УСТРОЙСТВО ОСВЕЩЕНИЯ ПОДВОДНОЙ ОБСТАНОВКИ Российский патент 2020 года по МПК B63G8/38 

Изобретение относится к области морской техники и предназначено для освещения подводной обстановки.

Известно, что для наблюдения за подводной средой на флотах мира используют различные измерительные устройства, основанные на регистрации в водной среде объектов и присущих им физических полей. Из-за особенностей распространения в воде различных видов энергии наиболее широкое распространение получили гидроакустические средства наблюдения, основанные на законах распространения в воде звука.

Для поиска подводных объектов применяются корабли, авиация, стационарные системы, а также подводные аппараты (ПА), оснащаемые средствами обнаружения, в качестве которых используют гидроакустические станции (ГАС) или комплексы (ГАК), радиогидроакустические буи (РГБ), взрывные источники звука (ВИЗ) [1 - Военно-морской словарь / Гл. ред. В.Н. Чернавин. М.: Воениздат, 1989. - 511 с. С. 13, 75, 352], или приборы, измеряющие различные физические поля, присущие подводным объектам, например, магнитометры [2 - Б.И. Родионов. Противолодочные силы и средства флотов. - М.: Воениздат, 1977].

Множество элементов, находящихся в закономерных отношениях и связях друг с другом, образующих определенную целостность, единство и подчиненность определенному организующему признаку, представляют собой систему, а в совокупности со способами и правилами их использования - смешанную систему [3 - Военно-морской словарь / Гл. ред. В.Н. Чернавин. М: Воениздат, 1989. - 511 с. С. 391]. Применяемые для поиска корабли, авиация, стационарные системы, а также технические устройства (ГАС, РГБ и ПА) входят составляющими элементами в создаваемые мобильные и стационарные системы освещения подводной обстановки (СОПО). Время функционирования СОПО может составлять от нескольких часов до нескольких суток на период выполнения ею поисковых задач (носители с ГАС, РГБ), а также достигать нескольких месяцев и даже лет (ПА с большой автономностью и стационарные ГАС).

Существующие средства поиска и освещения подводной обстановки зачастую демаскируют себя работой устройств, излучающих различные шумы. Стационарные пассивные средства наблюдения менее заметны для объектов поиска, но невозможность изменить свое местоположение является их недостатком.

Относительно малую заметность имеют самоходные подводные аппараты, разрабатываемые для океанологических исследований и морской геологоразведки с конца 1960-х гг.[4 - Автономные подводные аппараты. Материалы сайта Института проблем морских технологий Дальневосточного отделения РАН, 2002]. В настоящее время самоходные необитаемые подводные аппараты (НПА) считаются в ведущих морских державах приоритетным направлением, они применяются с надводных кораблей и подводных лодок [5 - И. Белоусов. Современные и перспективные необитаемые подводные аппараты ВМС США // Зарубежное военное обозрение №5, 2013. С. 79-88]. В ВМС США с 1996 г. реализуется программа разработки автономных НПА нового поколения «Манта», предназначенных для обнаружения и уничтожения подводных лодок, мин и других подводных целей, а также ведения разведки, решения обеспечивающих и специальных задач [6 - Сиденко К.С., Илларионов Г.Ю. Подводная лодка и автономный необитаемый подводный аппарат // МРЭ, №2, 2008].

Бортовая поисковая аппаратура самоходного НПА включает ГАС переднего и бокового обзора, цифровую видеокамеру, датчики для измерения параметров морской воды (температуры и удельной электрической проводимости). Полученные данные записываются на жесткий магнитный накопитель для последующего анализа результатов после подъема НПА на борт носителя. Для обеспечения двусторонней связи между пунктом управления и НПА в позиционном положении используют системы спутниковой навигации и звукоподводной связи (ЗПС). Для применения НПА и управления им на позиции на носитель устанавливают модули в габаритах морских транспортных контейнеров, спускоподъемное устройство, сменный комплект аккумуляторных батарей и автоматизированное рабочее место (АРМ) оператора. АРМ оператора комплектуется персональным переносным компьютером и предназначено для планирования операции, ввода данных, отображения на дисплее с цветовым кодированием информации формы и размеров гидролокационного изображения объекта [7 - И. Белоусов. Современные и перспективные необитаемые подводные аппараты ВМС США // Зарубежное военное обозрение №5, 2013. С. 79-88].

Самоходные НПА имеют корпус обтекаемой цилиндрической или иной формы, средства движения и энергообеспечения, гидроакустические и телевизионные средства поиска подводных объектов, навигационное оборудование, средства связи, отсек для полезной нагрузки, приборы управления. Для передачи на пункт управления информации об обнаруженных подводных объектах НПА оборудуют аппаратурой связи с гидроакустическим или радиотехническим каналом. Точность определения координат обнаруженных НПА объектов зависит от ошибок его навигационной системы, для уменьшения которых, особенно при длительной автономной работе, НПА оборудуют системой спутниковой навигации. Периодичность сеанса уточнения места НПА зависит от требуемой точности навигации и характеристик имеющейся навигационной системы [8 - Сиденко К.С., Илларионов Г.Ю. Подводная лодка и автономный необитаемый подводный аппарат // МРЭ, №2, 2008]. В целях дистанционного управления НПА используют акустический модем [9 - Акустический модем АМ-300. http://www.diveservice.ru/].

В начале 2000-х гг. в США появились автономные НПА с переменной плавучестью - глайдеры, отличительной особенностью которых является полное отсутствие двигательно-движительной установки. Глайдеры приводятся в движение за счет изменения своей плавучести, используя ее в качестве движущей силы. Они имеют большую автономность (до нескольких месяцев) и малую гидроакустическую заметность. Их оснащение бортовыми измерительно-информационными комплексами позволяет вести скрытный сбор гидрологической и другой интересующей информации. Управление глайдером осуществляют по программе бортового процессора с использованием системы курсоуказания, считывающего устройства, глубиномера, кренометра и дифферентометра. Каждые 2-3 ч производят всплытие глайдера в позиционное положение для обмена данными с пунктом управления с помощью аппаратуры системы спутниковой связи, а также для уточнения местоположения по данным космической радионавигационной системы, антенные устройства которых установлены на вертикальном стабилизаторе [10 - И. Белоусов. Современные и перспективные необитаемые подводные аппараты ВМС США // Зарубежное военное обозрение №5, 2013. С. 79-88].

Прототипом предлагаемого устройства освещения подводной обстановки является глайдер, разработанный ЗАО «НПП ПТ «Океанос» совместно с Санкт-Петербургским государственным морским техническим университетом, который в качестве полезной нагрузки несет навесное оборудование, закрепленное на корпусе, а также гибкую протяженную буксируемую антенну длиной 15 м, используемую для поиска подводных объектов [11 - Аспекты практического применения подводных глайдеров на базе опытной эксплуатации // Журнал «Новый оборонный заказ», СПб., №4 (41), 2016. http://dfnc.ru/category/2016-4-41/]. Недостатком глайдера является дискретность связи с пунктом управления (1 раз в 2-3 часа).

Связь со спутником реализуется в случаях, когда он находится в прямой радиовидимости, а связь с другими объектами зависит от высоты антенны или наличия ретранслятора. В качестве ретранслятора известен аэростат, являющийся летательным аппаратом, подъемная сила которого создается заключенным в оболочку газом (водородом, гелием или нагретым воздухом) с меньшей плотностью, чем атмосферный воздух. Аэростаты служат для подъема антенн радиостанций и радиоретрансляторами [12 - Военно-морской словарь / Гл. ред. В.Н. Чернавин. - М.: Воениздат, 1989. - 511 с. С. 34].

Целью изобретения является разработка устройства освещения подводной обстановки, которое в значительной степени лишено указанных выше недостатков и позволяет производить наблюдение за подводной средой в заданном районе скрытно и продолжительное время, оперативно информировать пункт управления об обнаруженных подводных объектах.

Для достижения цели предлагается устройство освещения подводной обстановки, представляющее собой подводный аппарат с переменной плавучестью - глайдер, оснащенный бортовыми системами управления, курсоуказания и обнаружения цели с гибкой протяженной буксируемой антенной. Дополнительно на корпусе глайдера устанавливается узел крепления, к которому крепится радиобуй, имеющий источник тока, запоминающее устройство, связанное с бортовой системой управления глайдера, аэростат, к которому крепится кабель-трос и антенна, устройство запуска аэростата, включающее газогенератор или баллон со сжатым газом, редуктор и самовскрывающийся клапан.

Техническое осуществление предлагаемого устройства освещения подводной обстановки приводится на фиг. 1, где показан внешний вид устройства: 1 - корпус глайдера; 2 - горизонтальное крыло; 3 - вертикальный руль-стабилизатор; 4 - гибкая буксируемая протяженная антенна; 5 - гидрофоны; 6 - корпус радиобуя; 7 - отсек радиобуя с антенной, аэростатом и устройством его запуска.

После обнаружения подводного объекта информация о нем записывается в запоминающее устройство радиобуя, который отделяется от глайдера и всплывает на поверхность. На поверхности аэростат заполняется газом и поднимается над поверхностью моря вместе с антенной на высоту, соответствующую длине кабель-троса, и передает записанную информацию на пункт управления.

На фиг. 2 показана схема работы устройства освещения подводной обстановки при передаче информации. Цифрами обозначены: 1 - корпус глайдера; 6 - корпус радиобуя; 8 - морская поверхность; 9 - траектория глайдера; 10 - отделение радиобуя и траектория его всплытия; 11 - кабель-трос; 12 - аэростат с антенной.

Техническим результатом предлагаемого устройства освещения подводной обстановки является возможность длительно и скрытно вести наблюдение за подводной средой в заданном районе, оперативно и скрытно передавать данные об обнаруженном объекте на пункт управления.

Источники информации, использованные при выявлении изобретения и составлении его описания:

1. Военно-морской словарь / Гл. ред. В.Н. Чернавин. М: Воениздат, 1989. - 511 с. С. 13, 75, 352.

2. Б.И. Родионов. Противолодочные силы и средства флотов. - М.: Воениздат, 1977.

3. Военно-морской словарь / Гл. ред. В.Н. Чернавин. М.: Воениздат, 1989. - 511 с. С. 391.

4. Автономные подводные аппараты. Материалы сайта Института проблем морских технологий Дальневосточного отделения РАН, 2002.

5. И. Белоусов. Современные и перспективные необитаемые подводные аппараты ВМС США // Зарубежное военное обозрение №5, 2013. С. 79-88.

6. Сиденко К.С., Илларионов Г.Ю. Подводная лодка и автономный необитаемый подводный аппарат // МРЭ, №2, 2008.

7. И. Белоусов. Современные и перспективные необитаемые подводные аппараты ВМС США // Зарубежное военное обозрение №5, 2013. С. 79-88.

8. Сиденко К.С., Илларионов Г.Ю. Подводная лодка и автономный необитаемый подводный аппарат // МРЭ, №2, 2008.

9. Акустический модем АМ-300. http://www.diveservice.ru/

10. И. Белоусов. Современные и перспективные необитаемые подводные аппараты ВМС США // Зарубежное военное обозрение №5, 2013. С. 79-88.

11. Аспекты практического применения подводных глайдеров на базе опытной эксплуатации // Журнал «Новый оборонный заказ», СПб., №4 (41), 2016. http://dfhc.ru/category/2016-4-41/

12. Военно-морской словарь / Гл. ред. В.Н. Чернавин. - М.: Воениздат, 1989. -511 с. С. 34.

Изобретение относится к области морской техники и предназначено для освещения подводной обстановки. Устройство освещения подводной обстановки представляет собой подводный аппарат с переменной плавучестью - глайдер, оснащенный бортовыми системами управления, курсоуказания и обнаружения цели с гибкой протяженной буксируемой антенной. На корпусе глайдера устанавливается узел крепления, к которому крепится радиобуй, имеющий источник тока, запоминающее устройство, связанное с бортовой системой управления глайдера, аэростат, к которому крепится кабель-трос и антенна. Устройство запуска аэростата включает в себя газогенератор или баллон со сжатым газом, редуктор и самовскрывающийся клапан. Достигается возможность длительно и скрытно вести наблюдение за подводной средой в заданном районе, оперативно и скрытно передавать данные об обнаруженном объекте на пункт управления. 2 ил.

Устройство освещения подводной обстановки, представляющее собой подводный аппарат с переменной плавучестью - глайдер, оснащенный бортовыми системами управления, курсоуказания и обнаружения цели с гибкой протяженной буксируемой антенной, отличающееся тем, что на корпусе глайдера устанавливается узел крепления, к которому крепится радиобуй, имеющий источник тока, запоминающее устройство, связанное с бортовой системой управления глайдера, аэростат, к которому крепится кабель-трос и антенна, устройство запуска аэростата, включающее газогенератор или баллон со сжатым газом, редуктор и самовскрывающийся клапан.