ЖУРНАЛ СТА 3/2013

78 СТА 3/2013 РАЗРАБОТКИ ПОДВОДНЫЕ АППАРАТЫ www.cta.ru Для визуализации подводной обста- новки с применением телеуправляемых и автономных подводных аппаратов ис- пользуются главным образом оптиче- ские и акустические средства. Оптиче- ские средства визуализации благодаря существенно более короткой длине вол- ны обеспечивают наибольшее разреше- ние. Однако вследствие значительного поглощения света дальность действия оптических средств освещения даже в чистой воде не превышает десятков метров, а в мутной воде, характерной для условий проведения подводно-тех- нических работ, а также для большин- ства внутренних водоёмов, она не пре- вышает метра. В этом случае практиче- ски единственную возможность для по- лучения информации о подводной об- становке предоставляют гидроакусти- ческие средства благодаря существенно меньшему затуханию звука в воде. Очевидным требованием к гидроаку- стическим средствам визуализации, кроме высокой дальности действия, яв- ляется обеспечение высокой разрешаю- щей способности, определяемой как размерами элемента разрешения, так и числом этих элементов. Стремление од- новременно уменьшить весогабаритные характеристики гидролокатора и повы- сить его разрешающую способность не- избежно приводит к необходимости по- вышения рабочей частоты. Однако по- вышение рабочей частоты сдерживается ростом коэффициента поглощения зву- ка и соответственно дальности действия гидролокатора [1]. Таким образом, су- ществует прямая связь между даль- ностью действия гидролокатора и опти- мальной рабочей частотой, и, следова- тельно, размерами антенны. В табл. 1 приведены ориентировочные оценки оптимальной частоты и соответственно линейного размера антенны в зависи- мости от дальности действия для гидро- локатора секторного обзора с числом разрешаемых элементов порядка 100 [2]. Следует отметить, что с увеличением дальности действия гидролокатора, с одной стороны, увеличиваются разме- ры антенны и гидролокатора в целом, а с другой – ухудшается линейное разре- шение с увеличением дистанции. Так, даже при угловом разрешении 0,5° на дистанции 100 м линейное разрешение составит порядка 1 м, что неприемлемо при поиске и распознавании малогаба- ритных объектов. Повышение линей- ного разрешения в этом случае возмож- но при приближении гидролокатора к подводному объекту с помощью теле- управляемых или автономных подвод- ных аппаратов. В зависимости от решаемой задачи освещения подводной обстановки для установки на подводные аппаратымогут быть востребованы все известные типы гидролокаторов: многолучевые эхолоты (МЛЭ) – для картирования дна, поиска объектов на дне и в водной толще, гид- ролокаторы бокового обзора (ГБО) – для поиска объектов на дне в широкой полосе обзора, а при использовании ин- терферометрического ГБО (ИГБО) – и для площадной съёмки рельефа дна, гид- ролокаторы секторного обзора (ГСО) – для обеспечения навигационной без- опасности и поиска объектов по курсу движения подводного аппарата. Особой разновидностью гидролокаторов сектор- ного обзора являются 2D- и 3D-звуко- Гидроакустические средства визуализации для необитаемых подводных аппаратов Владимир Лекомцев Приводится описание характеристик типового ряда гидролокаторов, разрабатываемых в ОАО «Акустический институт им. акад. Н.Н. Андреева» и предназначенных для освещения подводной обстановки с использованием необитаемых подводных аппаратов – телеуправляемых или автономных. При разработке всех гидролокаторов значительное внимание уделяется минимизации объёма аппаратуры, который в основном ограничивается размерами антенны, определяемыми в свою очередь требованиями к дальности действия и разрешающей способности. Все гидролокаторы имеют унифицированный интерфейс Ethernet. Приводится пример объединения разрабатываемых гидролокаторов в многофункциональную гидроакустическую систему, предназначенную для промерных, навигационных и поисковых целей. Таблица 1 Ориентировочные оценки оптимальной частоты и линейного размера антенны в зависимости от дальности действия для гидролокатора секторного обзора с числом разрешаемых элементов порядка 100 Дальность действия, м 20 50 100 200 500 1000 Оптимальная частота, кГц 710 360 220 130 67 40 Длина антенны, м 0,21 0,42 0,68 1,15 2,24 3,75 © СТА-ПРЕСС