НОСОВАЯ ОКОНЕЧНОСТЬ ПОДВОДНОЙ ЛОДКИ Российский патент 1998 года по МПК B63G8/39 B63B3/13 

Изобретение относится к подводному судостроению.

Известны конструкции носовых оконечностей подводных лодок (ПЛ) с установленными в них антеннами гидроакустического комплекса (ГАК).

Известны также конструкции подводных лодок, несущие на своей поверхности конформно-покровные антенны (КПА) ГАК.

Для обеспечения минимальных гидродинамических помех работе этих антенн носовая оконечность выполняется эллиптической формы [1]-прототип изобретения.

Однако, если установить КПА ГАК не на цилиндрической части корпуса подводной лодки, а занять ею всю носовую оконечность (а это крайне необходимо как с точки зрения наилучшей помеховой обстановки по длине ПЛ, так и с целью гидроакустического освещения носовых курсовых углов), то возникают чрезвычайно сложные проблемы принципиального и конструктивно-технологического плана: крайне трудно создать конформно-покровную антенну с регулярным расположением элементов, также трудно в составе антенны выделить конструктивно-унифицированные секции в интересах их изготовления и, наконец, резко возрастает сложность обработки сигналов, принимаемых гидроакустическими преобразователями КПА, расположенными на поверхности двойной и переменной кривизны. Рассматривавшиеся варианты упрощения формы носовых оконечностей для установки КПА, например, в виде элемента кругового цилиндра, сопряженного в носовой части с полусферой, позволяют упростить конструктивно-технологические проблемы создания антенны и обработку сигналов принимаемых такой антенной, однако приводят в резкому росту гидродинамической турбулентной помехи и не позволяют реализовать потенциал такой антенны ГАК в реальных условиях - на ходу.

С другой стороны попытки реализовать необходимую обработку сигналов принимаемых эллипсоидными КПА, ведут к таким конструктивно-технологическим сложностям, такому росту аппаратной части ГАК, энергопотребления, тепловыделения, развитию систем охлаждения (с ростом помех от работы этих систем), что использование таких КПА на подводных лодках становится невозможным.

Техническим результатом изобретения является придание носовой оконечности подводной лодки такой формы, которая, обеспечивая приемлемые гидродинамические характеристики, позволяла бы обеспечить близкие к потенциальным характеристики антенны за счет регулярного расположения приемников, обеспечить технологичность изготовления ограниченной номенклатуры секций антенны и упростить обработку сигналов, принимаемых гидроакустическими КПА, путем введения единого (базисного) алгоритма расположения этих преобразователей на поверхности КПА. Он достигается тем, что носовая оконечность подводной лодки, содержащая конформно-покровную гидроакустическую антенну, выполнена так, что в пределах рабочей поверхности конформно-покровной антенны формообразующий наружные обводы сопряженный полуэллипс расположен в плоскости максимальных полуширот, а все нормальные ему сечения выполнены единым радиусом, равным радиусу наружного обвода поперечного сечения цилиндрической части корпуса подводной лодки с плавным сопряжением обводов в верхней и килевой частях с цилиндрической частью подводной лодки.

На фиг. 1 изображен общий вид предлагаемой носовой оконечности с КПА в виде на правый борт; на фиг. 2 то же, в виде сверху; на фиг. 3 показано поперечное сечение носовой оконечности с КПА в районе цилиндрической части наружного корпуса; на фиг. 4 - вертикальное сечение по нормали к формообразующему эллипсу.

Носовая оконечность 1, являясь плавным продолжением цилиндрической части корпуса ПЛ 2, включает в себя конформно-покровную антенну ГАК 3, размещенную на поверхности. Формообразующий наружные обводы носовой оконечности 1 в пределах рабочей поверхности КПА 3 сопряженный полуэллипс (см. фиг. 2) расположен в плоскости максимальных полуширот, а все нормальные ему сечения (см. например, "Б-Б", фиг. 2 и 4) выполнены единым радиусом R_ц, равным радиусу наружного обвода поперечного сечения цилиндрической части корпуса подводной лодки (см. "А-А", фиг. 2 и 3). Эти обводы плавно сопряжены также с верхней, килевой и цилиндрической частями носовой оконечности 1, расположенными выше, ниже и в корму от рабочей поверхности КПА ГАК.

При этом максимальная полуширота, равная радиусу цилиндрической части корпуса ПЛ R_ц является малой полуосью "в" формообразующего эллипса - см. фиг. 2.

Большая полуось - "а" характеризует удлинение носовой оконечности и тем больше, чем выше максимальная скорость конкретной ПЛ.

Возможен вариант КПА, когда она целиком размещена на поверхности носовой оконечности ПЛ.

Предложенная форма носовой оконечности подводной лодки с конформно-покровной антенной, обеспечивая приемлемые для каждого конкретного проекта ПЛ гидродинамические характеристики (за счет изменения отношения полуосей формообразующего эллипса а/в) позволяет упростить конструктивно-технологические решения антенны, обработку сигналов, принимаемых гидроакустическими преобразователями КПА, поскольку их расположение в системе координат ПЛ характеризуется единым (базисным) алгоритмом - дугой постоянного радиуса в нормальных сечениях образующей - сопряженного аналитического полуэллипса.

Изобретение относится к подводному судостроению и касается носовой оконечности подводной лодки. Формообразующий наружные обводы носовой оконечности подводной лодки сопряженный полуэллипс в пределах рабочей поверхности конформно-покровной антенны гидроакустического комплекса расположен в плоскости максимальных полуширот. Все нормальные ему сечения выполнены единым радиусом, равным радиусу наружного обвода поперечного сечения цилиндрической части корпуса подводной лодки, с плавным сопряжением обводов в верхней и килевой частях с цилиндрической частью подводной лодки. Достигается уменьшение массогабаритных характеристик аппаратной части гидроакустического комплекса, его энергопотребления, тепловыделения и шумности подводной лодки. 4 ил.

Носовая оконечность подводной лодки, содержащая конформно-покровную гидроакустическую антенну, отличающаяся тем, что в пределах рабочей поверхности конформно-покровной антенны формообразующий наружные обводы сопряженный полуэллипс расположен в плоскости максимальных полуширот, а все нормальные ему сечения выполнены единым радиусом, равным радиусу наружного обвода поперечного сечения цилиндрической части корпуса подводной лодки, с плавным сопряжением обводов в верхней и килевой частях с цилиндрической частью подводной лодки.