×
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 71-80 из 174.
27.04.2019
№219.017.3cf2

Крыло летательного аппарата с интегрированными солнечными панелями

Изобретение относится к области авиации, а именно к конструкции планеров летательных аппаратов, использующих в качестве силовой установки электродвигатели, функционирующие за счет энергии, получаемой с солнечных панелей, запасаемой в аккумуляторных батареях для полета в периоды недостаточной...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002686350
Дата охранного документа: 25.04.2019
01.05.2019
№219.017.47da

Чувствительный элемент из пьезокомпозита связности 1-3 и способ его изготовления

Группа изобретений относится к пьезоэлектрическим преобразователям типа керамика-полимер со связностью 1-3 и может быть использована для повышения приемной чувствительности гидроакустических антенн. Чувствительный элемент из пьезокомпозита связности 1-3 содержит стержни, выполненные из...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002686492
Дата охранного документа: 29.04.2019
24.05.2019
№219.017.5d96

Способ получения полиэфирсульфонов

Изобретение относится к области получения полиэфирсульфонов, применяемых в качестве суперконструкционных полимерных материалов для 3D печати. Способ получения полиэфирсульфонов заключается в том, что проводят реакцию нуклеофильного замещения нуклеофильного агента дигалоидароматическим...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002688942
Дата охранного документа: 23.05.2019
24.05.2019
№219.017.5dc8

Ароматический огнестойкий полиэфирэфиркетон и способ его получения

Настоящее изобретение относится к огнестойким ароматическим полиэфирэфиркетонам. Описан ароматический огнестойкий полиэфирэфиркетон, характеризующийся строением:
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002688943
Дата охранного документа: 23.05.2019
24.05.2019
№219.017.5e87

Композиция для получения паропроницаемой пористой мембраны

Изобретение относится к составу формовочного раствора для получения нетканого материала методом электроформования для достижения требуемых показателей эксплуатационных свойств. Изобретение касается состава формовочного раствора для получения паропроницаемой мембраны, а также регулирования...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002688625
Дата охранного документа: 21.05.2019
24.05.2019
№219.017.5f6e

Устройство и способ для экспериментального изучения и расширения временных границ сверхглубокой гипотермии

Группа изобретений относится к медицинской технике. Устройство для изучения устойчивости млекопитающих к сверхглубокой гипотермии и расширения предельных временных границ нахождения животного в состоянии сверхглубокой гипотермии включает платформу для закрепления на спине испытуемого животного,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002688722
Дата охранного документа: 22.05.2019
29.05.2019
№219.017.631b

Композиционный материал на основе полифениленсульфона и способ его получения

Изобретение относится к способу получения композиционного материала на основе полифениленсульфона, применяемого в качестве суперконструкционного полимерного материала для аддитивных 3D технологий. Способ получения композиционного материала заключается в том, что предварительно сухую смесь 75-85...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002688140
Дата охранного документа: 20.05.2019
29.05.2019
№219.017.6385

Способ криоконсервации биологических образцов под давлением и устройство для его осуществления

Изобретение относится к области криоконсервации для обеспечения длительного хранения биологических образцов. Способ криоконсервации биологического образеца включает насыщение раствором криопротектора, размещение образца во внутреннем объеме камеры высокого давления, проведение витрификации...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002688331
Дата охранного документа: 21.05.2019
29.05.2019
№219.017.6388

Ароматические сополиэфирсульфонкетоны и способ их получения

Изобретение относится к способу получения ароматических сополиэфирсульфонкетонов (СПЭСК), которые могут быть использованы в качестве термо- и теплостойких конструкционных полимерных материалов. Первый вариант способа получения сополиэфирсульфонкетона заключается в том, что проводят реакцию...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002688142
Дата охранного документа: 20.05.2019
30.05.2019
№219.017.6bad

Вычислительный модуль и способ обработки с использованием такого модуля

Изобретение относится к области вычислительной техники. Технический результат изобретения заключается в повышении производительности многопотоковых вычислений в вариативных задачах дискретной математики за счет параллельной работы специализированных процессорных элементов по общей программе с...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002689433
Дата охранного документа: 28.05.2019
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