[1]Изобретение относится к гидроакустике и может быть использовано для исследований гидроакустических полей объектов шумоизлучения в натурном водоеме.
[2]Известен носитель аппаратуры (НА) измерительного гидроакустического комплекса (ИГАК), содержащий буй с расположенными внутри него широкополосным гидрофоном, аппаратурой предварительного преобразования сигналов, установленной в гермоконтейнере, и объемами положительной плавучести. Причем выход гидрофона через аппаратуру предварительного преобразования сигналов подключен к обрабатывающей аппаратуре, расположенной вне буя, например на берегу /Патент РФ № 2172272, кл. В63В 22/00, 2001/.
[3]Данный НА принят за прототип.
[4]В прототипе буй положительной плавучести выполнен в виде плохо обтекаемого тела (эллипсоида), создающего в потоке воды турбулентности и псевдозвук, что неизбежно вносит вклад в спектр измеряемого НА гидроакустического сигнала (так называемые гидродинамические помехи). Гидродинамические помехи, в свою очередь снижают точность ИГАК и в значительной степени ограничивают его применение режимом «спокойной воды».
[5]Техническим результатом, получаемым от внедрения изобретения, является снижение гидродинамической составляющей помехи при измерении НА ИГАК гидроакустических сигналов в потоке воды.
[6]Данный технический результат достигают за счет того, что в носителе аппаратуры измерительного гидроакустического комплекса, содержащем буй с расположенными внутри него широкополосным гидрофоном, аппаратурой предварительного преобразования сигналов, установленной в гермоконтейнере, и двумя объемами положительной плавучести, причем выход гидрофона через аппаратуру предварительного преобразования сигналов подключен к обрабатывающей аппаратуре, расположенной вне буя, при этом снаружи буя установлен датчик глубины, буй выполнен в виде удлиненного тела, преимущественно торпедообразной формы, со звукопрозрачным обтекателем, при этом объемы положительной плавучести установлены в носовой и хвостовой частях торпедообразного буя, в центре миделевого сечения которого расположен чувствительный элемент гидрофона, причем отношение горизонтальной и вертикальной осей торпедообразного буя - не менее пяти.
[7]В носителе угол между лучами, проведенными от точки расположения чувствительного элемента к ближайшим краям объемов положительной плавучести, составляет не менее 140°.
[8]Носитель дополнительно содержит кормовые стабилизаторы и фал нейтральной плавучести, прикрепленный к кормовой части носителя. Носитель выполнен из двух сборных частей, изготовленных из стеклопластика.
[9]В носителе объемы положительной плавучести выполнены из материала с удельным акустическим сопротивлением, равным удельному акустическому сопротивлению воды.
[10]В носителе гидрофон установлен на амортизирующей звукопрозрачной подвеске.
[11]В носителе гермоконтейнер с аппаратурой предварительного преобразования сигналов расположен внутри одного из объемов положительной плавучести.
[12]Носитель дополнительно содержит устройство компенсации дифферентующего момента, расположенное внутри хвостовой полости буя.
[13]Изобретение поясняется чертежом, на котором представлена конструкция НА.
[14]НА ИГАК содержит буй в виде хорошо обтекаемого тела, например, торпедообразной формы, имеющий звукопрозрачный обтекатель. В носовой и кормовой частях обтекателя 1 размещены объемы 2, 3 положительной плавучести. Свободный от плавучестей 2, 3 объем, заполненный водой, образует звукопрозрачную выгородку. В геометрическом центре звукопрозрачной выгородки расположен широкополосный гидрофон 4, закрепленный на амортизирующей звукопрозрачной подвеске 5. При этом угол между лучами, проведенными от точки расположения чувствительного элемента гидрофона 4 к краям объемов 2, 3 положительной плавучести, составляет не менее 140°. НА содержит также кормовые стабилизаторы 6 и стабилизирующий фал 7 нейтральной плавучести, прикрепленный к кормовой части носителя. Внутри обтекателя 1 расположены гермоконтейнер 8 с аппаратурой предварительного преобразования сигналов и датчиком глубины (на чертеже не показаны). Гидрофон 4 и датчик глубины подключены выходами ко входам аппаратуры предварительного преобразования сигналов, выход которой соединен кабелем 9 через кабельный соединитель 10 с бортовой или береговой обрабатывающей аппаратурой (не показана). Внутри обтекателя 1 в его хвостовой части расположено также устройство 11 компенсации дифферентующего момента (устройство дифферентовки). Гермоконтейнер 8 в частном случае может быть расположен внутри одного из объемов положительной плавучести, например хвостового объема 3. Объемы 2, 3 положительной плавучести выполняют из материала с удельным акустическим сопротивлением, равным удельному акустическому сопротивлению воды, например сферопластика. Материалом обтекателя служит стеклопластик.
[15]НА представляет собой приемное измерительное гидроакустическое устройство, конструкция которого обеспечивает прием гидроакустических сигналов в морской воде с минимальными вносимыми искажениями и максимально возможным снижением фоновых помех при движении исследуемого источника гидроакустических сигналов на стандартной дистанции 50 метров.
[16]Выполненный в виде хорошо обтекаемого тела обтекатель 1 защищает НА от набегающего потока воды и снижает гидродинамические помехи. Гидрофон 4 в НА помещен внутри обтекателя 1 в середине выгородки, образуемой носовым и хвостовым объемами 2, 3 положительной плавучести таким образом, чтобы его затенение незвукопрозрачными элементами было минимальным при нахождении исследуемого шумоизлучающего объекта на горизонтальной трассе, пролегающей над НА в одной вертикальной плоскости с последним для стандартной дистанции 50 м. При этом односторонний угол обзора, определяемый как угол между нормалью к оси НА в точке нахождения чувствительного элемента гидрофона 4 и направлением от последнего на верхний край выгородки, будет около 70°, когда трасса следования исследуемого шумящего объекта параллельна оси носителя.
[17]Обтекатель 1 в НА имеет форму удлиненного тела вращения. Форма его обводов получена в результате аэродинамических экспериментальных исследований. Будучи хорошо обтекаемым телом /Девнин С.И. Аэрогидромеханика плохо обтекаемых конструкций. Справочник. Л.: Судостроение, 1983, с.9/ удлиненной формы (в особенности, с относительным удлинением не менее пяти) он исключает появление вихревого следа у своей задней кромки и позволяет значительно снизить влияние пульсаций самого турбулентного потока. Это, в свою очередь, позволяет уменьшить вклад псевдозвука в принимаемый сигнал. Распределение давления вдоль поверхности хорошо обтекаемого тела имеет максимумы впереди и сзади и минимум в средней части. Удлинение тела позволяет отнести области максимальных значений пульсаций давления и максимального градиента давления дальше от гидрофона 4, помещаемого внутри обтекателя в его геометрическом центре. Выбранная конструкция НА также удаляет от гидрофона 4 носовую и кормовую оконечности, где сильны вибрации оболочки, вызванные завихрениями потока.
[18]НА ИГАК работает следующим образом.
[19]На гидроакустическом полигоне над заякоренным НА проходит исследуемый объект шумоизлучения на стандартной дистанции 50 м. Широкополосный гидрофон 4 воспринимает шумоизлучение объекта и после предварительной обработки направляет сигнал по кабелю 9 на обрабатывающую аппаратуру (не показано). Объемы 2, 3 положительной плавучести, амортизирующее крепление 5, стабилизаторы 6, устройство 11 дифферентовки позволяют установить НА вдоль набегающего на него потока и снизить влияние гидродинамических помех по результатам гидроакустических измерений. Угол не менее 140° между лучами, проведенными от точки расположения чувствительного элемента гидрофона 4 к краям объемов 2, 3 положительной плавучести, позволяет дополнительно снизить влияние диффракционной составляющей помехи на результаты гидроакустических измерений.
[20]Этим достигается поставленный технический результат.
