ANDRE GENERASJON ANTI-TANK KOMPLEKSER “Fagot” Antitankkomplekset “Malyutka”, som ble tatt i bruk i 1963, oppfylte i utgangspunktet kravene til troppene og etablerte seg deretter positivt som et effektivt våpen under lokale kriger. Imidlertid, og

ANTI-TANK MISSILSYSTEMER PÅ NITTItallet På midten av åttitallet, sammen med arbeidet med modernisering av tidligere opprettede antitanksystemer, rettet hovedsakelig mot å sikre muligheten for å treffe moderne mål med økt

Mobile missil- og artillerisystemer Den første Br-264-utskytningsrampen for montering på et kjøretøychassis ble opprettet ved Barrikady-anleggets designbyrå i september 1961 og var en del av den eksperimentelle 9K71 Temp OTRK med 9M71 fastbrenselraketten, som ble utviklet med

3. I kampen for overlevelse I lokale kriger, som nevnt, ble overlevelse vurdert av utenlandske eksperter etter nivået på tap - forholdet mellom antall nedstyrte fly og antall fly som ble fløyet. For eksempel tapsraten til en taktisk skvadron,

4.8.2. Effektive støykontrollteknikker Når du arbeider med støy fra kraftledninger, er det best å kombinere RF-filtre og transientdempere for vekselstrøm. Denne metoden kan oppnå en 60 dB reduksjon i interferens ved frekvenser opp til

Kapittel 1. I KAMPEN MOT KORROSJON METALLENS BANGER Det er ingenting evig i verden - alle har visst denne enkle sannheten i lang tid. Det som virker urokkelig for alltid - fjell, granittblokker, hele kontinenter - blir ødelagt over tid, smuldrer opp i støv, går under vann, faller ned i dypet.

ANTI-SUBARINE MISSILSYSTEMER Som allerede nevnt, med ankomsten av atomubåter på 1950-tallet, var det nødvendig med nye våpensystemer som var i stand til å treffe undervannsmål på lang avstand. I USSR ble arbeidet i denne retningen startet iht

Oppfinnelsen angår området hydroakustikk og kan brukes som hydroakustiske våpen for ubåter til ulike formål, samt ved utførelse av undervannsgeologisk og hydroakustisk arbeid og forskning.

Hydroakustiske systemer (HAS) er grunnlaget for informasjonsstøtte for ubåter. Et typisk ekkoloddsystem inkluderer følgende veier (hydroakustiske stasjoner) og systemer:

Noise direction finding (DF), som hovedsakelig løser problemet med å oppdage ubåter og overflateskip;

Hydrolocation (GL), som opererer i aktiv modus for å oppdage undervannsmål på lang avstand;

Deteksjon av hydroakustiske signaler (OSS), designet for å oppdage sonarer som opererer i forskjellige områder;

God kommunikasjon og identifikasjon;

Minedeteksjon (MI), som samtidig utfører funksjonene for å oppdage hindringer i nærheten av en ubåt;

Sentralt datasystem (CVS);

System for visning, registrering, dokumentasjon og styring (SORDU).

Hver vei inkluderer akustiske antenner. Genererende enheter er koblet til senderantennene, og forbehandlingsenheter er koblet til mottaksantennene.

Det velkjente ubåtnavigasjonssystemet GSU 90, utviklet av STN Atlas Electronic (Tyskland), inneholder ShP, GL, OGS, kommunikasjons- og MI-veier, samt sentralvarmesystemet, SORDU og en felles buss.

Funksjoner som er felles for den påståtte GAK er alle de listede komponentene til denne analogen.

Årsakene som hindrer denne analogen i å oppnå det tekniske resultatet oppnådd med oppfinnelsen er det relativt høye nivået av hydrodynamisk interferens og støy fra båten og mangelen på muligheten for uavhengig og samtidig drift av GL- og lydkommunikasjons- og identifiseringsveier, samt som det relativt smale frekvensområdet for kommunikasjonssignaler.

GAK er fri for disse manglene, beskyttet av den russiske føderasjonens sertifikat nr. 20388 for en bruksmodell, IPC G01S 3/80, 15/00, 2001. Denne analogen inneholder alle komponentene til den første analogen, men et utstrålende rundstrålende bredbånd antenne og en generatorenhet, og i OGS-banen - høyfrekvente og bredbåndsantenner og en forbehandlingsenhet, mens alle akustiske antenner er plassert i nesekappen eller i styrehusgjerdet.

Alle komponentene i denne analogen, så vel som komponentene i den første analogen, er også inkludert i sammensetningen av den påståtte GAK.

Årsakene til å hindre denne analogen i å oppnå det tekniske resultatet oppnådd i oppfinnelsen er følgende:

Begrenset synlighet av hovedantennen til ShP-banen, på grunn av mørkningen av de bakre hjørnene av skroget;

De begrensede dimensjonene til hovedneseantennen tillater ikke lokalisering av signalkilder hvis frekvensområde ligger under 0,8-1,0 kHz;

Den eneste utstrålende antennen i GL-kanalen har en begrenset, relativt smal bestrålingssektor av rommet i neserommet;

Den buemitterende antennen til kommunikasjons- og identifiseringsbanen er skyggelagt av skroget, noe som eliminerer kommunikasjon med korrespondenter i aktre hjørner;

Utformingen av nesekjeglen forhindrer mottak av signaler fra OGS-banen til en antenne med en fler(ML);

Den konsentrerte høyfrekvente antennen til OGS-banen er skyggelagt av strukturen til styrehusgjerdet.

Nærmest i teknisk essens den påståtte (prototypen) er ubåtens propellsystem, beskyttet av RF patent nr. 24736 for en bruksmodell, klasse. G01S 15/00, 2002. Den inneholder hoved- og tilleggs-ShP-banen, OGS-banen, GL-banen, kommunikasjons- og identifiseringsbanen, minedeteksjons- og (MI), DCV, SORDU og den vanlige buss.

SB-hovedbanen inneholder hovednesemottaksantennen, konfigurert til å danne en statisk vifte av retningsegenskaper i horisontale og vertikale plan, og den første forbehandlingsenheten plassert i en kapsel inne i antennen.

Den ekstra ShP-banen inneholder en fleksibel utvidet slepet antenne (GPTA), et kabeltau, en strømoppsamlende enhet og en forbehandlingsenhet.

OGS-banen inneholder tre mottaksantenner og en forbehandlingsenhet. Den første antennen er plassert i baugen av styrehusgjerdet og har en flerstråleantenne. Den andre antennen er plassert i den aktre delen av styrehusgjerdet og er rundstrålende og høyfrekvent. Den tredje antennen er bredbånd og enhetene er plassert i nesekappen, i den aktre delen av styrehusgjerdet og langs sidene av ubåten.

Ekkoloddbanen inneholder en buemitterende antenne for ledningstårn plassert i den fremre delen av ledningstårnet, to ombord strålende antenner plassert på begge sider av ubåten, og en generatorenhet.

Kommunikasjons- og identifiseringsveien inneholder en buemitterende antenne plassert i nesekappen, en hekkantenne plassert i styrehuskabinettet, og en generatoranordning.

MI-banen inneholder en sender-mottaksantenne, konfigurert til å rotere XN i et vertikalt plan og plassert i nesekappen, en generatorenhet, en "mottak-sende"-bryter og en forbehandlingsenhet.

SORDU-utstyr er laget av konsoller med to skjermer med tilkoblede eksterne enheter. Den er koblet direkte til sentralvarmeanlegget med innganger og utganger.

Gjennom en felles buss kobles generatorenheter og forbehandlingsenheter av alle veier til sentralvarmesystemet og SORDA.

Funksjoner som er felles for den foreslåtte GAK er alle de listede komponentene i prototypekomplekset og forbindelsene mellom dem.

Årsaken til å hindre prototypekomplekset i å oppnå det tekniske resultatet oppnådd i oppfinnelsen er den relativt lave hemmeligheten rundt kompleksets drift.

En annen grunn som forhindrer oppnåelse av det spesifiserte resultatet er det utilstrekkelige deteksjonsområdet for undervannsmål i GL-modus.

Begge disse årsakene skyldes det faktum at antennene til GL-banen samtidig sender ut et signal i nesten alle retninger, selv om selve signalet er pulsert. Faktum er at alle tre antennene i GL-banen har brede nok CN-er til å dekke hele driftssektoren, med unntak av de aktre hjørnene. Dette gjør at stråling kan oppdages fra nesten alle retninger, noe som øker sannsynligheten betydelig for å oppdage en ubåt. På den annen side fører en stor strålebredde til XN-antennen til en reduksjon i forsterkningen, og derfor kraften til det utsendte signalet, og derfor rekkevidden til målet hvor denne effekten vil være tilstrekkelig for pålitelig deteksjon.

Det tekniske problemet som oppfinnelsen er rettet mot er å øke hemmeligholdet til SAC og måldeteksjonsområdet i GL-modus.

Det tekniske resultatet oppnås ved at i den kjente GAK er alle emitterende antenner av GL-banen laget elektronisk styrt både i antall XN-stråler og i deres bredde og retning, mens kontrollinngangene til disse antennene er koblet sammen gjennom en felles buss til CVS og SORDA, er antallet XN-stråler for hver av antennene én større enn antallet mål som spores av denne antennen, og bredden deres er minimum mulig, men tilstrekkelig for sikker fangst og sporing av målet, mens en av XN-strålene har en bredde som er tilstrekkelig til å fange målet for sporing, og skanner langs en vinkel i en gitt sektor av ansvarsantenne, og de resterende strålene til XN-antennen følger med målene detektert av denne antennen.

For å oppnå et teknisk resultat i GAK, som inneholder hovedsilkekanalen, den ekstra ShP-banen, OGS-banen, GL-banen, kommunikasjons- og identifiseringsbanen, MI-banen, DCV, SORDU og den felles bussen, mens SORDU-utstyr er laget av konsoller med to skjermer med tilkoblede perifere enheter og koblet til sentralvarmesystemet, SB-hovedbanen inneholder hoved-nesemottaksantennen, konfigurert til å danne en statisk vifte av CN i horisontale og vertikale plan, og den første forbehandlingsenhet, plassert i en kapsel inne i antennen og koblet med inngangen direkte til utgangen på antennen, og utgangen - gjennom en felles buss med CVS og SORDU, OGS-banen inneholder en første antenne plassert i forover del av styrehuskabinettet og med en flerfløyet CN, en andre antenne plassert i den aktre delen av hyttekabinettet og er høyfrekvent og rundstrålende, en tredje antenne, hvis blokker er plassert i nesekappen, i aktre del av styrehuskabinettet og langs sidene av ubåten, som er bredbånd, og en andre forbehandlingsenhet, hvis signalinnganger er koblet direkte til utgangene til de tilsvarende antennene til OGS-banen, og kontrollinngangen og utgang er gjennom en felles buss med sentralvarmesystemet og SORDU, GL-banen inneholder styrehusbaugen en strålende antenne plassert i baugdelen av styrehuskabinettet, to ombord strålende antenner plassert på begge sider av ubåten, og en første generatorenhet, hvis utganger er koblet til signalinngangene til de tilsvarende strålende antennene til GL-banen, og kontrollinngangen er gjennom en felles buss med sentralvarmesystemet og SORDU, kommunikasjons- og identifiseringsveien inneholder en buemitterende antenne plassert i nesekappen, en akterutsenderantenne plassert i styrehusgjerdet, og en andre generatoranordning, hvis utganger er koblet til signalinngangene til utsendelsesantennene til kommunikasjons- og identifiseringsveien, og kontrollinngangen er gjennom en felles buss med TsVS og SORDU, MI-banen inneholder en sender/mottakerantenne, konfigurert til å rotere XN i et vertikalt plan og plassert i nesekappen, en tredje generatorenhet, hvis utgang er koblet til inngangs-utgangen til antennen av MI-banen gjennom en "receive-transmit"-bryter, og en kontroll inngangen er gjennom en felles buss med CVS og SORDU, og den tredje forbehandlingsenheten, hvis inngang er koblet direkte til utgangen til transceiveren antenne, og utgangen er gjennom en felles buss med CVS og SORDU, den ekstra shp-banen inneholder en GPBA, gjennom et kabeltau og en strømsamlerenhet koblet til inngangen til den fjerde forbehandlingsenheten, koblet med dens utgang gjennom en felles buss til CVS og SORDU, er alle utstrålende antenner av ekkoloddbanen laget elektronisk styrt både i antall XN stråler og i deres bredde og retning, mens kontrollinngangene til disse antennene er gjennom en felles Bussen er koblet til for CVS og SORDU er antallet XN-stråler for hver antenne én større enn antallet mål som spores av denne antennen, og bredden deres er minimum mulig, men tilstrekkelig for sikker fangst og sporing av målet, mens en av XN-stråler har en bredde som er tilstrekkelig til å fange målet for sporing, og skanner langs en vinkel i en gitt ansvarssektor for antennen, og de resterende XN-strålene følger med målene detektert av denne antennen.

Studier av den foreslåtte GAK i patentet og vitenskapelig og teknisk litteratur har vist at settet med nylig introduserte funksjoner til antennene til GL-banen og nye forbindelser, sammen med de gjenværende elementene og forbindelsene til komplekset, ikke kan klassifiseres uavhengig. Samtidig følger det ikke eksplisitt fra teknikkens stand. Derfor bør den foreslåtte SAC anses å tilfredsstille kriteriet "nyhet" og ha et oppfinnsomt trinn.

Essensen av oppfinnelsen er illustrert ved en tegning, hvor figur 1 viser et blokkskjema over den foreslåtte gassakseleratoren.

Komplekset inkluderer hoved- og tilleggs-ShP-banene, GL-banen, OGS-banen, kommunikasjons- og identifiseringsbanen, MI-banen, DCV og SORDU og fellesbussen.

Hoved-SB-banen inneholder den nasale hovedmottaksantennen 1 og en forbehandlingsenhet 2, koblet i serie til antenne 1. Enhet 2 er plassert i en forseglet kapsel inne i antenne 1 (tilkoblingen av antenne 1 til enhet 2 er vist i fig. 1 ved en stiplet pil). Antenne 1 og enhet 2 er flerkanals og består av n×m kanaler, der n er antall CN-er (spatiale kanaler) i horisontalplanet, og m er antall CN-er (spatiale kanaler) i vertikalplanet. Gjennom den vanlige bussen 3 til komplekset er enheten 2 til hovedsilkekanalbanen koblet til DCV 4 og SORDU 5.

Den ekstra (lavfrekvente) SB-banen inneholder en GPBA 6, koblet gjennom et kabeltau 7 og en strømsamleranordning (ikke vist i fig. 1) til en forbehandlingsanordning 8. Gjennom den vanlige bussen 3 til komplekset er enheten 8 for den ekstra ShP-banen koblet til CVS 4 og SORDA 5.

GL-banen inneholder styrehus-bue-emitterende antenne 9, to ombord-emitterende antenner 10 og 11 og en generatoranordning 12. Antenne 9 er plassert i styrehus-kabinettet 13, og antenner 10 og 11 er plassert på begge sider av ubåten. Antenne 9, 10 og 11 er elektronisk styrt. Signalinngangene deres er koblet direkte til de tilsvarende utgangene til enheten 12, og kontrollinngangene er koblet gjennom den felles bussen 3 til komplekset med DCV 4, det samme er kontrollinngangen til enheten 12.

OGS-banen inneholder antenner 14, 15, 16 og en forbehandlingsenhet 17. Antenne 14 har en multistråle XN og er plassert i den fremre delen av styrehuskabinettet. Antenne 15 er plassert i den aktre delen av styrehusgjerdet og er rundstrålende og høyfrekvent. Antennen 16 er bredbånd, og dens blokker 16.1, 16.2, 16.3 og 16.4 er plassert i nesekappen 18, langs sidene og i den aktre delen av styrehusgjerdet 13. Utgangene til antennene 14, 15 og 16 er koblet direkte sammen til de tilsvarende inngangene til enheten 17, koblet med sin utgang gjennom felles buss 3 i komplekset med TsVS 4 og SORDU 5.

Kommunikasjons- og identifiseringsveien inneholder en baug-emitterende antenne 19, en hekken-emitterende antenne 20 og en generatoranordning 21. Styreinngangen til generatoren 21 er koblet til den digitale digitale stasjonen 4 gjennom den felles bussen 3 til komplekset, og den første og andre utganger er direkte koblet til inngangene til henholdsvis antennene 19 og 20.

MI-banen inneholder en sender-mottaksantenne 22, en generatoranordning 23, en sender-mottaksbryter (ikke vist i fig. 1) og en forbehandlingsanordning 24. Antennen 22 er plassert i nesekappen 18 og er konfigurert til å rotere antennen i et vertikalt plan, dens inngang-utgang er koblet gjennom en sende-mottaksbryter til utgangen til enheten 23 og inngangen til enheten 24. styreinngangen til enheten 23 og utgangen til enheten 24 gjennom en felles buss 3 Komplekset er koblet til TsVS 4 og SORDU 5.

I tillegg til felles buss 3 i komplekset, er det en rekke direkte forbindelser mellom TsVS 4 og SORDU 5.

TsVS 4 er et sett med universelle prosessorer og spesialprosessorer og har strukturen til en kontrolldatamaskin.

SORDU 5 består av to fjernkontroller, som hver har to displayer og kontroller (tastatur, knapper, stikkontakter). Strukturen til konsollene er lik strukturen til en personlig datamaskin. Typiske perifere enheter er koblet til fjernkontrollportene: telefon, høyttaler, skriver, opptaker, magnetisk-optisk diskopptaker.

Driften av den foreslåtte SAC utføres som følger.

Mottaksantennene 1, 6, 14, 15 og 16 konverterer energien til elektriske (akustiske) vibrasjoner til mekanisk energi. Antenne 22 er reversibel.

I GL-banen mottas ekkosignaler av antenne 1. I kommunikasjons- og identifiseringsveien mottas også kommunikasjonssignaler og ekkosignaler av antenne 1.

I generatoranordningene 12, 21 og 23 genereres et pulssignal med nødvendig effekt for påfølgende forsterkning og stråling som et lydsignal av antennene 9, 10 og 11 på GL-banen, antennene 19 og 20 på kommunikasjons- og identifiseringsbanen, og antenne 23 til MI-banen. Signaler for å kontrollere parametrene til de genererte signalene genereres i SORDU 5 og TsVS 4.

Forbehandlingsanordningene 2, 8, 17 og 24 utfører forbehandling av de mottatte signalene, det vil si deres forsterkning, filtrering, tidsfrekvensbehandling og konvertering fra analog til digital.

TsVS 4 og SORDU 5 er systemer involvert i driften av alle GAK-stier. De jobber med data i digital form. Driften av disse systemene er basert på iimplementert av programvare. Disse midlene brukes til å:

Fullstendig dannelse av parametrene til et pulssignal, som deretter genereres og forsterkes i kraft i generatorenheter;

Dannelse av CN-kontrollerte antenner av GL-banen, tar hensyn til behovet for å skanne strålene deres;

Sekundær behandling av informasjon som avslører den fine strukturen til signalet;

Ta en beslutning om å oppdage et mål;

Automatisk målsporing.

Driften av SAC kontrolleres av operatører som er plassert ved SORDU 5-konsollene. Hoveddriftsmodusen er mottak, i denne modusen er hoved- og tilleggs-ShP, OGS og kommunikasjonsveier i drift. GL- og MI-banene, samt "Aktiv drift"-modus for kommunikasjonsveien, er slått på for emisjon i henhold til kommandoer fra SORDU 5. Mottakskanalene fungerer samtidig og uavhengig av hverandre. De mottatte signalene gjennom antennene 1, 14, 15, 16, 6 kommer inn i enhetene 2, 8, 17, 24, filtreres etter frekvensområder og utsettes for tids-frekvensbehandling. Deretter går de mottatte og behandlede signalene gjennom den felles bussen 3 inn i den digitale datamaskinen 4, hvor sekundær signalbehandling utføres ved å bruke programvare basert på algoritmene som er adoptert av SAC. Bevegelseselementene og koordinatene til mål bestemmes, og dataene mottatt fra det samme målet ved forskjellige baner oppsummeres. Operatøren bestemmer seg for å velge mål for automatisk sporing og sender riktig kommando.

Hvis det er en tilsvarende operatørkommando fra SORDU 5 for å slå på de viktigste aktive modusene, sendes denne kommandoen til CVS 4 og behandles. I TsVS 4 genereres en kompleks kommando som inneholder koder for parametrene til strålingsmodusen. Via felles buss 3 sendes denne kommandoen til generatoranordningen 12 (21, 23), hvor det genereres et kraftig pulsert strålingssignal, tilført antennene 9, 10, 11 (19, 20, 22).

Når GL-kanalen opererer i aktiv modus, takket være den elektroniske kontrollen av antennene i hver av antennene 9, 10 og 11, har en av dens XN-stråler en bredde som er tilstrekkelig til å låse seg trygt til et mål for sporing, og skanner langs en vinkel i en gitt operasjonssektor for denne antennen. Hvis det er mål i denne sektoren, blir sistnevnte oppdaget av en skannestråle og overført for sporing. I dette tilfellet avbrytes ikke skanningen av "søke"-strålen, men en ekstra XN-stråle dannes, orientert i retning av det nylig oppdagede målet. Denne strålen sporer det nylig oppdagede målet. Bredden avhenger av rekkevidden til målet, størrelsen og bevegelseshastigheten i retningen vinkelrett på ubåt-målretningen. Denne bredden bestemmes praktisk talt. Det bør være minst mulig, men tilstrekkelig til å spore målet trygt. Med utseendet til hvert nytt mål i en ny retning, gjentas den beskrevne prosessen og en annen XN-antennestråle dannes, som er installert for å spore dette målet. Denne prosessen vil bli gjentatt til alle mål innenfor antennens ansvarsområde er ledsaget av de tilsvarende XN-antennestrålene.

Når GL-banen fungerer, sendes sonderingssignalet ut av flere smale stråler (antall stråler overskrider antall mål med én, og hvis målene er i samme retning, er det enda mindre). På denne måten skiller det foreslåtte komplekset seg betydelig fra prototypen, der det ikke er kontroll over antennene til GL-banen. I GL-banen til prototypen må bredden på XN til hver antenne ikke være mindre enn bredden på antennens ansvarssektor, ellers kan ikke målet i en del av denne sektoren oppdages i det hele tatt.

I prototypen i GL-modus utføres strålingen av sonderingssignalet kontinuerlig gjennom hele antennenes ansvarsområde, slik at denne strålingen kan detekteres fra alle retninger. I den foreslåtte SAC, i det meste av ansvarssektoren til antennen, er stråling fraværende eller forekommer med lange avbrudd. Dette reduserer sannsynligheten betydelig for å oppdage stråling og bestemme koordinatene til kilden ved bruk av den foreslåtte SAC sammenlignet med prototypen.

I tillegg har "søke"-strålen i den foreslåtte SAC en ganske smal CV, noe som gjør det mulig å fokusere all energien til generatorenheten i en smal sektor der det bestrålte målet er lokalisert, noe som tilsvarer en økning i kraften til signalet som bestråler målet sammenlignet med prototypen, hvor bredden på CV-en til antennen er stor, og mesteparten av den utsendte energien savner målet som bestråles.

En økning i kraften til signalet som bestråler målet fører til en økning i dets deteksjonsområde.

Dermed gir den foreslåtte GAK en økning i hemmeligholdet til komplekset og måldeteksjonsområdet i GL-modus sammenlignet med prototypen.

Den foreslåtte GAK er ganske enkel å implementere. GL-baneantenner kan implementeres i samsvar med anbefalingene gitt i boken [L.K. Samoilov. Elektronisk kontroll av antennedirektivitetsegenskaper. - L.: Skipsbygging. - 1987]. De resterende enhetene kan gjøres de samme som de tilsvarende prototypeenhetene.

Et hydroakustisk kompleks av en ubåt, som inneholder en hovedstøyretningsbane, en ekstra støyretningsfinnebane, en hydroakustisk signaldeteksjonsbane, en sonarbane, en kommunikasjons- og identifiseringsvei, en minedeteksjons- og navigasjonshindredeteksjonsbane, en sentral datamaskin system, et display-, registrerings-, dokumentasjons- og kontrollsystem og en felles buss, hvor utstyret til display-, registrerings-, dokumentasjons- og kontrollsystemet er laget av konsoller med to skjermer med tilkoblede perifere enheter og koblet til et sentralt datasystem, støyretningssøkingsbane inneholder hovednesemottaksantennen, konfigurert til å danne en statisk vifte av retningsegenskaper i horisontal- og vertikalplanet, og den første forbehandlingsenheten er plassert i en kapsel inne i antennen og er koblet direkte til dens inngang til utgangen fra antennen, og ved dens utgang gjennom en felles buss med det sentrale datasystemet og display-, registrerings-, dokumentasjons- og kontrollsystemet; den hydroakustiske signaldeteksjonsbanen inneholder den første antennen som er plassert i baugen av styrehusgjerdet og har en multi-lobe-direktivitetskarakteristikk, en andre antenne plassert i den aktre delen av styrehusgjerdet og er høyfrekvent og rundstrålende, en tredje antenne, hvis blokker er plassert i nesekappen, i den aktre delen av styrehusgjerdet og langs sidene av ubåten, som er bredbånd, og den andre en forbehandlingsenhet, hvis signalinnganger er koblet direkte til utgangene til de tilsvarende antennene til den hydroakustiske signaldeteksjonsbanen, og kontrollinngangen og -utgangen er via en felles buss med det sentrale datasystemet og display-, registrerings-, dokumentasjons- og kontrollsystemet; ekkoloddbanen inneholder en dekkshus-buemitterende antenne plassert i den fremre delen av styrehuskabinettet, to ombord-emitterende antenner plassert på begge sider av ubåten , og en første genererende enhet, hvis utganger er koblet til signalinngangene til de tilsvarende emitterende antennene til sonarbanen, og kontrollinngangen er gjennom en felles buss med det sentrale datasystemet og displaysystemet, registrering, dokumentasjon og kontroll , inneholder kommunikasjons- og identifiseringsbanen en buemitterende antenne plassert i nesekappen, en akterutsendende antenne plassert i styrehusgjerdet, og en andre generatoranordning, hvis utganger er koblet til signalinngangene til kommunikasjonsantennene. og identifikasjonsvei, og kontrollinngangen - gjennom en felles buss med det sentrale datasystemet og display-, registrerings-, dokumentasjons- og kontrollsystemet, inneholder minedeteksjons- og en sender/mottakerantenne, konfigurert til å rotere retningskarakteristikken i vertikalt plan og plassert i nesekappen, en tredje generatorenhet, hvis utgang er koblet til inngangs-utgangen til antennen til minedeteksjon og deteksjon av navigasjonshindringer gjennom "motta - send"-bryteren, og kontrollinngangen - gjennom en felles buss med det sentrale datasystemet og display-, registrerings-, dokumentasjons- og kontrollsystemet, og en tredje forbehandlingsenhet, hvis inngang er koblet direkte til utgangen til sender/mottakerantennen, og utgangen er gjennom en felles buss med det sentrale datasystemet og display-, registrerings-, dokumentasjons- og kontrollsystemet, den ekstra støyretningssøkingsbanen inneholder en fleksibel utvidet slepet antenne, koblet gjennom et kabeltau og en strømkollektor til inngangen til den fjerde forprosesseringen enheten koblet sin utgang gjennom en felles buss med et sentralt datasystem og et skjerm-, registrerings-, dokumentasjons- og kontrollsystem, kjennetegnet ved at alle utstrålende antenner til ekkoloddbanen er laget elektronisk kontrollert både i antall stråler av retningskarakteristikken og i deres bredde og retning, mens kontrollinngangene for disse antennene er koblet gjennom en felles buss til et sentralt datasystem og et skjerm-, registrerings-, dokumentasjons- og kontrollsystem, er antallet stråler av retningskarakteristikken til hver antenne én mer enn antallet av mål sporet av denne antennen, og deres bredde er minimum mulig, men tilstrekkelig for sikker fangst og sporing av målet, i dette tilfellet har en av strålene til retningskarakteristikken en bredde tilstrekkelig til å fange målet for sporing, og skanner langs en vinkel i en gitt ansvarssektor for antennen, og de gjenværende strålene av retningskarakteristikken til antennen følger med målene detektert av denne antennen.

Lignende patenter:

Oppfinnelsen angår lydmålestasjoner (lydmålekomplekser) og kan brukes til å bestemme avstanden til en lydkilde (S) fra en akustisk lokalisator, dens korrigerte lydmålevinkel og topografiske koordinater (TC) til denne S.

En enhet for å oppdage signaler og bestemme retningen til deres kilde. Det tekniske resultatet av oppfinnelsen er å lage en ny enhet for å oppdage signaler og bestemme retningen til deres kilde (kilder) med antall ikke-lineære operasjoner i prosesseringsbanen lik 2.

Oppfinnelsen angår området hydroakustikk. Essens: i metoden for å bestemme retningen til et hydroakustisk transponderfyr under forhold med flerveis forplantning av et navigasjonssignal, bestemmes retningen til det hydroakustiske transponderfyret samtidig i horisontale og vertikale plan ved å motta transponderfyrsignalet med en antennegruppe , forsterker det mottatte signalet med forforsterkere koblet til utgangen til hver omformerantennegruppe, digitalisering med samplingsfrekvens Fs.

Oppfinnelsen vedrører testutstyr og kan brukes for fullskala testing av undervannsobjekter. Det tekniske resultatet er en reduksjon i feilen ved å bestemme posisjoneringskoordinatene og orienteringsvinklene til posisjoneringsobjektet i rommet til mobilområdet.

Oppfinnelsen angår området hydroakustikk og kan brukes i passiv sonar, så vel som i atmosfærisk akustikk og passiv radar. Det oppnådde tekniske resultatet er å sikre visuell observasjon av strålingskilder på indikatorskjermen, deres plassering direkte i de ønskede koordinatene til observasjonsfeltet "retningsområdet" med bestemmelse av deres koordinater på skalaene til indikatorfeltet med maksimal støyimmunitet som kan oppnås i et gitt mottakssystem og en begrenset økning i volumet av prosesserings- og datakostnader.

Bruk: i radar, radiokommunikasjon og radioastronomi. Essens: en korrelasjonssignaldetektor inneholder en diskret antennegruppe (DAR) laget på en bestemt måte, inkludert N omnidireksjonelle passive og M aktiv-passive elektroakustiske omformere, tilsvarende I-informasjonsoverføringskanaler, en styreenhetskarakteristisk kontrollenhet, en enhet for å beregne den relative koordinater til DAR-elementene, en terskelenhet, beslutningsterskelkalkulator, indikator, kontrollenhet for aktive-passive elementer i DAR, samt en korrelasjonsgenerator av retningskarakteristikk med en tidsforsinkelse av signaler.

Oppfinnelsen angår området hydroakustikk og kan brukes til å detektere et objekt i det marine miljøet og måle koordinater. Det tekniske resultatet av bruken av oppfinnelsen er å måle avstanden til refleksjonsobjektet med ukjent emisjonstid og plassering, noe som øker effektiviteten ved bruk av hydroakustiske midler. For å oppnå det spesifiserte tekniske resultatet sendes et eksplosivt signal ut i det marine miljøet, det reflekterte signalet mottas av en bredbåndsmottaker, flerkanals frekvensanalyse av det reflekterte signalet vises på indikatoren for spektrene fra kanalutgangene, en autonom installasjon og detonering av kilden til det eksplosive signalet utføres, avhengigheten av lydhastigheten på dybden måles, nivået av interferens i mottaksbåndet, bestemme deteksjonsterskelen, motta det direkte forplantningssignalet til eksplosivet signal som har overskredet den valgte deteksjonsterskelen, bestemme tidspunktet for mottak av det direkte forplantningssignalet fra den eksplosive kilden til mottakeren Tdirect, mål spekteret til det direkte forplantningssignalet som har overskredet deteksjonsterskelen, bestemme bredden på signalspekteret direkte forplantning i båndet til mottakerenheten Fdirekte, motta signalet som reflekteres fra objektet, bestemme tidspunktet for mottak av det reflekterte signalet Tekho, mål spekteret til det reflekterte signalet, bestem båndet med spektralkomponenter til det reflekterte signalet som overskred deteksjonsterskelen Fekho, bestemme avstanden til objektet ved hjelp av formelen Dism = K(Fdirect -Feho), hvor K er en koeffisient som bestemmer frekvensdempningen til signalspekteret under forplantning, mens Diz>(Techo-Tdirect)C, hvor C er lydens hastighet. 1 syk.

Oppfinnelsen angår området hydroakustikk og kan brukes til å konstruere systemer for å detektere lydsignaler fra sonarer installert på en mobil bærer. Det tekniske resultatet av bruken av oppfinnelsen er å tilveiebringe muligheten til å bestemme endringer i kursvinkelen for bevegelse av kilden til sonderingssignalet, og hastigheten på endringen i retningen av dets bevegelse. For å oppnå det spesifiserte tekniske resultatet, utfører metoden sekvensiell mottak av sonderingssignaler fra en bevegelig kilde, og bestemmer ankomsttidspunktet for det første mottatte sonderingssignalet, karakterisert ved at nye operasjoner introduseres, nemlig: sekvensiell måling av tidspunktene ti for mottak n flere sonderingssignaler, der n ikke er mindre enn 3, bestemmer tidsintervallet Tk mellom ankomstmomentene for hver to påfølgende sonderingssignaler Tk=ti+1-ti, bestemmer forskjellen mellom de målte tidsintervallene ΔTm=Tk+1 -Tk, hvor m er måletallet for forskjellen av påfølgende tidsintervaller, bestem tegnet på forskjellen i tidsintervaller, husk den første forskjellen i tidsintervaller, bestem neste forskjell i tidsintervaller hvis forskjellen i intervaller har negativ fortegn, bestemme cosinus til kildens bevegelsesvinkel som forholdet mellom hver påfølgende forskjell og den første forskjellen i tidsintervaller, bestemme bevegelsesvinkelen til kilden til lydsignalene, som den gjensidige av cosinus til målt forhold; hvis den målte forskjellen er positiv, fjernes kilden til sonderingssignalene, og cosinus til vinkelen beregnes som forholdet mellom den første forskjellen og hver påfølgende. 1 lønn fly, 1 ill.

Oppfinnelsen angår området hydroakustikk og kan brukes i problemer med å bestemme klassen til et objekt ved utvikling av hydroakustiske systemer. Det er foreslått en fremgangsmåte for å klassifisere hydroakustiske støyemisjonssignaler fra et marin objekt, inkludert mottak av støyemisjonssignaler fra et marin objekt ved hjelp av en antenne i en additivblanding med interferens fra en hydroakustisk antenne, konvertering av signalet til digital form, spektral prosessering av mottatte signaler, akkumulere de resulterende spektrene, utjevning av spekteret etter frekvens, bestemme deteksjonsterskelen basert på sannsynlighet for falske alarmer, og når deteksjonsterskelen til det gjeldende spekteret ved en gitt frekvens overskrides, tas det en beslutning om tilstedeværelsen av en diskret komponent hvorved et marin objekt klassifiseres, der støyemisjonssignalene til et marin objekt i en additivblanding med interferens mottas av to halvantenner til en hydroakustisk antenne, utføres spektral behandling av de mottatte signalene ved utgangene til halvantenner , summer opp effektspektrene ved utgangene til de to halvantennene, bestem det totale effektspekteret S ∑ 2 (ω k), finn forskjellen S Δ 2 (ω k) til effektspektrene ved utgangene til de to halvantennene, bestemme forskjellsspekteret S 2 (ω k) ∑ − Δ ¯ = S Σ 2 (ω k) ¯ − S Δ 2 (ω k) ¯ er støyemisjonseffektspekteret til et marint objekt, og Tilstedeværelsen av diskrete komponenter bedømmes når frekvensdeteksjonsterskelen for støyemisjonseffektspekteret til et marint objekt overskrides. Dette sikrer eliminering av påvirkningen av interferensspekteret mottatt langs sidefeltet til retningskarakteristikken til den hydroakustiske antennen og riktig bestemmelse av klassifiseringsspektrale egenskaper. 1 syk.

Oppfinnelsen vedrører radar, spesielt anordninger for å bestemme koordinatene til objekter som sender ut akustiske signaler ved bruk av geografisk spredte fiberoptiske sensorer - lydtrykkmålere. Det tekniske resultatet er å øke nøyaktigheten av stedsbestemmelse og gjenkjennelse av typen objekt ved å vurdere den spektrale sammensetningen av dens akustiske støy- og bevegelsesparametere. Det tekniske resultatet ble oppnådd på grunn av innføringen av en andre sløyfe for overføring av optiske pulser med en annen bølgelengde og en sekvensiell kjede av noder: (2N+3)-te lysleder, tredje PD, andre pulsgenerator, andre kilde for optisk stråling , (2N+4)-te lysleder. 1 syk.

Oppfinnelsen angår området hydroakustikk og er ment å bestemme parametrene til objekter som lager støy i sjøen. Det hydroakustiske støysignalet til et marint objekt blir studert, og sammenlignet det med et prediktivt signal, dynamisk generert for totalen av de forventede støynivåene til objektet og avstander til objektet, ved å bestemme korrelasjonskoeffisienten. Basert på den maksimale funksjonen av korrelasjonskoeffisientens avhengighet av objektets estimerte støynivå og estimert avstand til objektet, bestemmes estimatet av støynivået til objektet og estimatet av avstanden til objektet i fellesskap. Det tekniske resultatet av oppfinnelsen er å øke nøyaktigheten av å estimere støyen til et objekt samtidig som man reduserer det totale antallet aritmetiske operasjoner ved vurdering av støyen til et objekt og avstanden til objektet. 2 syke.

Oppfinnelsen angår akustiske retningsmålere (AD), akustiske lokaliseringsanordninger (AL) og kan brukes til å bestemme peilingen til en lydkilde (IS). Formålet med oppfinnelsen er å øke nøyaktigheten av retningsfinning av en IR når jordoverflatene er skråstilt mot horisontplanet, hvor den akustiske antennen er plassert, og å redusere tiden for å bestemme peilingen til denne kilden. IZ-lageret i denne metoden bestemmes som følger: de måler lufttemperaturen, vindhastigheten, retningsvinkelen til dens retning i grunnlaget av atmosfæren og legger dem inn i en elektronisk datamaskin, markerer et område med spesiell oppmerksomhet ( AR) på et topografisk kart der artilleriskytingsposisjoner kan lokaliseres og mørtler, velg på bakken et flatt område med omtrent rektangulær form med en lengde på minst tre hundre meter og en bredde på minst ti meter, de store sidene hvorav vil være omtrent vinkelrett på retningen til det omtrentlige senteret av ROV-en, mål helningsvinkelen til denne plattformen til horisontplanet og, ta denne vinkelen i betraktning, ved hjelp av en optisk-mekanisk enhet og en avstandsmålerstang, installer sensor på en spesiell måte på bakken, motta akustiske signaler og interferens, konvertere dem til elektriske signaler og interferens, behandle dem i 1 og 2 kanaler med signalbehandling AP eller AL, bestemme de konstante spenningene U1 og ved utgangen til disse kanalene U2 , som bare kom fra ROM-en, trekk spenningen U2 fra spenningen U1, legg til disse spenningene, oppnå forholdet mellom differansen og summen deres ηCP og kalkuler automatisk den sanne peilingen til lydkilden αI ved å bruke programmet. 8 syke.

Oppfinnelsen angår området hydroakustikk og kan brukes i utviklingen av systemer for å bestemme koordinater basert på data fra støyretningsfinnebanen til hydroakustiske komplekser. Fremgangsmåten omfatter mottak av et hydroakustisk støysignal med en hydroakustisk antenne, sporing av et mål i støyretningsfunnmodus, spektralanalyse av det hydroakustiske støysignalet i et bredt frekvensbånd, bestemmelse av avstanden til målet, mottak av det hydroakustiske støysignalet. ut av halvdelene av den hydroakustiske antennen, og måle det gjensidige spekteret mellom de hydroakustiske støysignalene mottatt av halvdelene av de hydroakustiske antennene; måling av autokorrelasjonsfunksjonen til dette kryssspekteret (ACF); mål bærefrekvensen til autokorrelasjonsfunksjonen Fmeas, mål forskjellen mellom den målte bærefrekvensen og referansebærefrekvensen til målstøyemisjonssignalet Fstandard, målt på kort avstand (Fstandard-Fmeas), og avstanden til målet bestemmes ved formelen D = (Fstandard-Fmeas)K, hvor K proporsjonalitetskoeffisient, som beregnes som forholdet mellom endringen i bærefrekvensen til autokorrelasjonsfunksjonen per enhetsavstand ved bestemmelse av referansefrekvensen. 1 syk.

Oppfinnelsene relaterer seg til feltet hydroakustikk og kan brukes til å kontrollere støyutslippsnivået til et undervannsobjekt i et naturlig reservoar. Det tekniske resultatet fra implementeringen av oppfinnelser er muligheten til å måle støynivået til et undervannsfartøy direkte fra selve fartøyet. Dette tekniske resultatet oppnås ved å løfte en målemodul (MM) utstyrt med hydrofoner fra vannscooteren, og bruke den til å måle støynivået til vannscooteren. IM er utstyrt med et system for å sjekke funksjonaliteten uten å demontere enheten. 2 n. og 11 lønn fly, 3 ill.

Anordningen (100) for å løse tvetydighet fra DOA (φ ^ amb) estimatet (105) inneholder en DOA-estimatanalysator (110) for å analysere DOA (φ ^ amb) estimatet (105) for å oppnå et sett (115) med tvetydige analyseparametere (φ ˜ I ... φ ˜ N; f(φ ˜ I)...f(φ ˜ N); fenh,I(φ ^ amb)...fenh,N(φ ^ amb); gP (φ ˜ I). ..gp(φ ˜ N); D(φ ˜ I)...D(φ ˜ N)) ved å bruke skjevhetsinformasjonen (101), der skjevhetsinformasjonen (101) representerer forholdet (φ ^ ↔φ) mellom det partiske ( φ ^) og upartiske DOA-estimatet (φ), og en tvetydighetsoppløsningsenhet (120) for å løse tvetydighet i settet (115) av tvetydige analyseparametere (φ ˜ I... φ ˜ N; f(φ ˜ I)...f (φ ˜ N); fenh,I(φ ^ amb)...fenh,N(φ ^ amb); gP(φ ˜ I)...gp( φ ˜ N); D(φ ˜ I).. .D(φ˜ N)) for å oppnå en entydig oppløst parameter (φ ˜ res; fres, 125). 3 n. og 12 lønn fly, 22 syk.

Oppfinnelsen angår området hydroakustikk og kan brukes som hydroakustiske våpen for ubåter til ulike formål, samt ved utførelse av undervannsgeologisk og hydroakustisk arbeid og forskning. Komplekset inkluderer hoved- og tilleggsveier for støyretning, en hydroakustisk signaldeteksjonsbane, en sonarbane, en kommunikasjons- og identifiseringsvei, en minedeteksjons- og navigasjonshindredeteksjonssti, et sentralt datasystem, et display-, registrerings-, dokumentasjons- og kontrollsystem og felles buss. I dette tilfellet er alle utstrålende antenner til ekkoloddbanen laget elektronisk kontrollert både i antall stråler av retningskarakteristikken og i deres bredde og retning. Hovedstøyretningsveien inneholder hovedbuemottaksantennen og den første forbehandlingsenheten. Den hydroakustiske signaldeteksjonsveien inneholder tre mottaksantenner og en andre forbehandlingsenhet. Ekkoloddbanen inneholder tre elektronisk styrte antenner og en første generatorenhet. Kommunikasjons- og identifiseringsveien inneholder to strålende antenner og en andre generatoranordning. Minedeteksjons- og inneholder en sender/mottakerantenne, en sender-mottaksbryter, en tredje generatorenhet og en tredje forbehandlingsenhet. Den ekstra støyretningsveien inneholder en fleksibel utvidet slepet antenne, en kabelkabel, en strømsamler og en fjerde forbehandlingsenhet. Teknisk resultat: øke hemmeligholdet til SAC og måldeteksjonsområdet i GL-modus. 1 syk.

Russisk undervanns hydroakustikk ved begynnelsen av det 21. århundre

Militær hydroakustikk er en elitevitenskap, hvis utvikling bare en sterk stat har råd til

Tyske ALEXANDROV

Bedriften har det høyeste vitenskapelige og tekniske potensialet (selskapet sysselsetter 13 leger og mer enn 60 vitenskapskandidater), og utvikler følgende prioriterte områder innen innenlandsk hydroakustikk:

Multifunksjonelle passive og aktive hydroakustiske komplekser (GAS) og systemer (GAS) for å belyse undervannsmiljøet i havet, inkludert for ubåter, overflateskip, fly, undervannssvømmerdeteksjonssystemer;

Systemer med fleksible utvidede tauede antenner for drift i et bredt spekter av frekvenser for overflateskip og ubåter, så vel som stasjonære;

Aktive, passive og aktive-passive stasjonære hydroakustiske systemer for å beskytte sokkelsonen mot uautorisert penetrasjon av overflateskip og ubåter;

Hydroakustiske navigasjons- og søke- og undersøkelsessystemer";

Hydroakustiske transdusere, antenner, fasede antenner med kompleks form, med opptil flere tusen mottakskanaler;

Akustiske skjermer og lydgjennomsiktige kåper;

Informasjonsoverføringssystemer via hydroakustisk kanal;

adaptive systemer for behandling av hydroakustisk informasjon i komplekse hydrologiske og akustiske og signalinterferensmiljøer;

Klassifiserere av mål ved deres signaturer og den fine strukturen til lydfeltet;

Lydhastighetsmålere for overflateskip og ubåter.

Bedriften består i dag av ti bedrifter lokalisert i St. Petersburg og Leningrad-regionen, Taganrog, Volgograd, Severodvinsk og Republikken Karelia, inkludert forskningsinstitutter, fabrikker for serieproduksjon av hydroakustisk utstyr, spesialiserte bedrifter for service av utstyr ved anlegg, og testplasser. Dette er fem tusen høyt kvalifiserte spesialister - ingeniører, arbeidere, forskere, mer enn 25% av dem er unge mennesker.

Selskapets team har utviklet nesten alle masseproduserte GAK pl (Rubin, Ocean, Rubicon, Skat, Skat-BDRM, Skat-3), en rekke hydroakustiske komplekser og systemer for overflateskip (Platina ", "Polynomial", stasjon for oppdage undervannssvømmere "Pallada"), stasjonære systemer "Liman", "Volkhov", "Agam", "Dniester".

Hydroakustiske systemer for ubåter laget av bedriften er unike tekniske midler, hvis opprettelse krever den høyeste kunnskapen og omfattende erfaringen innen hydroakustikk. Som en vet sa det, er oppgaven med å oppdage en ubåt med en retningssøker lik kompleksiteten til oppgaven med å oppdage en stearinlysflamme i en avstand på flere kilometer på en lys solskinnsdag, og likevel for en ubåt som befinner seg under vann, GAC er praktisk talt den eneste kilden til informasjon om miljøet. Hovedoppgavene som løses av det hydroakustiske komplekset til en ubåt er deteksjon av ubåter, overflateskip, torpedoer i støyretningsmodus, automatisk sporing av mål, bestemmelse av deres koordinater, klassifisering av mål, deteksjon og retningsfunn av mål i sonarmodus, avlytting av hydroakustiske signaler i et bredt frekvensområde, tilveiebringelse av undervanns lydkommunikasjon over lange avstander, gi synlighet av nærliggende forhold og navigasjonssikkerhet, belyse isforhold ved seiling under is, gi mine- og torpedobeskyttelse for et skip, løse navigasjonsproblemer - måling hastighet, dybde osv. I tillegg til disse oppgavene må komplekset ha et kraftig automatisert kontrollsystem, et system for overvåking av egen støy, og må kontinuerlig utføre komplekse hydrologiske beregninger for å sikre funksjonen til alle systemer og forutsi situasjonen i ubåtens område operasjon. Komplekset har simulatorer for alle systemene i det hydroakustiske komplekset, og gir opplæring og opplæring for personell.

Grunnlaget for ethvert hydroakustisk kompleks er antenner, fasede diskrete arrays med kompleks form, bestående av piezokeramiske transdusere, som skal sikre mottak av signaler fra vannmiljøet på en båt som opplever enorme belastninger på grunn av hydrostatisk trykk. Oppgaven til SAC er å oppdage disse signalene mot bakgrunnen av sin egen støy, flytstøy når båten beveger seg, sjøstøy, forstyrrende mål og en rekke andre faktorer som maskerer det nyttige signalet.

En moderne GAK er et komplekst digitalt kompleks som behandler enorme strømmer av informasjon i sanntid (hver antenne i komplekset består av tusenvis, eller til og med titusenvis av individuelle elementer, som hver må behandles synkront med alle de andre). Dens drift er bare mulig med bruk av de nyeste multiprosessorsystemene, som gir oppgaven med samtidig observasjon i rom og multibånd, i frekvens, observasjon av omkringliggende akustiske felt.

Det viktigste og viktigste elementet i komplekset er enhetene for å vise den mottatte informasjonen. Når du lager disse enhetene, løses ikke bare vitenskapelige og tekniske, men også ergonomiske og psykologiske problemer - det er ikke nok å motta et signal fra det ytre miljøet, det er nødvendig at operatørene av komplekset (og dette er et minimum antall mennesker) til enhver tid ha en fullstendig forståelse av situasjonen rundt, kontroll og faktisk sikkerheten til skipet, og bevegelsen av flere mål, overflate, undervann og luft, som utgjør en potensiell trussel eller interesse for ubåten. Og utviklere balanserer hele tiden på randen av et problem - på den ene siden for å vise den maksimale mengden informasjon som behandles av komplekset og som trengs av operatøren, på den annen side for ikke å bryte "Millers regel", som begrenser mengden informasjon som kan absorberes samtidig av en person.

Et viktig trekk ved hydroakustiske systemer, spesielt antenner, er kravene til deres styrke, holdbarhet og evne til å operere uten reparasjon eller utskifting i svært lang tid - i kamptjenesteforhold er det vanligvis umulig å reparere en hydroakustisk antenne.

En moderne SAC kan ikke betraktes som et selvforsynt, lukket system, men kun som et element i et integrert ubåtovervåkingssystem, som mottar og bruker kontinuerlig oppdatert a priori-informasjon om mål fra ikke-akustiske deteksjonssystemer, rekognosering, etc., og gi informasjon om den endrede undervannssituasjonen til systemet, som analyserer taktiske situasjoner og gir anbefalinger om bruk av ulike moduser av angrepssystemet i en gitt situasjon.

Utviklingen av hydroakustiske systemer for en ubåt er en kontinuerlig konkurranse med utviklerne av en potensiell fiende, på den ene siden, siden den viktigste oppgaven til SAC er å sikre minst paritet i en duellsituasjon (fienden hører og gjenkjenner deg , og du er på samme avstand), og det er nødvendig med all vår styrke og midler å øke rekkevidden til SAC, hovedsakelig i den passive støyretningsmodusen, som lar deg oppdage mål uten å avsløre din egen plassering, og med skipsbyggere, designere av ubåter, på den annen side, siden støyen fra ubåter avtar med hver ny generasjon, med hvert nytt prosjekt, selv med hvert nytt skip bygget, og du må oppdage et signal som er størrelsesordener lavere i nivå enn støyen rundt havet. Og det er åpenbart at opprettelsen av et moderne hydroakustisk kompleks for ubåter fra det 21. århundre er et felles arbeid av kompleksets utviklere og båtens utviklere, som i fellesskap designer og plasserer elementene i sonarsystemet på skipet på en slik måte at dens drift under disse forholdene er mest effektiv.

Designerfaringen til GAK pl som er tilgjengelig ved instituttet vårt, lar oss identifisere hovedproblemområdene som vi kan forvente en betydelig økning i effektivitet fra i nær fremtid.

1. HAK med konform og konform dekselantenne

Reduksjonen i ubåtstøy, assosiert med designeres innsats for å optimalisere tekniske løsninger for utformingen av skroget og mekanismene, har ført til en merkbar reduksjon i rekkevidden til sonaren på moderne ubåter. Økningen i blenderåpningen til tradisjonelle antenner (sfæriske eller sylindriske) er begrenset av geometrien til bueenden av kroppen. Den åpenbare løsningen i denne situasjonen var opprettelsen av en konform (kombinert med konturene av kvadratet) antenne, det totale arealet, og derfor energipotensialet som betydelig overstiger lignende indikatorer for tradisjonelle antenner. Den første erfaringen med å lage slike antenner viste seg å være ganske vellykket.

En enda mer lovende retning ser ut til å være etableringen av konforme dekselantenner plassert langs siden av plassen. Lengden på slike antenner kan være titalls meter, og arealet kan være mer enn hundre kvadratmeter. Opprettelsen av slike systemer er forbundet med behovet for å løse en rekke tekniske problemer.

Antennen med konformt deksel er plassert i området med dominerende påvirkning av inhomogene bølger forårsaket av strukturell interferens, så vel som interferens av hydrodynamisk opprinnelse, inkludert interferens som oppstår på grunn av eksitering av huset av den motgående strømmen. Akustiske skjermer, tradisjonelt brukt for å redusere påvirkningen av interferens på antennen, er ikke effektive nok i lavfrekvensområdet til innebygde antenner. Mulige måter å sikre effektiv drift av ombordantenner, bedømt av utenlandsk erfaring, er for det første den strukturelle plasseringen av de mest støyende maskinene og mekanismene til ubåter på en slik måte at deres innflytelse på ombordsystemer er minimal, og for det andre bruk av algoritmiske metoder for å redusere påvirkningen av strukturell interferens på GAK-banen (adaptive metoder for å kompensere for strukturelle interferenser, inkludert bruk av vibrasjonssensorer plassert i umiddelbar nærhet av antennen). Bruken av såkalte «vektorfase»-metoder for informasjonsbehandling, som gjør det mulig å øke effektiviteten til komplekset gjennom felles prosessering av trykk- og vibrasjonshastighetsfelt, virker svært lovende. En annen måte å redusere påvirkningen av hydrodynamisk interferens på, som påvirker effektiviteten til antenner med konformt deksel, er bruken av filmomformere (PVDF-plater), som på grunn av gjennomsnitt over et område på 1,0x0,5 m kan betydelig (bedømme etter data i litteraturen - opptil 20 dB) redusere påvirkning av hydrodynamisk interferens på HAK-kanalen.

2. Adaptive algoritmer for behandling av hydroakustisk informasjon, i samsvar med forplantningsmiljøet

"Tilpasning" er tradisjonelt forstått som et systems evne til å endre sine parametere avhengig av endrede miljøforhold for å opprettholde effektiviteten. I forhold til prosesseringsalgoritmer betyr begrepet "tilpasning" koordinering (i rom og tid) av prosesseringsbanen med egenskapene til signaler og støy. Adaptive algoritmer er mye brukt i moderne systemer, og deres effektivitet bestemmes hovedsakelig av maskinvareressursene til komplekset. Mer moderne er algoritmer som tar hensyn til den spatiotemporale variasjonen til signalutbredelseskanalen. Bruken av slike algoritmer gjør det mulig å samtidig løse problemene med deteksjon, målbetegnelse og klassifisering, ved å bruke a priori informasjon om signalutbredelseskanalen. Kilden til slik informasjon kan være adaptive dynamiske oseanologiske modeller som med tilstrekkelig pålitelighet forutsier fordelingen av temperatur, tetthet, saltholdighet og noen andre miljøparametere i operasjonsområdet til pl. Slike modeller finnes og er mye brukt i utlandet. Bruken av ganske pålitelige estimater av parametrene til forplantningskanalen tillater, bedømt av teoretiske estimater, å øke nøyaktigheten av å bestemme målkoordinatene betydelig.

3. Akustiske systemer plassert på kontrollerte ubemannede undervannsfarkoster, som løser problemene med polystatisk deteksjon i aktiv modus, samt problemet med å søke etter siltbunnsobjekter

Selve ubåten er en enorm struktur, mer enn hundre meter lang, og ikke alle oppgaver som må løses for å sikre egen sikkerhet kan løses ved å plassere hydroakustiske systemer på selve skipet. En av disse oppgavene er påvisning av bunn- og silteobjekter som utgjør en fare for skipet. For å undersøke en gjenstand må du komme så nærme den som mulig uten å skape en trussel mot din egen sikkerhet. En av de mulige måtene å løse dette problemet på er å lage et kontrollert ubemannet undervannsfartøy plassert på en ubåt, i stand til uavhengig eller ved kontroll via kablet eller undervannskommunikasjon å nærme seg et objekt av interesse og klassifisere det, og om nødvendig ødelegge det . Faktisk ligner oppgaven på å lage et hydroakustisk kompleks i seg selv, men et miniatyrkompleks, med en batteridrevet fremdriftsenhet, plassert på en liten selvgående enhet som er i stand til å løsne fra en ubåt mens den er nedsenket, og deretter dokke tilbake , samtidig som det gir konstant toveiskommunikasjon. I USA ble slike enheter opprettet og er en del av bevæpningen til siste generasjons ubåter (Virginia-type).

4. Utvikling og etablering av nye materialer for hydroakustiske transdusere, preget av lavere vekt og kostnad

Piezokeramiske transdusere som utgjør ubåtantenner er ekstremt komplekse strukturer; piezokeramikk i seg selv er et veldig skjørt materiale og krever betydelig innsats for å gjøre det sterkt og samtidig opprettholde effektiviteten. Og i ganske lang tid nå har letingen pågått etter et materiale som har de samme egenskapene til å konvertere vibrasjonsenergi til elektrisitet, men som er en polymer, slitesterk, lett og teknologisk avansert.

Teknologisk innsats i utlandet har ført til dannelsen av PVDF-polymerfilmer som har en piezoelektrisk effekt og er praktiske for bruk i konstruksjon av dekselantenner (plassert om bord i en båt). Problemet her ligger først og fremst i teknologien for å lage tykke filmer som sikrer tilstrekkelig antenneeffektivitet. Enda mer lovende ser ut til å være ideen om å lage et materiale som har egenskapene til piezokeramikk, på den ene siden, og egenskapene til en beskyttende skjerm som demper (eller sprer) fiendens sonarsignaler og reduserer skipets egen støy. . Slikt materiale (piezo-gummi), påført på skroget til en ubåt, gjør faktisk hele skipets skrog til en hydroakustisk antenne, noe som gir en betydelig økning i effektiviteten til hydroakustiske midler. En analyse av utenlandske publikasjoner viser at i USA har en slik utvikling allerede gått inn i prototypestadiet, mens det i vårt land ikke har vært noen fremgang i denne retningen de siste tiårene.

5. Klassifisering av mål

Klassifiseringsoppgaven i hydroakustikk er et komplekst problem knyttet til behovet for å bestemme klassen til et mål fra informasjon innhentet i støyretningsfunnmodusen (i mindre grad fra data fra den aktive modusen). Ved første øyekast kan problemet enkelt løses - bare registrer spekteret til et støyende objekt, sammenlign det med en database, og få svar - hva slags objekt det er, ned til navnet på fartøysjefen. Faktisk avhenger spekteret til målet av hastigheten til målet, vinkelen til målet, spekteret observert av ekkoloddsystemet inneholder forvrengninger forårsaket av passasje av signalet gjennom en tilfeldig inhomogen forplantningskanal (vannmiljø), og avhenger derfor av avstand, vær, operasjonsområde og mange andre årsaker, noe som gjør problemet med spektrumgjenkjenning praktisk talt uløselig. Derfor, i den innenlandske klassifiseringen, brukes andre tilnærminger relatert til analysen av karakteristiske trekk som er iboende i en spesifikk klasse av mål. Et annet problem som krever seriøs vitenskapelig forskning, men som er påtrengende nødvendig, er klassifiseringen av bunn- og silteobjekter knyttet til minegjenkjenning. Det er kjent og bekreftet eksperimentelt at delfiner ganske trygt gjenkjenner luft- og vannfylte gjenstander laget av metall, plast og tre. Forskernes oppgave er å utvikle metoder og algoritmer som implementerer samme rekkefølge av handlinger som en delfin utfører når de løser et lignende problem.

6. Selvforsvarsoppgaven

Selvforsvar er en kompleks oppgave for å sikre sikkerheten til et skip (inkludert anti-torpedobeskyttelse), inkludert deteksjon, klassifisering, målbetegnelse, utstedelse av innledende data for bruk av våpen og (eller) tekniske mottiltak. Det særegne ved denne oppgaven er integrert bruk av data fra ulike undersystemer av SAC, identifikasjon av data som kommer fra ulike kilder, og sikring av informasjonsinteraksjon med andre skipssystemer som sikrer bruk av våpen.

Ovennevnte er bare en liten del av de lovende forskningsområdene som må forfølges for å øke effektiviteten til de hydroakustiske våpnene som lages. Men fra en idé til et produkt er en lang reise, som krever avansert teknologi, en moderne forsknings- og eksperimentell base, en utviklet infrastruktur for produksjon av nødvendige materialer for hydroakustiske transdusere og antenner, etc. Det skal bemerkes at de siste årene har vært preget for vår virksomhet av en seriøs teknisk re-utstyr av produksjons- og testbasen, som ble mulig takket være finansiering innenfor rammen av en rekke føderale målprogrammer, både sivile og spesielle formål, utført av den russiske føderasjonens industri- og handelsdepartementet. Takket være denne økonomiske støtten har det i løpet av de siste fem årene vært mulig å fullstendig renovere og modernisere Europas største hydroakustiske eksperimentelle basseng, som ligger på territoriet til OJSC Concern Okeanpribor, og å radikalt oppdatere produksjonskapasiteten til serieanleggene inkludert i bekymring, takket være at Taganrog Priboy-anlegget har blitt den mest avanserte instrumentproduksjonsbedriften i Sør-Russland. Vi skaper nye produksjonsanlegg - piezomaterialer, trykte kretskort, og i fremtiden - bygging av nye produksjons- og vitenskapelige områder, står for oppsett og overlevering av utstyr. Om 2–3 år vil bedriftens produksjon og vitenskapelige evner, støttet av en "databank" med nye ideer og utviklinger, gjøre det mulig å begynne å lage femte generasjons hydroakustiske våpen, så nødvendige for marinen.

Hydroakustikk (fra gresk hydro- vann, akustisk- auditiv) - vitenskapen om fenomener som forekommer i vannmiljøet og assosiert med forplantning, emisjon og mottak av akustiske bølger. Det inkluderer spørsmål om utvikling og opprettelse av hydroakustiske enheter beregnet for bruk i vannmiljøet.

Utviklingshistorie

De første målingene av avstand gjennom lyd ble gjort av den russiske forskeren Ya. D. Zakharov. Den 30. juni 1804 fløy han i en ballong for vitenskapelige formål og i denne flyturen brukte han refleksjon av lyd fra jordoverflaten for å bestemme flyhøyden. Mens han var i ballens kurv, ropte han høyt inn i en nedoverpekende høyttaler. Etter 10 sekunder kom et tydelig hørbart ekko. Fra dette konkluderte Zakharov at høyden på ballen over bakken var omtrent 5 x 334 = 1670 m. Denne metoden dannet grunnlaget for radio og sonar.

Sammen med utviklingen av teoretiske problemstillinger ble det utført praktiske studier av fenomenene lydutbredelse i havet i Russland. Admiral S. O. Makarov i 1881 - 1882 foreslått å bruke en enhet kalt fluktometer for å overføre informasjon om hastigheten til strømmer under vann. Dette markerte begynnelsen på utviklingen av en ny gren av vitenskap og teknologi - hydroakustisk telemetri.

Diagram av hydrofonstasjonen til Baltic Plant modell 1907: 1 - vannpumpe; 2 - rørledning; 3 - trykkregulator; 4 - elektromagnetisk hydraulisk ventil (telegrafventil); 5 - telegrafnøkkel; 6 - hydraulisk membranemitter; 7 - siden av skipet; 8 - vanntank; 9 - forseglet mikrofon

På 1890-tallet. Ved Baltic Shipyard, på initiativ av kaptein 2nd Rank M.N. Beklemishev, begynte arbeidet med utviklingen av hydroakustiske kommunikasjonsenheter. De første testene av en hydroakustisk emitter for kommunikasjon under vann ble utført på slutten av 1800-tallet. i forsøksbassenget i Galernaya havn i St. Petersburg. Vibrasjonene den sendte ut kunne tydelig høres 7 miles unna på Nevsky flytende fyr. Som et resultat av forskning i 1905. skapte den første hydroakustiske kommunikasjonsenheten, der rollen som sendeenheten ble spilt av en spesiell undervannssirene, kontrollert av en telegrafnøkkel, og signalmottakeren var en karbonmikrofon festet fra innsiden til skipets skrog. Signalene ble registrert av et Morse-apparat og med øret. Senere ble sirenen erstattet med en emitter av membrantypen. Effektiviteten til enheten, kalt hydrofonstasjonen, økte betydelig. Sjøforsøk av den nye stasjonen fant sted i mars 1908. på Svartehavet, hvor rekkevidden for pålitelig signalmottak oversteg 10 km.

De første serielle lyd-undesignet av Baltic Shipyard i 1909-1910. installert på ubåter "Karpe", "Gudgeon", "Sterlet", « Makrell"Og" Abbor". Ved installasjon av stasjoner på ubåter, for å redusere interferens, ble mottakeren plassert i en spesiell kåpe, slept bak hekken på et kabeltau. Britene kom til en slik beslutning først under første verdenskrig. Så ble denne ideen glemt og først på slutten av 1950-tallet begynte den å bli brukt igjen i forskjellige land for å lage støybestandige sonarskipstasjoner.

Drivkraften for utviklingen av hydroakustikk var første verdenskrig. Under krigen led entente-landene store tap i sine handels- og militærflåter på grunn av handlingene til tyske ubåter. Det var behov for å finne midler for å bekjempe dem. De ble snart funnet. En ubåt i nedsenket posisjon kan høres av støyen som skapes av propellene og betjeningsmekanismene. En enhet som oppdager støyende objekter og bestemmer deres plassering ble kalt en støyretningssøker. Den franske fysikeren P. Langevin foreslo i 1915 å bruke en følsom mottaker laget av Rochelle-salt for den første støyretningsstasjonen.

Grunnleggende om hydroakustikk

Funksjoner ved forplantning av akustiske bølger i vann

Komponenter av en ekkohendelse.

Omfattende og grunnleggende forskning på forplantning av akustiske bølger i vann begynte under andre verdenskrig, som ble diktert av behovet for å løse praktiske problemer med marine og først av alt ubåter. Eksperimentelt og teoretisk arbeid ble videreført i etterkrigsårene og oppsummert i en rekke monografier. Som et resultat av disse arbeidene ble noen trekk ved forplantningen av akustiske bølger i vann identifisert og avklart: absorpsjon, demping, refleksjon og brytning.

Absorpsjonen av akustisk bølgeenergi i sjøvann er forårsaket av to prosesser: indre friksjon av mediet og dissosiasjon av salter oppløst i det. Den første prosessen konverterer energien til en akustisk bølge til varme, og den andre, transformeres til kjemisk energi, fjerner molekyler fra en likevektstilstand, og de går i oppløsning til ioner. Denne typen absorpsjon øker kraftig med økende frekvens av akustisk vibrasjon. Tilstedeværelsen av suspenderte partikler, mikroorganismer og temperaturavvik i vann fører også til demping av den akustiske bølgen i vann. Som regel er disse tapene små og inngår i den totale absorpsjonen, men noen ganger, som for eksempel ved spredning fra et skips kjølvann, kan disse tapene utgjøre opptil 90 %. Tilstedeværelsen av temperaturanomalier fører til at den akustiske bølgen faller inn i akustiske skyggesoner, hvor den kan gjennomgå flere refleksjoner.

Tilstedeværelsen av grensesnitt mellom vann - luft og vann - bunn fører til refleksjon av en akustisk bølge fra dem, og hvis den akustiske bølgen i det første tilfellet reflekteres fullstendig, avhenger i det andre tilfellet refleksjonskoeffisienten av bunnmaterialet: en gjørmete bunn reflekterer dårlig, sandete og steinete reflekterer godt. . På grunne dyp, på grunn av flere refleksjoner av den akustiske bølgen mellom bunnen og overflaten, oppstår en undervannslydkanal, der den akustiske bølgen kan forplante seg over lange avstander. Endring av lydhastigheten ved forskjellige dybder fører til bøyning av lyd "stråler" - brytning.

Lydbrytning (krumning av lydstrålebanen)

Spredning og absorpsjon av lyd ved inhomogeniteter i mediet.

Lydbølgeutbredelsesområde

Forplantningsområdet til lydbølger er en kompleks funksjon av strålingsfrekvensen, som er unikt relatert til bølgelengden til det akustiske signalet. Som kjent dempes høyfrekvente akustiske signaler raskt på grunn av sterk absorpsjon av vannmiljøet. Lavfrekvente signaler er tvert imot i stand til å forplante seg over lange avstander i vannmiljøet. Dermed kan et akustisk signal med en frekvens på 50 Hz forplante seg i havet over avstander på tusenvis av kilometer, mens et signal med en frekvens på 100 kHz, typisk for sideskanning-ekkolodd, har et utbredelsesområde på bare 1-2 km . De omtrentlige områdene for moderne ekkolodd med forskjellige akustiske signalfrekvenser (bølgelengder) er gitt i tabellen:

Bruksområder.

Hydroakustikk har fått bred praktisk anvendelse, siden et effektivt system for overføring av elektromagnetiske bølger under vann over en betydelig avstand ennå ikke er opprettet, og lyd er derfor det eneste mulige kommunikasjonsmiddelet under vann. Til disse formålene brukes lydfrekvenser fra 300 til 10 000 Hz og ultralyd fra 10 000 Hz og over. Elektrodynamiske og piezoelektriske emittere og hydrofoner brukes som emittere og mottakere i lyddomenet, og piezoelektriske og magnetostriktive i ultralyddomenet.

De viktigste bruksområdene for hydroakustikk:

• For å løse militære problemer;
• Marine navigasjon;
• Lyd kommunikasjon;
• Fiske leting;
• Oseanologisk forskning;
• Aktivitetsområder for utvikling av ressursene på havbunnen;
• Bruk av akustikk i bassenget (hjemme eller i et treningssenter for synkronsvømming)
• Opplæring av sjødyr.

Notater

Litteratur og informasjonskilder

LITTERATUR:

• V.V. Shuleikin Havets fysikk. - Moskva: "Vitenskap", 1968. - 1090 s.
• I.A. rumensk Grunnleggende om hydroakustikk. - Moskva: "Skipsbygging", 1979 - 105 s.
• Yu.A. Koryakin Hydroakustiske systemer. - St. Petersburg: "Science of St. Petersburg and the sea power of Russia", 2002. - 416 s.

Russisk undervanns hydroakustikk ved begynnelsen av det 21. århundre

Militær hydroakustikk er en elitevitenskap, hvis utvikling bare en sterk stat har råd til

Tyske ALEXANDROV

Bedriften har det høyeste vitenskapelige og tekniske potensialet (selskapet sysselsetter 13 leger og mer enn 60 vitenskapskandidater), og utvikler følgende prioriterte områder innen innenlandsk hydroakustikk:

Multifunksjonelle passive og aktive hydroakustiske komplekser (GAS) og systemer (GAS) for å belyse undervannsmiljøet i havet, inkludert for ubåter, overflateskip, fly, undervannssvømmerdeteksjonssystemer;

Systemer med fleksible utvidede tauede antenner for drift i et bredt spekter av frekvenser for overflateskip og ubåter, så vel som stasjonære;

Aktive, passive og aktive-passive stasjonære hydroakustiske systemer for å beskytte sokkelsonen mot uautorisert penetrasjon av overflateskip og ubåter;

Hydroakustiske navigasjons- og søke- og undersøkelsessystemer";

Hydroakustiske transdusere, antenner, fasede antenner med kompleks form, med opptil flere tusen mottakskanaler;

Akustiske skjermer og lydgjennomsiktige kåper;

Informasjonsoverføringssystemer via hydroakustisk kanal;

adaptive systemer for behandling av hydroakustisk informasjon i komplekse hydrologiske og akustiske og signalinterferensmiljøer;

Klassifiserere av mål ved deres signaturer og den fine strukturen til lydfeltet;

Lydhastighetsmålere for overflateskip og ubåter.

Bedriften består i dag av ti bedrifter lokalisert i St. Petersburg og Leningrad-regionen, Taganrog, Volgograd, Severodvinsk og Republikken Karelia, inkludert forskningsinstitutter, fabrikker for serieproduksjon av hydroakustisk utstyr, spesialiserte bedrifter for service av utstyr ved anlegg, og testplasser. Dette er fem tusen høyt kvalifiserte spesialister - ingeniører, arbeidere, forskere, mer enn 25% av dem er unge mennesker.

Selskapets team har utviklet nesten alle masseproduserte GAK pl (Rubin, Ocean, Rubicon, Skat, Skat-BDRM, Skat-3), en rekke hydroakustiske komplekser og systemer for overflateskip (Platina ", "Polynomial", stasjon for oppdage undervannssvømmere "Pallada"), stasjonære systemer "Liman", "Volkhov", "Agam", "Dniester".

Hydroakustiske systemer for ubåter laget av bedriften er unike tekniske midler, hvis opprettelse krever den høyeste kunnskapen og omfattende erfaringen innen hydroakustikk. Som en vet sa det, er oppgaven med å oppdage en ubåt med en retningssøker lik kompleksiteten til oppgaven med å oppdage en stearinlysflamme i en avstand på flere kilometer på en lys solskinnsdag, og likevel for en ubåt som befinner seg under vann, GAC er praktisk talt den eneste kilden til informasjon om miljøet. Hovedoppgavene som løses av det hydroakustiske komplekset til en ubåt er deteksjon av ubåter, overflateskip, torpedoer i støyretningsmodus, automatisk sporing av mål, bestemmelse av deres koordinater, klassifisering av mål, deteksjon og retningsfunn av mål i sonarmodus, avlytting av hydroakustiske signaler i et bredt frekvensområde, tilveiebringelse av undervanns lydkommunikasjon over lange avstander, gi synlighet av nærliggende forhold og navigasjonssikkerhet, belyse isforhold ved seiling under is, gi mine- og torpedobeskyttelse for et skip, løse navigasjonsproblemer - måling hastighet, dybde osv. I tillegg til disse oppgavene må komplekset ha et kraftig automatisert kontrollsystem, et system for overvåking av egen støy, og må kontinuerlig utføre komplekse hydrologiske beregninger for å sikre funksjonen til alle systemer og forutsi situasjonen i ubåtens område operasjon. Komplekset har simulatorer for alle systemene i det hydroakustiske komplekset, og gir opplæring og opplæring for personell.

Grunnlaget for ethvert hydroakustisk kompleks er antenner, fasede diskrete arrays med kompleks form, bestående av piezokeramiske transdusere, som skal sikre mottak av signaler fra vannmiljøet på en båt som opplever enorme belastninger på grunn av hydrostatisk trykk. Oppgaven til SAC er å oppdage disse signalene mot bakgrunnen av sin egen støy, flytstøy når båten beveger seg, sjøstøy, forstyrrende mål og en rekke andre faktorer som maskerer det nyttige signalet.

En moderne GAK er et komplekst digitalt kompleks som behandler enorme strømmer av informasjon i sanntid (hver antenne i komplekset består av tusenvis, eller til og med titusenvis av individuelle elementer, som hver må behandles synkront med alle de andre). Dens drift er bare mulig med bruk av de nyeste multiprosessorsystemene, som gir oppgaven med samtidig observasjon i rom og multibånd, i frekvens, observasjon av omkringliggende akustiske felt.

Det viktigste og viktigste elementet i komplekset er enhetene for å vise den mottatte informasjonen. Når du lager disse enhetene, løses ikke bare vitenskapelige og tekniske, men også ergonomiske og psykologiske problemer - det er ikke nok å motta et signal fra det ytre miljøet, det er nødvendig at operatørene av komplekset (og dette er et minimum antall mennesker) til enhver tid ha en fullstendig forståelse av situasjonen rundt, kontroll og faktisk sikkerheten til skipet, og bevegelsen av flere mål, overflate, undervann og luft, som utgjør en potensiell trussel eller interesse for ubåten. Og utviklere balanserer hele tiden på randen av et problem - på den ene siden for å vise den maksimale mengden informasjon som behandles av komplekset og som trengs av operatøren, på den annen side for ikke å bryte "Millers regel", som begrenser mengden informasjon som kan absorberes samtidig av en person.

Et viktig trekk ved hydroakustiske systemer, spesielt antenner, er kravene til deres styrke, holdbarhet og evne til å operere uten reparasjon eller utskifting i svært lang tid - i kamptjenesteforhold er det vanligvis umulig å reparere en hydroakustisk antenne.

En moderne SAC kan ikke betraktes som et selvforsynt, lukket system, men kun som et element i et integrert ubåtovervåkingssystem, som mottar og bruker kontinuerlig oppdatert a priori-informasjon om mål fra ikke-akustiske deteksjonssystemer, rekognosering, etc., og gi informasjon om den endrede undervannssituasjonen til systemet, som analyserer taktiske situasjoner og gir anbefalinger om bruk av ulike moduser av angrepssystemet i en gitt situasjon.

Utviklingen av hydroakustiske systemer for en ubåt er en kontinuerlig konkurranse med utviklerne av en potensiell fiende, på den ene siden, siden den viktigste oppgaven til SAC er å sikre minst paritet i en duellsituasjon (fienden hører og gjenkjenner deg , og du er på samme avstand), og det er nødvendig med all vår styrke og midler å øke rekkevidden til SAC, hovedsakelig i den passive støyretningsmodusen, som lar deg oppdage mål uten å avsløre din egen plassering, og med skipsbyggere, designere av ubåter, på den annen side, siden støyen fra ubåter avtar med hver ny generasjon, med hvert nytt prosjekt, selv med hvert nytt skip bygget, og du må oppdage et signal som er størrelsesordener lavere i nivå enn støyen rundt havet. Og det er åpenbart at opprettelsen av et moderne hydroakustisk kompleks for ubåter fra det 21. århundre er et felles arbeid av kompleksets utviklere og båtens utviklere, som i fellesskap designer og plasserer elementene i sonarsystemet på skipet på en slik måte at dens drift under disse forholdene er mest effektiv.

Designerfaringen til GAK pl som er tilgjengelig ved instituttet vårt, lar oss identifisere hovedproblemområdene som vi kan forvente en betydelig økning i effektivitet fra i nær fremtid.

1. HAK med konform og konform dekselantenne

Reduksjonen i ubåtstøy, assosiert med designeres innsats for å optimalisere tekniske løsninger for utformingen av skroget og mekanismene, har ført til en merkbar reduksjon i rekkevidden til sonaren på moderne ubåter. Økningen i blenderåpningen til tradisjonelle antenner (sfæriske eller sylindriske) er begrenset av geometrien til bueenden av kroppen. Den åpenbare løsningen i denne situasjonen var opprettelsen av en konform (kombinert med konturene av kvadratet) antenne, det totale arealet, og derfor energipotensialet som betydelig overstiger lignende indikatorer for tradisjonelle antenner. Den første erfaringen med å lage slike antenner viste seg å være ganske vellykket.

En enda mer lovende retning ser ut til å være etableringen av konforme dekselantenner plassert langs siden av plassen. Lengden på slike antenner kan være titalls meter, og arealet kan være mer enn hundre kvadratmeter. Opprettelsen av slike systemer er forbundet med behovet for å løse en rekke tekniske problemer.

Antennen med konformt deksel er plassert i området med dominerende påvirkning av inhomogene bølger forårsaket av strukturell interferens, så vel som interferens av hydrodynamisk opprinnelse, inkludert interferens som oppstår på grunn av eksitering av huset av den motgående strømmen. Akustiske skjermer, tradisjonelt brukt for å redusere påvirkningen av interferens på antennen, er ikke effektive nok i lavfrekvensområdet til innebygde antenner. Mulige måter å sikre effektiv drift av ombordantenner, bedømt av utenlandsk erfaring, er for det første den strukturelle plasseringen av de mest støyende maskinene og mekanismene til ubåter på en slik måte at deres innflytelse på ombordsystemer er minimal, og for det andre bruk av algoritmiske metoder for å redusere påvirkningen av strukturell interferens på GAK-banen (adaptive metoder for å kompensere for strukturelle interferenser, inkludert bruk av vibrasjonssensorer plassert i umiddelbar nærhet av antennen). Bruken av såkalte «vektorfase»-metoder for informasjonsbehandling, som gjør det mulig å øke effektiviteten til komplekset gjennom felles prosessering av trykk- og vibrasjonshastighetsfelt, virker svært lovende. En annen måte å redusere påvirkningen av hydrodynamisk interferens på, som påvirker effektiviteten til antenner med konformt deksel, er bruken av filmomformere (PVDF-plater), som på grunn av gjennomsnitt over et område på 1,0x0,5 m kan betydelig (bedømme etter data i litteraturen - opptil 20 dB) redusere påvirkning av hydrodynamisk interferens på HAK-kanalen.

2. Adaptive algoritmer for behandling av hydroakustisk informasjon, i samsvar med forplantningsmiljøet

"Tilpasning" er tradisjonelt forstått som et systems evne til å endre sine parametere avhengig av endrede miljøforhold for å opprettholde effektiviteten. I forhold til prosesseringsalgoritmer betyr begrepet "tilpasning" koordinering (i rom og tid) av prosesseringsbanen med egenskapene til signaler og støy. Adaptive algoritmer er mye brukt i moderne systemer, og deres effektivitet bestemmes hovedsakelig av maskinvareressursene til komplekset. Mer moderne er algoritmer som tar hensyn til den spatiotemporale variasjonen til signalutbredelseskanalen. Bruken av slike algoritmer gjør det mulig å samtidig løse problemene med deteksjon, målbetegnelse og klassifisering, ved å bruke a priori informasjon om signalutbredelseskanalen. Kilden til slik informasjon kan være adaptive dynamiske oseanologiske modeller som med tilstrekkelig pålitelighet forutsier fordelingen av temperatur, tetthet, saltholdighet og noen andre miljøparametere i operasjonsområdet til pl. Slike modeller finnes og er mye brukt i utlandet. Bruken av ganske pålitelige estimater av parametrene til forplantningskanalen tillater, bedømt av teoretiske estimater, å øke nøyaktigheten av å bestemme målkoordinatene betydelig.

3. Akustiske systemer plassert på kontrollerte ubemannede undervannsfarkoster, som løser problemene med polystatisk deteksjon i aktiv modus, samt problemet med å søke etter siltbunnsobjekter

Selve ubåten er en enorm struktur, mer enn hundre meter lang, og ikke alle oppgaver som må løses for å sikre egen sikkerhet kan løses ved å plassere hydroakustiske systemer på selve skipet. En av disse oppgavene er påvisning av bunn- og silteobjekter som utgjør en fare for skipet. For å undersøke en gjenstand må du komme så nærme den som mulig uten å skape en trussel mot din egen sikkerhet. En av de mulige måtene å løse dette problemet på er å lage et kontrollert ubemannet undervannsfartøy plassert på en ubåt, i stand til uavhengig eller ved kontroll via kablet eller undervannskommunikasjon å nærme seg et objekt av interesse og klassifisere det, og om nødvendig ødelegge det . Faktisk ligner oppgaven på å lage et hydroakustisk kompleks i seg selv, men et miniatyrkompleks, med en batteridrevet fremdriftsenhet, plassert på en liten selvgående enhet som er i stand til å løsne fra en ubåt mens den er nedsenket, og deretter dokke tilbake , samtidig som det gir konstant toveiskommunikasjon. I USA ble slike enheter opprettet og er en del av bevæpningen til siste generasjons ubåter (Virginia-type).

4. Utvikling og etablering av nye materialer for hydroakustiske transdusere, preget av lavere vekt og kostnad

Piezokeramiske transdusere som utgjør ubåtantenner er ekstremt komplekse strukturer; piezokeramikk i seg selv er et veldig skjørt materiale og krever betydelig innsats for å gjøre det sterkt og samtidig opprettholde effektiviteten. Og i ganske lang tid nå har letingen pågått etter et materiale som har de samme egenskapene til å konvertere vibrasjonsenergi til elektrisitet, men som er en polymer, slitesterk, lett og teknologisk avansert.

Teknologisk innsats i utlandet har ført til dannelsen av PVDF-polymerfilmer som har en piezoelektrisk effekt og er praktiske for bruk i konstruksjon av dekselantenner (plassert om bord i en båt). Problemet her ligger først og fremst i teknologien for å lage tykke filmer som sikrer tilstrekkelig antenneeffektivitet. Enda mer lovende ser ut til å være ideen om å lage et materiale som har egenskapene til piezokeramikk, på den ene siden, og egenskapene til en beskyttende skjerm som demper (eller sprer) fiendens sonarsignaler og reduserer skipets egen støy. . Slikt materiale (piezo-gummi), påført på skroget til en ubåt, gjør faktisk hele skipets skrog til en hydroakustisk antenne, noe som gir en betydelig økning i effektiviteten til hydroakustiske midler. En analyse av utenlandske publikasjoner viser at i USA har en slik utvikling allerede gått inn i prototypestadiet, mens det i vårt land ikke har vært noen fremgang i denne retningen de siste tiårene.

5. Klassifisering av mål

Klassifiseringsoppgaven i hydroakustikk er et komplekst problem knyttet til behovet for å bestemme klassen til et mål fra informasjon innhentet i støyretningsfunnmodusen (i mindre grad fra data fra den aktive modusen). Ved første øyekast kan problemet enkelt løses - bare registrer spekteret til et støyende objekt, sammenlign det med en database, og få svar - hva slags objekt det er, ned til navnet på fartøysjefen. Faktisk avhenger spekteret til målet av hastigheten til målet, vinkelen til målet, spekteret observert av ekkoloddsystemet inneholder forvrengninger forårsaket av passasje av signalet gjennom en tilfeldig inhomogen forplantningskanal (vannmiljø), og avhenger derfor av avstand, vær, operasjonsområde og mange andre årsaker, noe som gjør problemet med spektrumgjenkjenning praktisk talt uløselig. Derfor, i den innenlandske klassifiseringen, brukes andre tilnærminger relatert til analysen av karakteristiske trekk som er iboende i en spesifikk klasse av mål. Et annet problem som krever seriøs vitenskapelig forskning, men som er påtrengende nødvendig, er klassifiseringen av bunn- og silteobjekter knyttet til minegjenkjenning. Det er kjent og bekreftet eksperimentelt at delfiner ganske trygt gjenkjenner luft- og vannfylte gjenstander laget av metall, plast og tre. Forskernes oppgave er å utvikle metoder og algoritmer som implementerer samme rekkefølge av handlinger som en delfin utfører når de løser et lignende problem.

6. Selvforsvarsoppgaven

Selvforsvar er en kompleks oppgave for å sikre sikkerheten til et skip (inkludert anti-torpedobeskyttelse), inkludert deteksjon, klassifisering, målbetegnelse, utstedelse av innledende data for bruk av våpen og (eller) tekniske mottiltak. Det særegne ved denne oppgaven er integrert bruk av data fra ulike undersystemer av SAC, identifikasjon av data som kommer fra ulike kilder, og sikring av informasjonsinteraksjon med andre skipssystemer som sikrer bruk av våpen.

Ovennevnte er bare en liten del av de lovende forskningsområdene som må forfølges for å øke effektiviteten til de hydroakustiske våpnene som lages. Men fra en idé til et produkt er en lang reise, som krever avansert teknologi, en moderne forsknings- og eksperimentell base, en utviklet infrastruktur for produksjon av nødvendige materialer for hydroakustiske transdusere og antenner, etc. Det skal bemerkes at de siste årene har vært preget for vår virksomhet av en seriøs teknisk re-utstyr av produksjons- og testbasen, som ble mulig takket være finansiering innenfor rammen av en rekke føderale målprogrammer, både sivile og spesielle formål, utført av den russiske føderasjonens industri- og handelsdepartementet. Takket være denne økonomiske støtten har det i løpet av de siste fem årene vært mulig å fullstendig renovere og modernisere Europas største hydroakustiske eksperimentelle basseng, som ligger på territoriet til OJSC Concern Okeanpribor, og å radikalt oppdatere produksjonskapasiteten til serieanleggene inkludert i bekymring, takket være at Taganrog Priboy-anlegget har blitt den mest avanserte instrumentproduksjonsbedriften i Sør-Russland. Vi skaper nye produksjonsanlegg - piezomaterialer, trykte kretskort, og i fremtiden - bygging av nye produksjons- og vitenskapelige områder, står for oppsett og overlevering av utstyr. Om 2–3 år vil bedriftens produksjon og vitenskapelige evner, støttet av en "databank" med nye ideer og utviklinger, gjøre det mulig å begynne å lage femte generasjons hydroakustiske våpen, så nødvendige for marinen.