Устройство для измерения уровней давления гидроакустических полей плавсредства

 

Изобретение относится к области гидроакустики и может быть использовано для обследования гидроакустических полей надводных и подводных плавсредств. Сущность изобретения заключается в том, что гидроакустическое рабочее средство измерений (РСИ), используемое для измерения собственных шумов плавсредства, снабжается излучателем с равномерной характеристикой направленности, расположенным между приемной частью РСИ и плавсредством. При этом гидроакустический излучатель может быть выполнен в виде импульсного источника звука, например, в виде электроискрового источника. Это позволяет определить не только параметры первичного поля плавсредства (уровень давления собственных шумов), но и параметры вторичного гидроакустического поля (уровень давления отраженного и рассеянного плавсредством излучения). Использование электроискрового источника позволяет определить собственные частоты "звучания" плавсредства. 3 з.п. ф-лы., 3 ил.

Изобретение относится к области гидроакустики и может быть использовано для обследования гидроакустических полей подводных и надводных плавсредств.

Гидроакустические поля плавсредств, особенно подводных, являются важнейшими в деле защиты последних от акустических мин и торпед и определяют уровень их скрытности от гидроакустических систем обнаружения.

Существуют два основных вида гидроакустических полей плавсредств: первичное поле - подводный шум, вызываемый работающими механизмами и движением плавсредства в водной среде, и вторичное поле, возникающее в водной среде, только при облучении плавсредства внешним гидроакустическим полем - поле отражения и рассеяния падающих волн.

Известно устройство того же назначения, содержащее гидроакустическое рабочее средство измерений (РСИ), подключенное к обрабатывающей и регистрирующей аппаратуре [1].

Обследуемое плавсредство направляют к РСИ, позволяющее на траверзном расстоянии измерять характеристики первичного гидроакустического поля.

Недостатком известного аналога [1] является невозможность с его помощью измерять характеристики вторичного гидроакустического поля плавсредства.

Известно устройство для измерения уровней давления гидроакустических полей плавсредства, реализующее способ аналогичного назначения [2], содержащее гидроакустическое РСИ с приемной частью, подключенное выходом к обрабатывающей и регистрирующей аппаратуре и гидроакустический излучатель.

Данное устройство [2] может быть взято за прототип.

В прототипе гидроакустический излучатель механически связан с обследуемым плавсредством и служит для подачи на РСИ опорных сигналов известной амплитуды для калибровки РСИ непосредственно в моменты измерения последним параметров первичного шумоизлучения плавсредства.

Недостатком прототипа является невозможность с его помощью измерять параметры вторичного гидроакустического поля плавсредства.

Техническим результатом, получаемым от внедрения изобретения, является возможность измерения одновременно с параметрами первичного поля параметров вторичного поля плавсредства.

Данный технический результат достигают за счет того, что в известном устройстве для измерения уровней давления гидроакустических полей плавсредства, содержащем гидроакустическое РСИ с приемной частью, подключенной выходом к обрабатывающей и регистрирующей аппаратуре, и гидроакустический излучатель, последний выполнен с равномерной характеристикой направленности и расположен между приемной частью РСИ и плавсредством.

При этом приемная часть РСИ может быть механически связана с преобразователем гидроакустического излучателя, который может быть выполнен в частном случае в виде импульсного источника звука, например электроискрового источника.

Изобретение поясняется чертежом.

На фиг. 1 представлена схема устройства для обследования характеристик гидроакустических полей подводного плавсредства с надводного плавсредства; на фиг.2 - схема аналогичного устройства для получения тех же характеристик надводного плавсредства с помощью береговой обрабатывающей и регистрирующей аппаратуры; на фиг. 3 - схема устройства для получения характеристик гидроакустических полей подводного плавсредства с помощью береговой обрабатывающей и регистрирующей аппаратуры.

Устройство содержит гидроакустическое рабочее средство 1 измерений (РСИ1), подключенное к обрабатывающей и регистрирующей аппаратуре 2, которая в первом варианте устройства (фиг.1) расположена на надводном плавсредстве 3, а во втором и третьем (фиг.2, 3) - на берегу.

Устройство также включает в себя гидроакустический излучатель 4 с равномерной характеристикой направленности, расположенной между приемной частью РСИ1 и исследуемым плавсреством 5 (на фиг. 1, 3 - подводным, на фиг. 2 - надводным).

В вариантах устройства на фиг. 1,2 приемная часть РСИ1 механически связана с преобразователем гидроакустического излучателя 4 с помощью кабель-троса 6.

Связь РСИ1 и излучателя 4 с силовой, обрабатывающей и регистрирующей аппаратурой осуществляется с помощью кабель-тросов 7 (фиг. 1), 8 (фиг. 2) и 9 (фиг. 3).

В вариантах с береговой аппаратурой (фиг. 2, 3) предусмотрены также якорные устройства 10, 11. Кроме того, в варианте устройства на фиг.3 имеются кабель-тросы 12, 13 для крепления РСИ1 и излучателя 4 к якорным устройствам 10, 11.

Чтобы измерить с помощью РСИ1 истинное значение уровня давления в зоне акустической тени гидроакустического излучателя 4 диаметр D₁ последнего и расстояние l между РСИ1 и излучателем 4 должны удовлетворять неравенствам [3]: 0,6λ<l≪D²₁/4λ, где λ - длина волны звука в воде.

Устройство работает следующим образом.

Плавсредство 5 проходит галсом на расстоянии L=50 м от излучателя 4. При этом используются традиционные гидроакустические средства навигации (на чертеже не показаны). При достижении плавсредством 5 траверзного расстояния до приемной части РСИ1 и излучателя измеряются параметры первичного и вторичного полей. Причем при выполнении условия (1) измеряемые РСИ1 параметры первичного и вторичного гидроакустических полей плавсредства 5 не искажаются присутствием излучателя 4 на пути акустических волн.

Выделение сигнала первичного поля (шумоизлучение плавсредства 5) на фоне морских шумов проводят, используя кривую прохода плавсредства [2].

Выделение сигнала от излучателя 4 и сигнала, отраженного от плавсредства 5, на фоне шумов осуществляют с помощью модуляции сигнала излучателя [2]. Данные методики подробно описаны в прототипе.

При этом прямой сигнал от излучателя 4 и рассеянный плавсредством 5 разделяются по временному признаку.

Таким же образом от полезного сигнала отфильтровываются сигналы помех, отраженные от дна и поверхности водоема.

В том случае, когда в качестве гидроакустического излучателя с равномерной характеристикой направленности используется импульсный источник звука, выполненный, например, в виде электроискрового источника, появляется возможность таким же способом определять собственные частоты "звучания" плавсредства. Что является также одной из важнейших гидроакустических характеристик последнего.

Данные измерения повторяют на различных галсах обследуемого плавсредства 5. Как при включенном, так и выключенном измерителе 4 для исключения его.

Таким образом, использование изобретения позволяет не только измерить характеристики шумоизлучения плавсредства, но и исследовать способность последнего рассеивать падающие на него гидроакустические волны, а также определить собственные частоты "звучания" плавсредства.

Источники информации 1. Р. Дж. Урик. Основы гидроакустики. Л., "Судостроение", 1978, стр. 34 4-34 7.

2. Патент РФ N 2010456, кл. H 04 R 1/44, 1994 г. - прототип.

3. И.И.Клюкин, А.Е.Колесников. Акустические измерения в судостроении. Л. , "Судостроение", 1966, с. 210-211.

Формула изобретения

1. Устройство для измерения уровней давления гидроакустических полей плавсредства, содержащее гидроакустическое рабочее средство измерений с приемной частью, подключенной выходом к обрабатывающей и регистрирующей аппаратуре и гидроакустический излучатель, отличающееся тем, что гидроакустический излучатель выполнен с равномерной характеристикой направленности и расположен между приемной частью рабочего средства измерений и плавсредством.

2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что приемная часть рабочего средства измерений механически связана с преобразователем гидроакустического излучателя.

3. Устройство по п.1, отличающееся тем, что гидроакустический излучатель с равномерной характеристикой направленности выполнен в виде импульсного источника звука.

4. Устройство по п.1 или 3, отличающееся тем, что импульсный источник звука выполнен в виде электроискрового источника.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3