ЖУРНАЛ СТА 3/2013

визоры, отличающиеся повышенной разрешающей способностью по углу (не хуже 1°) и по дистанции (порядка 1 см). Эти звуковизоры могут использоваться для поиска, обследования и распознава- ния подводных объектов по их акустиче- скому изображению. ОАО «Акустический институт им. акад. Н.Н. Андреева» (АКИН) имеет опреде- лённый опыт разработки всех перечис- ленных типов гидролокаторов. В своём классе гидролокаторы АКИН соответ- ствуют мировому уровню. Однако все эти гидролокаторы, за исключением портативного водолазного звуковизора, имеют значительные весогабаритные ха- рактеристики и рассчитаны на консоль- ное крепление к борту судна либо на бук- сировку с помощью кабеля-троса. Для более лёгких телеуправляемых (ТПА) и автономных необитаемых подводных ап- паратов (АНПА) необходима разработка новых гидроакустических средств основ- ных типов: МЛЭ, ГБО, ИГБО и ГСО. М НОГОФУНКЦИОНАЛЬНАЯ ГИДРОАКУСТИЧЕСКАЯ СИСТЕМА Востребованность в различных гид- ролокаторах для подводных аппаратов учитывается при разработке много- функциональной гидроакустической системы (МФГС), предназначаемой для площадной съёмки дна и обеспече- ния навигационной безопасности пла- вания. Общий вид МФГС с расположе- нием антенн и секторов обзора пред- ставлен на рис. 1. В состав этой системы входят много- лучевой эхолот, гидролокатор бокового обзора, интерферометрический ГБО и вперёдсмотрящий гидролокатор сек- торного обзора. Все эти гидролокаторы размещаются на одном носителе, кото- рый может либо жёстко крепиться к борту судна, либо буксироваться за ка- бель-трос. Для обеспечения возможно- сти использования отдельных гидроло- каторов, входящих в состав МФГС, на телеуправляемых или автономных под- водных аппаратах предпринимаются следующие меры: ● минимизируются весогабаритные ха- рактеристики; ● предусматривается возможность ме- ханического отсоединения отдельных гидролокаторов; ● унифицируются электрический и программный интерфейсы. Схема информационных потоков в МФГС представлена на рис. 2. Каждый из гидролокаторов пред- усматривает обмен информацией по стандарту Ethernet. Для обеспечения об- мена информацией с каждым из гидро- локаторов по одному кабелю использу- ется стандартный коммутатор локальной вычислительной сети (ЛВС). При такой организации информационных потоков каждый из гидролокаторов может ис- пользоваться независимо от других. Далее приводится краткая характери- стика отдельных гидролокаторов, вхо- дящих в состав МФГС. Гидролокатор секторного обзора ГСО предназначается для обеспече- ния навигационной безопасности бук- сируемого тела. Корпус гидролокатора выполнен в виде полусферы диаметром 190 мм. Для размещения антенны часть полусферы выбрана под цилиндриче- скую поверхность радиусом 100 мм. Ан- тенна состоит из трёх рядов пьезоэле- ментов (ПЭ), работающих в обратимом режиме. Каждый ряд содержит 20 ПЭ, размещаемых на дуге протяжён- ностью 106°. Корпус ГСО закрепляется в носовой части буксируемого тела так, чтобы антенна была обращена в сторону его движения, а дуги с ПЭ располага- лись в горизонтальной плоскости. Блок электроники размещается внут- ри полусферического корпуса ГБО и частично выступает за её пределы. Для обеспечения герметичности блок элек- троники закрывается крышкой, выпол- ненной в виде цилиндрического колпа- ка. Высота колпака составляет 60 мм. На задней крышке колпака размещает- ся герморазъём на 8 контактов. К гер- моразъёму подключается кабель, содер- жащий 4 витые пары. Две пары исполь- зуются для связи с внешним потребите- лем по стандарту Fast Ethernet, а две другие – для подачи питания от внеш- него источника тока. По Ethernet-связи подводный модуль передаёт выборку сигналов со всех эле- ментов приёмной антенны. Оцифровка входных сигналов, а также их цифровая фильтрация, децимация и формирова- ние передаваемых пакетов производят- ся под управлением программируемой логической интегральной схемы (ПЛИС), входящей в состав блока элек- троники. Кроме того, ПЛИС формиру- ет излучаемые сигналы, сигнал управ- ления коэффициентом усиления, осу- ществляет приём сигналов управления, передаваемых пользователем по Ether- net-связи. Эти сигналы управления поз- воляют варьировать параметры излу- чаемого сигнала (длительность, период посылки, полосу частот и форму), дли- тельность выборки, сектора облучения. Основные технические характеристи- ки ГСО представлены в табл. 2. Многолучевой эхолот МЛЭ выполнен в форме цилиндра диаметром 120 мм и высотой 170 мм. Излучающая антенна длиной 120 мм вмонтирована вдоль образующей ци- линдрического корпуса. Приёмная ан- тенна имеет форму дуги и располагает- ся на боковой поверхности одной из крышек корпуса. Для совмещения по- верхности этой антенны с поверх- ностью обтекателя буксируемого тела радиус дуги антенны приравнивается радиусу буксируемого тела, равной РАЗ РА БОТ КИ / ПОД ВОДНЫЕ АППА РАТ Ы 79 СТА 3/2013 www.cta.ru Рис. 1. Общий вид многофункциональной гидроакустической системы Условные обозначения: 1 – информация от ГСО, формат UDP, 30 Мбит/с; 2 – информация от МЛЭ, формат UDP, 200 Мбит/с; 3 – информация от ГБО, формат UDP, 15 Мбит/с. Рис. 2. Схема информационных потоков в МФГС ГСО Коммутатор ЛВС Конвертор оптика– медь Кабель-трос с оптоволокном (Gigabit Ethernet) ПОДВОДНЫЙ МОДУЛЬ НАДВОДНЫЙ МОДУЛЬ Конвертор оптика– медь Модуль обработки и визуализации 1 2 3 3 2 1 МЛЭ ГБО Таблица 2 Основные технические характеристики ГСО Характеристика Значение Ширина сектора обзора, °: • в горизонтальной плоскости 60 • в вертикальной плоскости 30 Дальность действия, м 500 Угловое разрешение, ° 6 Разрешение по дистанции, см 10 Габариты, мм 190 × 190 × 180 Вес в воздухе/воде, кгс 5/2 Рабочая глубина, м 300 © СТА-ПРЕСС