СПОСОБ МАСКИРОВКИ СЛЕДА ПОДВОДНОГО АППАРАТА Российский патент 2015 года по МПК B63G8/34 B63B1/34 

Изобретение относится к средствам маскировки судов, преимущественно подводных.

Принципы работы созданных средств поиска и обнаружения подводных лодок, находящихся в подводном положении, основаны на использовании физических полей (акустическое, магнитное, тепловое, радиационное), которые могут демаскировать лодки в районе поиска, а также загрязненности атмосферы выхлопными газами дизельных двигательных установок. В комплекс авиационных средств поиска и обнаружения подводных лодок включаются гидроакустическая, магнитометрическая и инфракрасная аппаратура.

Известно техническое решение, направленное на обеспечение скрытности перемещения подводных лодок (RU 2137673 [1]). Его суть заключается в том, что формируется морской боевой подвижный комплекс в виде надводного судна и соединенной с ним с возможностью расстыковки подводной лодки. Соединительный элемент выполнен отделяемым от подводной лодки. Он имеет положительную плавучесть и магистрали для воздухообмена и наблюдения за надводной обстановкой, соединяемые с соответствующими магистралями надводного судна. С подводной лодкой тросами с приводами соединены также элементы отрицательной плавучести, компенсирующей положительную плавучесть подводной лодки, при этом подводная лодка может перемещаться по тросам, изменяя свое заглубление. Недостатком известного решения является то, что оно не снимает проблем маскирования подводных лодок после их отделения от надводного прикрытия.

Известен способ маскирования следа надводных и подводных кораблей, предусматривающий закрепление на бортах, на некотором удалении от корпуса и параллельно его продольной оси набора пластин (US 5954009 [2]). Недостатком известного способа является то, что с его помощью снижается возможность обнаружения судна по оставляемому за кормой буруну.

Известно устройство для уменьшения интенсивности инфракрасного излучения газового потока и наружной поверхности дымовой трубы судна с целью снижения их тепловой заметности, состоящее из двух вертикальных экранирующих пластин, находящихся на определенном расстоянии от внешней поверхности корпуса дымовой трубы судна. Пластины изготовлены из композитных материалов, обладающих радиопоглощающими, теплоизоляционными и теплоотражающими свойствами. Технический результат заключается в уменьшении вероятности обнаружения судна с помощью инфракрасных наблюдательных приборов, работающих в инфракрасном и радиолокационном диапазонах частот (RU 2518694 [3]). Однако известное устройство неприменимо для подводных лодок.

В последнее время получил распространение способ обнаружения атомных подводных лодок (АПЛ) по тепловому следу - разновидность инфракрасного метода, нацеленная на их обнаружение, потому, что оставляемый лодкой тепловой след много больше по размерам, чем сама лодка, и значит обнаруживается легче. В качестве охладителя внешнего контура реактора АПЛ используют забортную воду. После сброса обратно за борт вода оказывается теплее окружающей.

(Тепловой след подводной лодки - протяженная область морской поверхности с температурой, отличной от фоновой, возникающая при движении подводной лодки за счет выноса более холодных (или более теплых) масс воды под воздействием корпуса и винтов. Является демаскирующим признаком подводной лодки, по которому она может быть обнаружена аппаратурой тепловой разведки, установленной на кораблях и летательных аппаратах. См EdwART. Толковый Военно-морской Словарь, 2010 http://dic.academic.ru/dic.nsf/sea/).

Наиболее близким к заявляемому по технической сущности является известный из RU 2507108 [4] способ маскировки подводной лодки при использовании устройств снижения сопротивления трения корпуса о воду за счет образования перед носовой частью корпуса движущегося аппарата и вокруг него газоводной среды. В качестве рабочего газа используется перегретый водяной пар. Выходящие из отверстий струи пара образуют по курсу движения судна облако взвешенных в забортной воде пузырьков, снижая плотность воды. После прохождения лодки пар охлаждается и, конденсируясь, смешивается с забортной водой, не выходя на поверхность. Однако использование перегретого пара еще более повысит температуру воду в следе и будет являться демаскирующим фактором.

Заявляемый способ направлен на снижение различимости следа судна, вызванного изменением температуры воды в нем.

Указанный результат достигается тем, что маскировку осуществляют путем изменения плотности воды в следе аппарата за счет повышения ее солености. Указанный результат достигается также тем, что изменение плотности воды в следе осуществляют путем охлаждения силовой установки более соленой водой, чем забортная, и сброса ее в след.

Известно, что нагретая вода имеет более низкую плотность, чем холодная, и поэтому поднимается к поверхности и становится различима с помощью ИК-детекторов. Изменение плотности воды в сторону увеличения в следе приводит к тому, что она уже не поднимается к поверхности, а (при соответствующем повышении концентрации) опускается.

А поскольку слои воды над подводным аппаратом поглощают ИК-излучение (прозрачность морской воды не велика и составляет, в лучшем случае, несколько десятков метров), то след становится неразличим ИК-детекторами.

Наиболее целесообразным представляется осуществлять изменение плотности воды в следе путем охлаждения силовой установки более соленой водой, чем забортная и сброса ее в след. А получение более соленой воды на АПЛ не представляет проблем, поскольку некоторое количество забортной воды опресняется для нужд лодки с получением более соленых, чем забортная вода растворов.

Сущность заявляемого способа поясняется примерами реализации и графическими материалами. На фиг. 1 представлен график зависимости плотности морской воды от солености. На фиг. 2 представлен график зависимости плотности морской воды от температуры. На фиг. 3 представлен график зависимости солености морской воды от температуры при постоянной плотности. На фиг. 4 схематично представлена принципиальная схема оборудования, используемая при реализации способа с использованием дополнительных ресурсов. На фиг. 5 схематично представлена принципиальная схема оборудования, используемая при реализации способа без использования дополнительных ресурсов.

Пример 1. В самом общем случае способ реализуется следующим образом. Измеряется температура забортной воды и по известной зависимости плотности морской воды от температуры определяется ее плотность. После этого по известной зависимости плотности морской воды от солености и зависимости солености морской воды от температуры при постоянной плотности определяется необходимое содержание соли в сбрасываемой из системы охлаждения теплой воде, чтобы она имела такую же плотность, как и окружающая подводную лодку. Соответствующими техническими средствами соленость сбрасываемой из системы охлаждения теплой воды повышается до требуемых значений. В результате подсоленая теплая вода будет иметь такую же или более высокую плотность, что и окружающая подводную лодку холодная. А учитывая тот факт, что сброс воды из системы охлаждения осуществляется в стратифицированную жидкость (а океан стратифицирован), то вместо обычной конвекции возникает многокомпонентная конвекция. А она создает не вертикальные структуры, а вертикально-горизонтальные, что приводит к размыванию теплой жидкости по горизонтали еще на глубине и не приводит к ее подъему на поверхность, где она может быть зафиксирована детекторами инфракрасного излучения.

Пример 2. Способ, описанный в примере 1, может быть реализован с помощью оборудования подводной лодки в соответствии со схемой, представленной на фиг. 4.

Холодная забортная вода поступает в смеситель 1, где в ней растворяется соль из заранее подготовленного резервуара 2. Затем готовый рассол поступает в систему охлаждения энергетической установки 3 (теплообменник) и после этого сбрасывается за борт.

Пример 3. Способ, описанный в примере 1, может быть реализован с помощью оборудования подводной лодки в соответствии со схемой, представленной на фиг. 5. Холодная забортная вода поступает в опреснитель 5. Здесь она распределяется на два потока с повышенной и пониженной соленостью. Вода с пониженной соленостью после дальнейшего опреснения и очистки в соответствующем оборудовании 6 может быть использована на нужды корабля, а ее излишки сбрасываются. Поток с повышенной соленостью из опреснителя 5 направляется в теплообменник 3, а затем сбрасывается отдельно от потока холодной воды, желательно на более низкий горизонт.

Изобретение относится к средствам маскировки судов, преимущественно подводных. Для маскировки подводного аппарата изменяют плотность воды в следе аппарата. Изменение плотности воды в следе осуществляют повышением ее солености и путем охлаждения силовой установки более соленой водой, чем забортная, и сброса ее в след. Достигается снижение различимости следа судна. 1 з.п. ф-лы, 5 ил.

1. Способ маскировки подводного аппарата, включающий изменение плотности воды в следе аппарата, отличающийся тем, что изменение плотности воды в следе осуществляют повышением ее солености.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что изменение солености воды в следе осуществляют путем охлаждения силовой установки более соленой водой, чем забортная, и сброса ее в след.