Hydroacoustique (de grec. hydeur - l'eau, akusticoc. - Auditif) - La science des phénomènes se produisant dans un milieu aqueux et liée à la propagation, aux radiations et à la consommation d'ondes acoustiques. Il comprend le développement et la création d'agents hydroacoustiques destinés à être utilisés dans l'environnement aquatique.
Histoire du développement
Principes de base de l'hydroacoustique
Caractéristiques de la propagation des ondes acoustiques dans l'eau
Composants de l'événement de l'apparition d'échos.
Le début de la recherche globale et fondamentale sur la propagation des ondes acoustiques dans l'eau a été constatée au cours de la Seconde Guerre mondiale, qui a été dictée par la nécessité de résoudre les tâches pratiques des flottes navales et des sous-marins. Les œuvres expérimentales et théoriques ont été poursuivies dans les années d'après-guerre et résumées dans un certain nombre de monographies. À la suite de ces œuvres, certaines caractéristiques de la propagation des ondes acoustiques dans l'eau ont été identifiées: absorption, amortissement, réflexion et réfraction.
L'absorption de l'énergie de l'onde acoustique dans l'eau de mer est causée par deux processus: le frottement interne du milieu et la dissociation des sels dissous dans celui-ci. Le premier processus convertit l'énergie de l'onde acoustique en thermique et la seconde transformation en énergie chimique, dérive des molécules d'un état d'équilibre et se désintègre en ions. Ce type d'absorption augmente considérablement avec une augmentation de la fréquence d'oscillation acoustique. La présence de particules en suspension, de microorganismes et d'anomalies de température dans l'eau conduit également à l'atténuation d'une onde acoustique dans l'eau. En règle générale, ces pertes sont petites et elles sont incluses dans l'absorption globale, mais parfois, comme par exemple, dans le cas de la dispersion de la traînée du navire, ces pertes peuvent atteindre 90%. La présence d'anomalies de température conduit au fait que vague acoustique Il tombe dans la zone d'ombre acoustique, où il peut subir plusieurs réflexions.
La présence des limites de l'eau et de l'eau conduit au reflet de la vague acoustique d'eux, et si dans le premier cas, l'onde acoustique est complètement réfléchie, puis dans le second cas, le coefficient de réflexion dépend du matériau de la En bas: reflète mal le fond de l'usine, bien - sable et pierreux. À de petites profondeurs dues à la réflexion répétée de l'onde acoustique entre le fond et la surface, un canal audio sous-marin se produit dans lequel une onde acoustique peut se propager sur de longues distances. Le changement de vitesse du son à différentes profondeurs conduit à la courbure des "rayons" - réfractifs.
Réfraction audio (courbure du chemin du faisceau de son)
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Réfraction de son dans l'eau: et en été; B - hiver; Gauche - changer la vitesse avec la profondeur. La vitesse de propagation du son est modifiée de profondeur et les changements dépendent de la période de l'année et de la journée, la profondeur du réservoir et un certain nombre d'autres raisons. Les rayons sonores émergents de la source à un angle à l'horizon sont pliés et la direction de la flexion dépend de la distribution de vitesses sonores dans le milieu: en été, lorsque les couches supérieures du fond inférieur, les rayons se plient le livre et principalement reflété par le bas, tout en perdant une proportion importante de son énergie; En hiver, lorsque les couches d'eau inférieure conservent leur température, tandis que les couches supérieures sont refroidies, les rayons se plient vers le haut et sont réfléchis à plusieurs reprises de la surface de l'eau, tandis que moins d'énergie est perdue. Par conséquent, en hiver, la gamme de la distribution sonore est supérieure à celle de l'été. La distribution verticale de la vitesse sonore (VRSZ) et le gradient de vitesse ont un effet décisif sur la propagation du son dans l'environnement marin. La distribution de la vitesse sonore dans diverses parties de l'océan du monde est différente et varie dans le temps. Distinguer plusieurs cas typiques de VRSZ: |
Dispersion et absorption du son avec des hétérogénéités du milieu.
Étalement du son dans le son sous-marin. Channel: A - Modification de la vitesse du son avec la profondeur; B - Le parcours des rayons dans le canal sonore. Sur la propagation des sons de haute fréquence, lorsque les longueurs d'onde sont très petites, les petites inhomogènes sont influencées, généralement disponibles dans des réservoirs naturels: des bulles de gaz, des microorganismes, etc. Ces inhomogénéités sont de deux manières: elles absorbent et dissipent l'énergie du son vagues. En conséquence, avec une augmentation de la fréquence des oscillations sonores, leur gamme de distribution est réduite. Cet effet est particulièrement perceptible dans la couche de surface de l'eau, où la plupart des inhomogénéités. La dispersion du son avec des inhomogénéités, ainsi que les irrégularités de la surface de l'eau et le fond causent le phénomène de la réverbération sous-marine, accompagnant la parcelle de l'impulsion sonore: des ondes sonores, réfléchissant de la totalité de l'hétérogénéité et de la fusionner, donnez à la Bonne impulsion, continuant après sa fin. Les limites de la propagation des sons sous-marins sont également limitées à leur propre bruit de la mer, ayant une double origine: une partie du bruit survient des coups des vagues à la surface de l'eau, du surf marin, du bruit des cailloux rouleaux, etc.; Une autre partie est associée à la faune de mer (sons produits par hydrobionts: poisson et autres animaux marins). Cet aspect très grave est engagé dans la science biologique. |
Propagation des ondes sonores
La plage de propagation des ondes sonores est une fonction complexe de la fréquence de rayonnement, qui est uniquement connectée à la longueur d'onde du signal acoustique. Comme on le sait que les signaux acoustiques à haute fréquence se sont rapidement décomposés en raison de la forte absorption du milieu aqueux. Les signaux basse fréquence au contraire sont capables de se propager dans un environnement aquatique sur de longues distances. Donc, un signal acoustique avec une fréquence de 50 Hz est capable de se propager dans l'océan à une distance de milliers de kilomètres, tandis que le signal d'une fréquence de 100 kHz, l'habitude de l'hydrolter de vue latérale, a une distance de distribution de 1-2 km. La gamme approximative d'hydrolytateurs modernes avec une fréquence différente du signal acoustique (longueur d'onde) est indiquée dans le tableau:
Zones d'utilisation.
L'hydroacience a acquis une large application pratique, car elle n'est pas encore créée système efficace Spectacles ondes électromagnétiques Sous l'eau à une distance considérable et que le son est donc le seul moyen de communication possible sous l'eau. À ces fins, ils utilisent des fréquences sonores de 300 à 10 000 Hz et des ultrasons de 10 000 Hz et plus. Les émetteurs électrolodynamiques et piézoélectriques et les hydrophones sont utilisés comme émetteurs et récepteurs, et en ultrasons - piézoélectriques et magnétostrictifs.
Les utilisations les plus importantes de l'hydroacoustique:
- Résoudre les tâches militaires;
- La navigation;
- Liaison sonore;
- Intelligence de pêche;
- Études océanologiques;
- Sphères d'activité sur le développement de la richesse de l'ADN mondial de l'océan;
- Utilisation de l'acoustique dans la piscine (à la maison ou dans un centre de natation simultanée)
- Formation des animaux marins.
Remarques
Littérature et sources d'information
LITTÉRATURE:
- V.v. Shuulekin Physique de mer. - Moscou: "Science", 1968. - 1090 p.
- I.A. roumain Principes de base de l'hydroacoustique. - Moscou: "Cuisine navale", 1979. - 105 s.
- Yu.a. Koryakin Systèmes hydroacoustiques. - Saint-Pétersbourg: "Science de Saint-Pétersbourg et de la Puissance de la mer de la Russie", 2002. - 416 p.
Hydroacience sous-marine russe au tournant du XXIe siècle
Hydroacience militaire - Science d'élite, dont le développement ne peut se permettre qu'un état fort
Herman Alexandrov
Avoir le plus grand potentiel scientifique et technique (la société emploie 13 médecins et plus de 60 candidats de la science), la préoccupation élabore les orientations prioritaires suivantes des hydroacoustiques nationales:
Complexes hydroacoustiques passives et actifs multifonctions (gaz) et systèmes (gaz) Éclairage de l'ameublement sous l'eau dans l'océan, y compris des sous-marins, des navires de surface, des aéronefs, des systèmes de détection des nageurs sous-marins;
Systèmes avec des antennes de remorquage étendues flexibles pour travailler dans une large gamme de fréquences pour les navires de surface et les sous-marins, ainsi que stationnaire;
Complexes hydroacoustiques immobiles passifs actifs, passives et actifs pour la protection de la zone d'étagère de la pénétration non autorisée de navires de surface et de sous-marins;
Navigation hydroacoustique et systèmes de recherche et d'enquête ";
Les transducteurs hydroacoustiques, les antennes, les matrices d'antenne progressives de forme complexe ayant jusqu'à plusieurs mille canaux de réception;
Écrans acoustiques et carénages transparents solides;
Systèmes de transmission d'informations pour le canal hydroacoustique;
systèmes adaptatifs pour transformer des informations hydroacoustiques dans des conditions d'interférence complexe hydro-côtières et de signaux;
Classificateurs de buts pour leurs signatures et par la structure fine du champ sonore;
Compteurs de vitesse sonore pour les navires de surface et les sous-marins.
Préoccupation aujourd'hui est dix entreprises situées à Saint-Pétersbourg et Région de Leningrad, Taganrog, Volgograd, Sveridodvinsk, République de Karelia, parmi leurs instituts de recherche, usines de production en série d'équipements hydroacoustiques, équipement spécialisé pour la maintenance des équipements dans des installations, des polygones. Ce sont cinq mille spécialistes de haut niveau - ingénieurs, travailleurs, scientifiques, dont plus de 25% sont des jeunes.
Le personnel de l'entreprise a développé presque tout le gak PL ("Rubin", "Ocean", "Rubikon", "Skat", Skat-Datrhm, Skat-3), un certain nombre de complexes hydroacoustiques et de systèmes pour les navires de surface (" Platinum ", polynome, la station de détection de nageurs sous-marins" Pallada "), Systèmes fixes" Liman "," Volkhov "," Agam "," Dniester ".
Les systèmes hydroacoustiques pour les sous-marins créés par l'entreprise sont des moyens techniques uniques, dont la création nécessite les connaissances les plus strictes et une expérience formidable de l'hydroacoustique. Comme l'un aussi, la tâche de détecter une bardeau sous-marine La complexité est semblable à la tâche de détection de la flamme de la bougie à une distance de plusieurs kilomètres de journée ensoleillée, et pourtant pour un sous-marin dans la position sous-marine du gak - Pratiquement la seule source de obtenir des informations environnementales. Les principales tâches résolues par le complexe hydroacoustique sous-marin - la détection de sous-marins, des navires de surface, des torpilles en mode sans bruit, un soutien automatique des objectifs, de la définition de leurs coordonnées, de la classification des objectifs, de la détection et de la diffusion des cibles d'hydrogène, d'intercepter des signaux hydroacoustiques dans un large plage de fréquences, communication à grande échelle à de grandes distances, fourniture d'une révision de l'environnement proche et de la sécurité de la voile, de l'environnement de glace d'éclairage lors de la natation sous la glace, fournissant une protection de la mintaille de la torpille, résolvant les tâches de navigation - Mesure de la vitesse , profondeur, place, etc. En plus de ces tâches, le complexe doit avoir un système puissant de contrôle automatisé, un système d'auto-observation, doit produire en permanence les calculs hydrologiques les plus complexes afin d'assurer le fonctionnement de tous les systèmes et de prédire la situation dans la zone de la sous-marin. Le complexe a des simulateurs de tous les systèmes du complexe hydroacoustique, assurant la formation et la formation du personnel.
La base de tout complexe hydroacoustique - antennes, des grilles discrètes discrètes de formes complexes constituées de convertisseurs piézocéramiques, ce qui devrait assurer la réception des signaux du milieu de l'eau sur un bateau avec des charges énormes en raison de la pression hydrostatique. La tâche du gaz est de détecter ces signaux sur l'arrière-plan du bruit propre, du bruit de la rationalisation lorsque le bateau, le bruit marin qui interfigeait avec les objectifs et des masses toujours de facteurs masquant un signal utile.
Le gaz moderne est le complexe numérique le plus complexe qui traite d'excellents flux d'informations en temps réel (chaque complexe du complexe se compose de milliers de milliers, puis des dizaines de milliers d'éléments individuels, chacun doit être traité de manière synchrone avec tous les autres). Son travail n'est possible que lorsque vous utilisez les derniers systèmes multiprocesseurs assurant le problème de la bande simultanée, dans l'espace et la bande multitérieure, la fréquence, l'observation des champs acoustiques environnants.
L'élément le plus important et le plus responsable du complexe est que les dispositifs d'affichage ont reçu des informations. Lors de la création de ces appareils, non seulement les problèmes scientifiques et techniques, mais aussi ergonomiques, des problèmes psychologiques sont résolus - il ne suffit pas de prendre un signal de l'environnement externe, il est nécessaire que les opérateurs du complexe (et ce soit le nombre minimum de Les gens) à chaque moment de temps étaient une image complète de l'environnement environnant, contrôlant et en réalité la sécurité du navire, ainsi que le mouvement de nombreux objectifs, surface, sous-marine, air, représentant une menace potentielle ou un intérêt pour le sous-marin. Et les développeurs sont constamment équilibrés sur le point d'un problème - d'une part, affichent quantité maximale Les informations traitées par le complexe et l'opérateur nécessaire, d'autre part, de ne pas perturber la "règle de meunier", limitant la quantité d'informations capables d'être apprises en même temps.
Une caractéristique importante des systèmes hydroacoustiques, en particulier des antennes, constitue les exigences de leur force, de leur durabilité, de la capacité de travailler sans réparation et de remplacement très longtemps - dans les conditions de service de combat, réparer l'antenne hydroacoustique est généralement impossible.
Le gaz moderne ne peut être considéré comme un système auto-autosuffisant, fermé et uniquement comme élément d'un système de surveillance intégré du PL, recevoir et utiliser en permanence une information a priori à des fins de détection non acoustique, d'exploration, etc. et émettant des informations sur l'évolution de l'environnement sous-marin dans le système. Analyse des situations tactiques et des recommandations en suspens sur l'utilisation de divers régimes de gaz dans cette situation.
Le développement de complexes hydroacoustiques pour un sous-marin est une concurrence continue avec les développeurs d'un ennemi potentiel, d'une part, car la tâche la plus importante du GAC est de fournir au moins la parité dans la situation du duel (l'ennemi entend et vous reconnaît et vous avez à la même distance), et vous avez besoin de toutes les forces et outils pour augmenter la gamme de gaz et, principalement en mode passivité de silence, ce qui permet de détecter les objectifs, de ne pas faire de la démonstration de son emplacement propre, et avec des constructeurs de navires, Les projecteurs de navires sous-marins, de l'autre, car le bruit des sous-marins diminue avec chaque nouvelle génération, avec chaque nouveau projet, même avec chaque nouveau navire construit, et vous devez détecter un signal, en termes de niveau de plus petit dans lequel des bruits de mer environnants. Et il est évident que la création d'un complexe hydroacoustique moderne pour les sous-marins du XXIe siècle est le travail conjoint des développeurs du complexe et des développeurs du bateau, les efforts communs de la conception et de placer des éléments du gaz fabriqué sur Le navire de manière à ce que ses travaux dans ces conditions soient plus efficaces.
La conception de la conception de Gak PL, existant dans notre institut, vous permet de mettre en évidence les principaux problèmes, d'après avoir estimé une augmentation significative de l'efficacité dans un proche avenir.
1. Guck avec antenne de couverture conforme et conforme
Réduire le bruit de la PL associé aux efforts des projecteurs d'optimisation des solutions techniques des structures de sa coque et des mécanismes ont entraîné une réduction notable de la gamme du gaz dans le PL moderne. Une augmentation de l'ouverture d'antennes traditionnelles (sphériques ou cylindriques) est limitée à la géométrie de la pointe nasale du boîtier. Une re-succion évidente dans cette situation était la création d'antennes conformes (combinées aux intensités de pl), la superficie totale et, par conséquent, le potentiel énergétique est significativement supérieur à des indicateurs similaires pour les antennes de plongée-piégeage. La première expérience de la création de ces antennes a eu beaucoup de succès.
Une direction encore plus prometteuse semble créer des antennes de conformité et de revêtement situées le long du tableau de pl. La longueur de ces antennes peut être des dizaines de mètres et la surface est supérieure à cent mètres carrés. La création de tels systèmes est associée à la nécessité de permettre un certain nombre de problèmes techniques.
L'antenne de revêtement conformaire est située dans la région de l'effet dominant des vagues inhomogènes causées par des interférences structurelles, ainsi qu'un obstacle d'origine hydrodynamique, y compris le flux incident résultant de l'excitation. Les écrans acoustiques, traditionnellement utilisés pour réduire les effets des interférences à l'antenne, ne sont pas suffisamment efficaces dans la plage de basse fréquence des antennes embarquées. Les moyens possibles d'assurer le travail effectif des antennes à bord, à en juger par l'expérience étrangère, sont d'abord le placement constructif des machines et des mécanismes les plus bruyants et de telle sorte que leurs effets sur les systèmes intégrés soient minimes, et deuxièmement, l'utilisation des méthodes algorithmiques de réduction de l'impact des interférences structurelles sur le tractus HAC (méthodes d'adaptation pour la compensation des interférences structurelles, y compris l'utilisation du vibrateur placé dans le voisinage immédiat de l'antenne). L'utilisation de méthodes dites «de la phase vectorielle» d'informations de traitement, qui peuvent être utilisées pour augmenter l'efficacité du complexe, en raison du traitement conjoint des champs de pression et des vitesses oscillatoires. Une autre façon de réduire l'effet des interférences hydradynamiques influençant l'efficacité des antennes de couverture conformaire, est l'utilisation de convertisseurs de films (plaques de PVDF), permettant de calculer une superficie de 1,0x0,5 m de manière significative (à en juger par les données. Dans la littérature - jusqu'à 20 dB), réduisez l'effet des interférences hydrodynamiques sur un tractus à gaz.
2. ALGORITHMES DE TRAITEMENT DES INFORMATIONS HYDROACOUSTIQUES ADAPTATIVES D'ALGORITHMES D'INFORMATIONS CONCLENTIONS DU MODI DE DISTRIBUTION
Par "adaptation" comprenez traditionnellement la capacité du système à modifier ses paramètres, en fonction de l'évolution des conditions environnementales afin de maintenir son efficacité. En ce qui concerne les algorithmes de traitement sous le terme "adaptation", la coordination du chemin de traitement avec les caractéristiques des signaux et des interférences est implicite. Les algorithmes d'adaptation sont largement utilisés dans les complexes modernes et leur efficacité est déterminée principalement par les ressources matérielles du complexe. Des algorithmes plus modernes sont des algorithmes qui tiennent compte de la variabilité espace-temps du canal de propagation de signal. L'utilisation de tels algorithmes vous permet de résoudre simultanément les tâches de détection, de désignation ciblée et de classification à l'aide d'informations priori sur le canal de propagation du signal. La source de ces informations peut être des modèles océanologiques dynamiques adaptatifs, prédire avec une précision suffisante de la distribution de la température, de la densité, de la salinité et d'autres paramètres du support dans la zone d'action du PL. Ces modèles existent et sont largement utilisés à l'étranger. L'utilisation d'estimations suffisamment fiables des paramètres du canal de distribution permet, à en juger par des estimations théoriques, il est à plusieurs reprises d'améliorer la précision de la détermination des coordonnées de la cible.
3. Systèmes acustiquesplacé sur des véhicules sous-marins contrôlés de véhicules sous-marins solides de détection polystatique en mode actif, ainsi que la tâche de trouver les objets inférieurs chauffés
Le sous-marin lui-même est une structure énorme, de plus d'une centaine de mètres de long, et non toutes les tâches, dont la solution est nécessaire pour assurer sa propre sécurité, peut être résolue en plaçant les systèmes hydroacoustiques sur le navire lui-même. L'une de ces tâches est la détection d'objets inférieurs et solubles représentant le danger pour le navire. Pour examiner l'objet, vous devez vous en rapprocher de près, sans créer de menaces pour votre propre sécurité. Une manière possible de résoudre ce problème est la création d'un appareil non pilote sous-marin géré placé sur un sous-marin capable de manière indépendante ou en contrôlant une connexion câblée ou actionnée pour approcher l'objet d'intérêt et le classer, et si nécessaire pour détruire. En fait, la tâche est similaire à la création du complexe hydroacoustique lui-même, mais une miniature, ayant une propulsion de la batterie, placée sur un petit dispositif auto-propulsé, capable de ne pascroposer du sous-marin dans l'état submergé, puis de coller, Tout en garantissant constant communication bilatérale. Aux États-Unis, de tels dispositifs sont créés et inclus dans l'armement des sous-marins de la dernière génération (type "Virginia").
4. Développement et création de nouveaux matériaux pour les transducteurs hydroacoustiques qui diffèrent moins que la pesée et le coût
Des convertisseurs piézocéramiques, à partir de quelles antennes pour sous-marins sont créées - des structures extrêmement complexes, une piézocéramique en soi - un matériau très fragile et des efforts considérables sont nécessaires pour lui donner la force, tout en maintenant l'efficacité. Et une longue période est une recherche d'un matériau qui a les mêmes propriétés de transformation de l'énergie d'oscillation en électricité, mais représentant un polymère, durable, de la lumière, technologique.
Les efforts technologiques à l'étranger ont conduit à la création de films polymères du type PVDF, qui ont un effet piézoïène et pratique pour une utilisation dans les conceptions d'antennes de couverture (placées à bord d'un bateau). Le problème ici est principalement dans la technologie de créer des films épais assurant une efficacité d'antenne suffisante. Encore plus prometteuse, il semble que l'idée de créer un matériau avec les propriétés de la piézocéramique, d'une part, et des propriétés de l'écran de protection, de la noyade (ou de la diffusion) des signaux de l'hydrolecteur ennemi et réduit le bruit du navire de l'Eigencraft . Un tel matériau (piézoresine), appliqué au corps sous-marin, constitue en fait une antenne hydroacoustique de l'ensemble du navire, offrant une augmentation significative de l'efficacité des agents hydroacoustiques. L'analyse des publications étrangères montre que, aux États-Unis, de tels développements se sont écoulés dans la phase de prototypes, tandis que ces dernières décennies ne sont pas progrès dans cette règle.
5. Classification des objectifs
La classification de l'hydroacoustique est le problème le plus difficile associé à la nécessité de déterminer la classe de la cible en fonction des informations obtenues en mode de branchement (dans une moindre mesure - en fonction du mode actif). À première vue, le problème est résolu facilement - il suffit d'enregistrer le spectre de l'objet bruit, par rapport à la base de données et obtenez la réponse - quel est l'objet, avec une précision jusqu'à la nom de famille du commandant. En fait, le spectre de l'objectif dépend de la vitesse du cours, de l'objectif de la cible, observée par le complexe hydroacoustique, le spectre contient des distorsions dues au passage du signal à travers un canal de distribution de manière inhomogène aléatoire (milieu aqueux) et dépend donc de la distance, de la météo, du domaine d'action et de nombreuses autres raisons faisant la tâche de reconnaissance sur le spectre pratiquement intraitable. Par conséquent, d'autres approches sont utilisées dans la classification nationale liée à l'analyse des caractéristiques caractéristiques inhérentes à une classe de buts spécifique. Un autre problème nécessitant une recherche scientifique grave, mais nécessaire - la classification des objets en bas et enroulés associés à la reconnaissance des mines. Il est connu et confirmé expérimentalement que les dauphins reconnaissent certainement les objets de l'air et de l'eau en métal, en plastique, en bois. La tâche des chercheurs est de développer des méthodes et des algorithmes qui mettent en œuvre la même procédure qui effectue un dauphin qui résout une tâche similaire.
6. La tâche de légitime défense
La légitime défense est une tâche globale consistant à assurer la sécurité du navire (y compris la protection anti-nucléaire), qui inclut la détection, la classification, la désignation ciblée, la délivrance des données de source sur l'utilisation des armes et (ou). moyens techniques neutralisation. La particularité de ce problème est une utilisation complète des données provenant de divers sous-systèmes de gaz, identification des données provenant de diverses sources et fournissant une interaction d'informations avec d'autres systèmes de véhicules fournissant des armes.
Ce qui précède n'est qu'une petite partie de ces domaines prometteurs de recherche qui doivent être engagés pour accroître l'efficacité des armes hydroacoustiques créées. Mais de l'idée au produit - un long chemin, nécessitant des technologies de pointe, une recherche moderne et une base expérimentale, une infrastructure développée pour la production de matériaux nécessaires aux transducteurs et antennes hydroacoustiques, etc. Il convient de noter que dernières années Caractérisé par notre société un rééquipement technique sérieux de la base de production et de test, qui est devenue possible grâce au financement dans le cadre d'un certain nombre de programmes ciblés fédéraux, à la fois civile et à des fins particulières, ce qui conduit le ministère de l'Industrie et du Commerce Fédération Russe. Grâce à ce soutien financier au cours des cinq dernières années, il était possible de réparer complètement et de mettre à niveau de manière significative le plus grand pool d'essai hydroacoustique d'Europe, situé sur le territoire de l'Okeanpribor, concerné OJSC, à la mise à jour radicalement. capacité de production La préoccupation des plantes en série faisant partie de la préoccupation, grâce auxquelles la plante de Taganrog "Surbo" est devenue l'entreprise la plus parfaite d'instruments dans le sud de la Russie. Nous créons une nouvelle production - piézatériaux, cartes de circuit imprimé, à l'avenir - la construction de nouveaux espaces industriels et scientifiques, représente la mise en place de matériel de mise en place et de passage. Après 2-3 ans, la production et le pouvoir scientifique de l'entreprise, appuyés par la "banque de données" de nouvelles idées et développements, commenceront à créer une armement hydroacoustique de la cinquième génération, de sorte que la flotte de la marine-mer.
L'invention concerne le domaine de l'hydroacoustique et peut être utilisé comme une armement hydromoustique des sous-marins de diverses fins, ainsi que lors de travaux géologiques et hydroacoustiques sous-marins.
Les complexes hydroacoustiques (gaz) sont la base support d'information sous-marins. Le gaz typique comprend les chemins suivants (stations hydroacoustiques) et systèmes:
Silence silencieuse (SP), solitude, principalement, les tâches de détection de sous-marins et de navires de surface;
Hydrolections (CH), fonctionnant en mode actif de détection de cible sous-marine à une distance élevée;
Détection de signaux hydroacoustiques (OGS) conçus pour détecter ceux qui fonctionnent dans diverses gammes d'hydrolyateurs;
Son et identification;
Ministans (MI), qui effectue en même temps les caractéristiques de détection des obstacles près du sous-marin;
Central système informatique (CCC);
Système d'affichage, d'enregistrement, de documentation et de gestion (SORPP).
La composition de chaque chemin comprend des antennes acoustiques. Les périphériques générateurs sont connectés aux antennes rayonnantes et avec des dispositifs de prétraitement de réception.
Le sous-marin GSU 90 est connu, développé par STN Atlas Electronic (Allemagne), contenant HP, CP, OGS, la communication et MI, et CVS, SORG et un pneu total.
Les signes, communs avec le gaz réclamé, sont toutes des composants répertoriés de cet analogue.
Les raisons qui empêchent la réalisation de cet analogue du résultat technique obtenu dans l'invention sont un niveau relativement élevé d'interférences hydrodynamiques et du bruit du bateau et de l'absence de possibilité de travail indépendant et simultanément des gestionnaires et une communication sonore et identification , ainsi qu'une plage de fréquences relativement étroite de signaux connectés.
À partir de ces lacunes, le gaz est gratuit, protégé par le certificat de la Fédération de Russie n ° 20388 pour un modèle d'utilité, IPC G01S 3/80, 15/00, 2001. Cet analogique contient toutes les composantes du premier analogue, cependant, la antenne large bande non directionnelle émise et est également introduite dans son trajet de distribution et son identification. Le dispositif générateur, et dans les antennes de la tractueuse OGS et du haut débit et un dispositif de prétraitement, tandis que toutes les antennes acoustiques sont placées dans le carénage du nez ou dans la clôture de la coupe.
Tous les composants de cet analogique, ainsi que les composants du premier analogique, sont inclus dans la composition du gaz proposé.
Les raisons qui empêchent la réalisation de cet analogue du résultat technique atteint dans l'invention sont les suivantes:
Un aperçu limité de l'antenne principale du tractus HP, en raison de l'assombrissement des coins d'alimentation avec le cas;
Les tailles limitées de l'antenne nasale principale ne permettent pas de localiser les sources de signaux, dont la gamme de fréquences est inférieure à 0,8 à 1,0 kHz;
La seule antenne émettrice du chemin de la main a un secteur d'irradiation limité et relativement étroit de l'espace dans le compartiment nez;
L'antenne émettrice nasale du trajet de communication et l'identification est ombrée par le corps, ce qui élimine le lien avec des correspondants dans le secteur des coins d'alimentation;
Réception des signaux de tractus ogs sur une antenne avec une caractéristique multi-traitement de la direction (xn) empêche la conception du carénage nasal;
L'antenne haute fréquence ciblée du chemin OGS sombre la conception de la clôture de la clôture.
L'essence la plus proche de l'essence technique au revendiquée (prototype) est un gaz sous-marin, protégé par le brevet de la Fédération de Russie n ° 24736 pour un modèle d'utilité, cl. G01S 15/00, 2002. Il contient les chemins du SP principal et supplémentaire, le tractus ogs, le tractus HL, le tract de la communication et de l'identification, du chemin du ministère et de la détection des obstacles de la navigation (MI), des CVS, SORG et un pneu total.
Le tractus principale SP contient l'antenne de réception nasale principale, réalisée avec la possibilité de former une caractéristique de la fédération statique dans des plans horizontaux et verticaux, et le premier dispositif de prétraitement placé dans la capsule à l'intérieur de l'antenne.
Le tractus d'un SP supplémentaire contient une antenne remorquée étendue flexible (GPBA), un câble de câble, un dispositif de collecteur de courant et un dispositif de pré-traitement.
Le chemin OGS contient trois antennes de réception et dispositif de pré-traitement. La première antenne est placée dans la partie nasale de la clôture de la coupe et a un XN multi. La deuxième antenne est placée dans la partie d'alimentation de la clôture de la coupe et est omnidirectionnelle et haute fréquence. La troisième antenne est large bande et ses blocs sont placés dans le carénage nasal, dans la partie arrière de la clôture de la coupe et sur les côtés du sous-marin.
Le trajet d'hydrolection contient une antenne émettrice d'abattage, placée dans la partie nez de la clôture de la découpe, deux antennes émettrices intégrées, situées des deux côtés du sous-marin et le dispositif générateur.
Le chemin de communication et l'identification contiennent une antenne émettrice nasale, placée dans une antenne à usure de nez à l'usure, placée dans la clôture de la coupe et le dispositif générateur.
Le tractus contient une antenne de transmission de réception, réalisée avec la possibilité de rotation de la HN dans le plan vertical et le dispositif de génération, le commutateur "récepteur" et le dispositif de prétraitement.
Le sorf de l'appareil est constitué de suppression double glissante avec des dispositifs périphériques connectés. Entrées et sorties Il est connecté directement au CVS.
Grâce au pneu total, les dispositifs générateurs et les dispositifs de pré-traitement de tous les chemins sont connectés au CVC et à Sorror.
Les signes, communs avec les signes du gaz proposé, sont toutes des composantes répertoriées du complexe de prototypes et de la relation entre elles.
La raison pour laquelle la réalisation du résultat technique atteint dans le prototype complexe atteint dans l'invention est un secret relativement faible du complexe.
Une autre raison empêchant le résultat du résultat indiqué est une plage insuffisante d'objectifs sous-marins en mode HL.
Ces deux raisons sont dues au fait que les antennes du chemin HL émettent simultanément un signal dans presque toutes les directions, bien que le signal lui-même et l'impulsion. Le fait est que les trois antennes du chemin CL ont un XN assez large pour bloquer le secteur du travail, à l'exception des coins d'alimentation. Cela vous permet de détecter le rayonnement de presque n'importe quelle partie, ce qui augmente considérablement la probabilité de détection de sous-marins. D'autre part, une grande largeur de la HN de l'antenne entraîne une diminution de son coefficient de gain, et donc la puissance du signal émis, ce qui signifie la plage de la cible sur laquelle cette puissance sera suffisante pour sa détection confiante. .
La tâche technique, sur la solution dont l'invention est dirigée, est d'augmenter la largeur du fonctionnement du gaz et de la plage de détection des objectifs en mode HL.
Le résultat technique est obtenu par le fait que, dans la société connue, toutes les antennes rayonnantes du tracture HL sont effectuées électroniquement contrôlées par le nombre de rayons Xn et leur largeur et leur direction, tandis que les entrées de contrôle de ces antennes sont connectées via le total bus connecté au CSW et sorg, le nombre de rayons Xn à chacune des antennes par unité, plus que le nombre d'objectifs d'antenne accompagnés et leur largeur est minimale possible, mais suffisante pour la capture et le maintenance confiants de la cible, tandis qu'un Les rayons HN ont une largeur suffisante pour capter le but de l'escorte et scanner le coin dans les antennes du secteur de la responsabilité spécifiées et les rayons restants des antennes HN accompagnent la cible détectée détectée.
Pour obtenir un résultat technique dans le gak contenant le chemin du SP principal, le tractus de SP supplémentaire, le chemin OGS, le chemin HL, le tract de la communication et de l'identification, du chemin de MI, de CVS, de sorf et du pneu total, tandis que L'équipement est satisfait du double glissement avec des dispositifs périphériques connectés et délimitée avec des CV, le chemin HP principal contient l'antenne de réception nasale principale, réalisée avec la possibilité de former une Federa statique dans des plans horizontaux et verticaux et le premier dispositif de prétraitement , placé dans la capsule à l'intérieur de l'antenne et connecté directement à la sortie d'antenne et la sortie - à travers le pneu total avec CV et SORG, le chemin OGS contient la première antenne placée dans la partie nez de la clôture de la découpe et d'avoir un Multi-traitement HN, la deuxième antenne, placée dans la partie d'alimentation de la clôture de la découpe et constitue une troisième antenne haute fréquence et omnidirectionnelle, dont les blocs sont situés dans la partie d'alimentation du nez de la clôture de la découpe et des côtés Le bateau à double sens, qui est large bande et le deuxième dispositif de pré-traitement, dont les entrées de signal sont connectées directement aux sorties des antennes appropriées du chemin OGS et de l'entrée de commande et de la sortie - à travers un pneu total avec CV et Sorror, le chemin CL contient une antenne émettrice nasale claquant placée dans les clôtures de coupe du nez, deux antennes rayonnantes embarquées, placées des deux côtés du sous-marin et le premier dispositif générateur, dont les sorties sont connectées au signal Les entrées des antennes émettrices correspondantes du trajet HL et de l'entrée de commande - à travers un pneu total avec CV et SORO, le chemin de communication et l'identification contiennent une antenne rayonnante nasale placée dans la coopérative à base de nez, l'antenne émettrice d'alimentation, placée Dans la clôture de la découpe et le deuxième dispositif générateur, dont les sorties sont connectées aux entrées de signal des antennes émettrices du chemin de communication et de l'identification, ainsi que l'entrée de commande - à travers un pneu total avec CV et SORG, le tractus contient Antenne de transmission de la réception exécutée Euh avec la possibilité de rotation de la HN dans le plan vertical et le troisième générateur placé dans le nez, le troisième générateur, qui est connecté à la sortie d'entrée de l'antenne de chemin via le commutateur de réception et l'entrée de commande - pneu totale avec cv et sorg, et la troisième du dispositif de prétraitement, dont l'entrée est connectée directement à la sortie de l'antenne de transmission de réception et la sortie - à travers le pneu total avec le CCC et le SORP, le trajet de la SPP supplémentaire contient le GPB, via le câble-câble et le dispositif de collecteur de courant connecté au quatrième dispositif de pré-traitement connecté à sa sortie via un pneu total avec CCL et SORAG, toutes les antennes rayonnantes du trajet d'hydrolection sont contrôlées électroniquement à la fois contrôlées électroniquement. par le nombre de rayons Xn et leur largeur et leur direction, tandis que les entrées de contrôle de ces antennes sont connectées via le bus total connecté au CSW et à Sorrod, le nombre de rayons HN chacune de chaque antenne par unité est supérieur au nombre d'accompagnations par ces objectifs d'antenne et leur largeur est minimalement possible, mais Il est précis pour la capture et la maintenance confiants de la cible, tandis que l'un des rayons du XN a une largeur suffisante pour capturer l'objectif de l'escorte et analyse une antenne dans le secteur de la responsabilité d'antenne donnée et les rayons restants de la HN accompagnent les cibles détectées détectées.
Les études du GAA réclamé sur la littérature brevetée et scientifique et technique ont montré que l'ensemble des caractéristiques nouvellement introduites des antennes du tractuel HL et de nouveaux liens ainsi que le reste des éléments et les connexions du complexe ne sont pas disposés à la classification automatique. . Dans le même temps, il ne devrait pas être explicitement de l'art antérieur. Par conséquent, le gaz proposé devrait être considéré comme satisfaisant le critère "nouveauté" et avoir un niveau inventif.
L'invention est illustrée par le dessin sur lequel la figure 1 présente le diagramme structurel du gaz proposé.
Le complexe comprend des chemins du SP principal et additionnel, du tractus hl, du chemin HL, du tractus de la communication et de l'identification, du chemin de MI, du CSS et du SORG et un pneu total.
Le chemin principal SP contient l'antenne de réception nasale principale 1 et le dispositif de pré-traitement 2, connecté séquentiellement à l'antenne 1. Le dispositif 2 est placé dans une capsule hermétique à l'intérieur de l'antenne 1 (le composé d'antenne 1 avec le dispositif 2 est indiqué dans FIGUE. 1 flèche en pointillé). L'antenne 1 et le dispositif 2 sont multicanaux et consistent en n × m canaux, où n est la quantité de xn (canaux spatiaux) dans le plan horizontal, une m est la quantité de xn (canaux spatiaux) dans le plan vertical. Grâce au bus total 3 du complexe, le dispositif de tractus SP principal 2 est associé à CVS 4 et à SORG 5.
Le trafic d'une SP supplémentaire (basse fréquence) contient GPB 6, via un câble-câble 7 et un dispositif de collecteur de courant (sur la figure 1 n'est pas représenté) connecté au dispositif de prétraitement 8. Grâce au bus total 3 du complexe, le dispositif 8 du trajet du SPP supplémentaire est associé aux CVS 4 et SORG 5.
Le tractus HL contient une antenne émettrice de nez errant 9, deux antennes rayonnantes à bord 10 et 11 et le dispositif générateur 12. L'antenne 9 est placée dans la clôture de la coupe 13 et l'antenne 10 et 11 - des deux côtés du sous-marin. Les antennes 9, 10 et 11 sont gérables électroniquement. Leurs entrées de signal sont connectées directement aux sorties correspondantes du dispositif 12 et des entrées de commande - à travers le bus total 3 du complexe avec CVS \u200b\u200b4, ainsi que l'entrée de commande du dispositif 12.
Le chemin OGS contient des antennes 14, 15, 16 et un dispositif de pré-traitement 17. L'antenne 14 a un XN multipath et est située dans la partie nasale de la clôture de la coupe. L'antenne 15 est située dans la partie d'alimentation de la clôture de la découpe et est omnidirectionnelle et haute fréquence. L'antenne 16 est large bande et ses blocs 16.1, 16.2, 16.3 et 16.4 sont placés dans la pince nez 18, sur les côtés et dans la partie d'alimentation de la clôture de la clôture 13. Les sorties des antennes 14, 15 et 16 sont connectées directement aux entrées correspondantes du dispositif 17 reliées par sa sortie via un pneu total de 3 complexes avec CVS \u200b\u200b4 et Sorcha 5.
Chemin de communication et identification contiennent une antenne rayonnante nasale 19, l'antenne émettrice d'alimentation 20 et le dispositif générateur 21. L'entrée de commande du générateur 21 à travers le bus total 3 du complexe est connectée aux CVS 4, et les première et seconde sorties sont directement avec les antennes et 20 entrées, respectivement.
Le tractus contient une antenne de transmission de réception 22, le dispositif générateur 23, le commutateur de réception (non représenté) et le dispositif de prétraitement 24. L'antenne 22 est placée dans le carénage nasal 18 et est configurée pour faire pivoter la HN dans le plan vertical, sa sortie d'entrée via le commutateur de réception est connectée à la sortie du périphérique 23 et de l'entrée du périphérique 24. L'entrée de commande de Le dispositif 23 et la sortie du dispositif 24 à travers le complexe TIX TIRE 3 connecté à CVS 4 et SORG 5.
En plus du pneu total, 3 complexes entre les CVS 4 et Sorud 5 contiennent un certain nombre de connexions directes.
CCS 4 est une combinaison de processeurs universels et de processeurs spéciaux et présente la structure de l'ordinateur de contrôle.
Trier 5 se compose de deux consoles, chacune ayant deux affichages dans sa composition, des commandes (clavier, boutons, sockets). La structure des consoles est similaire à la structure d'un ordinateur personnel. Les périphériques typiques sont connectés aux ports des consoles: téléphone, haut-parleur, imprimante, enregistreur, enregistreur magnétique et optique.
Le travail du gaz proposé est effectué comme suit.
Les antennes de réception 1, 6, 14, 15 et 16 effectuent la transformation d'oscillations électriques (acoustiques) en mécanique. L'antenne 22 est réversible.
Dans le tractus HL, la réception d'écho est effectuée par antenne 1. Dans le chemin de communication et l'identification de la réception des signaux de communication et des signaux d'écho effectue également une antenne 1.
Dans les dispositifs de générateur 12, 21 et 23, un signal d'impulsion de la puissance requise est formé pour l'amplification et le rayonnement ultérieurs en tant que signal de sondage avec des antennes 9, 10 et 11 du trajet manuel, des antennes 19 et 20 du trajet de communication et de l'identification et antenne 23 tractus. Les signaux de commande des paramètres des signaux générés sont formés pour trier 5 et le CCS 4.
Les dispositifs 2, 8, 17 et 24 du prétraitement sont pré-traitement des signaux reçus, c'est-à-dire leur amplification, filtrage, traitement de temps de fréquence et conversion de la vue analogique en numérique.
CCS 4 et SORG 5 sont des systèmes impliqués dans le travail de tous les chemins HAC. Ils travaillent avec des données numériques. La base des travaux de ces systèmes est l'algorithme de traitement d'informations mis en œuvre par logiciel. Ces fonds sont effectués:
La formation complète des paramètres du signal d'impulsion, qui puis dans les dispositifs de générateur est formée et amplifiée par puissance;
La formation de la HN des antennes contrôlées du tractus HL, en tenant compte de la nécessité de scanner leurs rayons;
Traitement secondaire des informations qui détecte la structure de signal fin;
Prendre une décision sur la détection de l'objectif;
Cible de support automatique.
Le fonctionnement du gaz est géré par des opérateurs placés derrière les consoles. Trier 5. Le mode de fonctionnement principal est la réception, avec le SP principal et additionnel, les OGS, la communication. Les chemins HL et MI, ainsi que le mode "Travail actif" du chemin de communication, sont inclus sur le rayonnement sur les commandes du SORPP. 5. Les canaux de réception fonctionnent simultanément et indépendamment les uns des autres. Les signaux reçus à travers des antennes 1, 14, 15, 6, 6 entrent les dispositifs 2, 8, 17, 24, sont basés sur des gammes de fréquences, leur traitement de fréquence est effectué. En outre, les signaux reçus et transformés sur le total du bus 3 sont inscrits au CCC 4, où le logiciel sur la base des algorithmes effectués dans les algorithmes de gaz a produit le traitement du signal secondaire. Les éléments du mouvement et des coordonnées des objectifs sont déterminés, les données obtenues dans le même objectif de divers chemins sont généralisées. L'opérateur décide de l'attribution des objectifs de support automatique et transmet la commande appropriée.
S'il existe une commande de l'opérateur approprié de Sorud 5 sur l'inclusion des principaux modes actifs, cette commande entre dans le CSW 4 et traitée. Une commande complète contenant des codes de paramètres de mode de rayonnement est produite dans CVS 4. Selon le pneu total 3, cette commande est transmise au dispositif générateur 12 (21, 23), où la formation d'un puissant signal d'impulsion du rayonnement fournie à l'antenne 9, 10, 11 (19, 20.22) est générée.
Lors du fonctionnement du combiné en mode actif, en raison de la commande électronique des antennes dans chacune des antennes 9, 10 et 11, l'une des rayons de son HN a une largeur suffisante pour une capture certaine de la cible d'escorte et scanne le coin dans le secteur spécifié du travail de cette antenne. Dans le cas de la présence dans ce secteur, ces derniers sont détectés par le faisceau de balayage et sont transmis au support. Dans le même temps, la numérisation de la poutre "Recherche" n'est pas interrompue, mais un faisceau HN supplémentaire est formé, orienté vers la cible nouvellement découverte. Ce rayon est accompagné du but nouvellement découvert. Sa largeur dépend de la plage de la cible, de sa taille et de sa vitesse de mouvement dans la direction perpendiculaire à la direction "sous-marin - cible". Cette largeur est définie pratiquement. Il devrait être le minimum possible, mais suffisant pour accompagnement confiant de l'objectif. Avec l'avènement de chaque nouvel objectif dans la nouvelle direction, le processus décrit est répété et une autre HN de l'antenne est formée, qui est établie sur le maintien de cette fin. Ce processus sera répété jusqu'à ce que tous les objectifs qui se trouvent dans le domaine de la responsabilité de l'antenne ne soient pas accompagnés des rayons correspondants de l'antenne HN.
Ainsi, lors du fonctionnement du chemin de la main, le rayonnement du signal de sondage est effectué par plusieurs faisceaux étroits (le nombre de rayons par unité dépasse le nombre d'objectifs et si les fins sont dans une direction, elle est encore moins). . Ce complexe proposé diffère de manière significative du prototype dans lequel le contrôle des antennes du tractus GL. Dans la ligne manuelle du prototype, la largeur de la HN de chacune des antennes devrait être au moins la largeur du secteur de la responsabilité de l'antenne, autrement en termes de ce secteur, l'objectif ne peut pas être détecté du tout.
Dans le prototype en mode HL, le rayonnement du signal de sondage est effectué en continu tout au long du secteur de la responsabilité des antennes. Ce rayonnement peut donc être détecté dans n'importe quelle direction. Dans le GAA proposé dans la plupart des cas dans la plupart du secteur exploratoire, le rayonnement est manquant ou effectué avec de grandes interruptions. Cela réduit considérablement la probabilité de détection de rayonnement et de déterminer les coordonnées de sa source lors de l'utilisation du gaz proposé par rapport au prototype.
De plus, la «recherche» dans le gaz proposé a un JN plutôt étroit, ce qui vous permet de concentrer toute l'énergie du dispositif générateur dans le secteur étroit dans lequel il existe un objectif irradié, ce qui équivaut à une augmentation de La puissance de la cible de signal comparée au prototype, où la largeur de l'antenne est grande et la majeure partie de l'énergie émise passe par l'objectif irradié.
Une augmentation de la puissance de la cible de signal conduit à une augmentation de sa plage de détection.
Ainsi, l'écart proposé fournit une augmentation de la sécurité du complexe et de la plage de détection de la cible au mode de la cheminée par rapport au prototype.
Le gaz inventif est assez facile à mettre en œuvre. Les antennes du tractus GL peuvent être mises en œuvre conformément aux recommandations données dans le livre [L.K. Samoilov. Contrôle électronique des caractéristiques d'orientation des antennes. - L.: La construction navale. - 1987]. Les dispositifs restants peuvent être effectués en tant que périphériques de prototype correspondants.
Le complexe hydroacoustique du sous-marin contenant le trajet du silence principal, le trajet d'un silence supplémentaire, le chemin de détection des signaux hydroacoustiques, le chemin d'hydrolyclisation, le tract de la communication et de l'identification, du chemin du ministère et de la détection des obstacles de la navigation, Le système d'informatique central, l'affichage, l'enregistrement, la documentation, le système de contrôle et le pneu total, dans ce cas, l'équipement du système d'affichage, l'enregistrement, la documentation et le contrôle sont en suppression à deux dimensions avec des périphériques connectés et sont connectés au système d'informatique central, le chemin de détection principale du bruit contient l'antenne de réception nasale principale, configurée pour former une caractéristique de mise au point statique dans des plans horizontaux et verticaux, et le premier dispositif de pré-traitement placé dans la capsule à l'intérieur de l'antenne et connecté directement au sortie de l'antenne et la sortie - à travers le pneu total au centre ALLEN Système informatique et système d'affichage, enregistrement, documentation et contrôle, le chemin de la détection de signaux hydroacoustiques contient la première antenne placée dans la partie nasale de la clôture de la découpe et ayant une caractéristique multi-traitement de l'orientation, la deuxième antenne placée Dans la partie d'alimentation de la clôture de la découpe et constitue une troisième antenne haute fréquence et omnidirectionnelle dont les blocs sont placés dans la coordonnée du nez, dans la partie d'alimentation de la clôture de la découpe et sur les côtés du sous-marin, qui est large bande, et le deuxième dispositif de pré-traitement, dont les entrées de signal sont connectées directement aux sorties des antennes correspondantes du chemin de détection des signaux hydroacoustiques et de l'entrée de commande et de la sortie - à travers le total du pneu avec le système de calcul central et Le système d'affichage, l'enregistrement, la documentation et le système de contrôle, le chemin d'hydrolection contient une antenne émettrice nasale esclave, placée dans la partie nez de la clôture de la coupe, deux émetteurs à bord Antennes placées sur les deux planches du sous-marin et le premier dispositif générateur, dont les sorties sont connectées aux entrées de signal des antennes de rayonnement correspondantes du trajet d'hydrolyclisation et de l'entrée de commande - à travers le bus total avec le système de calcul central et Le système d'affichage, l'enregistrement, la documentation et la gestion, le chemin de communication et l'identification contiennent une antenne rayonnante nasale placée dans un coordinateur de nez, une antenne rayonnante d'alimentation, placée dans la clôture de la coupe et le deuxième dispositif générateur, dont les sorties sont connecté aux entrées de signal des antennes émettrices du trajet de communication et de l'identification, ainsi que l'entrée de contrôle - via un pneu total au système de calcul central et le système d'affichage, l'enregistrement, la documentation et la gestion, la voie du ministère et la détection des obstacles de la navigation contient une antenne émetteur-récepteur, réalisée avec la possibilité de rotation des caractéristiques d'orientation dans le plan vertical et placé dans le carénage nasal, le troisième générateur Dispositif d'ouverture, dont la sortie est connectée à la sortie d'entrée de l'antenne du chemin Ministand et la détection des obstacles de navigation via le commutateur "REÇU - Transmission" et l'entrée de commande - via le bus total avec le système d'informatique central et le système d'affichage, l'enregistrement, la documentation et le contrôle et le troisième traitement de périphérique préliminaire, dont l'entrée est connectée directement à la sortie de l'antenne émetteur-récepteur, et la sortie est via un bus total avec un système de calcul central et le système d'affichage , enregistrement, documentation et contrôle, la trajectoire de détection de bruit supplémentaire contient une antenne remorquée étendue flexible, à travers le câble-câble et le dispositif de collecteur de courant connecté à l'entrée le quatrième dispositif de pré-traitement relié par sa sortie via un pneu Système d'informatique central et système d'affichage, enregistrement, documentation et contrôle, caractérisé en ce que toutes les antennes rayonnantes du chemin d'hydrolection sont effectuées Les ONG contrôlées à la fois par le nombre de rayons caractéristiques des caractéristiques d'orientation et leur largeur et leur direction, tandis que les entrées de commande de ces antennes via le bus total sont connectées au système de calcul central et au système d'affichage, enregistrement, documentation et contrôle, le nombre des rayons des caractéristiques de référence de chacune des antennes par unité plus que le nombre d'accompagné de ces objectifs d'antenne, et leur largeur est minimale possible, mais suffisante pour la capture et l'accompagnement confiant de la cible, tandis que l'une des rayons de l'orientation Les caractéristiques ont une largeur suffisante pour capter le but de l'escorte et analysent l'angle dans le secteur de la responsabilité de l'antenne spécifié, et les rayons restants des caractéristiques d'orientation de l'antenne sont accompagnés de cette cible d'antenne.
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L'invention concerne le domaine de l'hydroacoustique et est destiné à déterminer les paramètres du bruit des objets dans la mer. Enquêter sur le signal hydroacoustique de bruit de l'objet marin, en comparant avec un signal de prévision, formé dynamiquement pour la combinaison du bruit allégué de l'objet et des distances à l'objet en déterminant le coefficient de corrélation. Au maximum, la fonction de la dépendance du coefficient de corrélation sur le bruit prévu de l'objet et de la distance estimée à l'objet détermine conjointement l'évaluation du bruit de l'objet et estimer la distance à l'objet. Le résultat technique de l'invention est d'augmenter la précision de l'estimation du bruit d'objet avec une diminution simultanée du nombre total d'opérations arithmétiques lors des évaluations du bruit de l'objet et de la distance à l'objet. 2 il.
L'invention concerne des retards acoustiques (AP), des localisateurs acoustiques (AL) et peuvent être utilisés pour déterminer le roulement de la source sonore (à partir de). L'objectif de l'invention est d'augmenter la précision de la direction de la découverte des surfaces de la terre inclinées au plan d'horizon, où l'antenne acoustique est située et réduisant le temps nécessaire à la définition du roulement de cette source. Le roulement de ce procédé est déterminé comme suit: la température de l'air est mesurée, la vitesse du vent, l'angle de direction de sa direction dans la couche de surface de l'atmosphère et les introduisent à la machine de calcul électronique, décrivant par la carte topographique de l'attention particulière. (fossé), où les positions d'artillerie d'artillerie peuvent être placées et le mortier sélectionné sur le sol la plate-forme plate d'une forme rectangulaire avec une longueur d'au moins trois cents mètres et une largeur d'au moins dix mètres, ce qui serait à peu près perpendiculaire à La direction sur le fossé approximatif, mesurez l'angle d'inclinaison de ce site dans le plan d'horizon et en tenant compte de cet angle, à l'aide d'un dispositif mécanique optique et d'un rail de gamme, définissez la RFP de manière particulière sur le sol, prendre Les signaux acoustiques et les interférences, convertissez-les en signaux et interférences électriques, sont traités dans 1 et 2 canaux pour traiter les signaux AP ou Al, déterminé à la sortie de ces canaux de tensions constantes U1 et U2, qui ne sont venus que du fossé, déduire À partir de la tension U1 de la tension U2, ces tensions sont pliées, la différence de différence est obtenue à leur quantité ηc. Et automatiquement, le programme est calculé par un véritable roulement de la source sonore de α. 8 ans
L'invention concerne le domaine de l'hydroacoustique et peut être utilisé dans le développement de systèmes de détermination de coordonnées en fonction du trajet de la réduction du bruit des complexes hydroacoustiques. Le procédé comprend la réception d'un signal de bruit hydroacoustique de l'antenne hydroacoustique, en maintenant la cible en mode sans bruit, analyse spectrale du signal de bruit hydroacoustique dans une bande de fréquences large, la détermination de la distance à la cible, la réception du signal de bruit hydroacoustique est générée. de la moitié de l'antenne hydroacoustique, mesurez le spectre mutuel entre les signaux de bruit hydroacoustique pris la moitié des antennes hydroacoustiques; Mesurer la fonction d'autocorrélation de ce spectre mutuel (ACF); La fréquence porteuse du FISM de fonction d'autocorrélation est mesurée, la différence entre la fréquence de porteuse mesurée et la fréquence de support de référence du signal d'émission de bruit est la cible du fétatallone mesurée à une basse distance (fétalon-fisme) et la distance à la La cible est déterminée par la formule D \u003d (fétalon-fisme) K, où K le coefficient de proportionnalité calculé comme le rapport des modifications de la fréquence de support de la fonction d'autocorrélation par unité de détermination de la fréquence de référence. 1 il.
Les inventions concernent le domaine de l'hydroacoustique et peuvent être utilisées pour contrôler le niveau d'émission de bruit de l'objet sous-marin dans l'invention du réservoir. Le résultat technique obtenu à partir de l'introduction d'inventions consiste à obtenir la possibilité de mesurer le niveau de bruit du flotteur sous-marin directement de la fossilité elle-même. Ce résultat technique est obtenu par le fait que le ou les module (s) équipés d'hydrophones, augmentent le module de mesure (IM) et le niveau d'émission de bruit est mesuré en l'utilisant. Il est équipé d'un système de vérification de ses performances sans démonter le dispositif. 2n. et 11 z.p. F-ls, 3 ans.
L'appareil (100) pour résoudre l'ambiguïté de l'estimation (105) DOA (φ ^ AMB) contient un analyseur (110) des estimations de la DOA pour analyser l'estimation (105) DOA (φ ^ AMB) pour obtenir un ensemble (115) de paramètres d'analyse ambiguë (~ i ... ~ n; f (~ i) ... f (~ n); Fenh, i (^ ^ amb) ... Fenh, n (^ ^ Amb); gp (φ ~ i). .. φ ~ n); d (~ i) ... d (~ n)) en utilisant des informations (101) du déplacement et des informations (101) de la Le déplacement est le rapport (φ ^ ↔φ) entre les personnes déplacées (φ) et une estimation non formée de la DOA () et du bloc (120) de l'autorisation d'ambiguïté pour résoudre l'ambiguïté dans l'ensemble (115) des paramètres d'analyse ambigus ( ~ ~ I ... ~ N; F (~ ~ I) ... F (φ ~ N); Fenh, i (^ ^ Amb) ... Fenh, n (^ ^ amb); GP (φ ~ ~ i) ... GP (φ ~ n); D (φ ~ i) ..d (~ n)) Pour obtenir un paramètre autorisé sans ambiguïté (~ Res; Fres, 125). 3n. et 12 zp F-li, 22 yl.
L'invention concerne le domaine de l'hydroacoustique et peut être utilisé comme une armement hydromoustique des sous-marins de diverses fins, ainsi que lors de travaux géologiques et hydroacoustiques sous-marins. Le complexe comprend les chemins de la réduction de bruit principale et supplémentaire, le trajet de détection de signal hydroacoustique, le chemin d'hydrolyclisation, le chemin de communication et le chemin d'identité, le chemin du ministère et la détection des obstacles de la navigation, le système d'informatique central, le système d'affichage, l'enregistrement, Documentation et contrôle et le pneu total. Dans ce cas, toutes les antennes rayonnantes du trajet d'hydrolection sont contrôlées électroniquement par le nombre de faisceaux des caractéristiques d'orientation et de leur largeur et de leur direction. Le chemin d'élimination principale du bruit contient l'antenne de réception nasale principale et le premier dispositif de pré-traitement. Le trajet de détection des signaux hydroacoustiques contient trois antennes de réception et le deuxième dispositif de pré-traitement. Le chemin d'hydrolection contient trois antennes commandées électroniquement et le premier dispositif générateur. Le chemin de communication et l'identification contiennent deux antennes rayonnantes et le deuxième dispositif générateur. MINISTAND MINISTAND ET DÉVELOPPEMENT DISTRIBUTION DES ANNENNES CONSTRUITES, LE TRANSFERT DE TRANSFERTURE, UN DÉPARTEMENT DE GÉNÉRATIVEMENT ET DE LA DIRECTURE DE PRÉ-TRAITEMENT. Le tract de la réduction de bruit supplémentaire contient une antenne remorquée étendue flexible, un câble de câble, un dispositif de collecteur de courant et un quatrième dispositif de pré-traitement. Résultat technique: Améliorer le fonctionnement du fonctionnement du gaz et la plage de détection des cibles en mode GL. 1 il.
Hydroacience sous-marine russe au tournant du XXIe siècle
Hydroacience militaire - Science d'élite, dont le développement ne peut se permettre qu'un état fort
Herman Alexandrov
Avoir le plus grand potentiel scientifique et technique (la société emploie 13 médecins et plus de 60 candidats de la science), la préoccupation élabore les orientations prioritaires suivantes des hydroacoustiques nationales:
Complexes hydroacoustiques passives et actifs multifonctions (gaz) et systèmes (gaz) Éclairage de l'ameublement sous l'eau dans l'océan, y compris des sous-marins, des navires de surface, des aéronefs, des systèmes de détection des nageurs sous-marins;
Systèmes avec des antennes de remorquage étendues flexibles pour travailler dans une large gamme de fréquences pour les navires de surface et les sous-marins, ainsi que stationnaire;
Complexes hydroacoustiques immobiles passifs actifs, passives et actifs pour la protection de la zone d'étagère de la pénétration non autorisée de navires de surface et de sous-marins;
Navigation hydroacoustique et systèmes de recherche et d'enquête ";
Les transducteurs hydroacoustiques, les antennes, les matrices d'antenne progressives de forme complexe ayant jusqu'à plusieurs mille canaux de réception;
Écrans acoustiques et carénages transparents solides;
Systèmes de transmission d'informations pour le canal hydroacoustique;
systèmes adaptatifs pour transformer des informations hydroacoustiques dans des conditions d'interférence complexe hydro-côtières et de signaux;
Classificateurs de buts pour leurs signatures et par la structure fine du champ sonore;
Compteurs de vitesse sonore pour les navires de surface et les sous-marins.
Préoccupation Aujourd'hui, c'est dix entreprises situées à Saint-Pétersbourg et à la région de Leningrad, Taganrog, Volgograd, Sverododvinsk, République de Karelia et Instituts de recherche, usines de production d'équipements hydroacoustiques, équipements spécialisés pour la maintenance des équipements dans des installations, des polygones. Ce sont cinq mille spécialistes de haut niveau - ingénieurs, travailleurs, scientifiques, dont plus de 25% sont des jeunes.
Le personnel de l'entreprise a développé presque tout le gak PL ("Rubin", "Ocean", "Rubikon", "Skat", Skat-Datrhm, Skat-3), un certain nombre de complexes hydroacoustiques et de systèmes pour les navires de surface (" Platinum ", polynome, la station de détection de nageurs sous-marins" Pallada "), Systèmes fixes" Liman "," Volkhov "," Agam "," Dniester ".
Les systèmes hydroacoustiques pour les sous-marins créés par l'entreprise sont des moyens techniques uniques, dont la création nécessite les connaissances les plus strictes et une expérience formidable de l'hydroacoustique. Comme l'un aussi, la tâche de détecter un sous-marin avec un réducteur de bruit est similaire à la tâche de détecter la flamme de la bougie à une distance de plusieurs kilomètres de journée ensoleillée, et pourtant pour un sous-marin situé dans la position sous-marine de la Gak - presque la seule source d'informations sur l'environnement. Les principales tâches résolues par le complexe hydroacoustique sous-marin - la détection de sous-marins, des navires de surface, des torpilles en mode sans bruit, un soutien automatique des objectifs, de la définition de leurs coordonnées, de la classification des objectifs, de la détection et de la diffusion des cibles d'hydrogène, d'intercepter des signaux hydroacoustiques dans un large plage de fréquences, communication à grande échelle à de grandes distances, fourniture d'une révision de l'environnement proche et de la sécurité de la voile, de l'environnement de glace d'éclairage lors de la natation sous la glace, fournissant une protection de la mintaille de la torpille, résolvant les tâches de navigation - Mesure de la vitesse , profondeur, place, etc. En plus de ces tâches, le complexe doit avoir un système puissant de contrôle automatisé, un système d'auto-observation, doit produire en permanence les calculs hydrologiques les plus complexes afin d'assurer le fonctionnement de tous les systèmes et de prédire la situation dans la zone de la sous-marin. Le complexe a des simulateurs de tous les systèmes du complexe hydroacoustique, assurant la formation et la formation du personnel.
La base de tout complexe hydroacoustique - antennes, des grilles discrètes discrètes de formes complexes constituées de convertisseurs piézocéramiques, ce qui devrait assurer la réception des signaux du milieu de l'eau sur un bateau avec des charges énormes en raison de la pression hydrostatique. La tâche du gaz est de détecter ces signaux sur l'arrière-plan du bruit propre, du bruit de la rationalisation lorsque le bateau, le bruit marin qui interfigeait avec les objectifs et des masses toujours de facteurs masquant un signal utile.
Le gaz moderne est le complexe numérique le plus complexe qui traite d'excellents flux d'informations en temps réel (chaque complexe du complexe se compose de milliers de milliers, puis des dizaines de milliers d'éléments individuels, chacun doit être traité de manière synchrone avec tous les autres). Son travail n'est possible que lorsque vous utilisez les derniers systèmes multiprocesseurs assurant le problème de la bande simultanée, dans l'espace et la bande multitérieure, la fréquence, l'observation des champs acoustiques environnants.
L'élément le plus important et le plus responsable du complexe est que les dispositifs d'affichage ont reçu des informations. Lors de la création de ces appareils, non seulement les problèmes scientifiques et techniques, mais aussi ergonomiques, des problèmes psychologiques sont résolus - il ne suffit pas de prendre un signal de l'environnement externe, il est nécessaire que les opérateurs du complexe (et ce soit le nombre minimum de Les gens) à chaque moment de temps étaient une image complète de l'environnement environnant, contrôlant et en réalité la sécurité du navire, ainsi que le mouvement de nombreux objectifs, surface, sous-marine, air, représentant une menace potentielle ou un intérêt pour le sous-marin. Et les développeurs sont constamment équilibrés au bord du problème - d'une part, d'afficher la quantité maximale d'informations traitées par le complexe, et l'opérateur nécessaire, d'autre part, de ne pas perturber la "règle de meunier", qui limite la quantité d'informations capables d'être apprises en même temps.
Une caractéristique importante des systèmes hydroacoustiques, en particulier des antennes, constitue les exigences de leur force, de leur durabilité, de la capacité de travailler sans réparation et de remplacement très longtemps - dans les conditions de service de combat, réparer l'antenne hydroacoustique est généralement impossible.
Le gaz moderne ne peut être considéré comme un système auto-autosuffisant, fermé et uniquement comme élément d'un système de surveillance intégré du PL, recevoir et utiliser en permanence une information a priori à des fins de détection non acoustique, d'exploration, etc. et émettant des informations sur l'évolution de l'environnement sous-marin dans le système. Analyse des situations tactiques et des recommandations en suspens sur l'utilisation de divers régimes de gaz dans cette situation.
Le développement de complexes hydroacoustiques pour un sous-marin est une concurrence continue avec les développeurs d'un ennemi potentiel, d'une part, car la tâche la plus importante du GAC est de fournir au moins la parité dans la situation du duel (l'ennemi entend et vous reconnaît et vous avez à la même distance), et vous avez besoin de toutes les forces et outils pour augmenter la gamme de gaz et, principalement en mode passivité de silence, ce qui permet de détecter les objectifs, de ne pas faire de la démonstration de son emplacement propre, et avec des constructeurs de navires, Les projecteurs de navires sous-marins, de l'autre, car le bruit des sous-marins diminue avec chaque nouvelle génération, avec chaque nouveau projet, même avec chaque nouveau navire construit, et vous devez détecter un signal, en termes de niveau de plus petit dans lequel des bruits de mer environnants. Et il est évident que la création d'un complexe hydroacoustique moderne pour les sous-marins du XXIe siècle est le travail conjoint des développeurs du complexe et des développeurs du bateau, les efforts communs de la conception et de placer des éléments du gaz fabriqué sur Le navire de manière à ce que ses travaux dans ces conditions soient plus efficaces.
La conception de la conception de Gak PL, existant dans notre institut, vous permet de mettre en évidence les principaux problèmes, d'après avoir estimé une augmentation significative de l'efficacité dans un proche avenir.
1. Guck avec antenne de couverture conforme et conforme
Réduire le bruit de la PL associé aux efforts des projecteurs d'optimisation des solutions techniques des structures de sa coque et des mécanismes ont entraîné une réduction notable de la gamme du gaz dans le PL moderne. Une augmentation de l'ouverture d'antennes traditionnelles (sphériques ou cylindriques) est limitée à la géométrie de la pointe nasale du boîtier. Une re-succion évidente dans cette situation était la création d'antennes conformes (combinées aux intensités de pl), la superficie totale et, par conséquent, le potentiel énergétique est significativement supérieur à des indicateurs similaires pour les antennes de plongée-piégeage. La première expérience de la création de ces antennes a eu beaucoup de succès.
Une direction encore plus prometteuse semble créer des antennes de conformité et de revêtement situées le long du tableau de pl. La longueur de ces antennes peut être des dizaines de mètres et la surface est supérieure à cent mètres carrés. La création de tels systèmes est associée à la nécessité de permettre un certain nombre de problèmes techniques.
L'antenne de revêtement conformaire est située dans la région de l'effet dominant des vagues inhomogènes causées par des interférences structurelles, ainsi qu'un obstacle d'origine hydrodynamique, y compris le flux incident résultant de l'excitation. Les écrans acoustiques, traditionnellement utilisés pour réduire les effets des interférences à l'antenne, ne sont pas suffisamment efficaces dans la plage de basse fréquence des antennes embarquées. Les moyens possibles d'assurer le travail effectif des antennes à bord, à en juger par l'expérience étrangère, sont d'abord le placement constructif des machines et des mécanismes les plus bruyants et de telle sorte que leurs effets sur les systèmes intégrés soient minimes, et deuxièmement, l'utilisation des méthodes algorithmiques de réduction de l'impact des interférences structurelles sur le tractus HAC (méthodes d'adaptation pour la compensation des interférences structurelles, y compris l'utilisation du vibrateur placé dans le voisinage immédiat de l'antenne). L'utilisation de méthodes dites «de la phase vectorielle» d'informations de traitement, qui peuvent être utilisées pour augmenter l'efficacité du complexe, en raison du traitement conjoint des champs de pression et des vitesses oscillatoires. Une autre façon de réduire l'effet des interférences hydradynamiques influençant l'efficacité des antennes de couverture conformaire, est l'utilisation de convertisseurs de films (plaques de PVDF), permettant de calculer une superficie de 1,0x0,5 m de manière significative (à en juger par les données. Dans la littérature - jusqu'à 20 dB), réduisez l'effet des interférences hydrodynamiques sur un tractus à gaz.
2. ALGORITHMES DE TRAITEMENT DES INFORMATIONS HYDROACOUSTIQUES ADAPTATIVES D'ALGORITHMES D'INFORMATIONS CONCLENTIONS DU MODI DE DISTRIBUTION
Par "adaptation" comprenez traditionnellement la capacité du système à modifier ses paramètres, en fonction de l'évolution des conditions environnementales afin de maintenir son efficacité. En ce qui concerne les algorithmes de traitement sous le terme "adaptation", la coordination du chemin de traitement avec les caractéristiques des signaux et des interférences est implicite. Les algorithmes d'adaptation sont largement utilisés dans les complexes modernes et leur efficacité est déterminée principalement par les ressources matérielles du complexe. Des algorithmes plus modernes sont des algorithmes qui tiennent compte de la variabilité espace-temps du canal de propagation de signal. L'utilisation de tels algorithmes vous permet de résoudre simultanément les tâches de détection, de désignation ciblée et de classification à l'aide d'informations priori sur le canal de propagation du signal. La source de ces informations peut être des modèles océanologiques dynamiques adaptatifs, prédire avec une précision suffisante de la distribution de la température, de la densité, de la salinité et d'autres paramètres du support dans la zone d'action du PL. Ces modèles existent et sont largement utilisés à l'étranger. L'utilisation d'estimations suffisamment fiables des paramètres du canal de distribution permet, à en juger par des estimations théoriques, il est à plusieurs reprises d'améliorer la précision de la détermination des coordonnées de la cible.
3. Systèmes acoustiques placés sur des dispositifs sous-marins sans pilote contrôlés, tâches décisives de détection polystatique en mode actif, ainsi que la tâche de la recherche des objets inférieurs chauffés
Le sous-marin lui-même est une structure énorme, de plus d'une centaine de mètres de long, et non toutes les tâches, dont la solution est nécessaire pour assurer sa propre sécurité, peut être résolue en plaçant les systèmes hydroacoustiques sur le navire lui-même. L'une de ces tâches est la détection d'objets inférieurs et solubles représentant le danger pour le navire. Pour examiner l'objet, vous devez vous en rapprocher de près, sans créer de menaces pour votre propre sécurité. Une manière possible de résoudre ce problème est la création d'un appareil non pilote sous-marin géré placé sur un sous-marin capable de manière indépendante ou en contrôlant une connexion câblée ou actionnée pour approcher l'objet d'intérêt et le classer, et si nécessaire pour détruire. En fait, la tâche est similaire à la création du complexe hydroacoustique lui-même, mais une miniature, ayant une hélice de batterie placée sur un petit dispositif auto-propulsé, capable de rénover le sous-marin dans un état immergé, puis de coller, alors que fournir une liaison double face constante. Aux États-Unis, de tels dispositifs sont créés et inclus dans l'armement des sous-marins de la dernière génération (type "Virginia").
4. Développement et création de nouveaux matériaux pour les transducteurs hydroacoustiques qui diffèrent moins que la pesée et le coût
Des convertisseurs piézocéramiques, à partir de quelles antennes pour sous-marins sont créées - des structures extrêmement complexes, une piézocéramique en soi - un matériau très fragile et des efforts considérables sont nécessaires pour lui donner la force, tout en maintenant l'efficacité. Et une longue période est une recherche d'un matériau qui a les mêmes propriétés de transformation de l'énergie d'oscillation en électricité, mais représentant un polymère, durable, de la lumière, technologique.
Les efforts technologiques à l'étranger ont conduit à la création de films polymères du type PVDF, qui ont un effet piézoïène et pratique pour une utilisation dans les conceptions d'antennes de couverture (placées à bord d'un bateau). Le problème ici est principalement dans la technologie de créer des films épais assurant une efficacité d'antenne suffisante. Encore plus prometteuse, il semble que l'idée de créer un matériau avec les propriétés de la piézocéramique, d'une part, et des propriétés de l'écran de protection, de la noyade (ou de la diffusion) des signaux de l'hydrolecteur ennemi et réduit le bruit du navire de l'Eigencraft . Un tel matériau (piézoresine), appliqué au corps sous-marin, constitue en fait une antenne hydroacoustique de l'ensemble du navire, offrant une augmentation significative de l'efficacité des agents hydroacoustiques. L'analyse des publications étrangères montre que, aux États-Unis, de tels développements se sont écoulés dans la phase de prototypes, tandis que ces dernières décennies ne sont pas progrès dans cette règle.
5. Classification des objectifs
La classification de l'hydroacoustique est le problème le plus difficile associé à la nécessité de déterminer la classe de la cible en fonction des informations obtenues en mode de branchement (dans une moindre mesure - en fonction du mode actif). À première vue, le problème est résolu facilement - il suffit d'enregistrer le spectre de l'objet bruit, par rapport à la base de données et obtenez la réponse - quel est l'objet, avec une précision jusqu'à la nom de famille du commandant. En fait, le spectre de l'objectif dépend de la vitesse du cours, de l'objectif de la cible, observée par le complexe hydroacoustique, le spectre contient des distorsions dues au passage du signal à travers un canal de distribution de manière inhomogène aléatoire (milieu aqueux) et dépend donc de la distance, de la météo, du domaine d'action et de nombreuses autres raisons faisant la tâche de reconnaissance sur le spectre pratiquement intraitable. Par conséquent, d'autres approches sont utilisées dans la classification nationale liée à l'analyse des caractéristiques caractéristiques inhérentes à une classe de buts spécifique. Un autre problème nécessitant une recherche scientifique grave, mais nécessaire - la classification des objets en bas et enroulés associés à la reconnaissance des mines. Il est connu et confirmé expérimentalement que les dauphins reconnaissent certainement les objets de l'air et de l'eau en métal, en plastique, en bois. La tâche des chercheurs est de développer des méthodes et des algorithmes qui mettent en œuvre la même procédure qui effectue un dauphin qui résout une tâche similaire.
6. La tâche de légitime défense
La légitime défense est une tâche globale consistant à assurer la sécurité du navire (y compris la protection anti-nucléaire), qui comprend la détection, la classification, la désignation ciblée, la délivrance des données sources sur l'utilisation des armes et des moyens techniques d'opposition (ou). La particularité de ce problème est une utilisation complète des données provenant de divers sous-systèmes de gaz, identification des données provenant de diverses sources et fournissant une interaction d'informations avec d'autres systèmes de véhicules fournissant des armes.
Ce qui précède n'est qu'une petite partie de ces domaines prometteurs de recherche qui doivent être engagés pour accroître l'efficacité des armes hydroacoustiques créées. Mais de l'idée au produit - un long chemin, nécessitant des technologies de pointe, une recherche moderne et une base expérimentale, une infrastructure développée pour la production de matériaux nécessaires aux transducteurs et antennes hydroacoustiques, etc. Il convient de noter que ces dernières années sont caractérisées par notre société un rééquipement technique sérieux de la base de production et de test, qui est devenue possible grâce au financement dans une variété de programmes ciblés fédéraux, à la fois des rendez-vous civils et spéciaux, qui conduit à la Ministère de l'industrie et du commerce de la Fédération de Russie. Grâce à ce soutien financier au cours des cinq dernières années, il était possible de réparer complètement et de mettre à niveau de manière significative le plus grand pool d'essai hydroacoustique en Europe, situé sur le territoire de l'Okeanpribor concerné de l'OJSC, de mettre à jour radicalement les installations de production de la préoccupation des plantes en série. , de sorte que la plante Taganrog "Surbo" est devenue la plus parfaite entreprise d'instruments dans le sud de la Russie. Nous créons une nouvelle production - piézatériaux, cartes de circuit imprimé, à l'avenir - la construction de nouveaux espaces industriels et scientifiques, représente la mise en place de matériel de mise en place et de passage. Après 2-3 ans, la production et le pouvoir scientifique de l'entreprise, appuyés par la "banque de données" de nouvelles idées et développements, commenceront à créer une armement hydroacoustique de la cinquième génération, de sorte que la flotte de la marine-mer.
Chapitre 1. Analyse des principales méthodes de détermination de l'emplacement de la source de signaux de navigation avec des perles ultra-threads.
1.1. Fixer le problème du développement d'un complexe de navigation hydroacoustique.
1.1.1. Expérience de l'IPMT dans le développement des systèmes de navigation de régime.
1.1.2. Les tâches de développement de Hans-Uch.
1.2. Méthodes d'amplitude pour déterminer les informations d'éclairage avec des antennes de petite taille (ultra-proposition).
1.2.1. Antenne équidistante linéaire.
1.2.2. Antenne équidistante circulaire.
1.2.3. Possibilité de faire face avec précision les retards d'amplitude.
1.3. Sur la mesure du déphasage du déphasage de la MESVD deux signaux tonaux, du bruit déformé.
1.4. Direction de phase estimée Recherche de formules dans des systèmes avec des antennes de configuration simples.
1.4.1. Récepteur d'élément de baie.
1.4.2. Récepteur à quatre éléments.
1.4.3. Délai de phase à six canaux.
1.5 Le procédé d'appauvrissement de la source de signaux de navigation à l'aide d'antennes discrètes circulaires avec un grand nombre d'éléments.
1.5.1. La sortie des formules estimées et l'évaluation de l'erreur du delier UB avec une base circulaire.
1.5.2. Les algorithmes de recherche de direction pour la direction de la direction avec une base circulaire, en tenant compte des modifications de l'orientation de l'antenne d'angle.
1.6. Conclusions.
Chapitre 2. Traitement statistique d'informations sur le système de navigation hydroacoustique avec une base ultra-ardente.
2.1. Résoudre la tâche de la couche de couche basée sur des méthodes de traitement statistique.
2.2. Équations de couche pour les antennes multi-éléments de différentes configurations.
2.2.1. Antenne multi-éléments linéaire.
2.2.2. Antenne avec un nombre arbitraire d'éléments sur une base de données circulaire.
2.2.3. Antenne à quatre éléments.
2.2.4. Antenne circulaire avec un élément supplémentaire au centre.
2.2.5. Antenne à deux cabines.
2.2.6. Conclusions.
2.3. Caractéristiques du traitement de beaucoup de signal de navigation de fréquence.
2.4. Configuration de l'antenne et évaluation de précision potentielle.
2.4.1. Antennes avec une distance de demi-onde entre les éléments.
2.4.2. Antennes réécrites.
2.4.3. Sélectionnez le secteur de la révision basé sur l'antenne phase.
2.5 Conclusions.
Chapitre 3. Méthodologie pour évaluer la précision des systèmes de navigation avec une base ultra-vis.
3.1. Évaluation de la composante systématique de l'erreur de la définition du roulement.
3.1.1. Fonction de phase d'une antenne de réception multi-éléments imparfaite.
3.1.2. Développement d'équipements pour la certification métrologique de recevoir des antennes multi-éléments.
3.1.3. Études expérimentales de la précision des antennes dans des conditions de laboratoire.
3.2. Estimations de la précision du Finder de direction à large bande (étude des caractéristiques de l'antenne pour traiter un signal de navigation multi-fréquences).
3.3. Etudes expérimentales sur les caractéristiques de base des perles Ultakow-Ultakow système de navigation Dans les conditions d'une petite mer.
3.3.1. La méthode de certification du système en comparant avec les données du système de navigation certifié (sur l'exemple de HANS-DB).
3.3.2. Méthodes d'évaluation de la précision des mesures angulaires par des données de réglage.
3.3.3. Méthode de remise des diplômes du système de navigation de base ultra-tension dans des conditions à grande échelle à l'aide de la balise de référence.
3.3.4. Justification métrologique pour l'obtention du diplôme du système de navigation de base ultra-tension selon Hans DB et GPS.
3.4. Évaluation des caractéristiques métrologiques de HANS-UBB sous la mer profonde.
3.5 Conclusions.
Chapitre 4. Méthodes de construction et de développement des principaux éléments du système de communication hydroacoustique de l'appareil sous-marin. 146 4.1. L'approche générale de l'évaluation des principaux paramètres du Gass pour l'ANCA.
4.1.1. Général.
4.1.2. Sur la structure du symbole d'information.
4.1.3. Sur la synchronisation.
4.1.4. Sur la sélection de l'impulsion pour évaluer les caractéristiques du canal de communication.
4.1.5. Traitement du bloc de données.
4.1.6. Modélisation numérique du canal de communication. 153 4.2.0 Développement de piézopraverteurs à large bande et d'antennes pour Gass.
4.2.1. Piézo-méthodes cylindriques à large bande.
4.2.2. Piézopravertisseurs cylindriques avec caractéristiques contrôlables
4.2.3. Type de piston à large bande Piézo-formers.
4.2.4. Sur la correspondance électrique des piézopraverteurs dans une large bande de fréquences.
4.2.5. Sur l'efficacité énergétique des transducteurs à large bande.
4.2.6. Caractéristiques des antennes développées.
4.3. Récepteur multi-éléments de signaux de gassement avec contrôle adaptatif de la HN en fonction du formateur de direction du système de navigation.
4.3.1. Traitement de l'information.
4.3.2. Caractéristiques de l'antenne UBB lors de la réception des signaux de système de communication.
4.4. Etude expérimentale du système de communication multi-fréquences non cohérent avec correction d'amplitude du rapport engrenage du canal.
4.4.1. Algorithme de traitement d'un signal multi-fréquences.
4.4.2. Régime structurel Systèmes de communication.
4.4.3. Études expérimentales des éléments du système de communication hydroacoustique dans les conditions d'une petite mer.
4.5. Conclusions.
Chapitre 5. Développement du décalage Doppler dans le cadre du système de navigation intégré de l'appareil sous-marin.
5.1. Antennes.
5.2. Traitement spectral des signaux d'impulsion courts.
5.3. Structure et circuits.
5.4. Études étrangères sur les caractéristiques du décalage dans le cadre des ANCA.
5.5 Conclusions.
Chapitre 6. Mise en œuvre technique et expérience de l'application pratique des moyens hydroacoustiques de navigation de robot sous-marin. 207 6.1. Mise en œuvre technique du système de navigation hydroacoustique avec une base ultra-vis.
6.1.1. Schéma structurel de HANS-UKB.
6.1.2. Caractéristiques du matériel de construction.
6.1.3. Système de navigation d'antenne de réception.
6.1.4. Traitement de l'information.
6.1.5. Interface utilisateur.
6.1.6. Logiciel.
6.1.7. Tests étrangers et exploitation pratique de HANS-UKB.
6.2. Caractéristiques techniques du kit de l'instrument Gass.
6.2.1. Caractéristiques principales.
6.2.2. Principe d'opération.
6.2.3. Diagramme structurel du récepteur.
6.2.4. La structure du signal de gassement.
6.2.5. Les résultats des tests marins dans la mer profonde.
6.3. Complexe de navigation hydroacoustique.
6.3.1. La composition et le but du complexe de navigation du navire.
6.3.2. Propositions techniques pour le développement d'un système de navigation et de gestion combiné.
6.4. Tests complexes de la navigation hydroacoustique et de l'expérience dans leur utilisation pendant le travail réel.
6.4.1. Tests de navigation complexes.
6.4.2. Vivre application pratique Outils de navigation hydroacoustique lors de véritables moteurs de recherche.
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Conclusion de la thèse sur le sujet "Acoustics", Matvienko, Yuri Viktorovich
Principaux résultats:
1. Les principes de construction de systèmes ultra-pointillé ont été étudiés et une analyse des méthodes de base pour déterminer la position angulaire de la source de signaux de navigation tonale et à large bande lors des informations de traitement des antennes de réception de petite taille ont été étudiées.
Des expressions estimées ont été obtenues et la direction de la recherche des caractéristiques des retards d'amplitude avec le traitement total des données de différence ont été étudiées.
La faible précision potentielle des systèmes de configuration les plus simples contenant une, deux ou trois paires de récepteurs orthogonaux est notée avec les méthodes de traitement de données de phase et la nécessité de compliquer des systèmes d'accroître la précision est notée.
Procédé de direction de la direction de signaux tonaux basés sur l'utilisation d'antennes avec un grand nombre de récepteurs bien placés sur une base circulaire avec la définition de la phase cumulative est également proposé, dont l'erreur peut potentiellement être réduite à 0,1gradus.
Les formules calculées et sur l'exemple d'antennes circulaires avec un grand nombre d'éléments sont montrés la connexion des données du capteur de cours, du rouleau et du différentiel et leurs erreurs sur la valeur des paramètres de navigation mesurés et de leurs erreurs.
Sur la base de la méthode de véridium maximale, la tâche de traitement statistique des données de navigation a été résolue lors de l'utilisation des antennes discrètes de la configuration arbitraire. Dans ce cas, l'évaluation des paramètres souhaités est déterminée par traitement articulaire de toutes les paires de canaux prises avec différentes échelles. Les coefficients de pondération contiennent en tant que composant géométrique égal à la dérivée de la fonction de phase en fonction du paramètre mesuré et de l'énergie égale au signal signal à action dans le canal.
Les relations estimées sont dérivées pour la définition de la roulement et l'erreur d'amortissement pour un certain nombre de configurations d'antenne les plus courantes: linéaire, circulaire, combinée.
Une direction de phase Finder a été développée sur la base de l'utilisation d'antennes circulaires d'une grande taille d'onde avec un nombre limité d'éléments.
La technologie de réduction du nombre de canaux de traitement avec la préservation de la résolution angulaire est étayée en séparant la procédure de couche en deux étapes: la direction grossière constatée pour déterminer le secteur de la visualisation et la solution exacte de l'équation de roulement à une approximation initiale donnée.
La possibilité d'autoriser les ambiguïtés de phase découlant lors de l'exploitation d'antennes rares par les méthodes de découverte de la direction d'amplitude était justifiée.
Théoriquement étatit la réalisation de la résolution angulaire de 0,1 à 0,2 degrés avec le nombre de canaux 6-8 et la taille de la vague de l'antenne 3-5 des longueurs d'onde de la fréquence de navigation.
Relations pour calculer le roulement d'une antenne discrète de petite taille, le temps de propagation du signal acoustique sur l'ouverture dont la fréquence est comparable à la fréquence moyenne du spectre reçu.
2. Méthodes de recherche pour évaluer l'exactitude de la précision HANS UKB et des méthodes développées pour mesurer leurs caractéristiques dans les conditions de laboratoire et d'outils.
Pour décrire une antenne multi-éléments discrète, une fonction de vecteur a été proposée, dont chaque composant décrit l'élément dédié de la dépendance de l'antenne de la phase du signal acoustique de la direction de son arrivée. La définition exacte (expérimentale) de la fonction est obligatoire lors de la résolution de la tâche de retarder l'objet de navigation.
Un support pour la certification des antennes multi-éléments, qui est installé dans un bassin hydroacoustique spécialisé et comprend une source de signaux réglables et un système de réception avec une plate-forme rotative de précision et un équipement de mesure de phase multicanal pour des signaux de type à impulsions radio.
Une technologie de certification d'antenne a été développée, qui consiste à mesurer expérimentalement la fonction de phase de l'antenne, la détermination des fonctions analytiques qui se rapprochent des données obtenues et l'utilisation d'eux en résolvant les équations de recherche de direction, avec la tabulation de la différence de L'origine du roulement et de sa valeur (installation) vraie sous la forme d'une évaluation de la composante systématique de l'erreur.
Les antennes de réception multi-éléments pour des échantillons actifs de systèmes sont développées et étudiées, qui fournissent la valeur d'une erreur systématique autour de 0,5 ARADUS.
Une analyse comparative des travaux de Hans DB et UBB dans les conditions d'une petite mer avec une installation fixe de l'antenne de réception ACB est effectuée.
Analysé la méthode d'estimation des mesures angulaires relatifs basées sur le traitement des données de régie.
La méthode de certification du système UCB dans la petite mer à l'aide de la balise de référence basée sur le traitement des données de régie est étayée. Il est montré qu'avec l'erreur relative de mesurer la plage, quelques-uns pourcentage de dixièmes, une erreur de la valeur de conception de la roulement pour Annea, qui rend le mouvement autour de l'ukb - antenne et un phare sur une trajectoire fermée, ne dépasse pas d'un degré .
Une analyse a été effectuée et les caractéristiques de précision du système UCB basées sur les résultats du travail dans les conditions de la mer profonde ont été déterminées. En tant que données de référence, les données DB HANS ont été utilisées, le système de navigation intégré et le capteur de profondeur, les données de régie. La faisabilité de l'analyse de la variabilité différentielle des données de régie pour identifier des fragments individuels de la trajectoire de mouvement ANPA et la possibilité d'une moyenne raisonnable de données angulaires avec le traitement de trajectoire sont indiqués. À la suite de l'analyse, la conclusion est justifiée par l'erreur de mesures angulaires d'environ 0,5.
La technique d'élimination des ambiguïtés de phase résultant de l'augmentation de la taille de la base de mesure est étayée et testée expérimentalement par le traitement statistique des signaux multi-fréquences.
L'antenne de réception multi-éléments et l'équipement du rayonnement (réception) des signaux complexes ont été développées et étudiées expérimentalement, des estimations de l'erreur système ont été faites, qui constituent les dixièmes de la grêle.
3. Les méthodes sont étudiées et des moyens d'un système de transmission d'informations à grande vitesse pour le canal hydroacoustique de la planche d'AcrePa à la fourniture de navire.
Des études sur la construction de convertisseurs piézo-larges ont été développées et spécialisées de convertisseurs cylindriques et de tiges ont été développés avec des caractéristiques d'orientation spéciales conçues pour fonctionner dans des équipements de système de communication: un convertisseur cylindrique hautement efficace a été proposé avec une bande passante à trois octaves à l'aide de couches assorties minces de la corne configuration, qui répond aux exigences de travail dans une petite mer; Une variété de convertisseurs de résonance est proposée pour le rayonnement et la réception de signaux multisfréquences, fabriqué sous la forme d'un ensemble de piézocylinders coaxiaux; Les pistons piézopraverteurs sont proposés avec un type à un côté HN pour fonctionner dans un canal de propagation de signal vertical.
Analysé la structure du système de transmission de données pour le canal de communication multiplié avec l'adaptation du circuit de traitement via le bloc de données de la longueur finale. La transmission du bloc d'informations est précédée de la procédure de réglage des paramètres du récepteur, la taille du bloc temporaire est déterminée par l'état actuel du canal de communication. Les procédés de modélisation numérique ont analysé les caractéristiques de la sélection des signaux connectés et indique l'opportunité d'utiliser le signal à la manipulation de phase et de fréquence combinée.
Une méthodologie d'estimation des caractéristiques d'impulsion du canal de communication et de raffinement du moment de la synchronisation en transmettant et en traitement une série d'impulsions de la phase alternative est proposée.
Le schéma de réception du système de signalisation du système de communication d'une antenne de navigation multi-éléments avec la mise en œuvre du filtrage spatial est proposé rayon direct Dans des conditions de distribution de trajets multiples sur la base des données sur la position angulaire de la source de signaux et d'interférences, obtenues lors des travaux de HAN UKB.
Des études ont été apportées et justifiées la possibilité de transmettre des informations dans un canal de communication multi-fréquences avec un alignement préliminaire de la réponse en fréquence d'amplitude du canal et de la sélection du message de courant sur la base d'une analyse comparative de l'énergie dans chaque canal de fréquence. Des études expérimentales d'un tel système de traitement dans une très petite mer ont confirmé la possibilité d'appliquer des équipements pour la transmission images graphiques à une vitesse d'environ 3000bit / s avec une faible probabilité d'erreurs.
4. Pour la navigation embarquée, le robot sous-marin est conçu et intégré au galage complexe Doppler.
Des études complétées et développées des antennes de décalage spécialisées avec une sensibilité élevée de l'écho obtenue en raison de la coordination mécanique acoustonique optimale des méthodes piézo-antennes avec un environnement de travail.
Pour augmenter la vitesse du décalage, une méthode de traitement spectral des signaux d'impulsions courtes est proposée et mise en œuvre, fournissant une résolution élevée en fréquence due à la formation de longues implémentations quasi-cohérentes de signaux réfléchis. La méthode vous permet de déterminer les composants de vitesse avec la dispersion minimale en une seconde.
Conçu et utilisé dans le cadre de l'échantillon expérimental d'ANPA Doppler Doppler
Une technique de graduation du décalage dans des conditions à grande échelle a été développée en calculant la vitesse de l'ANPA sur la gamme de données de recherche de HANS.
5. Conçu, testé et testé dans des opérations réelles Un complexe de navigation hydroacoustique, qui assure la formation d'une image d'information de navigation du mouvement de la mission à bord de la fourniture de navires et de l'ANCA, composé d'outils de navigation hydromoustique, de transmission d'informations et de mesure absolus la vitesse.
Conçu, testé dans une mer petite et profonde et intégré dans le complexe de navigation du Hans UKB, qui comprend: une source synchronisée du signal de navigation sur l'installation, un complexe de traitement de navire avec une antenne de réception sur un câble câble, un récepteur GPS. Le système présente les caractéristiques suivantes: plage - 6-10 km; L'erreur de mesure du roulement est inférieure à 1 degrés; L'erreur de mesure limite est de 0,5%. Confirmé expérimentalement la possibilité de faire fonctionner le système dans la position de la position de l'ANCA, qui effectue une longue transition le long de l'objet étendu avec le mouvement de la fourniture de la fourniture et remorquant l'antenne de réception à une vitesse maximale de 5 nœuds.
Conçu, testé et utilisé dans le cadre d'un appareil caché, un système haute fréquence de navigation UKB avec l'emplacement de la source à bord du navire et le récepteur sur la machine.
Conçu et testé dans la composition des moyens hydroacoustiques de navigation et de support d'information, équipement de transfert d'équipement ANCA pour contrôle opérationnel Etat de surveillance travaille dans la mer profonde et le canal de communication verticale. L'équipement fournit une transmission de données à une vitesse de 4000bit / s, avec une probabilité d'erreurs d'environ un pour cent, ce qui garantit la transmission des cadres d'image pour 45c.
Conçu, testé et intégré dans le système de navigation à bord Doppler Doppler, fournissant la mesure de la vitesse absolue de l'ANCA dans la plage de vitesses 0-2M / S avec une erreur de 1-2 cm / s.
La technologie d'application du complexe de navigation est proposée:
HANS DB - Pour plusieurs pistes de l'ANCA dans les zones dédiées à la recherche dans des zones accrues de précision.
HAN UKB S'il n'y a plus de transitions lors du suivi des objets étendus ou des fins de déménagement, en cas de début d'urgence de l'ANCA, dans le cas de lancements secrètes.<
Avec le calcul des trajectoires sur le nombre - lorsque l'ANCA est libérée à un point spécifié, lors de l'utilisation de systèmes de télévision.
Le travail réussi du complexe dans la composition de l'ANC ne démontre pas lors de l'exécution de véritables moteurs de recherche dans l'océan.
Reconnaissance.
En conclusion, je tiens à exprimer une profonde gratitude à tous les employés de l'IPMT, qui ont participé au développement et au test de systèmes hydroacoustiques de véhicules sous-marins. Un merci spécial à l'académicien Ageev m.D., la tête de la région de Kaskin, B. A. et Rylov N.I.
Conclusion
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