БИБЛИОТЕКА

Просмотров

Website Hit Counters

УЛЬТРАЗВУК В ВОЕННОМ ДЕЛЕ

СОДЕРЖАНИЕ

ГИДРОЛОКАТОРЫ

Книга УЛЬТРАЗВУК В ВОЕННОМ ДЕЛЕЕсли гидроакустические шумопеленгаторные станции — одно из основных средств обеспечения боевых действий подводных лодок в подводном положении, то у надводных кораблей они являются вспомогательным.

 

Как уже говорилось, шумопеленгаторы работают в пассивном режиме без излучения сигналов. А как обнаружить объект, который не издает никаких шумов и звуков? Эту задачу может выполнить гидролокационная станция, работающая по принципу излучения и приема отраженных от цели звуковых или ультразвуковых (акустических) волн. Измерение времени с момента посылки до возвращения отраженного эхо-сигнала позволяет определить расстояние до цели с учетом того, что общее время нужно разделить пополам, так как сигнал проходит двойное расстояние — до цели и обратно. Гидролокатор позволяет определить с большой точностью и направление на цель, так как акустические волны излучаются направленно в виде узкого луча.

 

Гидролокационная станция по устройству значительно сложнее шумопеленгаторной и состоит из следующих элементов (рис. 11): акустическая антенна, подъемно- опускное устройство и поворотное устройство акустической антенны, коммутирующее устройство, генератор, усилитель, пульт управления, рекордер, электронный отметчик, индикаторные приборы (динамик, телефоны).

 

Акустическая антенна служит для излучения акустических волн и приема отраженных от цели эхо-сигналов. Акустические волны излучаются акустической антенной короткими импульсами. После каждой посылки наступает пауза, во время которой акустическая антенна переключается в режим приема. Таким образом, акустическая антенна обладает обратимым свойством: часть времени она выполняет функции излучателя, а другую, большую часть времени — функции приемника. Есть акустические антенны, у которых передающая и приемная части разделены, т. е. имеются раздельно излучатель — для излучения ультразвуковых волн и приемник — для приема отраженных эхо-сигналов.

Упрощенная блок-схема гидролокационной станции

Рис. 11. Упрощенная блок-схема гидролокационной станции: 1 — генератор; 2 — автомат посылок; 3 — рекордер; 4 — коммутирующее устройство; 5 — усилитель; 6 — электронный отметчик; 7 — телефоны; 8 — динамик; 9 — акустическая система; 10 — синхронизатор; II — подъемно-опускное и поворотное устройство

Акустические антенны могут быть кругового и направленного действия. Первые применяются для обнаружения подводных объектов, вторые — для определения координат цели (направления, расстояния и глубины погружения). Акустические антенны размещаются в основном у надводных кораблей под днищем, в носовой части, а у подводных лодок — в носовой части, в верхней или нижней части корпуса.

Для уменьшения помех от завихрений во время хода корабля акустическую антенну помещают в обтекатель, толщина стенки которого выбирается такой, чтобы она не препятствовала прохождению акустических волн. При подготовке гидролокатора к работе обтекатель опускается ниже киля, а по окончании работы поднимается вверх в специальный отсек.

Подъемно-опускное устройство предназначено для опускания обтекателя с акустической антенной при включении гидролокатора для поиска подводных целей. Подъемно-опускное устройство состоит из электродви­гателя, редуктора, направляющих колонок и пульта управления. Опускать и поднимать обтекатель можно из гидроакустической рубки дистанционно и из гидроакустического отсека посредством электропривода или с помощью аварийно-механического устройства. На последних проектах надводных кораблей иностранных флотов обтекатели акустических антенн имеют бульбообразную форму и располагаются в носовой части. В этом случае в подъемно-опускном устройстве нет необходимости.

Поворотное устройство служит для вращения акустической антенны. Для поиска подводных целей предусмотрено шаговое и круговое вращение. Шаговый поиск применяется, когда известно вероятное направление на цель, т. е. обследуется определенный сектор. Круговой поиск ведется, когда появление цели ожидается с любого направления. Управление поворотным устройством дистанционное, с пульта управления из гидроакустичес­кой рубки. Вращение акустической антенны может производиться вручную или автоматически.

Коммутирующее устройство служит для переключения акустической антенны из режима излучения в режим приема и обратно, т. е. для подключения генератора к антенне в режиме излучения и для подключения антенны к усилителю в режиме приема. Коммутирующее устройство может быть выполнено в виде реле приема-передачи с несколькими группами контактов. Оно действует на электромагнитном принципе работы.

Генератор вырабатывает электрические колебания определенной частоты, которые поступают на акустическую антенну и излучаются в водную среду в виде акустических волн. В первых выпусках использовались машинные генераторы (умформеры), а впоследствии стали применяться ламповые генераторы. Такой генератор имеет несколько каскадов и собран на специальных генераторных лампах большой мощности. Питание анодов, сеток и накалов ламп предусмотрено от специального электрического агрегата.

Усилитель предназначен для усиления и преобразования очень слабых электрических сигналов, поступающих от акустической антенны. Он состоит из нескольких каскадов и собирается на усилительных лампах. Один из каскадов — гетеродин (маломощный генератор), с помощью которого ультразвуковая частота преобразуется в звуковую. С выхода усилителя сигналы поступают на индикаторные приборы.

Рекордер служит для графического воспроизведения отраженных эхо-сигналов, измерения расстояния до цели, определения относительной скорости сближения с целью и выработки данных для атаки подводной лодки. Кроме того, рекордер управляет работой коммутирующего устройства, а следовательно, посылками акустиче­ских импульсов.

При включении рекордера подается питание на электромагнитную муфту, которая начинает передвигать каретку слева направо. В самом начале движения каретка своими контактами замыкает посылочные контакты, через которые и подается питание на реле приема-передачи. Акустическая антенна подключается к генератору. Посылочные контакты замыкаются на незначительное время, в течение которого акустические колебания излучаются в воду. Каретка продолжает передвигаться с постоянной скоростью, пропорциональной скорости распространения звука в воде. С приходом эхо-сигнала от цели электрический сигнал с акустической антенны через усилитель поступает на перо каретки, через бумагу проходит ток, оставляя на ней темную отметку. Расстояние от левого края бумаги до отметки соответствует расстоянию до цели в масштабе шкалы, расположенной горизонтально над бумагой. При подходе каретки к правому срезу бумаги замкнутся воз­вратные контакты, обесточится электромагнитная муфта и каретка возвратится в исходное левое положение. Такие циклы будут повторяться. По характеру записи на бумаге рекордера можно определить, сближается цель или удаляется, а приложив линейку вдоль трассы, установить относительную скорость сближения. Кроме того, по характеру записи можно классифицировать контакт, т. е. отличить настоящую цель от ложной.

Электронный отметчик представляет собой электронно-лучевую трубку с вертикально и горизонтально отклоняющими пластинами, на которые подаются напряжения с выхода двухканального усилителя и генератора пилообразного напряжения.