest złożoną funkcją częstotliwości promieniowania, która jest jednoznacznie powiązana z długością fali sygnału akustycznego. Jak wiadomo, sygnały akustyczne o wysokiej częstotliwości są szybko tłumione z powodu silnego pochłaniania przez środowisko wodne. Przeciwnie, sygnały o niskiej częstotliwości są zdolne do rozprzestrzeniania się w środowisku wodnym na duże odległości. Tak więc sygnał akustyczny o częstotliwości 50 Hz jest w stanie rozchodzić się w oceanie na odległości tysięcy kilometrów, podczas gdy sygnał o częstotliwości 100 kHz, typowej dla sonaru bocznego, ma zasięg propagacji tylko 1-2 km. Orientacyjne zasięgi nowoczesnych sonarów o różnych częstotliwościach sygnału akustycznego (długości fali) podano w tabeli:

Obszary zastosowania.

Hydroakustyka znalazła szerokie zastosowanie praktyczne, ponieważ nie stworzono jeszcze skutecznego systemu przesyłania fal elektromagnetycznych pod wodą na znaczną odległość, a zatem dźwięk jest jedynym możliwym środkiem komunikacji pod wodą. Do tych celów wykorzystywane są częstotliwości dźwięku od 300 do 10 000 Hz oraz ultradźwięki od 10 000 Hz i więcej. Emitery i hydrofony elektrodynamiczne i piezoelektryczne są stosowane jako nadajniki i odbiorniki w obszarze dźwiękowym, a piezoelektryczne i magnetostrykcyjne w obszarze ultradźwiękowym.

Najważniejsze zastosowania hydroakustyki to:

• Aby rozwiązać problemy wojskowe;
• nawigacja morska;
• Dźwiękowa komunikacja podwodna;
• Rekonesans w poszukiwaniu ryb;
• Badania oceanologiczne;
• Obszary działalności dla rozwoju bogactwa dna oceanów;
• Wykorzystanie akustyki w basenie (w domu lub w centrum szkolenia pływania synchronicznego)
• Szkolenie zwierząt morskich.

Uwagi

Literatura i źródła informacji

LITERATURA:

• W.W. Shuleikin Fizyka morza. - Moskwa: "Nauka", 1968. - 1090 s.
• IA rumuński Podstawy hydroakustyki. - Moskwa: „Przemysł stoczniowy”, 1979. - 105 s.
• Yu.A. Koriakin Systemy hydroakustyczne. - Petersburg: „Nauka Petersburga i potęga morska Rosji”, 2002 r. - 416 s.