Имитатор первичного и вторичного гидроакустических полей движущейся подводной цели

 

Изобретение относится к области гидроакустики и может быть использовано при разработке средств гидроакустического противодействия, в частности дрейфующих имитаторов подводных лодок. Техническим результатом является обеспечение одновременной работы имитатора в режимах излучения и приема гидроакустических полей в одной и той же полосе частот. Устройство содержит приборный контейнер с блоком имитации, источником питания и гидроакустической излучающей антенной, прибор плавания, удерживающий при помощи кабель-троса, приборный контейнер и подвешенную приемную антенну на заданных глубинах. Для достижения технического результата приемная гидроакустическая антенна снабжена гидроакустическим экраном, расположенным на стороне этой антенны, обращенной к гидроакустической излучающей антенне. При этом приемная и излучающая антенны разнесены между собой на расстояние не менее 20 метров. 4 ил.

Предлагаемый имитатор первичного и вторичного акустических полей движущейся подводной лодки относится к области гидроакустики и может быть использован при разработке средств гидроакустического противодействия, в частности дрейфующих имитаторов подводных лодок.

Для целей имитации акустических полей применяются имитаторы подводных целей - как дрейфующие, так и самоходные. В наиболее простых имитаторах воспроизводится только первичное акустическое поле подводной лодки - шумовое. Известны имитаторы подводных лодок, которые могут воспроизводить как первичное - шумовое, так и вторичное - отраженное акустическое поле, зарубежные, например, МК-30, 21В12.

Однако в известных устройствах имитация первичного и вторичного акустических полей производится раздельно во времени, что значительно снижает эффективность их использования. В самоходном имитаторе типа 21В12 предусмотрена одновременная имитация шума и эхо-сигналов, однако частотные диапазоны (шум: 0,1-10 кГц и эхо: 8-30 кГц) имеют весьма малое перекрытие, что не обеспечивает эффективность этого имитатора.

В связи с расширением рабочего диапазона частот гидролокаторов средств обнаружения в сторону низких частот возникает необходимость дальнейшего снижения нижних граничных частот имитаторов в режиме "ЭХО". При этом с целью повышения достоверности имитатора и эффективности его использования должна быть обеспечена одновременная имитация первичного и вторичного акустического полей подводной лодки, по своим характеристикам соответствующим шуму и эхо-сигналам от реальной подводной лодки. При этом должна быть обеспечена одновременная работа в режиме “ШУМ” и “ЭХО” в одной и той же полосе частот от сотен герц до нескольких десятков килогерц.

Целью предлагаемого изобретения является устранение недостатков известных имитаторов, т.е. повышения эффективности их применения за счет одновременной имитации первичного и вторичного акустических полей в одной и той же полосе частот.

В предлагаемом имитаторе эта цель достигается путем подвески акустических антенн на кабель-тросе к прибору плавания и разнесения их между собой на расстояние не менее 20 метров и экранирования стороны приемной антенны, обращенной к излучающей, с помощью акустического экрана.

Сущность предлагаемого изобретения поясняется чертежами, где:

на фиг.1 изображено взаимное расположение основных приборов имитатора в рабочем положении;

на фиг.2 - блок-схема имитатора;

на фиг.3 и 4 - экспериментальные характеристики направленности приемной гидроакустической антенны.

После постановки имитатора он автоматически разделяется на прибор плавания (1), блок имитации с источниками питания (3) и акустическими излучающими преобразователям (4 и 5), связанный с прибором плавания с помощью троса (2), и приемный преобразователь (8) с акустическим экраном (7), связанный с блоком имитации кабель-тросом (6). При этом кабель-трос (6) имеет длину не менее 20 метров (см. фиг.1).

После постановки и указанного выше разделения электропитание на имитационную аппаратуру не поступает - за исключением "дежурного" канала (10) и усилителя (6), фиг.2. При поступлении акустического сигнала от гидролокационной станции на приемный преобразователь (3), он будет им принят, в результате чего "дежурный" канал включит электропитание на остальную аппаратуру. Шумовой сигнал формируется генератором (4) и после усилителя мощности (5) поступает на излучающий преобразователь (1) и излучается в воду ненаправленно в горизонтальной плоскости (см. фиг.4б). Принятый сигнал от гидролокационной станции после усилителя (6) (см. фиг.2) поступает в блок автоматики и усилитель записи (7), записывается и воспроизводится в блоке магнитной записи (8), поступает в усилитель мощности (9), затем на излучающий преобразователь (2) и излучается в воду также ненаправленно, после чего имитированный эхо-сигнал принимается гидролокационной станцией. Задержка между моментом поступления зондирующего сигнала и моментом излучения воспроизведенного сигнала выполняется плавно увеличивающейся для имитации эффекта удаления цели и соответственно эффекта Допплера и осуществляется в блоке магнитной записи.

На фиг.3 и 4а приведены характеристики направленности приемного преобразователя с экраном в вертикальной плоскости, полученные экспериментальным путем (масштаб - 25 дБ).

Учитывая, что приемный преобразователь удален от излучателей (фиг.1) не менее чем на 20 метров, ослабление излучаемого шумового сигнала будет составлять не менее 26 дБ. Из характеристик направленности следует, что на частоте 3 кГц эффект экранировки стороны приемного преобразователя, обращенной к излучающему, составляет (фиг.3а) ~10 дБ, на частоте 6 кГц (фиг.3б) ~17 дБ, а на частоте 30 кГц (фиг.4а) ~20 дБ. При этом суммарное ослабление собственного шумового сигнала, принятого приемным преобразователем на частотах 3, 6 и 30 кГц, составит, соответственно, ≥36 дБ, ≥43 дБ и ≥46 дБ.

При излучении шумового сигнала с приведенным к 1 метру от излучателя звуковым давлением 400 н/м ² (что соответствует среднему уровню ходового шума подводной лодки) шумовой сигнал, принятый приемным преобразователем на частотах 3, 6 и 30 кГц, составит, соответственно, ≤6,5 н/м², ≤2,86 н/м² и ≤2,0 н/м².

Учитывая, что минимальные звуковые давления сигналов от гидролокаторов (на реальных дистанциях обнаружения подводных лодок) составляют на частотах 3, 6 и 30 кГц, соответственно, 15 н/м², 7,5 н/м² и 5 н/м², видно, что отношения сигнал/шум (для принятых собственных шумов) составят, соответственно, ≥2,3, ≥2,62 и ≥2,5. Такие отношения сигнал-шум обеспечат надежную работу имитационной аппаратуры одновременно в режимах "Эхо" и "Шум" в одном и том же частотном диапазоне.

Формула изобретения

Имитатор первичного и вторичного гидроакустических полей движущейся подводной цели, содержащий приборный контейнер с блоком имитации, источником питания и гидроакустической излучающей антенной, прибор плавания, удерживающий, при помощи кабель-троса, приборный контейнер и подвешенную приемную гидроакустическую антенну на заданных глубинах, отличающийся тем, что, с целью обеспечения одновременной работы имитатора в режимах излучения и приема гидроакустических полей в одной и той же полосе частот, в нем приемная гидроакустическая антенна снабжена гидроакустическим экраном, расположенном на стороне этой антенны, обращенной к гидроакустической излучающей антенне, при этом приемная и излучающая антенны разнесены между собой на расстояние не менее 20 метров.

РИСУНКИ