Способ обнаружения подводного плавсредства со стационарным размагничивающим устройством в охраняемой морской акватории

 

Изобретение относится к нетрадиционным пассивным системам обнаружения подводных и надводных плавсредств. Сущность изобретения заключается в том, что при движении современного надводного и подводного плавсредства в естественном геомагнитном поле Земли корпус плавсредства намагничивается и приобретает магнитное поле. При движении намагниченного плавсредства в проводящей воде морской акватории возникают токи и образуется переменное электромагнитное поле, которое демаскирует плавсредство и снижает его скрытность. Для устранения собственного магнитного поля плавсредства на последнем используют стационарно расположенное размагничивающее устройство, состоящее из разнесенных в различных частях плавсредства обмоток-соленоидов с протекающим по ним постоянным током. Поскольку от бортовой сети и источника питания напряжение бортовой сети изменяется при включении и выключении электроагрегатов плавсредства, то возникают нестационарные процессы в цепи питания размагничивающего устройства в виде всплесков. Это ведет к излучению электромагнитного поля в окружающую плавсредство морскую акваторию. Прием данного сигнала с помощью преобразователей электромагнитных волн в электрический сигнал в диапазоне частот (0,1 - 100) Гц несет информацию о появлении плавсредства в охраняемой морской акватории, что и является достигаемым техническим результатом. 2 з.п. ф-лы, 1 ил.

Изобретение относится к пассивным системам обнаружения подводных плавсредств по их собственным физическим полям, более конкретно к системам обнаружения подводных плавсредств по излучаемым ими электромагнитным полям.

При движении подводного плавсредства, особенно при движениях, связанных с погружениями и всплытиями, корпус плавсредства намагничивается в естественном геомагнитном поле Земли. При движении такого намагниченного плавсредства в электропроводящей воде морской акватории образуется переменное электромагнитное поле, которое демаскирует плавсредство и сильно снижает его скрытность.

Для устранения собственного магнитного поля в различных частях плавсредства стационарно располагают обмотки-соленоиды с протекающим по ним постоянным электрическим током. Величина электрического тока в этих обмотках автоматически регулируется устройством размагничивания так, чтобы магнитное поле обмоток компенсировало стационарное магнитное поле плавсредства до приемлемо малого уровня [1].

Для получения тока питания этих обмоток-соленоидов используют бортовой источник питания (аккумуляторы). Устройство размагничивания с обмотками подключается к бортовой сети.

От этой же электрической сети работают и все остальные агрегаты плавсредства (насосы, вентиляторы и т.п.), включение и выключение которых может приводить к появлению нестационарных процессов в электрической сети и в обмотках размагничивающего устройства. При этом возникают кратковременные нарушения компенсации магнитного поля. Обмотки-соленоиды обладают значительной величиной самоиндукции и изменения тока в обмотках не могут быть быстрыми. Таким образом, в моменты коммутации электрооборудования плавсредства наблюдаются переходные электрические процессы, приводящие к нарушению компенсации собственного магнитного поля плавсредства и к излучению электромагнитного поля в окружающую среду в виде всплесков. Эти всплески могут рассматриваться как одна из разновидностей собственного шума плавсредства.

Они так же как и гидроакустические шумы, могут быть приняты соответствующими приемниками и нести информацию, по которой можно обнаружить плавсредство.

В качестве прототипа принят пассивный способ обнаружения подводного плавсредства, заключающийся в приеме первичного физического поля излучения от плавсредства приемником, расположенным в морской акватории, при последующей обработке принятого сигнала с выхода приемника, по результатам которой определяют пространственные координаты, кинематические и геометрические параметры плавсредства [2].

В качестве первичного физического поля излучения от плавсредства в прототипе используют акустический шум, излучаемый подводным плавсредством в охраняемую акваторию, а в качестве приемника шума используют гидроакустическую антенну.

Недостатком прототипа является невозможность его применения в условиях, когда его первичное гидроакустическое поле маскируется большим уровнем морских гидроакустических помех.

Техническим результатом, получаемым от внедрения изобретения, является расширение области применения известного пассивного способа обнаружения, на случай, когда уровень первичного гидроакустического поля плавсредства меньше или сравним с уровнем морских шумов охраняемой морской акватории.

Поставленный технический результат достигают за счет того, что в известном способе обнаружения подводного плавсредства со стационарным размагничивающим устройством в охраняемой морской акватории, заключающемся в приеме первичного физического поля излучения от плавсредства приемником, расположенным в морской акватории, при последующей обработке принятого сигнала с выхода приемника, по результатам которой определяют пространственные координаты, кинематические и геометрические параметры плавсредства, в качестве первичного физического поля излучения используют электромагнитные поля, возникающие в электрических цепях питания размагничивающего устройства плавсредства во время коммутации его электроагрегатов и систем, а прием полей осуществляют с помощью приемника электромагнитных волн в диапазоне частот 0,1-100 Гц.

В частном случае можно использовать дополнительный аналогичный приемник электромагнитных волн, расположенный в воздушной среде над морской акваторией.

Для уточнения полученных ранее результатов дополнительно измеряют напряженности геомагнитного и электромагнитного фонов Земли в районе охраняемой морской акватории.

Изобретение поясняется чертежом, на котором представлена схема реализации способа. На подводном плавсредстве 1 имеется обмотка 2 размагничивающего устройства, источник 3 электропитания плавсредства и различные электромеханические агрегаты и оборудование 4. Подводное плавсредство 1 находится в морской среде 5 акватории между поверхностью 6 и дном 7. В морской акватории 5 расположены преобразователи электромагнитных волн - антенны 8₁, 8₂ (в общем случае их может быть много). В воздушной среде расположен аналогичный приемник 8₃.

В качестве приемников 8 используются приемные преобразователи электромагнитных волн - антенны с усилителями и электрическими частотными фильтрами с полосами пропускания 0,1-100 Гц. Имеются также тракты 9₁, 9₂, 9₃ (например, кабели) передачи электрических сигналов на блок 10 обработки и регистрации сигналов.

Согласно дополнительного пункта формулы изобретения для реализации способа имеется измеритель 11 геомагнитного и электромагнитного фонов Земли в районе охраняемой морской акватории 5, сигнал с которого по тракту 9₄ передачи направляется на блок 10 для обработки и регистрации.

Способ обнаружения подводного плавсредства, имеющего стационарное компенсационное размагничивающее устройство в охраняемой морской акватории, реализуется следующим образом.

Появившееся в морской акватории подводное плавсредство 1 с обмоткой 2 размагничивающего устройства и источником 3 электропитания имеет исчезающе малый уровень магнитного и электромагнитного полей, поскольку собственное магнитное поле плавсредства 1 компенсируется магнитным полем обмотки 2 размагничивающего устройства (на чертеже условно показано противоположное расположение полюсов N и S плавсредства 1 и обмотки 2). В таком состоянии плавсредство 1 не может быть обнаружено. Однако, из-за наличия на борту плавсредства 1 электромеханических агрегатов и системы 4 в виде электродвигателей, насосов, вентиляторов и т.п., в моменты коммутации последних, т.е. при их включения и выключении, в цепи электропитания плавсредства 1 возникают переходные процессы. Это приводит к изменению напряжения и тока в цепи питания обмотки 2 размагничивающего устройства и появлению электромагнитного поля 12, излучаемого обмоткой 2 в окружающее пространство морской акватории 5.

Излучаемые плавсредством радиоэлектромагнитные волны, имеющие максимальную напряженность на частотах (0,1-100 Гц), принимаются антеннами приемников 8₁, 8₂, 8₃ электромагнитных волн, затем принятые сигналы по трактам 9₁, 9₂, 9₃ передаются в блок 10 обработки и регистрации. В этот же блок одновременно передается информация об изменениях геомагнитного и электромагнитного полей Земли для устранения ложных срабатываний системы поиска плавсредства 1.

Таким образом, с помощью данного способа появляется возможность обнаружения акустики "бесшумных" плавсредств, что расширяет возможности известных пассивных способов обнаружения плавсредств. Этим достигается поставленный технический результат.

Способ может быть использован и для обнаружения надводных плавсредств, например в условиях плохой видимости.

Источники информации 1. Большая Советская Энциклопедия, т. 21, 3 изд., 1975, с. 420. Размагничивание кораблей.

2. Р. Д. Урик. Основы гидроакустики, Судостроение, Л., 1978, с. 34-40 - прототип.

Формула изобретения

1. Способ обнаружения подводного плавсредства со стационарным размагничивающим устройством в охраняемой морской акватории, заключающийся в приеме первичного физического поля излучения от плавсредства приемником, расположенным в морской акватории, при последующей обработке принятого сигнала с выхода приемника, по результатам которой определяют пространственные координаты, кинематические и геометрические параметры плавсредства, отличающийся тем, что в качестве первичного физического поля излучения используют электромагнитные поля, возникающие в электрических цепях питания размагничивающего устройства плавсредства, во время коммутации его электроагрегатов и систем, а прием полей осуществляют с помощью приемника электромагнитных волн в диапазоне частот 0,1 - 100 Гц.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что используют дополнительный аналогичный приемник электромагнитных волн, расположенный в воздушной среде над морской акваторией.

3. Способ по п. 1 или 2, отличающийся тем, что дополнительно измеряют напряженности геомагнитного и электромагнитного фонов Земли в районе охраняемой морской акватории и по результатам этих измерений уточняют результаты, полученные при обработке принятого приемников электромагнитных волн первичного электромагнитного излучения плавсредства.

РИСУНКИ

Рисунок 1