Применение буксируемых систем для поиска
небольших объектов
При применении буксируемых систем для поиска небольших объектов,
находящихся на грунте, необходимо знать положение носителя аппаратуры
относительно корабля. Изменение положения FTA относительно корабля
определяется воздействием большого числа факторов, основными из которых
являются: длина вытравленного кабель-буксира, параметры буксируемой
системы, обусловливающие форму ее в потоке (диаметр, вес, коэффициент
сопротивления кабель-буксира, гидродинамическое сопротивление, вес и
углубляющая сила носителя аппаратуры и специально применяемых
углубителей), скорость и направление течения на различных глубинах.
Учесть результат совместного воздействия всех этих факторов очень
сложно. Предпочтительнее методы, позволяющие определять местоположение
НА не расчетным путем. Для этого наряду с применением гидронавигационных
систем ориентации под водой, использующих опорные точки на грунте
(некоторые такие системы упоминаются в § 5.1), могут применяться и
устройства, непосредственно определяющие местоположение НА относительно
буксировщика. Один из вариантов такой системы, требующей наличия
электрической связи между кораблем-буксировщиком и НА, описывается ниже.
Принцип действия ее заключается в том, что с НА излучается акустический
сигнал, прием которого на борту буксировщика должен обеспечить
определение наклонной дистанции и направление на излучатель относительно
диаметральной плоскости корабля [2*1]. На рис. 4.11 схематически
показаны принцип действия и взаимное расположение корабля и носителя
аппаратуры [13]. Производится непрерывное излучение акустической
энергии, благодаря чему серводвигатель автоматического указателя
направления разворачивает приемные гидрофоны в направлении на
излучатель. Рис. 4.12 иллюстрирует способ, используемый для нахождения
разности амплитуд двух лепестков. Эта разность, поступая в виде
напряжения на серводвигатель, заставляет его разворачиваться в
направлении пеленга на излучатель до тех пор, пока излучатель не
попадает на нулевую ось. Угол отклонения гидрофонов от диаметральной
плоскости корабля будет соответствовать направлению на излучатель.
Дистанция определяется за счет применения линейной частотной модуляции
излучаемого сигнала. Дистанция прямо пропорциональна мгновенной разности
частот излученного и принятого сигналов. Частотно-модулированный сигнал
от корабельного генератора подается по кабель-буксиру в носитель
аппаратуры и излучается небольшим акустическим преобразователем,
находящимся в верхней части последнего. Переданные и принятые частоты
сравниваются в корабельном оборудовании, и разность частот считывается в
цифровой форме на индикаторе, градуированном в единицах расстояния.
Практически осуществленные системы на дистанциях, по крайней мере
больших 300 м, при мощности излучения передатчика 50— 100 Вт на частоте
около 200 кГц обеспечивают работу с разрешающей способностью в пределах
0,5° по направлению и 0,3 м по дистанции [13].
При необходимости увеличения точности расчета в него могут вводиться и
дополнительные поправки, например на изменение скорости звука, на качку
корабля. Для введения этих поправок может быть использована небольшая
цифровая вычислительная машина. В случае одновременной буксировки
нескольких независимых НА необходимо использовать соответствующее
количество частот передачи акустического сигнала. Приемные гидрофоны
устанавливаются на специальной подставке в районе миделя корабля с тем,
чтобы исключить помехи, вызываемые турбулентностью потока за его кормой.
Описанное устройство позволяет непосредственно определять наклонную
дальность и азимутальное направление на НА. Для расчета горизонтальной
дистанции (отстояния) необходимо знать углубление НА. Эта величина,
кроме того, и сама по себе представляет значительный интерес. Глубина
моря в точке, где ведутся работы, обычно измеряется корабельными
эхолотами. При определении углубления НА можно либо измерять его
непосредственно, либо определять отстояние НА от грунта и затем вычитать
эту величину из значения глубины, если, конечно, точность определения
всех этих величии будет
лежать в требуемых пределах. Для измерения как углубления, так и
отстояния от грунта могут использоваться гидролокаторы, работающие по
принципу эхолота и устанавливаемые на НА таким образом, чтобы их
характеристики были направлены вертикально вверх или вниз. В первом
случае гидролокатор определяет углубление по длительности прохождении
акустического сигнала до поверхности воды и обратно, во втором случае
аналогично определяется отстояние от грунта.
Для измерения глубины от поверхности моря используются различные
приспособления, действующие от гидростатического давления. Это могут
быть сильфоны или трубки Бурдоиа, соединенные с потенциометром.
Изменение сопротивления потенциометра и протекающего через него
постоянного или переменного тока фиксируется как изменение глубины. Для
измерения гидростатического давления используются также приборы,
работающие по принципу вибротрона. В таком приборе давление, приложенное
к мембране, изменяет натяжение колеблющейся струны [36]. С изменением
натяжения меняется и частота механических колебаний струны, которая
преобразуется в электрические колебания. Изменение частоты электрических
колебаний позволяет определить глубину погружения прибора.
Простейшим способом изменения углубления носителя аппаратуры служит
изменение длины кабель-буксира. Достигается оно стравливанием или
выбиранием кабель-буксира, намотанного на барабан лебедки-вьюшки,
которая в связи с этим снабжается мощным электрическим или
гидравлическим приводом. Коренной конец кабель-буксира крепится к
барабану лебедки-выошки. Для обеспечения непрерывного электрического
контакта между забортной и корабельной аппаратурой на лебедке-вьюшке
устанавливается токопереход с контактными кольцами и токосъемниками.
Другим способом изменения углубления является применение на углубителе
вертикальных рулей. В этом случае углубитель по внешнему виду напоминает
самолет, в хвостовом оперении которого расположены рули глубины,
приводящиеся в движение электродвигателем, получающим управляющие
сигналы от датчиков, измеряющих глубину хода системы или отстояние ее от
грунта.