из "МС" - ... системы освещения подводной обстановки ГАС с ГПБА
особо - отказ от буксируемого излучателя в виде отдельного тела и внедрение его в конструкцию ГПБА (аналогично амовской MFTA)
О проблемных вопросах разработки информационной
системы освещения подводной обстановки ГАС с ГПБА для НК
Активно-пассивные гидроакусти¬ческие станции с протяженными буксируемыми антеннами (ГАС с ГПБА) являются одной из основных ин¬формационных систем освещения под¬водной обстановки надводного корабля (ИС ОПО НК)1-2.
ГАС с ГПБА широко применяются для вооружения НК флотов всех стран, име¬ющих ВМС. Подобные ГАС имеют преи¬мущество перед станциями с подкильными антеннами (ГАС с ПА), также явля¬ющимися ИС ОПОНК, по уровню помех, по направленным свойствам, по массо-габаритным характеристикам, по воз¬можности оптимизации и адаптации акустико-гидрологическим условиям района применения
Косвенным подтверждением важ¬ности ГАС с ГПБА как ИС ОПО НК являет¬ся тот факт, что большинство стран, за¬казывающих боевые НК за рубежом (в том числе и в России), как правило, неп¬ременным условием ставят наличие на кораблях ГАС с ГПБА8
В настоящее время в состав ГАС с ГПБА входят следующие структурные элементы :
- спуско-подъемное устройство (СПУ);
- тяжелый кабель-буксир;
- буксируемое тело, содержащее из¬лучатель;
- легкий кабель-буксир;
- ГПБА;
- комплект бортовой аппаратуры.
СПУ предназначено для разверты¬вания забортной части ГАС из походного положения в рабочее - буксируемое -и выборки на борт НК по окончании се¬анса работы. СПУ содержит лебедку и барабан, на который наматываются ка¬бель-буксир и ГПБА, и манипулятор для подъема-спуска буксируемого тела. СПУ в целом представляет из себя крупногабаритную и массивную конструкцию, размещаемую на кормо¬вом срезе обтекателя, что существенно ограничивает возможность установки ИС ОПО на НК малого и среднего водо¬измещения. Так, например, СПУ для ГАС
с ГПБА ВМС США AN/SQR-19 имеет мас¬су 8,4т .
Тяжелый кабель-буксир обеспечивает заглубление антенн на заданный го¬ризонт (в диапазоне, как правило, 15 -500 м) в зависимости от скорости НК и длины вытравленного кабель-буксира.
Буксируемое тело, содержащее из¬лучатель, обеспечивает излучение зон¬дирующих сигналов и собственную ста¬билизацию на заданной глубине. Легкий кабель-буксир обеспечивает дополнительное отведение ГПБА от НК ГПБА обеспечивает прием шумовых сигналов в режиме шумопеленгования и эхопеленгования.
Конструктивно ГПБА представляет собой, герметичную шланговую оболоч¬ку, заполненную электроизоляционным материалом с плотностью меньшей, чем плотность воды, внутри которой распо¬ложены приемные гидрофоны и элект¬ронные модули.
Бортовая аппаратура обеспечивает формирование излучаемых сигналов и прием и обработку сигналов с ГПБА.
Основными проблемными вопроса¬ми при разработке ГАС с ГПБА являются, по нашему мнению, следующие:
- уменьшение массо-габаритных ха¬рактеристик СПУ;
- увеличение потоков информации, передаваемых по кабель-троссу и ка¬бель-буксиру от ГПБА к гидродинамическим шумам, возникающим при боль¬ших скоростях буксировки из-за флукту¬ации давления в пограничном с оболоч¬ной ГПБА слоем воды;
- контроль пространственного поло¬жения ГПБА.
Решение проблемных вопросов про¬ектирования ГАС с ГПБА может быть осу¬ществлено при помощи применения комплекса мероприятий, а именно:
- разработки и внедрения оптико-электрических кабель-буксиров;
- разработки и внедрения излучающих секций ГПБА, имеющих одинаковый с приемными секциями диаметр;
- интеллектуализация ГПБА;
- включение в ГПБА нескольких (в зависимости от длины ГПБА) секций конт¬роля положения.
Внедрение волоконно-оптических технологий позволит:
- уменьшить диаметры кабель-букси¬ров и, как следствие, габариты и массу лебедки СПУ;
- реализовать высокоскоростную ли¬нию передачи данных на современной (элементной базе;
- уменьшить количество, а в ряде случаев — отказаться от витых медных пар в конструкции антенных модулей, что повысит помехозащищенность изде¬лия от электромагнитных полей;
- снизить энергопотребление;
- снизить стоимость изделия (в нас¬тоящее время цена витой пары состав¬ляет 3 — 4 руб/м, волоконного модуля 1 руб/м).
Внедрение излучающих секций ГПБА - например, на основе изгибно-продольных электроакустических преобразователей позволит:
- отказаться от буксируемого тела, содержащего излучатель;
- отказаться от дорогостоящего мас¬сивного манипулятора, входящего в СПУ;
- упростить схему постановки-вы¬борки забортной части;
- уменьшить энергопотребление ап¬паратуры;
- понизить стоимость аппаратуры предварительной и первичной обработ¬ки сигналов;
- обеспечить непосредственно в ан¬тенне адаптивную к гидроакустической помехе предварительную обработку сигналов, реализующую подавление помехи,
- увеличить поток информации от ГПБА.
Внедрение в ГПБА секций контроля положения — например, на основе ма¬логабаритной системы контроля поло¬жения СКП или блоков системы ориентации СО14 — позволяет:
- определять крен, дифферент и курс секций ГПБА в местах установки секций контроля положения;
- определять истинное заглубление точек ГПБА;
- измерять температуру и соленость воды.
В настоящее время ОАО «Концерн «Океанприбор» в процессе проектирования перспективных ГАС с ГПБА для НК придерживается изложенного выше концептуального подхода к решению за¬дач.
Внедрение указанных мероприятий позволит повысить тактико-технические характеристики (ТТХ) ИС ОПД НК, уменьшить ее стоимость, позволит уста¬навливать ее на НК существенно мень¬шего водоизмещения.
Литература
1 Богатырев С.А., Антонов А.В., Калиушко В.А., Козловский С.В. Структура интегрированной системы подводного наблюдения в интересах решения задач ПЛО и ПТЗ надводного корабля. Морская радиоэлект¬роника, 2005, №1 (11), с. 24 —29.
2 Андреев М.Я., Клюшин В.В., Охрименко C.H., Рубанов И.Л., Яковлев В.А. Интеграция разнородных информационных систем подводного наблюдения надводного корабля. Датчики и системы.
3 Lemon S.G. Towed-array history, 1917 — 2003. IEEE Journal of Oceanic Engineering, 2004, 2004, v. 29, №2, pp 365 — 373.
4 Корякин Ю.А., Смирнов С.А., Яковлев Г.В. Кора¬бельная гидроакустическая техника. Состояние и ак¬туальные проблемы. Санкт-Петербург, Наука, 2004.
5 Андреев М.Я., Клюшин В.В., Охрименко C.H., Белых В.Д. Гидроакустические станции с гибкими протяженными буксируемыми антеннами для веде¬ния гидроакустической разведки и освещения под¬водной обстановки. В сб. «Гидроакустика», 2006. вып. 6, с.3 — 8.
6 Симоненко C.H., Андреев М.Я., Клюшин В.В., Охрименко С.Н. Новое поколение гидроакустических средств с гибкими протяженными буксируемыми ан¬теннами для надводных кораблей. Морской сборник., 2005, №9, с. 44 — 46.
7 Андреев М.Я., Клюшин В.В., Охрименко С.Н., Перелыгин B.C. Оптимизация гидроакустического во¬оружения надводных кораблей в современных усло¬виях. Морской сборник, 2006, №3, с. 29 — 35
8 Андреев М, Губарев А, Клюшин В, Охрименко С, Перелыгин В. Развитие гидроакустических средств с гибкими протяженными буксируемыми антеннами для надводных кораблей. Морской сборник,
9 Quer R, Dasseux G/ Incrasing depth capability of «Diabolo» flextensional transducer for active linear arrays/ Proceedings of the Instituede of Acoustics. 1999, v. 21, pt. 1., p. 117-125.
10 Quer R., Sernit E. Complete emitting chain model-libg of a linear array composed of flextensional slottea transaucers «Diabolo». 1999, UDT 99, 29 June — 2 July l999,Acropolis Convention Centre Nice, France, p. 300 — 304
11 Artelny V.V., BogolyubovB.N., Farfel V.A., Richards R.T, Virovlansky A/i/ Results of development,numerical modeling and fiekd tests of new low fregency piezocerami Sources Procecaings of the Irstltude of Acoustics, 2005, v.27,pt. 1,р.
12 Андреев М.Я., Емельяненко В.Ф., Клюшин B.B., Коровин А.Н., Охрименко С.Н., Рубанов И.Л.. Ин¬теллектуализация гибкой протяженной буксируемой антенны. Датчики и системы, 2007, №10, с.
13 Андреев М.Я.. Гаспсров П.М.. Геркус А.А., Клюшкин П.А., Рубанов И.Л., Семенова С.А., Шифман Ф.Н. Малогабаритная система контроля положения буксируемых объектов морской техники. Датчики и системы, 2006, №5, с. 34 — 37
14 Андреев М.Я., Охрименко С.Н., Рубанов И.Л., Шифман Ф.Н. Система позиционирования гибкой протяженной буксируемой антенны. Сб. «Гидроакустика», 2007, №7, с.
М.Андреев, С.Охрименко, И Рубанов
«Морской Сборник» №3 2009г.
