Устройство для измерения уровней давления гидроакустических полей плавсредства

 

Изобретение относится к гидроакустике и может быть использовано для обследования гидроакустических полей надводных и подводных плавсредств. Сущность изобретения заключается в том, что гидроакустическое рабочее средство измерений (РСИ), используемое для измерения собственных шумов плавсредства, снабжается преобразователем гидроакустических направленных волн (ПГНВ), располагаемое за РСИ и плавсредством. Заявлены оптимальные размерные соотношения между преобразователем ПГНВ и приемной частью РСИ, а также их относительные габаритные размеры. Такое выполнение устройства позволяет одновременно измерять параметры первичного и вторичного полей плавсредства. 1 з.п. ф-лы, 3 ил.

Изобретение относится к гидроакустике и может быть использовано для обследования гидроакустических полей подводных и надводных плавсредств.

Гидроакустические поля плавсредств, особенно подводных, являются важнейшими в деле защиты последних от акустических мин и торпед и определяют уровень их скрытности от гидроакустических систем обнаружения.

Существуют два основных вида гидроакустических полей плавсредств: первичное поле - подводный шум, вызываемый работающими механизмами и движением плавсредств в водной среде, и вторичное поле, возникающее в водной среде, только при облучении плавсредства гидроакустическим полем - поле отражения и рассеяния падающих волн.

Известно устройство того же назначения, содержащее гидроакустическое рабочее средство измерений (РСИ), подключенное к обрабатывающей и регистрирующей аппаратуре [1].

Обследуемое плавсредство направляется к РСИ, позволяющее на траверзном расстоянии измерить характеристики первичного гидроакустического поля.

Недостатком известного аналога [1] является невозможность с его помощью измерять характеристики вторичного гидроакустического поля плавсредства.

Известно устройство для измерения уровней давления гидроакустических полей плавсредства, реализующее способ аналогичного назначения [2], содержащее гидроакустическое РСИ, подключенное к обрабатывающей и регистрирующей аппаратуре, и излучатель гидроакустических волн.

В известном устройстве излучатель механически связан с обследуемым плавсредством и служит для подачи на РСИ опорных сигналов известной амплитуды для калибровки РСИ непосредственно в моменты измерения последним первичного шумоизлучения плавсредства.

Данное устройство [2] может быть взято за прототип.

Недостатком прототипа является невозможность с его помощью измерять параметры вторичного поля плавсредства.

Техническим результатом, получаемым от внедрения изобретения, является возможность измерения одновременно с параметрами первичного поля, параметров вторичного поля плавсредства.

Данный технический результат достигают за счет того, что в известном устройстве для измерения уровней давления гидроакустических полей плавсредств, содержащем гидроакустическое РСИ с рабочей частью, подключенной к обрабатывающей и регистрирующей аппаратуре, гидроакустический излучатель выполнен в виде преобразователя гидроакустических направленных волн, при этом приемная часть гидроакустического РСИ расположена соосно преобразователю гидроакустических направленных волн (ПГНВ) между гидроакустическим излучателем и плавсредством, причем ПГНВ установлен на расстоянии 1 ≥ 15D₁ от приемной части РСИ, где D₁ - габаритный размер активной части ПГНВ.

Приемная часть РСИ может быть механически связана с преобразователем ПГНВ.

Изобретение поясняется чертежом.

На фиг. 1 представлена схема устройства для обследования гидроакустических характеристик подводного плавсредства с надводного плавсредства; на фиг. 2 - схема устройства для обследования характеристик надводного плавсредства с помощью береговой обрабатывающей и регистрирующей аппаратуры; на фиг.3 - схема устройства для получения характеристик гидроакустических полей подводного плавсредства с помощью береговой обрабатывающей и регистрирующей аппаратуры.

Устройство содержит гидроакустическое рабочее средство 1 измерений, подключенное к обрабатывающей и регистрирующей аппаратуре 2. Последняя в варианте выполнения устройства на фиг. 1 расположена на надводном вспомогательном плавсредстве 3, а в последующих вариантах (фиг. 2 и 3) - на берегу.

Имеется также преобразователь 4 гидроакустических направленных волн, установленный напротив приемной части РСИ 1 и исследуемого плавсредства 5. В качестве последнего на фиг. 1 и 3 фигурирует плавсредство; на фиг. 2 - надводное плавсредство.

Ось 6 диаграммы направленности 7 ПГНВ 4 совпадает с осью приемной части РСИ 1 и плавсредства 5.

Особенностью устройства является то, что приемная часть РСИ 1 расположена между ПНГВ 4 и плавсредством 5.

При этом для варианта устройства на фиг. 1 приемная часть РСИ 1 механически связана (кабель-тросами) 8, 9 с вспомогательным плавсредством 3 и ПГНВ 4.

Для варианта устройства на фиг. 2 приемная часть РСИ 1 связана с преобразователем 4 тросом 10, а сам преобразователь излучателя 4 закреплен на дне с помощью якорного устройства 11.

В варианте выполнения устройства на фиг. 3 преобразователь 4 излучателя закреплен с помощью троса 12 и якорного устройства 11 на дне водоема, рядом с РСИ 1, также закрепленным на дне водоема с помощью якорного устройства 13 и троса 14.

Для вариантов с береговой аппаратурой блок 2 обрабатывающей и регистрирующей аппаратуры (являющийся одновременно и силовой) соединен с излучателем 4 и РСИ 1 донным кабелем 15.

Преобразователь 4 установлен на расстоянии 1 ≥ 15 D₁ от приемной части РСИ 1 (фиг. 2 и 3). Расстояние 1 выбрано таким для того, чтобы поле излучателя 4, имело габаритный размер активной части преобразователя D₁, доходило до приемной части РСИ 1 в сформированном виде [3].

Для того, чтобы в зондирующем луче излучателя 4 не возникала гидроакустическая тень от приемной части РСИ 1, габаритный размер активной части преобразователя 4 задается из условия: D₁ > (20,...,40) D₂, где D₂ - габаритный размер приемной части РСИ [4].

ПГНВ может быть выполнен как в прототипе [2]. Такое выполнение излучателя 4 позволяет выделять излучение вторичного поля на фоне более сильных излучений первичных полей. В любом случае ПГНВ должен быть перестраиваемым по спектру излучения.

Если с помощью одного ПГНВ невозможно перекрыть требуемый спектр излучения, то в качестве излучателя используется набор сменных ПГНВ с соответствующими спектрами излучения.

Устройство работает следующим образом.

Плавсредство 5 проходит галсом на расстоянии L=50 и от РСИ 1. При этом используются традиционные гидроакустические средства навигации (не показаны). При достижении судном 5 траверзного расстояния до приемной части РСИ 1 и ПГНВ 4 одновременно измеряются параметры первичного и вторичного гидроакустических полей.

При этом выделение сигнала первичного поля (шумоизлучение плавсредства 5) на фоне морских шумов использует кривую прохода плавсредства 5 [2]. Выделение сигнала от излучателя и сигнала, отраженного от плавсредства 5, на фоне гидроакустических шумов происходит за счет модуляции сигнала излучателя [2].

Сигналы от излучателя и рассеянный плавсредством 5 разделяются по временному признаку.

Данные измерения повторяют на различных галсах обследуемого плавсредства 5.

Таким образом, использование изобретения позволяет не только измерить характеристики шумоизлучения плавсредства, но и исследовать способность последнего рассеивать падающие на него гидроакустические волны.

Источники информации 1. Р. Дж. Урик Основы гидроакустики. Л., "Судостроение", 1978, стр. 344-347.

2. Патент РФ N 2010456, кл. H 04 R 1/44, 1994 г. - прототип.

3. А.Е.Колесников. Акустические измерения. Л., "Судостроение", 1983.

4. И.И.Клюкин, А.Е.Колесников. Акустические измерения в судостроении. Л. , "Судостроение", 1968.

Формула изобретения

1. Устройство для измерения уровней давления гидроакустических полей плавсредства, содержащее гидроакустическое рабочее средство измерений с приемной частью, подключенной выходом к обрабатывающей и регистрирующей аппаратуре, и гидроакустический излучатель, отличающееся тем, что гидроакустический излучатель выполнен в виде преобразователя гидроакустических направленных волн, при этом приемная часть гидроакустического рабочего средства измерений расположена соосно с преобразователем гидроакустических направленных волн между гидроакустическим излучателем и плавсредством, причем преобразователь гидроакустических направленных волн установлен на расстоянии 1 ≥ 15D₁ от приемной части гидроакустического рабочего средства измерений, где D₁ - габаритный размер активной части преобразователя гидроакустических направленных волн.

2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что приемная часть гидроакустического рабочего средства измерений механически связана с преобразователем гидроакустических направленных волн.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3