Приемный гидроакустический блок


 


Владельцы патента RU 2494414:

Открытое акционерное общество "Концерн "Центральный научно-исследовательский институт "Электроприбор" (RU)

Изобретение относится к области гидроакустики и может быть применено при изготовлении гидроакустических антенн и антенных модулей. Гидроакустический приемный блок состоит из системы крепления гидроакустического блока к формообразующему каркасу гидроакустической антенны, гидроакустического приемника и соединенного с ним гидроакустического экрана, причем гидроакустический экран жестко закреплен на тыльной стороне гидроакустического приемника. Сам гидроакустический приемник соединен с системой крепления гидроакустического блока через стержень, соосно вставленный в трубку, жестко соединенную с системой крепления гидроакустического блока, причем стержень закреплен в трубке штифтами, выполненными из виброизолирующего материала, что обеспечивает виброизоляцию приемника от структурной помехи носителя, передающейся через жесткое крепление от формообразующего каркаса антенны. Трубка и стержень, в свою очередь, свободно проведены через сквозное отверстие в гидроакустическом экране и позволяют ему свободно деформироваться, не изменяя геометрии расположения приемника на формообразующем каркасе антенны. Технический результат: повышение точности позиционирования гидроакустических датчиков за счет неизменности геометрического расположения датчика относительно каркаса антенны. 1 ил.

 

Изобретение относится к области гидроакустики и может быть применено при разработке гидроакустических систем и комплексов, а также для конструирования их составных частей, в частности гибких антенных модулей.

Приемный гидроакустический блок является базовым конструктивным элементом, используемым для построения гидроакустических антенн либо их модулей, и выполнен в виде единого сборочного узла. Таким образом, в приемном блоке совмещаются гидроакустический приемник, являющийся собственно чувствительным элементом, и гидроакустический экран, обеспечивающий его шумоизоляцию от структурных помех со стороны носителя антенны. Приемный гидроакустический блок, выполненный в таком виде, описан, в частности, в патенте РФ №2080743 «Приемный блок многоэлементной широкополосной гидроакустической антенной решетки». В нем описаны элементы, входящие в конструктив модуля, и способ передачи информации от чувствительного элемента через отверстия в акустическом экране. Также приемные блоки рассматриваются как составная часть более сложных конструкций - антенных модулей, используемых для повышения технологичности сборки гидроакустических антенн. Их описание присутствует в патенте РФ №2167499 «Линейный модуль гидроакустической антенны». При этом модуль реализуется в виде набора механически скрепленных гидроакустических приемников и не требует дополнительной установки гидроакустического экрана. Также можно условно выделить приемные блоки, выполняемые в виде технологически раздельных узлов, в которых гидроакустический экран антенны устанавливается отдельно от блока, непосредственно на корпус, а приемные блоки крепятся на металлической ленте, под натяжением прилегающей к экрану, в результате чего происходит механическое одностороннее закрепление гидроакустического приемника на акустическом экране. Такое решение описывается в патенте РФ №2153685 «Гидроакустическая антенна». Необходимо также отметить, что установка гидроакустических приемников в приемных блоках, на практике, тоже осуществляется непосредственно на гидроакустическом экране в целях повышения их виброзащиты.

Совершенствование алгоритмов обработки информации, в частности, использование адаптивных методов (Г.С. Малышкин. Оптимальные и адаптивные методы обработки гидроакустических сигналов. Т.2. Адаптивные методы. - СПб.: ОАО «Концерн «ЦНИИ «Электроприбор», 2011; Уидроу Б., Стирнз С., Адаптивная обработка сигналов: пер. с англ. - М.: Радио и связь, 1989), увеличение адекватности моделей гидроакустической среды и возрастающие требования к дальности обнаружения источников локального шума гидроакустическими средствами приводят к необходимости более точного знания геометрии чувствительных элементов антенны, т.е. их взаимного расположения в системе координат, связанной с корпусом носителя. Также необходима актуальность этих сведений в течении всего времени эксплуатации гидроакустической системы, оборудованной данной антенной. Это связано со снижением робастности используемых алгоритмов и повышением размерности используемых моделей.

Решение, предлагаемое в данном изобретении, является наиболее близким к приемному блоку, описанному в патенте РФ №2080743 «Приемный блок многоэлементной широкополосной гидроакустической антенной решетки», который можно отнести к ближайшему аналогу (прототипу) предлагаемого изобретения. Приемный блок в вышеуказанном изобретении состоит из гидроакустического экрана и гидроакустического датчика, объединенных общим конструктивом в единый сборочный узел.

Однако данное решение не лишено недостатков. К таковым можно отнести влияние изменения давления окружающей среды на определенные виды акустических экранов. При этом не указывается способ крепления гидроакустического приемного блока к корпусу носителя. В то же время данный способ крепления является важным для дальнейшей обработки, поступающей от приемников антенны информации. Так, например, в изобретении по патенту РФ №2167499 «Линейный модуль гидроакустической антенны» приемные блоки крепятся к несущему каркасу гидроакустическим экраном. В свою очередь, выполнение экранов полыми, с перфорированными отверстиями, приводит к изменению их геометрических характеристик. Кроме того, следует отметить, что изменение размеров акустических экранов происходит неравномерно по площади антенны и приводит к возникновению отклонений осей чувствительности датчиков от заданных значений. Таким образом, при закреплении гидроакустических датчиков на экранах они изменяют свое геометрическое месторасположение относительно других датчиков антенны и ее фазового центра, что приводит к нарушению фазовых соотношений между ними и может оказывать существенное влияние на функционирование алгоритмов обработки гидроакустической информации. Данная деформация акустических экранов происходит как динамически - при изменении давления окружающей среды в процессе функционирования, так и накапливается со временем, приводя к постоянным величинам смещения. При этом необходимо отметить, что вычисление координат гидроакустических приемников приемных блоков производится разово - при изготовлении антенны. Возможны также периодические измерения в процессе эксплуатации, однако они требуют постановки носителя в сухой док. В свою очередь динамические изменения, возникающие в процессе эксплуатации при изменении величины заглубления антенны, оценить практически невозможно.

Задачей изобретения является повышение точности позиционирования гидроакустических датчиков, выполненных в составе приемных блоков, относительно формообразующего каркаса антенны (корпуса носителя). При этом также ставится задача сохранения режима эксплуатации гидроакустического экрана, допускающего изменение его геометрических размеров.

Для решения поставленной задачи в приемный гидроакустический блок, состоящий из системы крепления гидроакустического блока к формообразующему каркасу гидроакустической антенны, гидроакустического приемника и соединенного с ним гидроакустического экрана, введены следующие новые признаки: гидроакустический экран выполнен с отверстием и жестко закреплен на тыльной стороне гидроакустического приемника, гидроакустический приемник соединен с системой крепления гидроакустического блока посредством стержня, соосно вставленного в трубку, жестко соединенную с системой крепления гидроакустического блока к формообразующему каркасу антенны, причем стержень закреплен в трубке штифтами, выполненными из виброизолирующего материала, а трубка и стержень свободно проведены через сквозное отверстие в гидроакустическом экране.

Техническим результатом изобретения является неизменность геометрического расположения гидроакустического датчика относительно формообразующего каркаса антенны в течении всего времени эксплуатации, при накоплении остаточных деформаций с гидроакустическом экране и изменении его геометрических параметров вследствие изменения давления окружающей среды при изменении величины заглубления антенны. Причем нужно заметить, что данные приемные модули возможно использовать как в составе антенн, так и при изготовлении отдельных антенных модулей. При этом такое закрепление гидроакустического приемника в приемном блоке дает возможность исключить влияние деформации гидроакустического экрана на геометрическое расположение датчика относительно формообразующего каркаса антенны, за счет того, что акустический экран может деформироваться без влияния на геометрическое расположение датчика относительно формообразующего каркаса антенны.

Вышеуказанные технические результаты достигаются за счет наличия стержня, жестко соединяющего гидроакустический приемник с системой крепления приемного блока. При этом стержень и трубка свободно проходят через отверстие в акустическом экране, механически развязывая его с формообразующим каркасом антенны. В свою очередь акустический экран жестко зафиксирован на тыльной стороне приемника и может свободно изменять свои геометрические размеры.

Сущность предлагаемого изобретения поясняется фигурой 1. Гидроакустический приемный блок состоит из гидроакустического приемника (1), жестко соединенного с системой крепления (4) приемного блока к формообразующему каркасу антенны, виброзащитных штифтов (6), крепящих стержень (3) в трубке (5), которая свободно проходит через отверстие в гидроакустическом экране (2), жестко по поверхности сопряженном с гидроакустическим приемником (1). Таким образом достигается свобода перемещения гидроакустического экрана (2) относительно гидроакустического приемника (1) без изменения его геометрического расположения и жесткость закрепления самого гидроакустического приемника (1) относительно системы крепления 4 приемного блока и, соответственно, формообразующего каркаса антенны.

Устройство работает следующим образом. При возникновении внешнего гидростатического давления возникает деформация гидроакустического экрана (2), не изменяющая геометрии расположения гидроакустического приемника (1) относительно формообразующего каркаса, при этом он экранирует гидроакустический приемник (1) от гидроакустических волн, распространяющихся с тыльной стороны гидроакустического приемника (1). При этом структурная помеха от системы крепления (4) приемного блока, передаваемая по трубке (5) стержню (3), расположенному в трубке (5), гасится виброзащитными штифтами (6).

Предложенная конструкция приемного блока позволяет добиться стабильности расположения гидроакустических приемников (1) как в различных режимах работы антенны, так и в процессе всего времени ее эксплуатации. Таким образом, задачу изобретения можно считать решенной.

Приемный гидроакустический блок, состоящий из системы крепления гидроакустического блока к формообразующему каркасу гидроакустической антенны, гидроакустического приемника и соединенного с ним гидроакустического экрана, отличающийся тем, что гидроакустический экран выполнен с отверстием и жестко закреплен на тыльной стороне гидроакустического приемника, гидроакустический приемник соединен с системой крепления гидроакустического блока посредством стержня, соосно вставленного в трубку, жестко соединенную с системой крепления гидроакустического блока к формообразующему каркасу антенны, причем стержень закреплен в трубке штифтами, выполненными из виброизолирующего материала, а трубка и стержень свободно проведены через сквозное отверстие в гидроакустическом экране.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к области гидроакустики и может быть применено при разработке гидроакустических антенн различного назначения для коррекции выходных сигналов гидроакустических приемников с целью исключения составляющей, обусловленной вибрациями корпуса носителя.

Изобретение относится к области гидроакустики и может быть использовано для построения систем классификации, объектов, обнаруженных гидролокатором освещения ближней обстановки.

Изобретение относится к способам обнаружения движущихся в воде объектов в условиях мелководья, таких как прибрежные морские области, речные русла, каналы, озера. .

Изобретение относится к способу защиты водозаборов от попадания в них рыбы. .

Изобретение относится к морской технике и может использоваться для построения автономных гидроакустических систем. .

Изобретение относится к области гидроакустики и может быть использовано для контроля и исследования динамики изменения характеристик подводных шумов, создаваемых нефтегазовыми платформами и подводными добычными комплексами при их эксплуатации в различных климатических и гидрологических условиях.

Изобретение относится к области контрольно-измерительной техники, в частности к способу определения звукового давления движущегося протяженного источника акустического поля.

Изобретение относится к гидроакустике, а именно к гидроакустическим системам навигации подводных аппаратов, и может быть использовано при разработке гибких буксируемых систем в системах шумопеленгования надводных кораблей и подводных лодок.

Изобретение относится к гидроакустике, а именно: к стационарным системам шумопеленгования надводных и подводных движущихся объектов. .

Использование: морские исследования посредством профилографов (станций) вертикального зондирования морской среды, в автоматизированных подводных аппаратах (зондах) заякоренного типа для проведения комплексных наблюдений за гидрологическими параметрами и за динамикой водной среды, а также для химико-биологического и экологического контроля и мониторинга акваторий. Сущность: создание профилографа для вертикального зондирования морской среды, в котором система всплытия-погружения, в отличие от известных устройств, выполнена в виде безредукторного реверсного электропривода с использованием шагового электродвигателя с магнитной муфтой. Технический результат: упрощение конструкции профилографа за счет исключения редуктора из системы всплытия-погружения, повышение кпд и надежности электропривода и, как следствие, - увеличение рабочего ресурса автономной работы профилографа. 1 з.п. ф-лы, 4 ил.

Использование: изобретение относится к области гидроакустики и может быть использовано для построения гидроакустических систем, содержащих навигационную станцию освещения ближней обстановки (НГАС ОБО) и самоходный необитаемый подводный аппарат (СНПА). Сущность: гидроакустическая система содержит НГАС ОБО, в которую входят последовательно соединенные антенна, тракт предварительной обработки, ЦВС-1, ЦВС-2, блок обработки сигналов прямого распространения, блок определения координат СНПА, блок обработки эхосигналов от цели, блок формирования команд управления СНПА, блок излучения команд управления, антенна излучения команд управления, при этом антенна через тракт предварительной обработки, через ЦВС-1 соединена с блоком обработки сигналов прямого распространения, блоком определения координат, блоком формирования команд управления, блоком излучения команд управления с антенной излучения команд управления, второй выход ЦВС-1 соединен через ЦВС-2 с блоком обработки эхосигнала от цели и со вторым входом блока формирования команд управления и СНПА с гидролокатором, приемным трактом команд управления с антенной, декодером, блоком управления исполнительными механизмами и исполнительными механизмами управления движением. Технический результат: повышение эффективности и помехоустойчивости НГАС ОБО в условиях гидроакустического противодействия за счет использования излучения зондирующего сигнала СНПА, а приемом и обработкой полученных эхосигналов, штатной аппаратурой НГАС ОБО, в режиме разнесенного излучения - приема, и управлением движения СНПА по акустическому каналу на более высокой частоте. 1 ил.

Изобретение относится к гидрографии, в частности к способам и техническим средствам определения глубин акватории фазовым гидролокатором бокового обзора, и может быть использовано для выполнения съемки рельефа дна акватории. Сущность: фазовый гидролокатор бокового обзора содержит излучатель, приемник, датчик измерения углов бортовой качки, блок управления и регистратор, соединенные с вычислителем, дополнительно содержит датчик измерения углов килевой качки, программный блок, анализатор спектра отраженного сигнала, монитор, вычислитель дополнительно соединен с выходами судового эхолота, судового приемника спутниковых навигационных систем, датчика измерения углов килевой качки, программного блока и анализатором спектра отраженного сигнала. Технический результат: повышение достоверности съемки. 2 з.п. ф-лы, 2 ил.

Изобретение относится к области судостроения и судовождения. Способ обеспечения безаварийного движения надводного или подводного судна при наличии подводных и надводных потенциально опасных объектов включает постоянный прием спутниковых навигационных данных, данных от радиолокационной станции, автоматической идентификационной системы, определение местоположения судна, вычисление скорости судна, глубины под килем. Дополнительно включают операции, согласно которым получают трехмерное изображение подводной обстановки со всех сторон судна, спереди, с боков и сзади, для чего используют гидролокаторы в передней, задней, левой и правой областях, в случае обнаружения потенциально опасных объектов распознают их либо самим судоводителем, либо распознающим устройством и выбирают оптимальный способ предотвращения столкновения судна с потенциально опасным объектом и рассчитывают траекторию уклонения от потенциально опасного объекта. Повышается вероятность безаварийного движения надводного и подводного судна в различных потенциальных опасных аварийных ситуациях. 2 з.п. ф-лы, 2 ил.

Использование: изобретение относится к гидроакустической технике. Сущность: антенна содержит тонкостенную полую сферическую оболочку, пьезоэлектрические преобразователи, опору для крепления антенны к носителю. Сферическая оболочка выполнена акустически прозрачной из пластика с равномерно расположенными отверстиями для заполнения оболочки водой при погружении антенны в воду, пьезоэлектрические преобразователи установлены на внутренней поверхности сферической оболочки. Преобразователи являются всенаправленными в рабочем диапазоне длин волн антенны и расположены двенадцатью группами таким образом, что центры групп находятся в вершинах вписанного в сферу икосаэдра на расстояниях, меньших либо равных 1,5 длинам волн максимальной частоты полосы принимаемого сигнала, каждая из двенадцати групп образована тремя преобразователями так, что акустический центр каждого преобразователя группы находится в вершине равностороннего треугольника с длиной стороны, равной половине длины волны максимальной частоты полосы принимаемого сигнала. Преобразователи расположены таким образом, что ось опоры антенны располагается перпендикулярно одной из граней икосаэдра и проходит через центр равностороннего треугольника, образуемого этой гранью. Технический результат: обеспечение защиты пьезоэлектрических преобразователей от внешнего механического воздействия, снижение массы антенны, возможно определение направления на источники гидроакустических сигналов с высокой точностью и разрешающей способностью при небольших размерах апертуры антенны. 2 ил.

Использование: в гидроакустике. Сущность: способ предназначен для определения ошибки оценки дистанции гидролокатором, установленным на подводном подвижном носителе относительно неподвижного отражателя. Для этого с помощью гидролокатора производят излучение зондирующих сигналов, определяют время излучения, определяют время приема эхосигнала, измеряют скорость звука, определяют разность между временем излучения и временем приема эхосигнала Т, вычисляют дистанцию, измеряют собственную скорость движения Vсоб, определяют угол q0 между положением неподвижного объекта и направлением движения носителя гидролокатора, определяют радиальную скорость объекта Vрад по двум следующим друг за другом посылкам зондирующего сигнала посылкам, а ошибку определения дистанции бД определяют по формуле: бД=0,5((Vрад/cosq0)-Vсоб)Т. Технический результат: обеспечение возможности определения ошибки оценки дистанции до неподвижного отражателя при движении носителя гидролокатора в подводном положении. 1 ил.

Использование: изобретение относится к вооружению подводных лодок, а именно к защите подводных лодок от торпед или мин, преимущественно от широкополосных мин-торпед. Сущность: способ защиты подводной лодки от широкополосной мины-торпеды содержит обнаружение и определение угловых координат в режиме шумопеленгования торпеды, вышедшей из стартового контейнера и наводящейся на подводную лодку, ее классификацию, выработку данных стрельбы, производство выстрела устройства, несущего реактивные снаряды, с приходом устройства в расчетную точку на пути его движения пуск реактивных снарядов, эпицентры взрывов которых, равномерно, исключая образование непораженных участков, распределяются в объеме ограниченного водного пространства, сформированного вокруг предварительно рассчитанной точки встречи устройства и торпеды, путем постановки завес из силового поля взрывов реактивных снарядов на пути движения торпеды в телесном угле, обращенном вершиной к подводной лодке и ограниченном усеченной конической поверхностью с осью симметрии, совпадающей с направлением на источник шума, при этом середина оси симметрии совпадает с расчетной точкой встречи устройства с торпедой. Определяется дистанция от подводной лодки до торпеды методом активной гидролокации, при этом излучение зондирующего сигнала и прием отраженного от торпеды (гидролокационного) сигнала осуществляется с помощью узконаправленных антенн, акустические оси которых устанавливаются в направлении на торпеду, предварительно определенном методом шумопеленгования. Технический результат: упрощение реализации способа и повышение эффективности защиты подводной лодки.1 ил.

Изобретение относится к морской технике, в частности к морскому подводному оружию. Устройство содержит захват и элемент сигнализации о местоположении мины, выполненный в виде гидроакустического маяка. Дополнительно установлен резак с приводом, управляемый по команде с обеспечивающего судна. Гидроакустический маяк содержит источник электропитания, каналы излучаемого и принимаемого сигналов, шифратор и датчик давления. Повышается эффективность уничтожения якорной мины за счет определения её местоположения после перерезания ее минрепа. 2 ил.

Использование: гидроакустика, а именно в гидроакустических системах определения глубины, и может быть применен для автоматического адаптивного обнаружения эхо-сигналов от дна и автоматического измерения глубины в условиях, когда требуется механическая защита излучающей поверхности электроакустического преобразователя. Сущность: в эхолот вводят блок прямого цифрового синтезатора частоты, выход которого подключен к входу передатчика, а управляющий вход подключен к микроконтроллеру. Блок прямого цифрового синтезатора частоты позволяет путем регулировки частоты излучения исключить влияние изменяющихся параметров защитной пластины на максимально возможную измеряемую глубину эхолотом. Технический результат: исключение влияния изменяющихся параметров защитной пластины излучающей поверхности электроакустического преобразователя на максимально возможную измеряемую глубину эхолотом путем изменения частоты излучения эхолота. 2 ил.

Изобретение относится к области авиации, в частности к системам бортового оборудования вертолетов. Система обнаружения помех для посадки и взлета вертолета включает ультразвуковые устройства сканирования (1), каждое из которых состоит, по меньшей мере, из средств для передачи ультразвукового сигнала в направлении вниз и получения отраженного ультразвукового сигнала. Средства передачи и получения сигнала установлены, по меньшей мере, в лопастях (2) несущего винта вертолета (3) на удалении от оси его вращения или смежно их концам и связаны с бортовой вычислительной системой вертолета или с самостоятельной вычислительной системой для визуального отображения данных на доступном пилоту мониторе о рельефе расположенной под вертолетом поверхности и/или данных об опасных препятствиях. Повышается точность данных о рельефе поверхности под вертолетом на площади, необходимой для выполнения маневрирования при выполнении взлета и посадки. 4 з.п. ф-лы, 13 ил.
Наверх