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

ракцией звукового луча в приповерхностном слое воды из-за больших градиентов температуры;

— значительное влияние помех на работу систем.

Последний недостаток ставит сложные технические задачи обеспе­ чения помехоустойчивости.

Рассматривая перспективу развития авиационных систем обна­ ружения подводных целей, следует указать на тенденцию к созданию так называемых интегральных систем. В качестве примера можно сослаться на разработку самолета VSX (США). Самолет должен иметь интегральную систему чувствительных элементов VS/A —- New, вклю­ чающую кроме гидроакустической и магнитной систем обнаружения различные датчики, в том числе инфракрасного и радиационного из­ лучения.

Считается, что указанная совокупность датчиков сделает самолет уникальным по способностям обнаруживать подводные цели [89].

Перейдем к рассмотрению конкретных систем.

К о м п л е к с «Л о ф а р». Этот комплекс и его последующая усо­ вершенствованная модель «Дифар» (Directional Finding and Ranging)

предназначены для обнаружения и классификации подводных целей

[89, 108].

Комплекс «Лофар» имеет приемно-излучающую гидроакустическую систему ненаправленного действия. Эта система позволяет при ана­ лизе спектра низкочастотных шумов целей классифицировать их. Однако при больших дистанциях обнаружения определение местопо­ ложения цели требует постановки буев на известной базовой линии.

Комплекс «Дифар» характеризуется использованием гидроакусти­ ческих систем направленного действия, что позволяет определять место­ нахождение цели с помощью двух буев, в то время как в системе «Ло­

лучей в приповерхностном слое воды сокращает дальность действия систем обнаружения. В США запатентован радиогидроакустический буй, устанавливаемый на заданное углубление. Буй сбрасывается с самолета, приводняется с помощью парашюта и оставляет на поверх­ ности океана плавающий радиопередатчик. Гидрофон опускается на заданное углубление. Он связан с радиопередатчиком кабелем, нахо­ дящимся перед постановкой буя в упаковке специальной конструк­ ции.1

Б у й а к т и в н о г о т и п а . Разработанный одной из фран­ цузских фирм радиогидроакустический буй активного типа DSTA-3 фиксирует не только местоположение подводной лодки, но и скорость ее погружения. Радиопередатчик работает в метровом диапазоне

фирмы «Nimrod» (Англия) оборудованы устройствами для фиксации точного момента прохода над буем и магнитным обнаружителем типа

1 См. стр. 36

37

MAD. Буи, сбрасываемые с самолета, имеют длину 0,9 м и диаметр 12,7 см. Буй остается на поверхности воды, а гидрофон со стабилиза­ тором опускаются в воду. Дистанция до подводной цели определяется активным методом. Гидрофон направленного действия может быть ориентирован в пространстве путем поворота буя, который управляется по команде от вычислителя [56].

Авиационные магнитометрические системы обнаружения. Само­ летные магнитометры достаточно давно являлись средством обнаруже­ ния металлических масс под водой. Выделение слабого полезного сигнала затруднялось большим уровнем помех. Источниками помех являются флуктуации магнитного поля Земли и шумы электронной части магнитометрической системы. В патентуемой системе самолетного магнитометра1 предусмотрена автоматическая селекция полезного сигнала. Выходной сигнал магнитометра подается на режекторный фильтр, существенно ослабляющий амплитуду помех. Далее сигнал поступает на двухполупериодный выпрямитель, после которого ин­ тегрируется и подается на пороговый детектор. На выходе детектора сигнал появляется в том случае, если амплитуда проинтегрирован­ ного сигнала будет превышать заранее установленный пороговый уровень. Выходной сигнал детектора используется для визуальной и звуковой индикации или подается на вычислительное устройство для определения элементов движения и координат обнаруженной подвод­ ной лодки.

Другой вариант магнитометрической системы обнаружения2 основан на регистрации локальных изменений микропульсаций гео­ магнитного поля. Геомагнитные колебания имеют низкую частоту. Они могут проникать в морскую воду на большие глубины. Изменение амплитуды этих колебаний под воздействием движущихся под водой металлических масс можно обнаружить на глубине до 300 м.

В системе используются два магнитометра в пространственно раз­ несенных точках по линии, нормальной к береговой черте. Каждый магнитометр содержит чувствительный элемент, реагирующий на изменение составляющих магнитного поля земли. Сигналы с магнито­ метров поступают на схему сравнения параметров двух сигналов. Наличие металлической массы определяется по изменению одного из параметров сигнала. Предусмотрено интегрирование выходных сиг­ налов каждого магнитометра с целью уменьшения влияния на полез­ ный сигнал шумов и других случайных помех.

Фирмой «Filco-Ford» (США) разработан высокочувствительный магнитометр, предназначенный для обнаружения глубоководных ме­ таллических предметов и электрических кабелей, проложенных на глубинах до 150 м. В качестве чувствительного элемента в магнито­ метре применен ниобий, помещенный в резервуар с жидким гелием

[25].

1 Патент США, кл. 340—4, № 3425032, 1969. Бобрин М. К. Измеритель под­ водных аномалий.

2 Патент США, кл. 340—4, № 3412371, 1968, Шостак А. А. Измерительная система.

38

1.3.2.Корабельные системы обнаружения

Ккорабельным системам обнаружения относятся гидроакусти­ ческие станции различного типа.

Впоследние годы гидроакустические системы развиваются по пути совершенствования шумопеленгаторных и гидролокационных систем, введения в системы устройств вычислительной техники и использова­ ния новых принципов обработки сигналов.

Ксовершенствованию элементов гидроакустических станций можно отнести:

— повышение коэффициента полезного действия акустических преобразователей;

— разработку акустических преобразователей, действующих при

высоких статических давлениях;

—применение новых корреляционных методов обработки сигналов;

—усовершенствование систем пеленгования [108].

Введение устройств вычислительной техники обусловлено стрем­ лением создать многоканальные или пространственные системы сбора первичной информации. Так, например, система обнаружения А —

—New автоматически контролирует получение данных от 31 буя. Характерным для развития корабельных гидроакустических си­

стем обнаружения является [81 ]:

—применение активных систем для обнаружения малошумящих

целей;

—использование буксируемых гидролокаторов;

—применение ЭВМ;

—создание глубоководных устройств обнаружения.

Рассмотрим особенности некоторых конкретных образцов кора­ бельных и буксируемых систем обнаружения.

ческой энергии, отраженной от дна, и сигналов, приходящих из вто­ ричных зон акустической освещенности. Электрическая мощность 465 кВА, вес 62 т. Акустическая антенна весом около 30 т представляет собой цилиндр диаметром около 5 м, на поверхности которого располо­ жено несколько сотен активных элементов из титаната бария. Станция имеет активный и пассивный режимы работы. Поиск производится по азимуту в секторах 120 или 360°. Текущие координаты цели опре­ деляются как в активном, так и в пассивном режимах. Как указывается в [82], определение координат шумящих объектов в пассивном режиме осуществляется на основе нового метода обработки данных.

К о м п л е к с AN/BQQ-2 [13]. Этот комплекс представляет со­ бой гидроакустическую станцию AN/BQS-6, работающую в активном и пассивном режимах и имеющую:

■— индикатор-вычислитель тракта гидролокатора AN/BQA-3;

—шумопеленгаторную станцию и станцию звукоподводной связи

AN/BQR-7;

—станцию классификации подводных целей AN/BQQ-3 или

BQC-3;

39

—станцию AN/BQG-2A для определения дистанции до цели пас­ сивным методом;

—станцию AN/BQG-1 для измерения параметров окружающей среды. Дальность действия комплекса 55—160 км. Электрическая мощность 50 кВт. На малых скоростях подводной лодки-носителя даль­ ность станции увеличивается до 220 км.

Французская гидролокационная система PREMO может служить примером сложной гидролокационной системы. Она обнаруживает цель, определяет ее скорость и местоположение [56]. В системе обеспе­ чивается панорамный поиск или сканирование сектора наблюдения. Акустическая антенна цилиндрической формы состоит из элементов, расположенных в 36 вертикальных рядах. К каждому ряду преобразо­ вателей подводится частотно-модулированный или немодулированный сигнал мощностью 3 кВА на частоте 8 кГц. Общая мощность, подводи­ мая к антенне, равна 120 кВА. Система имеет три индикатора: два — для отображения обстановки в режимах панорамного поиска, третий — для индикации допплеровских сдвигов частоты, служащих для опре­ деления радиальной составляющей скорости цели. Система крепится

кднищу корабля на карданном подвесе.

Создана также гидроакустическая станция типа AN/SQQ-33 для установки на кораблях с подводными крыльями. Для снижения уровня ходовых помех приемно-излучающая система станции выне­ сена за пределы корпуса корабля с возможностью установки различ­ ной глубины погружения.

Буксировка гидроакустической станций осуществляется надвод­ ным кораблем или вертолетом. К вертолетным бортовым станциям относятся станции типа AN/AQS-10 и AN/AQS-13. Гидроакустические станции этого типа позволяют углубить гидрофоны ниже слоя скачка и тем самым значительно улучшить условия обнаружения подводных целей.

Станция AN/AQS-10 обеспечивает определение местоположения подводной цели в ограниченной зоне (примерно 1,5 км).

Усовершенствованный вариант станции AN/AQS-13 работает в ре­ жимах: пассивном, активном и звукоподводной телеграфии и телефон­ ной связи на одной из трех частот 9,25; 10 или 10,75 кГц. Станция выдает данные о дальности и пеленге цели, об угле отклонения троса, температуре воды.

Корабельные буксируемые гидролокаторы с переменной глубиной погружения, например, станция типа VDS (Variable—Depth. Sonar) по дальности и надежности значительно превосходит станции обычного

няется на глубинах до 360 м для обнаружения целей в районах конти­ нентального шельфа. Направленное излучение обеспечивает получение трех полос обследования шириною 135; 305 и 610 м. Результаты наблю­ дения регистрируются на ленте корабельного самописца.

40