УСТРОЙСТВО АВАРИЙНОЙ ПРОВОДНОЙ СВЯЗИ Советский патент 2006 года по МПК H04B3/00 

Настоящее изобретение относится к области электросвязи, а именно, к технике передачи аналоговой информации по оптическим проводным линиям связи и может быть использовано в аварийных ситуациях.

Известно "Устройство для выпуска кабеля с погруженной ПЛ", патент Англии №1266528 кл. В 66 Д 3/28, 1972 г.

В аварийных условиях, когда ПЛ лежит на грунте, личный состав выпускает из центрального отсека электрический кабель связи с аварийным буем для того, чтобы иметь аварийную связь по телефону. Устройство состоит из электрического кабеля, телефонных аппаратов, при этом один из аппаратов находится в прочном корпусе ПЛ, а другой - вне прочного корпуса - в самом буе в виде цилиндра, крепящегося к прочному корпусу ПЛ, в котором расположены поршневой насос и два независимых движущихся возвратно-поступательных элемента, которые захватывают и перемещают кабель, создавая при этом водонепроницаемое уплотнение.

Недостаток устройства заключается в том, что оно не обеспечивает надежную связь в аварийной ситуации из-за частого выхода из строя механических элементов устройства вследствие отсутствия электропитания для работы поршневого насоса на ПЛ при ее аварии, а также из-за необходимости прокладки кабеля через прочный корпус ПЛ, что нарушает его надежность. Кроме того, на практике, как правило, аварийные связные буи отрываются от прочного корпуса ПЛ.

Целью изобретения является повышение надежности связи ПЛ со спасательным судном в аварийных условиях.

Поставленная цель достигается тем, что в устройство, содержащее световодный герметизированный кабель, оптические приемо-передающие устройства и телефонные аппараты на спасательном судне и подводной лодке дополнительно введено оптическое согласующее устройство, выполненное в виде разъемного соединителя, одна из частей которого соединена с оптическим кабелем, а вторая часть соединителя представляет собой тубус выходного зрачка штатного перископа, используемого как устройство ввода-вывода излучения в прочный корпус ПЛ и в качестве составной части оптического тракта. При этом разъемный соединитель выполнен в виде цилиндрической полумуфты, покрытой эластичной резиной, а герметизированный световодный кабель выполнен из оптических полимерных волокон.

Совокупность существенных признаков заявляемого устройства составляет возможность его использования для передачи речевой информации между спасательным судном и аварийной ПЛ, находящейся на грунте, с высокой надежностью связи.

Передача сигналов в устройстве происходит по составному оптическому тракту с использованием штатного перископа ПЛ, для чего оптический кабель, опускаемый со спасательного судна, оснащается разъемным соединителем с согласующим оптическим устройством, подключаемым к входному зрачку перископа, а к окулярам перископа. подключается другое оптическое согласующее устройство различных сред распространения.

Заявителю и авторам неизвестны технические решения, содержащие признаки, эквивалентные отличительным признакам заявляемого устройства. Заявителю и авторам неизвестны аналогичные решения из других областей техники, обладающие техническими свойствами заявляемого объекта изобретения. Таким образом, заявляемое техническое решение, по нашему мнению, удовлетворяет критерию существенных отличий.

Структурная схема предлагаемого устройства приведена на фиг.1 и содержит:

1. Штатный перископ ПЛ, состоящий из вертикальной трубы и размещенной в ней оптической системы, который является составной частью оптического тракта и служит для обеспечения ввода-вывода излучения в прочный корпус подводной лодки между входным зрачком и окулярами перископа, находящимися на его основании.

2. Основание перископа с окулярами.

3. Приемо-передающие оптоэлектронные модули, служащие для передачи и приема речевых сигналов по оптическому кабелю.

4. Волоконно-оптический кабель, выполненный из полимерных волокон, имеющих допустимый радиус изгиба до 1 см, высокую эластичность и прочность на разрыв, служит для канализации оптических сигналов в направлении снизу вверх и сверху вниз от оптоэлектронных модулей, расположенных над поверхностью воды до входного зрачка перископа аварийной ПЛ.

5. Согласующее устройство служит для установления оптического герметичного контакта между волоконно-оптическим кабелем и выходным зрачком перископа, согласования линейных и угловых апертур кабеля и входного зрачка перископа, и обеспечивает использование штатного перископа ПЛ в качестве устройства ввода-вывода излучения в прочный корпус подводной лодки и составной части оптического тракта устройства аварийной связи в целом.

Передающий оптоэлектронный модуль 3 состоит из оптического микрофона 6, который соединен с УНЧ 7, управляемого генератором импульсов 8, усилителя импульсов тока 9, светодиода 10 и устройства согласования 11 (элементы 7, 8, 9, 10 и 11 находятся в одном модуле, поэтому связи между ними не приводятся).

Приемный оптоэлектронный модуль 3 состоит из устройства, согласования 12, фотодиода 13, усилителя фототока 14, порогового устройства 15, ФНЧ 16, УНЧ 17 и громкоговорителя 18 (элементы 12, 13, 14, 15, 16 и 17 также находятся в одном модуле).

Питание оптоэлектронных приемо-передающих модулей осуществляется от источника, постоянного тока с напряжением +12 В.

На фиг.2 изображен разъемный оптический соединитель:

1 - верхняя оконечность перископа;

4 - световодный кабель;

19 - сальниковый ввод;

20 - корпус разъемного соединителя;

21 - корректирующая линза;

22 - двояковыпуклая линза;

23 - поворотная призма;

24 - коллимирующая линза;

25 - вогнутая линза;

26 - защитные стекло;

27 - резиновая прокладка;

28 - упор;

29 - накидная гайка с внутренней резьбой;

30 - бленда выходного зрачка;

31 - тубус;

32 - объектив соединителя.

Верхняя оконечность перископа 1 служит для размещения тубуса 31 выходного зрачка перископа, и используется в качестве ответной части соединителя и управляющего элемента.

Сальниковый ввод 19 служит для обеспечения герметичного ввода световодного кабеля в корпус 20.

Корпус разъемного соединителя 20 служит для размещения оптической системы, устройств соединения и ввода оптического кабеля.

Корректирующая линза 21 служит для согласования падающего на него излучения с апертурой световодного кабеля 4.

Двояковыпуклая линза 22 служит для фокусировки излучения на корректирующей линзе 21.

Поворотная призма 23 служит для поворота параллельного пучка на 90° относительно нижней части соединителя.

Коллимирующая линза 24 служит для передачи параллельного пучка на поворотную призму 23 и корректировки расходимости излучения от линзы 25.

Вогнутая линза 25 служит для преобразования выходящего из зрачка расходящегося пучка в параллельный.

Защитное стекло 26 обеспечивает герметичность ввода излучения в корпус 1 соединителя.

Резиновая прокладка 27 обеспечивает плавное прижатие выходного окна перископа к защитному стеклу 26.

Упор 28 обеспечивает крепление накидной гайки с внутренней резьбой на корпусе 1 соединителя.

Накидная гайка 29 служит для обеспечения соединения корпуса объектива соединителя с блендой выходного зрачка.

Бленда выходного зрачка 30 служит для закрепления линз выходного зрачка и используется в качестве направляющей для накидной гайки 29.

Тубус выходного зрачка 31 служит для размещения линз формирования поля зрения перископа и обеспечивает свободу движения накидной гайки при сочленении перископа с соединителем 1.

Световодный кабель 4 используется для дальнейшей канализации света.

Объектив соединителя 32 служит для размещения внутри своего корпуса оптической системы, состоящей из защитного стекла 26, вогнутой линзы 25 и коллимирующей линзы 24, и размещения на наружной части накидной гайки 29.

Корпус разъемного соединителя 20 имеет форму цилиндра, в верхней плоской части которого через сальниковый ввод 19 закреплен световодный кабель 4 с корректирующей линзой 21, за которой расположены двояковыпуклая линза, и поворотная призма, а в нижней части расположен объектив 32, оснащенный снаружи прокладкой 27, упором 28 и накидной гайкой 29, внутри которого последовательно размещены защитное стекло 26, вогнутая линза и коллимирующая линза, обращенная к одной из граней упомянутой поворотной призмы.

Разъемный оптический соединитель водолазом погружается в перископную шахту и прижимается объективом 32 к тубусу перископа 31 таким образом, чтобы накидная гайка 29 охватила бленду выходного зрачка 30. При дальнейшем вращении накидной гайки соединитель, используя верхнюю часть бленды как направляющую, прижимается к выходному зрачку перископа, обеспечивая оптический контакт и согласование перископа и соединителя с кабелем.

Работа устройства.

При аварийной ситуации, когда ПЛ потерпела аварию и лежит на грунте, в этот район приходит спасательное судно. Для организации аварийной связи судна-спасателя с ПЛ на судне-спасателе находится оптоэлектронный приемо-передающий модуль 3 и волоконно-оптический кабель 4 с согласующим устройством 5, а внутри ПЛ - приемо-передающий оптоэлектронный модуль 3.

Водолаз со спасательного судна берет волоконно-оптический кабель 4 с согласующим устройством 5, опускается на аварийную ПЛ и присоединяет согласующее устройство 5 к перископу ПЛ 1. Таким образом образуется приемо-передающий тракт со спасательного судна на ПЛ:

- оптический микрофон 6, передающий оптоэлектронный модуль 3, волоконно-оптический кабель 4, согласующее устройство 5, перископ ПЛ 1, основание перископа с окулярами 2, приемный оптоэлектронный модуль 3 и громкоговоритель 18.

Такой же тракт только уже в обратном направлении образован и из ПЛ на спасательное судно. После этого можно вести двухстороннюю телефонную связь в процессе спасательных работ. В этом случае при разговоре под действием звукового давления, передаваемого через мембрану оптического микрофона 6, происходят колебания звуковой частоты, которые усиливаются в усилителе низкой частоты 7, проходят через управляемый генератор импульсов тока 8, усиливаются усилителем импульсов тока 9 и попадают на светодиод 10, который создает оптическую несущую, в результате чего осуществляется прямая модуляция мощности излучения электрическим сигналом.

Для повышения эффективности ввода, оптического сигнала в кабель (снижение потерь на вводе) служит согласующее устройство 11.

Схема и параметры согласующих вводных устройств известны (см., например, В.Н.Коршунов и др. Оптические кабели связи. М.: "Связь", 1980, стр.63).

Далее оптический сигнал проходит через оптический кабель 4, согласующее устройство 5, перископ ПЛ 1, на окуляры перископа 2, согласующее устройство 12, на фотодиод 13, в котором оптический сигнал преобразуется в электрический сигнал, усиливается усилителем фототока 14, ограничивается пороговым устройством 15, проходит через ФНЧ 16, снова усиливается усилителем нижних частот 17 и поступает на громкоговоритель 18.

Введение согласующего блока 5, выполненного в виде разъемного соединителя для обеспечения оперативного подключения к выходному зрачку перископа, имеет существенное значение. Это обусловлено значительным различием линейных и угловых апертур выходного зрачка перископа и оптического кабеля (диаметр выходного зрачка перископа 3÷7 см, сердечника ВОК - 50÷200 мкм, расходимость поля зрения перископа 2÷7°, угол захвата, излучения кабеля 40÷60°). Поэтому оптическое рассогласование на данном участке оптического тракта может привести к значительным энергетическим потерям и нарушению связи.

Выполнение согласующего устройства 5 в виде разъемного соединителя, подключаемого со спасательного судна, а не с ПЛ, повышает надежность связи.

Военно-экономическое обоснование.

Одной из важнейших задач при проведении работ по спасению аварийных ПЛ, находящихся на грунте, является установление телефонной связи с экипажем спасательного судна. Такие связи организуются с помощью аварийных выпускных буев.

Предложенное устройство обеспечивает надежную связь затонувшей ПЛ с обеспечивающим судном.

Изобретение относится к области электросвязи и может быть использовано в аварийных ситуациях. Технический результат заключается в повышении надежности связи. Для этого устройство содержит приемопередатчики, расположенные на подводной лодке и спасательном судне и соединенные между собой посредством герметизированного световодного кабеля, кроме того введен на подводной лодке разъемный соединитель и перископ. 2 ил.

1. Устройство аварийной связи, содержащее приемопередатчики, расположенные на подводной лодке и спасательном судне и соединенные между собой посредством герметизированного световодного кабеля, отличающееся тем, что, с целью повышения надежности связи, введен на подводной лодке разъемный соединитель и перископ, при этом выход герметизированного световодного кабеля через разъемный соединитель соединен с входным зрачком перископа, соединенного с приемопередатчиком подводной лодки.2. Устройство по п.2, отличающееся тем, что разъемный соединитель выполнен в форме цилиндра, верхняя плоская часть имеет сальниковый ввод с линзой герметизированного кабеля, на оси линзы расположены последовательно двояковыпуклая линза и поворотная призма, а в нижней части цилиндра на оси с поворотной призмой расположен объектив с накидной гайкой, и упором с прокладкой, состоящий из защитного стекла и вогнутой и коллимирующей линз.