ГИДРОАКУСТИЧЕСКАЯ АНТЕННА Советский патент 2009 года по МПК G01S7/52 

Предлагаемое изобретение относится к гидроакустической технике и может найти основное применение в тех случаях, когда эти антенны устанавливаются на подводные лодки.

Известны низкочастотные гидроакустические антенны, размещаемые на подводных лодках в носовой оконечности или вдоль бортов корабля за его прочным корпусом и состоящие из электроакустических преобразователей. Для обеспечения работы антенн в морской воде при всех глубинах погружения подводной лодки каждый электроакустический преобразователь герметизирован и выдерживает внешнее гидростатическое давление, соответствующее глубине погружения подводной лодки.

Недостатки такой конструкции гидроакустической антенны сводятся к следующему: герметизация на рабочее гидростатическое давление отдельных преобразователей усложняет конструкцию и снижает их эффективность; электроакустические параметры преобразователей (КПД, чувствительность, импеданс) зависят от величины гидростатического давления и ухудшаются при увеличении этого давления.

Целью настоящего предлагаемого изобретения является создание такой конструкции антенны, в которой все электроакустические преобразователи находились бы при давлении, близком к атмосферному, не зависящему от глубины погружения подводной лодки.

Согласно предлагаемому изобретению, указанная цель достигается путем выполнения антенны в виде двух оболочек, форма которых совпадает с формой гидроакустической антенны. Все преобразователи размещаются между этими оболочками и находятся при гидростатическом давлении, близком к атмосферному.

На фиг.1 приведено схематическое изображение цилиндрической антенны, расположенной в носовой оконечности подводной лодки (разрез по ватерлинии).

На фиг.2 - частотная характеристика звукового давления в пучности в слое.

На фиг.3 - диаграммы направленности точечного преобразователя.

Предлагаемая низкочастотная гидроакустическая антенна составлена из электроакустических преобразователей 1. Преобразователи размещены между оболочками 2 и 3. Наружная оболочка 2 выполнена прочной, герметичной для всего объема антенны. Внутренняя оболочка 3 разграничивает слой жидкости между наружной и внутренней оболочками от внутреннего воздушного объема антенны. При этом электроакустические преобразователи 1 располагаются либо в слое жидкости между оболочками 2 и 3, либо в воздухе на внутренней оболочке 3, и находятся при одинаковом гидростатическом давлении при всех глубинах погружения подводной лодки.

Оболочки 2 и 3 выполнены из любого конструкционного материала, применяемого для подводных лодок (сталь, титан, АМГ, стеклопластик).

Преобразователи 4, расположенные в воздухе на внутренней оболочке 3, выполнены в виде приемников колебательной скорости. Слой вежду оболочками 2 и 3 заполнен либо водой, либо диэлектрической жидкостью. Внутренний воздушный объем антенны может быть использован для размещения электронной аппаратуры гидроакустической станции.

При работе гидроакустической антенны в режиме приема или излучения акустических сигналов в слое между оболочками 2 и 3 возникает стоячая звуковая волна, обусловленная многократными отражениями от этих оболочек и внутреннего воздушного объема. При эквидистантном расположении оболочек в случае выбора слоя между ними из условия резонанса принимаемые или излучаемые сигналы будут усиливаться.

Условия резонанса характеризуются соотношениями

где l - расстояние между оболочками 2 и 3,

n=1, 2, 3,…

Κ - волновое число в жидкости,

ω - круговая частота,

m - масса единицы площади наружной оболочки,

ρc - волновое число для воды,

α - угол падения звуковой волны.

Частотная характеристика 5 звукового давления в пучности в слое рассчитана при толщине прочного наружного слоя 40 мм и расстояния между слоями l=400 мм. За нуль децибелл принято звуковое давление в падающей звуковой волне.

На резонансных частотах и в полосе частот ниже первого резонанса наблюдается усиление звука.

5÷10 подтверждают возможность обеспечения высоких акустических параметров предлагаемой антенны при наличии прочной наружной оболочки антенны.

Предлагаемая антенна размещается либо в носовой оконечности, либо в ограждении боевой рубки, либо вдоль бортов подводной лодки.

Изобретение относится к области гидроакустической техники и может быть использовано для установки на подводных лодках. Техническим результатом является обеспечение возможности использования антенны на больших глубинах при сохранении ее параметров, удовлетворяющих предъявляемым требованиям, который достигается за счет того, что устройство содержит преобразователи, размещенные в диэлектрической жидкости, заполняющей объем, ограниченный герметичной оболочкой. Внутрь указанного объема, ограниченного геометрической оболочкой, введена вторая геометрическая оболочка, эквидистантно расположенная относительно первой. Упомянутая диэлектрическая жидкость размещена между эквидистантными герметичными оболочками. 3 ил.

Гидроакустическая антенна, содержащая преобразователи, размещенные в диэлектрической жидкости, заполняющей объем, ограниченный герметичной оболочкой, отличающаяся тем, что, с целью обеспечения возможности использования антенны на больших глубинах при сохранении ее параметров, удовлетворяющих предъявляемым требованиям, в ней во внутренний объем, ограниченный герметичной оболочкой, введена вторая герметичная оболочка, эквидистантно расположенная относительно первой, при этом диэлектрическая жидкость размещена между эквидистантными оболочками.