×
06.07.2020
220.018.2f7b

Способ обзора пространства гидролокатором обеспечения безопасности плавания автономного необитаемого подводного аппарата

Вид РИД

Изобретение

Юридическая информация Свернуть Развернуть
№ охранного документа
0002725706
Дата охранного документа
03.07.2020
Краткое описание РИД Свернуть Развернуть
Аннотация: Изобретение относится к способам использования автономных необитаемых подводных аппаратов (АНПА), а точнее к способам обеспечения их энергоэффективности. Решаемая техническая проблема - повышение энергоэффективности использования АНПА. Технический результат - сокращение энергопотребления гидролокатора обеспечения безопасности плавания (ГОБП) АНПА. Указанный технический результат достигается использованием многочастотного гидролокатора и оптимизацией использования оборудования ГОБП в зависимости от решаемой задачи: - для обнаружения навигационных препятствий на максимальной дальности излучение зондирующих сигналов (ЗС) осуществляется на наименьшей частоте, обеспечивающей малое затухание ЗС при распространении до препятствия и обратно. При этом при формировании характеристик направленности используется только часть элементов приемной антенны, а именно элементы, отстоящие друг от друга на расстояние, равное половине длины волны на частоте излучения. Элементы приемной антенны, не задействованные в формировании характеристик направленности, в интересах сокращения энергопотребления отключаются; - для наблюдения объектов с высоким разрешением в интересах их классификации на малых дальностях излучение ЗС осуществляется на наибольшей частоте, но при сокращенной мощности излучения, рассчитываемой исходя из дистанции до объекта. При этом для формирования характеристик направленности используются сигналы с выхода всех элементов приемной антенны. 1 ил.
Реферат Свернуть Развернуть

Изобретение относится к способам использования автономных необитаемых подводных аппаратов (АНПА), а точнее к способам обеспечения их энергоэффективности.

При задании миссии АНПА на большом удалении от базы остро стоит вопрос экономного расходования энергии его аккумуляторной батареи (АБ) (либо другого источника энергии). Одной из наиболее энергозатратных систем АНПА является гидролокатор обеспечения безопасности плавания (ГОБП), который при движении АНПА по заданному маршруту обеспечивает навигационную безопасность АНПА, т.е. своевременное обнаружение неподвижных и подвижных навигационных препятствий и выдачу данных по ним в систему управления АНПА.

ГОБП оборудован (фиг. 1) излучающей 3 и приемной 4 антеннами (как правило, многоэлементными), генераторным устройством 2 (ГУ), устройством формирования зондирующих сигналов 1 (ЗС) и устройством обработки сигналов 5 с выхода элементов приемной антенны 4. Работа ГОБП включает:

- формирование ЗС устройством формирования ЗС;

- излучение ЗС при помощи ГУ и излучающей антенны в заданном секторе углов в горизонтальной и вертикальной плоскости;

- прием отраженных от цели сигналов элементами приемной антенны;

- формирование характеристик направленности приемной антенны, образующих пеленгационный рельеф;

- обнаружение эхосигналов в пеленгационном рельефе.

В качестве прототипа выберем способ обзора пространства в системе освещения ближней обстановки (СОБО) подводной лодки, описанной в работе [Корякин Ю.А., Смирнов С.А., Яковлев Г.В. Корабельная гидроакустическая техника. Состояние и актуальные проблемы. СПб.: Наука, 2004] и предназначенной для обнаружения неподвижных и подвижных навигационных препятствий в активном режиме работы.

Обзор пространства в СОБО осуществляется путем периодического излучения ЗС в заданном секторе курсовых углов. Период излучения ЗС в СОБО рассчитывается по формуле:

где ΔТЗС - период излучения ЗС;

Rш - выбранная шкала освещаемой дальности;

Сзв - среднегоризонтальная скорость распространения ЗС в текущих гидроакустических условиях.

Недостатком способа-прототипа является большой расход СОБО электроэнергии АБ.

Решаемая техническая проблема - повышение энергоэффективности использования АНПА.

Технический результат - сокращение энергопотребления ГОБП.

Указанный технический результат достигается оптимизацией использования оборудования ГОБП в зависимости от решаемой задачи. Конкретнее имеется в виду следующее. На ГОБП возлагается решение двух во многом противоречивых задач:

- обнаружение навигационных препятствий на максимальной дальности;

- наблюдение объектов с высоким разрешением в интересах их классификации на малых дальностях.

Для решения первой задачи работа ГОБП должна вестись на низкой частоте, обеспечивающей малое затухание сигнала. Для решения второй задачи работа ГОБП должна осуществляться на высокой частоте, обеспечивающей высокое разрешение по углу наблюдения.

Данное противоречие при использовании одной и той же аппаратуры ГОБП может быть разрешено следующим образом:

- генераторное устройство и излучающая антенна должны быть спроектированы на излучение ЗС на нескольких (как минимум, двух) частотах, разнесенных друг от друга на октаву;

- конструкция приемной антенны должна быть оптимальной для наибольшей частоты излучения, в частности, для обеспечения минимального уровня боковых лепестков характеристики направленности расстояние между элементами приемной антенны должно быть не более половины длины волны на наибольшей частоте излучения [Смарышев М.Д. Направленность гидроакустических антенн. Л.: Судостроение, 1973]. При этом элементы приемной антенны должны иметь полосу частот, позволяющую принимать эхосигналы на всех излучаемых частотах с учетом полосы частот ЗС и возможного доплеровского смещения частоты эхосигнала. Кроме того, должна быть предусмотрена возможность отключения отдельных элементов приемной антенны (т.е. прекращение подачи на них электропитания);

- для обнаружения навигационных препятствий на максимальной дальности излучение ЗС осуществляется на наименьшей частоте, обеспечивающей малое затухание ЗС при распространении до препятствия и обратно. При этом при формировании характеристик направленности используется только часть элементов приемной антенны, а именно элементы, отстоящие друг от друга на расстояние, равное половине длины волны на частоте излучения. Количество таких элементов составляет долю от общего количества элементов приемной антенны, равную отношению наибольшей и наименьшей частот излучения. Элементы приемной антенны, не задействованные в формировании характеристик направленности, в интересах сокращения энергопотребления отключаются;

- для наблюдения объектов с высоким разрешением в интересах их классификации на малых дальностях излучение ЗС осуществляется на наибольшей частоте, но при сокращенной мощности излучения, рассчитываемой исходя из фактической дистанции до объекта по формуле [Урик Р. Дж. Основы гидроакустики. - Л.: Судостроение, 1978]:

где Wэл - электрическая мощность излучения, Вт;

Qпор - пороговое для обнаружения отношение сигнал/помеха на выходе коррелятора;

Rоб - фактическая дистанция до объекта, км;

Рпом - давление суммарной помехи в полосе ЗС, Па;

β - коэффициент пространственного затухания на частоте ЗС, дБ/км;

γизл, γпр - коэффициент концентрации излучающей и приемной антенны соответственно;

η - КПД излучающей антенны;

A(Rоб) - аномалия распространения ЗС на дистанции Rоб от приемной антенны.

При этом для формирования характеристик направленности используются сигналы с выхода всех элементов приемной антенны.

В результате использования предлагаемых технических решений относительное уменьшение энергопотребления ГОБП составляет:

- при обнаружении навигационных препятствий на максимальной дальности за счет задействования только части элементов приемной антенны низкочастотного диапазона: 30×(N-1)%, где N - количество частот излучения;

- при наблюдении объектов с высоким разрешением в высокочастотном диапазоне в интересах их классификации на малых дальностях за счет уменьшения мощности излучения пропорционально дальности до объекта (см. выражение 2): [1-(Rоб/Rmax)4]×100%, где Rmax - максимальная дальность обнаружения объекта на наибольшей частоте излучения; Rоб - фактическая дальность до наблюдаемого объекта.

Таким образом, заявленный технический результат - сокращение энергопотребления ГОБП - можно считать достигнутым.

Способ обзора пространства гидролокатором обеспечения безопасности плавания автономного необитаемого подводного аппарата, оборудованным многоэлементными излучающей и приемной антеннами, генераторным устройством, устройством формирования зондирующих сигналов и устройством обработки сигналов с выхода элементов приемной антенны, включающий излучение зондирующих сигналов в заданном секторе обзора, прием отраженных от цели сигналов элементами приемной антенны, формирование характеристик направленности приемной антенны, образующих пеленгационный рельеф, обнаружение эхосигналов в пеленгационном рельефе, отличающийся тем, что излучение зондирующих сигналов осуществляют на одной из фиксированных частот, при этом частота и мощность излучения выбираются в зависимости от предполагаемой дистанции до навигационного препятствия и необходимой разрешающей способности обзора пространства, а формирование характеристик направленности приемной антенны осуществляют с использованием сигналов с выхода только тех элементов приемной антенны, которые обеспечивают минимальный уровень боковых лепестков характеристики направленности приемной антенны.
Способ обзора пространства гидролокатором обеспечения безопасности плавания автономного необитаемого подводного аппарата
Способ обзора пространства гидролокатором обеспечения безопасности плавания автономного необитаемого подводного аппарата
Источник поступления информации: Роспатент

Показаны записи 91-100 из 174.
06.07.2019
№219.017.a723

Способ получения сополифениленсульфидсульфонов

Изобретение относится к способу получения сополимеров полифениленсульфидсульфонов, которые могут применяться для изготовления конструкционных изделий, предназначенных для использования в электронике, электротехнике, авиакосмической технике и др. Способ получения сополифениленсульфидсульфонов...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002693697
Дата охранного документа: 04.07.2019
01.08.2019
№219.017.bb18

Способ активной защиты акватории ударно-волновым воздействием на подводный объект и устройство для его осуществления

Изобретение относится к системам защиты акваторий от подводных диверсантов и других подводных объектов. Предложен способ активной защиты акватории ударно-волновым воздействием на подводный объект, включающий электродинамическое инициирование излучателем ударно-волнового импульса сжатия...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002696048
Дата охранного документа: 30.07.2019
02.08.2019
№219.017.bbb6

Применение ксенона, иммобилизированного в носителе в средстве для повышения резистентности организма к гипоксии

Изобретение относится к неотложной медицине, и может быть использовано для для повышения резистентности организма к гипоксии. Для этого используют средство в форме газа ксенона, иммобилизированного в носителе, причем указанное средство дополнительно содержит смесь препаратов, состоящую из:...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002696100
Дата охранного документа: 31.07.2019
10.08.2019
№219.017.bdc9

Способ подводной подледной сейсморазведки и устройство для его осуществления

Изобретение относится к области морской геофизики и может быть использовано для проведения подводной многомерной сейсмической разведки на акваториях, покрытых льдом круглогодично или большую часть года. Способ подводной подледной сейсморазведки заключается в автоматической расстановке...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002696820
Дата охранного документа: 06.08.2019
12.08.2019
№219.017.be84

Устройство для подводной подледной сейсмической разведки

Изобретение относится к области геофизики и может быть использовано для проведения подводной многомерной сейсмической разведки на акваториях, покрытых льдом круглогодично или большую часть года. Устройство для подводной подледной сейсмической разведки содержит контейнер, установленный на...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002696816
Дата охранного документа: 06.08.2019
16.08.2019
№219.017.c0ac

Способ физического осаждения тонких пленок металлов из газовой фазы

Изобретение относится к способу физического осаждения из газовой фазы, полученной с помощью электронно-лучевого испарения, тонкой пленки, состоящей из кристаллитов серебра, и может быть использовано для изготовления устройств, требующих качественных тонких пленок металлов, в сферах...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002697313
Дата охранного документа: 13.08.2019
17.08.2019
№219.017.c0ea

Способ получения прозрачной высоколегированной er:иаг - керамики

Изобретение относится к области получения высоколегированного ионами эрбия прозрачного керамического материала со структурой иттрий-алюминиевого граната (Еr:ИАГ) для использования в качестве лазерного материала в медицине и оптической связи. Способ включает измельчение полученного методом...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002697561
Дата охранного документа: 15.08.2019
17.08.2019
№219.017.c11e

Способ получения мало агломерированного наноразмерного прекурсора для синтеза твердых растворов иттрий-алюминиевого граната с оксидами редкоземельных элементов

Изобретение относится к технологии получения соединений сложных оксидов со структурой граната, содержащих редкоземельные элементы, которые могут быть применены в технологии синтеза оптических керамических материалов лазерного качества при создании активных тел твердотельных лазеров различной...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002697562
Дата охранного документа: 15.08.2019
02.09.2019
№219.017.c5f6

Способ криоконсервации биологических объектов при одновременной гомогенной нуклеации кристаллов льда и клатрата ксенона

Изобретение относится к области криоконсервации биообъектов, таких как клетки, ткани, органы. Способ криоконсервации биообъекта путем сочетания охлаждения и давления клатратообразующим инертным газом в закрытом объеме содержит этап добавки к исходному раствору, в котором размещен биообъект,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002698903
Дата охранного документа: 30.08.2019
07.09.2019
№219.017.c854

Способ получения малоагломерированных высокостехиометричных наноразмерных порошков прекурсора на основе иттрий-алюминиевого граната с катионами редкоземельных элементов

Изобретение относится к технологии получения соединений сложных оксидов со структурой граната, содержащих редкоземельные элементы, которые могут быть применены в технологии синтеза оптических керамических материалов лазерного качества при создании активных тел твердотельных лазеров различной...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002699500
Дата охранного документа: 05.09.2019
Показаны записи 31-37 из 37.
01.07.2020
№220.018.2d99

Способ определения координат морской шумящей цели

Изобретение относится к области гидроакустики, а именно к способам и устройствам обнаружения морских целей по их шумоизлучению, а точнее к способам определения координат целей с использованием интерференционных максимумов в автокорреляционной функции шума цели. Технический результат - повышение...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002724962
Дата охранного документа: 29.06.2020
12.04.2023
№223.018.4297

Способ обсервации подводного аппарата

Использование: изобретение относится к способам навигации автономных подводных аппаратов (ПА), конкретно к гидроакустическим способам определения местонахождения ПА с использованием подводных акустических маяков. Сущность: вместо активного акустического маяка, излучающего гидроакустические...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002763114
Дата охранного документа: 27.12.2021
15.05.2023
№223.018.58ef

Способ проводки судна через заминированный район моря

Изобретение относится к способам проводки судов через заминированный район моря. При подходе к заминированному району судно стопорит ход и спускает на воду автономный необитаемый подводный аппарат (АНПА), оснащённый аппаратурой поиска мин. АНПА под управлением собственной системы управления...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002760802
Дата охранного документа: 30.11.2021
15.05.2023
№223.018.58f8

Способ определения класса шумящего морского объекта

Изобретение относится к области гидроакустики, а именно к гидроакустическим комплексам (ГАК), оснащенным пассивным и активным режимами работы, и предназначенным для обнаружения подводных и надводных объектов. Технический результат - повышение вероятности классификации на предельных дистанциях...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002760912
Дата охранного документа: 01.12.2021
01.06.2023
№223.018.7516

Распределенная система подводного наблюдения

Изобретение относится к области гидроакустики, а именно к распределенным системам подводного наблюдения (РСПН). Технический результат - повышение дальности обнаружения и точности определения координат и параметров движения малошумных подводных объектов. Указанный технический результат...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002741760
Дата охранного документа: 28.01.2021
01.06.2023
№223.018.751c

Способ определения класса шумящего морского объекта

Изобретение относится к области гидроакустики, а именно к пассивным шумопеленгаторным станциям, предназначенным для обнаружения подводных объектов и надводных объектов по их шумоизлучению. Технический результат - повышение достоверности классификации на предельных дальностях обнаружения...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002746581
Дата охранного документа: 19.04.2021
19.06.2023
№223.018.81c4

Способы определения координат морской шумящей цели

Использование: изобретение относится к области гидроакустики, а именно к способам и устройствам обнаружения морских целей по их шумоизлучению, а точнее к способам определения координат целей с использованием интерференционных максимумов в автокорреляционной функции шума цели. Сущность: в...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002797161
Дата охранного документа: 31.05.2023
+ добавить свой РИД