Буксируемый гидролокатор

редактировать
Буксируемый гидролокатор DUBV 43C La Motte-Picquet (D 645).

A гидролокатор с буксируемой антенной решеткой - это система гидрофонов, буксируемая за подводной лодкой или надводным кораблем на тросе. Проведение гидрофонов за судном по кабелю длиной несколько километров удерживает датчики массива вдали от источников шума судна, значительно улучшая его отношение сигнал / шум и, следовательно, эффективность обнаружения и отслеживание слабых контактов, таких как тихие подводные лодки с низким уровнем шума или сейсмические сигналы.

Буксируемая группа обеспечивает превосходное разрешение и дальность действия по сравнению с гидролокатором, установленным на корпусе. Он также закрывает перегородки, слепое пятно гидролокатора, установленного на корпусе. Однако эффективное использование системы ограничивает скорость судна, и необходимо соблюдать осторожность, чтобы защитить кабель от повреждений.

Содержание

  • 1 История
  • 2 Текущее использование буксируемых массивов
    • 2.1 Использование в геофизике
    • 2.2 Ограничения
    • 2.3 Крупный вихревой разрыв
  • 3 См. Также
  • 4 Ссылки
  • 5 Внешние ссылки

История

Во время Первой мировой войны Харви Хейс, физик ВМС США, разработал буксируемую группу сонаров, известную как «Электрический угорь». Эта система считается первой буксируемой гидроакустической системой. Он использовал два кабеля, к каждому из которых было подключено по дюжине гидрофонов. После войны проект был прекращен.

ВМС США возобновили разработку технологии буксируемой группы в 1960-х годах в ответ на разработку Советским Союзом атомных подводных лодок.

Текущее использование подводных лодок. Буксируемые группы

На надводных кораблях кабели буксируемой группы обычно хранятся в барабанах, а затем наматываются за судном при использовании. Подводные лодки ВМС США обычно хранят буксируемые группы внутри внешней трубы, установленной вдоль корпуса судна с отверстием на правом хвосте.. Также имеется оборудование, расположенное в балластной цистерне (зона свободного затопления), в то время как шкаф, используемый для управления системой, находится внутри подводной лодки.

Гидрофоны в системе буксируемой группы размещаются на определенных расстояниях вдоль кабеля, конец элементы достаточно далеко друг от друга, чтобы получить базовую способность триангуляции на источнике звука. Точно так же различные элементы наклонены вверх или вниз, что дает возможность триангулировать предполагаемую вертикальную глубину цели. В качестве альтернативы используются три или более массивов для помощи в обнаружении глубины.

На первых нескольких сотнях метров от судового гребного винта обычно нет гидрофонов, поскольку их эффективность снижается из-за шума (кавитация и шумы потока корпуса), вибрация и турбулентность, создаваемые двигательной установкой, которые повторяют те же проблемы, что и установленные на кораблях системы. Буксируемые сенсорные системы наблюдения, используемые на надводных кораблях, имеют гидролокатор, установленный на кабеле, который тянет регулируемое по глубине дистанционно управляемое транспортное средство (ROV). Другой утяжеленный кабель может тянуться от разъема ROV, опуская буксируемую группу на меньшую глубину. Длинные сейсмические косы имеют промежуточные параваны по длине, которые можно использовать для регулировки глубины решетки в реальном времени.

Изменение глубины ROV позволяет размещать буксируемую группу в различных тепловых слоях, давая кораблю надводной противолодочной обороны (ASW) обзор над и под слоем. Это компенсирует перепады плотности и температуры, которые пропускают звук над или под слоем тепла за счет отражения. Опуская «хвост» массива под слой, наземная противолодочная платформа может лучше обнаруживать тихий подводный контакт, скрывающийся в холодной воде под теплым верхним слоем. Подводная лодка может аналогичным образом контролировать надводных бойцов, плавая хвостом своей группы над тепловым слоем, скрываясь внизу.

В нерабочем состоянии буксируемая группа Акулы хранится в контейнере в форме капли, установленном на верхней части вертикального ребра.

Гидрофоны массива могут использоваться для обнаружения источников звука, но реальная ценность массив состоит в том, что метод обработки сигнала метод формирования луча и анализ Фурье может использоваться не только для расчета расстояния и направления источника звука, но также для определения типа судна по характерному акустическому сигналу шума его машин. Для этого необходимо знать относительное положение гидрофонов, обычно это возможно только тогда, когда кабель находится на прямой линии (стабильный), или когда система самочувствия (см. тензодатчики ) или GPS или другие методы, встроенные в кабель и сообщающие об относительном положении элементов гидрофона, используются для отслеживания формы группы и корректировки кривизны.

Использование в геофизике

Буксируемые системы массивов также используются в нефтегазовой промышленности для сейсмической разведки геологических формаций под морским дном. Используемые системы аналогичны по концепции военно-морским, но обычно длиннее и с большим количеством кос в данном массиве (в некоторых случаях 6 или больше). Типичное расстояние между гидрофонами вдоль каждой косы составляет порядка двух метров, а длина каждой косы может достигать 10 км. Иногда косы запускаются на разной высоте, чтобы получить так называемый трехмерный массив.

Ограничения

Эффективное использование буксируемой системы массива требует, чтобы судно выдерживало прямой, ровный курс в течение интервала выборки данных. Маневрирование или изменение курса нарушает массив и прерывает поток дискретизированных данных. Эти периоды нестабильности тщательно проверяются во время ходовых испытаний и известны офицерам экипажа и зачисленным специалистам по гидроакустике. Современные системы выполняют компенсацию, постоянно самостоятельно измеряя относительные положения массива, элемента к элементу, сообщая данные, которые могут быть автоматически скорректированы с учетом кривизны с помощью компьютеров в рамках математической обработки формирования луча.

Корабль также должен ограничивать общую максимальную скорость, пока буксируемый массив развернут. Гидродинамическое сопротивление увеличивается как квадратная функция скорости и может порвать трос или повредить его швартовное оборудование. Кроме того, может потребоваться установить минимальную скорость в зависимости от плавучести буксируемой группы. Массив также может быть поврежден при контакте с морским дном или если судно работает задним движителем, или даже может быть поврежден, если он изгибается слишком сильно.

Большой вихревой разрыв

Когда возникает проблема вокруг буксируемой акустической системы, может быть развернут большой вихревой разрыв или устройство LEBU, чтобы уменьшить разрушение. LEBU включает в себя два идентичных периферийных аэродинамических профиля и два плоских фланца. Фланцы крепят устройство к муфте на буксируемой акустической решетке. Это полезно при использовании сонара или эхолота.

См. Также

Справочная информация

Внешние ссылки

Последняя правка сделана 2021-06-11 08:36:47
Содержание доступно по лицензии CC BY-SA 3.0 (если не указано иное).
Обратная связь: support@alphapedia.ru
Соглашение
О проекте