Файл: Аграновский, К. Ю. Основы теории радиоэлектронных систем морских объектов.pdf

28

в трал и о рельефе дна. Эхо-сигналы, воспринимаемые приемно-измери­ тельным устройством, передаются при помощи второго преобразова­ теля в направлении траулера. Принятые приемником сигналы пере­ даются по кабелю на блок индикатора. Наблюдение за работой трала и управление им осуществляется по записям на ленте самописца непрерывно в период всего времени лова рыбы.

§ 1.2. РАДИОЭЛЕКТРОННЫЕ СИСТЕМЫ

ДЛЯ ОКЕАНОГРАФИЧЕСКИХ ИССЛЕДОВАНИИ

1.2.1.Общие сведения о средствах для океанографических исследований

Исследования океана в настоящее время осуществляются с помощью различного рода глубоководных аппаратов и обитаемых подводных станций [12, 21, 96 ].

Глубоководные аппараты позволяют проникать в глубь океана и находиться там только в течение весьма ограниченного времени. Значительно большими возможностями обладают ученые, используя обитаемые глубоководные станции.

К настоящему времени имеются два типа обитаемых станций. К первому типу относятся станции, свободно сообщающиеся с заборт­ ным пространством. Давление внутри таких станций определяется гидростатическим давлением на глубине их постановки. Обитаемые станции другого типа имеют прочные, изолированные от окружающей среды корпуса. Давление внутри таких станций должно сохраняться равным атмосферному.

Оборудование станций позволяет производить разнообразные ис­ следования океанографического, акустического, физиологического, биологического и психологического характера, а также обеспечивать освоение континентального шельфа.

Имеются различные проекты создания глубоководных станций. Один из таких проектов, разработанный фирмой «Chrysler» (США), предусматривает корпусную часть станции в виде цилиндров диамет­ ром около 4 м и длиною 27 м, устанавливаемых на глубинах 500— 2000. м. Снабжение станции и смену экипажей предполагается произ­ водить с помощью подводной лодки.

Другой проект рекомендует производить сборку станций вблизи дна из полых сфер диаметром 3,6 м. Каждая из сфер явится функцио­ нальным узлом станции. Предполагаемая глубина постановки станции 3700 м. Сборка станции должна производиться с помощью специальных глубоководных аппаратов. Созданы и создаются также различные телеуправляемые аппараты для подводных исследовательских работ. Так, например, телеуправляемый аппарат CURV имеет на борту:

—гидролокаторы бокового обзора с высокой разрешающей спо­ собностью, позволяющие обнаружить на дне моря предметы размером

внесколько десятков сантиметров;

—магнитометр;

— телевизионную аппаратуру;

29

— фотокамеры с лампами-вспышками.

Аппарат снабжен манипуляторами для захвата предметов, нахо­ дящихся под водой.

С учетом большого круга решаемых задач, обитаемые подводные станции оборудованы разнообразной аппаратурой. Так, например, для поисковых работ используются телевизионные системы [83]. Объект обнаруживается телевизионной камерой с малой скоростью раз­ вертки. Изображение преобразуется в звуковой сигнал и передается на приемники гидроакустического устройства обеспечивающего ко­ рабля. Здесь сигнал обрабатывается и преобразуется в изображение, которое построчно воспроизводится на электронно-лучевой трубке. Получены изображения объектов на глубинах до 4000 м [83].

Подводная лаборатория «Садко-3» имеет в своем комплексе спе­ циальную транспортирующую камеру для смены экипажа [21 ]. В этой камере акванавты поднимаются на поверхность. Далее камера подается в декомпрессионный павильон, где стыкуется с декомпрессионной установкой. Лаборатория имеет телевизионную систему, комплект гидрофизической и акустической аппаратуры. Для проведения био­ акустических исследований вокруг корпуса лаборатории устанавли­ вается цилиндрический вольер, представляющий собой металлический каркас, обтянутый капроновой сетью. В вольере размещаются све­ тильники и гидрофоны, а внутри лаборатории — измерительно-ре- гистрирующая аппаратура. Возможны визуальные наблюдения и за­ пись биологических шумов рыб, предварительно запущенных в вольер. Комплекс аппаратуры позволяет проводить сложные гидрофизические, акустические и медицинские исследования.

Для обеспечения работы глубоководных исследовательских аппа­ ратов используются специально разработанные для этого гидроакусти­ ческие станции [12]. Одна из таких станций имеет четыре гидроакусти­ ческих преобразователя, установленных по два в носовой и кормовой части обеспечивающего судна ASR. После выбора района исследова­ ний с судна ASR сбрасываются гидроакустические буи-ответчики, используемые для координатной привязки и управления движением аппарата. В качестве запросчика применяется спущенный на тросе с судна гидроакустический преобразователь. Для обработки сигналов от буев на судне ASR установлена ЭВМ.

1.2.2.Радиоэлектронная океанографическая аппаратура

Общий обзор. Океанографические исследования проводятся в це­ лях получения данных для гидрометеослужбы и прогнозирования по­ годы, а также для изучения многочисленных явлений в толще воды океана.

Современные средства для океанографических исследований ха­ рактеризуется рядом особенностей. Укажем основные из них.

Широкое распространение получили различные радиоэлектронные методы получения и обработки информации. Измерительные устройства позволяют производить исследования на любых глубинах в пределах от 0 до 9000 м.

30

Измерительные системы являются достаточно сложными радио­ электронными комплексами. Они обеспечивают исследование одновре­ менно в различных точках океана целого ряда параметров морской среды. Такими параметрами являются температура, соленость, глу­ бина, скорость распространения звука, скорости течения и т. п.

Постоянные времени датчиков имеют небольшие значения, поэтому используемые системы дают возможность сравнительно быстро полу­ чать вертикальные разрезы физического состояния водной среды. Последнее в ряде случаев является очень важным фактором.

Используемые в измерительных системах датчики физических па­ раметров воды обеспечивают высокую точность измерения. В радио­ электронной океанографической аппаратуре в качестве датчиков применяются:

—для измерения температуры воды — платиновые терморезисторы

сточностью измерений до +0,02%;

—для измерения солености — датчики, основанные на измерении проводимости воды, обеспечивающие точность измерений +0,01%;

— для измерения глубины — тензодатчики с точностью измерений

Заметим также, что скорость звука, мало зависящая от солености воды, может быть вычислена по данным измерения температуры, на­ пример с помощью термисторного батитермографа, позволяющего регистрировать температуру воды с точностью 0,2° С при скорости 30 уз. В большинстве измерительных систем аппаратурная часть имеет аналого-цифровые преобразователи и соответствующую этому анали­ зирующую аппаратуру. Как правило, первичная или уже обработан­ ная информация от датчиков может быть записана в запоминающее устройство и использована в дальнейшем. Эта особенность измеритель­ ных систем имеет большое значение при долгосрочных анализах ка­ ких-либо закономерностей. Такие анализы могут проводиться в раз­ личных точках большой акватории с помощью, например, радиогидроакустических буев.

В настоящее время создаются автоматически действующие плаву­ чие гидрометеорологические станции, размещенные на якорных буях. Связь датчиков с аналого-дискретными преобразователями образуют универсальные океанографические датчики модульной конструкции. Универсальные датчики размещаются в одном блоке, который может выдавать около десяти различных параметров.

Датчики метеоинформации размещаются на мачте, установленной на буе. Вся вырабатываемая датчиками информация преобразуется в цифровую форму и передается по телеметрическому каналу на бере­ говые или корабельные станции сбора и обработки данных.

Следует отметить, что в целях океанографических исследований и сбора метеорологических данных ведутся работы по использованию

31