Поисковый подводный аппарат и способ его применения

Изобретение относится к области морской техники и может быть использовано для поиска морских объектов. Предложен поисковый подводный аппарат, несущий в качестве полезной нагрузки буи, оборудованные телескопическим поплавком с устройством для плавления льда и выдвижной антенной, оснащенный бортовой системой управления, связи и навигации, источником энергии, двигателем, движителем, приводами рулевых машинок и наружным оперением с рулями, имеющий устройство отделения буев и приемоизлучающее устройство для определения толщины льда. Дополнительно поисковый подводный аппарат оснащен акустическим модемом и плавучим якорем с устройством его постановки, буи являются радиогидроакустическими и дополнительно оборудованы акустическим модемом. Предложен также способ применения поискового подводного аппарата. Технический результат заключается в улучшении эксплуатационных характеристик поискового подводного аппарата. 2 н.п. ф-лы, 2 ил.

 

Изобретение относится к области морской техники и может быть использовано для поиска морских объектов.

Известно, что для поиска морских объектов используют различные измерительные устройства, основанные на регистрации в водной среде материальных тел и присущих им физических полей. Из-за особенностей распространения в воде различных видов энергии наиболее широкое распространение получили гидроакустические средства поиска, основанные на законах распространения в воде звука.

Одним из подобных устройств является радиогидроакустический буй (РГБ), включающий корпус, батарею, парашютную систему, передатчик, приемник с гидрофонами, запоминающее устройство, кабель-трос, антенну, механизм автоотцепа, блок управления, часовой механизм [1 - Техническое описание радиогидроакустического буя РГБ-Н-СТ. - М.: Воениздат, 1974]. РГБ состоят на вооружении Военно-морских сил многих государств уже долгое время и применяются авиацией для наблюдения за подводной средой [2 - Б.И. Родионов. Противолодочные силы и средства флотов. - М.: Воениздат, 1977]. Недостатком РГБ являются ограничения, связанные с возможностями его применения в плохих погодных условиях, а также в арктических морях, покрытых льдом.

Известен радиогидроакустический буй реактивный (РГБР), доставляемый в район поиска ракетой [3 - Патент RU 2400392 С1. Устройство радиогидроакустический буй реактивный / Новиков А.В., Никитченко Н.П., Долбилин Р.В., Никитченко С.Н. - М.: ФИПС, 2010. Бюл. №27]. Так как носителями РГБР являются надводные корабли и суда, то по погодным условиям их применение имеет меньше ограничений, чем при использовании авиации. Однако наличие ледового покрова не дает возможности использовать и РГБР.

Известен подводный аппарат (ПА), применяемый ведущими морскими державами для поиска морских объектов и физического воздействия на них. Таким подводным аппаратом, представляющим собой самодвижущийся, само- или телеуправляемый подводный снаряд, является торпеда, которая состоит из головной части с размещающимися в ней зарядом взрывчатого вещества, взрывателем, бортовой системой управления (БСУ), средней части, в которой находятся источник энергии и двигатель, и хвостовой части с движителем, приводами рулевых машинок и наружным оперением с рулями [4 - Военно-морской словарь / Гл. ред. В.Н. Чернавин. - М.: Воениздат, 1989. - 511 с. С. 431]. Недостатком торпеды является небольшая продолжительность функционирования, определяемая временем работы ее энергосиловой установки, что не позволяет применять ее в качестве эффективного поискового средства.

В общем случае ПА подразделяются на обитаемые и необитаемые, которые в свою очередь делятся на автономные (АНПА) и дистанционно управляемые (ДУПА). АНПА и ДУПА способны эффективно решать задачи поиска, обнаружения, идентификации и уничтожения морских мин, не подвергая людей риску, вести гидроакустическую разведку, собирать гидрографическую и батиметрическую информацию, обследовать районы планируемых операций, подводные гидротехнические сооружения и др. [5 - И. Белоусов. Современные и перспективные необитаемые подводные аппараты ВМС США // Зарубежное военное обозрение, 2013, №5. С. 79-88].

Корпус ПА обычно имеет обтекаемую цилиндрическую форму, иногда другую, как, например, у АНПА «Манта». ПА оснащают средствами движения и энергообеспечения, гидроакустическими и телевизионными средствами поиска, навигационным оборудованием, средствами связи, отсеком для полезной нагрузки и приборами управления [6 - Сиденко К.С., Илларионов Г.Ю. Подводная лодка и автономный необитаемый подводный аппарат // Морская радиоэлектроника, №2, 2008]. Однако ПА имеет ограниченную область возможного применения. Так, для наблюдения за подводной средой и ведения поисковых действий в ледовых условиях, существующие ПА малопригодны из-за недостаточной автономности и поисковой производительности, а также из-за отсутствия устойчивой связи с пунктом управления, находящимся на поверхности.

Наиболее близким аналогом предлагаемого технического решения является АНПА ALTEX, используемый для океанографических исследований и маркировки траектории АНПА подо льдом, для чего на АНПА загружают 12 радиобуев. Радиобуи способны проплавлять лед и выносить на поверхность льда антенну связи со спутником. Перед выпуском буя АНПА снижает скорость хода до 1 уз, переходит на глубину 50 м и выполняет поиск льда толщиной до 1 м. Обнаружив подходящее место, АНПА выпускает радиобуй, который приледняется к нижней кромке льда, раздвигает телескопический корпус и подает к точке соприкосновения со льдом химический состав Pyrosolve-Z. В результате взаимодействия данного химического состава и морской воды запускается экзотермическая химическая реакция. Выделяемого в процессе реакции тепла хватает для проплавления льда, имеющего толщину 1 м. В образовавшееся отверстие из радиобуя выдвигается на поверхность антенна, служащая для связи со спутником [7 - В.А. Катенин, А.В. Катенин. Минная угроза и навигационно-гидрографическое обеспечение противоминных действий // Оборонный заказ, интернет-приложение №15, 2007. http://www.ozakaz.ru/index.php/articles/n-15-06-2007/167-2011-03-26-18-16-34]. Однако функциональные возможности АНПА ALTEX также ограниченны, так как он не имеет средств поиска подводных объектов.

Целью изобретения является разработка подводного аппарата, способного осуществлять поиск подводных объектов в заданном районе, в том числе покрытом льдом, а также разработка способа применения такого подводного аппарата при проведении поиска.

Для достижения цели изобретения предлагается поисковый подводный аппарат, несущий в качестве полезной нагрузки буи, оборудованные телескопическим поплавком с устройством для плавления льда и выдвижной антенной, оснащенный бортовой системой управления, связи и навигации, источником энергии, двигателем, движителем, приводами рулевых машинок и наружным оперением с рулями, имеющий устройство отделения буев и приемоизлучающее устройство для определения толщины льда. Дополнительно поисковый подводный аппарат оснащается акустическим модемом и плавучим якорем с устройством его постановки, буи являются радиогидроакустическими и дополнительно оборудуются акустическим модемом.

Радиогидроакустические буи предназначаются для наблюдения за подводной обстановкой, поиска подводных объектов и передачи информации об обнаруженных объектах на командный пункт.

Передача информации на командный пункт производится по радиотехнической и/или гидроакустической линиям связи. При отсутствии прямой связи РГБ с командным пунктом применяется ретранслятор: летательный аппарат, надводный корабль (судно), АНПА или подводная лодка.

Подводный аппарат после постановки всех РГБ ложится в дрейф или на грунт и контролирует работу РГБ. Для предотвращения сильного дрейфа или сноса он использует плавучий якорь.

Предлагается способ применения поискового подводного аппарата, включающий приготовление подводного аппарата к пуску, в ходе которого проверяют работоспособность его бортовой системы управления, вводят в нее программу и маршрут движения, производят пуск подводного аппарата с носителя и движение его по заданному маршруту в расчетную или заданную точку, осуществляют подвсплытие подводного аппарата на заданную глубину, где производят поиск льда с допустимой толщиной, отделяют первый буй, выполняют движение подводного аппарата в следующую точку, обследуют толщину льда и выпускают второй буй, повторяют эту операцию до израсходования всех буев, после выпуска буя с подводного аппарата производят его всплытие и приледнение к нижней кромке льда, с помощью устройства для плавления льда подают к месту контакта со льдом морскую воду и реагирующий с ней химический состав, запускают экзотермическую реакцию, расплавляют во льду отверстие и выдвигают через него на поверхность антенну. Для поиска подводных объектов используют радиогидроакустические буи, после приледнения буя отделяют его нижнюю часть с расположенными в ней гидрофонами и акустическим модемом, разматывают кабель, заглубляют ее на установленную глубину поиска и начинают поиск подводных объектов, после выпуска всех буев укладывают подводный аппарат на грунт или в дрейф или на плавучий якорь и используют его в качестве подводного ретранслятора для передачи информации от акустического модема буя на командный пункт, обнаруживают гидрофоном буя подводный объект и передают об этом информацию на командный пункт по линии радиосвязи и/или по линии звукоподводной связи.

Поисковый подводный аппарат выставляется с носителя, которым может быть подводная лодка, надводный корабль или судно, безэкипажный катер, летательный аппарат или береговой комплекс.

Сущность разработанного способа применения автономного поискового подводного аппарата при поиске подводных объектов показана на фиг. 1 и 2.

На фиг. 1 представлен процесс постановки поисковым подводным аппаратом радиогидроакустических буев. Цифрами обозначены: 1 - поисковый подводный аппарат (ППА); 2 - слой льда; 3 - зондирующий луч и обследование толщины льда ППА в расчетной точке; 4 - РГБ, выпущенный с ППА; 5 - верхняя часть (поплавок) РГБ с устройством для плавления льда и выдвижной антенной после приледнения к нижней кромке льда; 6 - кабель РГБ; 7 - нижняя часть РГБ с гидрофонами и акустическим модемом; 8 - выдвинутая на поверхность антенна РГБ.

На фиг. 2 показана работа радиогидроакустических буев и поискового подводного аппарата при поиске и обнаружении подводного объекта. Цифрами обозначены: 1 - ППА, находится в дрейфе и контролирует работу РГБ; 2 - слой льда; 6 - кабель РГБ; 7 - нижняя часть РГБ с гидрофонами и акустическим модемом; 8 - выдвинутая на поверхность антенна РГБ; 9 - плавучий якорь, выставленный ППА для уменьшения дрейфа; 10 - подводный объект; 11 - зона срабатывания гидрофона РГБ, обнаружившего подводный объект; 12 - передача антенной РГБ радиосигнала об обнаружении подводного объекта; 13 - летательный аппарат; 14 - прием радиосигнала РГБ летательным аппаратом; 15 - ретрансляция радиосигнала РГБ летательным аппаратом на командный пункт; 16 - излучение гидроакустического сигнала акустическим модемом РГБ об обнаружении подводного объекта и прием его ППА; 17 - переизлучение ППА гидроакустического сигнала РГБ об обнаружении подводного объекта на командный пункт.

Техническим результатом предложенного поискового подводного аппарата и способа его применения при поиске подводных объектов является возможность осуществления наблюдения за подводной средой и проведения поиска подводных объектов в районах, покрытых льдом.

1. Поисковый подводный аппарат, несущий в качестве полезной нагрузки буи, оборудованные телескопическим поплавком с устройством для плавления льда и выдвижной антенной, оснащенный бортовой системой управления, связи и навигации, источником энергии, двигателем, движителем, приводами рулевых машинок и наружным оперением с рулями, имеющий устройство отделения буев и приемоизлучающее устройство для определения толщины льда, отличающийся тем, что дополнительно подводный аппарат оснащается акустическим модемом и плавучим якорем с устройством его постановки, буи являются радиогидроакустическими и дополнительно оборудуются акустическим модемом.

2. Способ применения поискового подводного аппарата, включающий приготовление подводного аппарата к пуску, в ходе которого проверяют работоспособность его бортовой системы управления, вводят в нее программу и маршрут движения, производят пуск подводного аппарата с носителя и движение его по заданному маршруту в расчетную или заданную точку, осуществляют подвсплытие подводного аппарата на заданную глубину, где производят поиск льда с допустимой толщиной, отделяют первый буй, выполняют движение подводного аппарата в следующую точку, обследуют толщину льда и выпускают второй буй, повторяют эту операцию до израсходования всех буев, после выпуска буя с подводного аппарата производят его всплытие и приледнение к нижней кромке льда, с помощью устройства для плавления льда подают к месту контакта со льдом морскую воду и реагирующий с ней химический состав, запускают экзотермическую реакцию, расплавляют во льду отверстие и выдвигают через него на поверхность антенну, отличающийся тем, что для поиска подводных объектов используют радиогидроакустические буи, после приледнения буя отделяют его нижнюю часть с расположенными в ней гидрофонами и акустическим модемом, разматывают кабель, заглубляют ее на установленную глубину поиска и начинают поиск подводных объектов, после выпуска всех буев укладывают подводный аппарат на грунт или в дрейф или на плавучий якорь и используют его в качестве подводного ретранслятора для передачи информации от акустического модема буя на командный пункт, обнаруживают гидрофоном буя подводный объект и передают об этом информацию на командный пункт по линии радиосвязи и/или по линии звукоподводной связи.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к области судостроения, в частности к подводным судам, способным разрушать сплошной ледяной покров при их всплытии. Предложен способ разрушения ледяного покрова, заключающийся в прикреплении судна ко льду посредством якоря, троса и лебедки, расположенных в его кормовой части, затем при помощи лебедки к судну периодически прикладывают вертикальную нагрузку, т.е.

Изобретение относится к области судостроения, в частности к подводным судам, разрушающим ледяной покров. Предложено устройство для разрушения ледяного покрова, состоящее из подводного судна, снабженного якорем, диаметр раскрытия лап которого должен быть больше длины рубки, обеспечивающим при помощи троса прикрепление судна ко льду, и балластными цистернами, заполнение которых забортной водой обеспечивает возникновение отрицательной силы плавучести, достаточной для разрушения ледяного покрова заданной толщины.

Изобретение относится к области судостроения, в частности к подводным судам, разрушающим ледяной покров. Предложено устройство для разрушения ледяного покрова, состоящее из подводного судна, снабженного якорем, диаметр раскрытия лап которого должен быть больше длины рубки, обеспечивающим при помощи троса прикрепление судна ко льду, и балластными цистернами, заполнение которых забортной водой обеспечивает возникновение отрицательной силы плавучести, достаточной для разрушения ледяного покрова заданной толщины.

Изобретение относится к области судостроения, в частности к подводным судам, способным разрушать сплошной ледяной покров при их всплытии. Предложен способ разрушения ледяного покрова, заключающийся в прикреплении судна ко льду посредством пары якорей и тросов с последующим заполнением балластных цистерн забортной водой и загружением периодическим знакопеременным дифферентующим моментом с интервалом времени, равным времени прохождения резонансными изгибно-гравитационными волнами расстояния между прикрепленными ко льду якорями.

Изобретение относится к области судостроения, в частности к подводным судам, способным разрушать сплошной ледяной покров при их всплытии. Предложен способ разрушения ледяного покрова, заключающийся в прикреплении судна ко льду посредством пары якорей и тросов, последующем заполнении балластных цистерн забортной водой и создании положительной силы плавучести за счет заполнения емкости из эластичного материала, расположенной в средней части судна посередине между якорями, сжатым воздухом.

Изобретение относится к области морской техники и может быть использовано для поиска подводных объектов и наблюдения за подводной средой. Система освещения подводной обстановки (СОПО) состоит из пункта управления - надводного корабля и/или берегового поста, автономного необитаемого подводного аппарата (АНПА), канала управления и связи пункта управления с АНПА с приемо-передающими устройствами подсистемы звукоподводной связи и канала контроля подводного объекта гидролокатором АНПА.

Изобретение относится к области подводного кораблестроения, в частности к двухкорпусным подводным лодкам. Предложена подводная лодка с герметичным прочным и легким корпусами.

Изобретение относится к способам эксплуатации вооружения и военной техники, в частности к способам хранения и подготовки к пуску подводных аппаратов. Для эксплуатации подводных аппаратов на носитель загружают подводные аппараты (ПА) и размещают их на оборудованных для хранения местах.

Изобретение относится к области судостроения, в частности к подводным судам для подводно-технических работ. Предложено подводное судно для обслуживания подводных добычных комплексов на арктическом шельфе и других подводно-технических работ, выполненное в виде разделенной на отсеки двухкорпусной подводной лодки с ядерной энергетической установкой, балластно-уравнительной системой, гидроакустическим оборудованием, ангарами для выпуска и приема подводных аппаратов, водолазным комплексом, устройствами шлюзования.

Изобретение относится к области военно-морского флота, а именно к подводным судам-роботам. Движитель подводного судна включает в себя ласто- или крылоподобные гидродинамические элементы, которые расположены снаружи корпуса обтекаемой формы, и устройство, обеспечивающее поперечное перемещение этих элементов относительно омывающей их воды и расположенное внутри корпуса судна.

Изобретение относится к устройствам для поисковых и спасательных мероприятий в водных акваториях. Предложена личная подводная спасательная и навигационная система, работающая в том числе и на стандартной частоте SOS (37.5 кГц), содержащая маяк - «пингер», корпус которого является пьезокерамическим цилиндрическим излучателем гидроакустических сигналов, выполнен с крышками и герметизирован покрытием из звукопрозрачного полиуретана, а также пеленгатор гидроакустических сигналов, который снабжен съемным компасом и защитным экраном гидроакустической антенны и содержит герметичный цилиндрический аппаратурный модуль, с ним механически соединена протяженная линейная гидроакустическая антенна из совокупности двух комплектов пьезоэлектрических элементов с активной поверхностью, перпендикулярной оси аппаратурного модуля, способных геометрически образовывать единый протяженный многоэлементный преобразователь, способна к разделению на две части, независимые друг от друга, с возможностью поворота в горизонтальной и вертикальной плоскости, на тыльной стороне обеих частей акустической антенны закреплена полоса из «акустически мягкого» пористого материала, в аппаратурном модуле герметично установлен многоэлементный двухполосный светодиодный индикатор.
Изобретение относится к способам регистрации координат движущихся объектов и может быть использовано для обнаружения объектов под водой. Для регистрации подводного объекта на дне устанавливают устройство, содержащее управляющий модуль и сети с маркером.
Изобретение относится к области производства подводных работ для зондирования морского дна, прокладки трасс трубопроводов с привязкой к географическим координатам, обнаружения заиленных объектов.
Изобретение относится к телеуправляемым подводным робототехническим системам и может быть использовано при высокоточном обследовании, фотовидеосъемке и профилировании подводных протяженных поверхностей.

Изобретение относится к способам наблюдения за подводной средой и поиска подводных объектов. Для освещения подводной обстановки осуществляют поиск подводных объектов автономным необитаемым подводным аппаратом.

Использование: изобретение относится к области гидроакустической техники и может быть использовано при поиске и распознавании подводных объектов в условиях ограниченной оптической видимости на основе формирования их акустического изображения.
Изобретение относится к телеуправляемым подводным робототехническим системам, обеспечивающим высокоточное обследование, фотовидеосъемку и профилирование подводных протяженных поверхностей, обследование зон обледенения корпусов судов и подводных конструкций.

Изобретение относится к области судостроения, а более конкретно - к техническим средствам для обеспечения технического обслуживания и ремонта подводных добычных комплексов и доставки технологического оборудования с борта надводного обеспечивающего судна на дно акватории, и может быть использовано при создании подводных аппаратов для выполнения работ на подводных добычных комплексах в арктических ледовых условиях.

Изобретение относится к области проведения обследования необитаемым подводным аппаратом затонувших объектов в ситуация, когда в районе работ имеется сильное течение.

Изобретение относится к технике наблюдения за подводной средой. В предложенной реактивной системе освещения подводной обстановки в качестве средства доставки используется управляемая ракета.

Изобретение относится к области судостроения, в частности к подводным судам, разрушающим ледяной покров. Предложено устройство для разрушения ледяного покрова, состоящее из подводного судна, снабженного якорем, диаметр раскрытия лап которого должен быть больше длины рубки, обеспечивающим при помощи троса прикрепление судна ко льду, и балластными цистернами, заполнение которых забортной водой обеспечивает возникновение отрицательной силы плавучести, достаточной для разрушения ледяного покрова заданной толщины. Точка крепления троса к подводному судну должна совпадать с центром величины объемного водоизмещения судна. Под ледяным покровом на якорном тросе установлен нагревательный элемент. Технический результат заключается в повышении эффективности разрушения ледяного покрова. 1 ил.

Изобретение относится к области морской техники и может быть использовано для поиска морских объектов. Предложен поисковый подводный аппарат, несущий в качестве полезной нагрузки буи, оборудованные телескопическим поплавком с устройством для плавления льда и выдвижной антенной, оснащенный бортовой системой управления, связи и навигации, источником энергии, двигателем, движителем, приводами рулевых машинок и наружным оперением с рулями, имеющий устройство отделения буев и приемоизлучающее устройство для определения толщины льда. Дополнительно поисковый подводный аппарат оснащен акустическим модемом и плавучим якорем с устройством его постановки, буи являются радиогидроакустическими и дополнительно оборудованы акустическим модемом. Предложен также способ применения поискового подводного аппарата. Технический результат заключается в улучшении эксплуатационных характеристик поискового подводного аппарата. 2 н.п. ф-лы, 2 ил.

Наверх