Passiv ekkolodd
Beskrivelse
Passiv ekkolodd [1] [2] er en undervannslokalisator som utfører oppdagelsen av mål ved å oppdage støyen deres utstrålet i havet.
Karakteristikk av mål oppdaget av ekkolodd
Karakteristikkene til målene utledet av den passive lokatoren er:
- Vinkelposisjonen i forhold til nord [3]
- Banen
- Mål på andelen
- Avstandsmåling [4]
- Andre spesielle driftsdata
Ekkolodd sekvens av operasjoner
Den operative sekvensen til den passive sonaren samler alle operasjonene og/eller hendelsene som utvikler seg i lokalisatoren og til sjøs fra begynnelsen av søket etter mål til oppdagelsen og visningen av sporene deres:
- I lokatoren og til sjøs: Evalueringer av miljøforhold (sporing av akustiske stråler og beregninger av rekkeviddeprediksjon) [5]
- I lokatoren og til sjøs: Transduksjon av de akustiske signalene mottatt med hydrofonbasen til elektriske signaler.
- Kun til sjøs: Problemer på grunn av støy fra havet tas opp
- Kun til sjøs: Det gjøres et forsøk på å skille vinkelmessig mellom mål
- Kun i locator: Databehandling og visning av målspor
Signalmottakssystem
Systemet for å motta de akustiske signalene til en passiv ekkolodd består stort sett av en gruppe hydrofoniske baser og en kompleks databehandlingsstruktur som mottar de elektriske signalene.
Hydrofoniske baser
Hydrofonbasene kan være av sirkulær eller konform type, hvor sistnevnte er plassert langs baugprofilen til ubåten.
De har til oppgave å omforme det akustiske trykket som genereres av målene til lave elektriske spenninger som skal sendes til mottakersystemet til den passive sonaren
Databehandlingshette
Databehandlingshetten består av funksjonsdelene:
- Forforsterkere og kontakter for tilkobling til hydrofonbasen forsterker selektivt hydrofonsignalene som genereres av basen. [6]
- Mottakere med forhåndsformede stråler Bf, Af genererer et sett med akustiske stråler for deteksjon av mål i hele horisonten
- Presisjonsvinkeldeteksjonssystem for posisjonen til målene, det adresseres på grunnlag av indikasjonene gitt av de forhåndsformede bjelkene.
Målsignalbehandling
Behandlingen av de akustiske signalene på grunn av målene er overlatt til et komplekst datadeteksjonssystem som styres og kobles til kommando- og kontrollkonsollen.
De mange funksjonene som utføres av konsollen er:
- Kaskadepresentasjon [7] av undervannsscenariet for den passive funksjonen, den dedikerte videoskjermen for denne oppgaven er i den øvre delen av konsollen.
- Presentasjon i kartesiske koordinater av diagrammene knyttet til beregningene av banen til de akustiske strålene i havet [8] ; den dedikerte skjermen er nederst på konsollen.
- Videopresentasjon av RLI-funksjonen [9] .
- Styring av det manuelle ventilløfteren ved hjelp av et håndhjul; presentasjon av vinkelverdien knyttet til måldeteksjon.
Miljøforhold
Driften av trackeren er underlagt miljøforholdene som finnes på sjøen; ulike prosedyrer og vurderinger brukes for kunnskap om miljøet i de operasjonelle momentene.
Akustisk strålesporing
Deteksjonsevnen til passive sonarer avhenger av oppførselen til de akustiske strålene i havet, knyttet til variasjoner i vanntemperaturer.
Som en forberedende aktivitet for oppdagelsen av mål med passiv sonar, er det nødvendig å beregne og grafisk spore banene til de akustiske strålene i havet for å identifisere skyggeområdene .
De forskjellige situasjonene som kan oppstå som et resultat av de mange trendene i banene til de akustiske strålene strekker seg fra umuligheten av noen sonardeteksjon, i de skraverte områdene, til muligheten til å oppdage mål på eksepsjonelle avstander i tilfeller av lydkanalisering.
Beregning av oppdagelsesstrømhastigheter
Beregningen av deteksjonsområdene er en indikasjon på de sannsynlige avstandene som dekkes av den passive lokatoren.
Beregningen avhenger av ulike variabler [10] , både fysiske egenskaper ved ekkoloddet, og oppdaget eller utledet i øyeblikket som for eksempel lyden av havet .
Beregning av støynivåer i spill
Nivået på de akustiske signalene som mottas av de hydrofoniske basene avhenger av intensiteten til støyen som sendes ut av målet og dets avstand fra ekkoloddet [11] ; en eksempelverdi, blant de utallige mulige:
- mål: knuteødelegger
- avstand:
- lyttefrekvens:
[12]
Sea Noise Assessment
Lyden av havet er det mest straffende fysiske fenomenet i handlingene med å oppdage mål med passiv sonar.
Kurvene knyttet til støyen fra havet [13] indikerer hvordan det akustiske trykket som genereres av havets bølgebevegelse varierer i henhold til de to grunnleggende parametrene som karakteriserer fenomenets fysikk:
- Havets tilstand, indikert med initialene SS (engelsk akronym for Sea State) [14]
- Frekvensen av akustiske vibrasjoner
Rekkevidden er en funksjon av støyen
Deteksjonsrekkevidden til en passiv ekkolodd indikerer vanligvis den sannsynlige avstanden som den kan oppdage et mål på. Omfanget av funn er ikke en viss data, men en sannsynlig prognose som avhenger av støyen fra havet [15] (engelsk akronym for Noise Level)
Beregningen av det maksimale området for sfærisk-sylindrisk utbredelse [1] for passiv sonar oppnås ved å løse følgende ligningssystem i :
Det logaritmiske uttrykket for å beregne omfanget av oppdagelsen er vist i system [16] :
Forutsatt at verdiene til variablene som vises i systemet med reelle data, ekskludert, beregnes kurven som viser hvordan strømningshastigheten varierer fra til
Merknader
- ^ Begrepet passiv indikerer at ekkoloddet bare er begrenset til å motta de akustiske signalene som sendes ut av målene; derfor genererer den ingen egne signaler
- ^ Data og bilder på denne siden refererer til USEA IP70 ekkolodd. designet for ubåter i Sauro-klassen
- ^ Eller med hensyn til lengdeaksen til båten som ekkoloddet er installert på.
- ^ Målingen refererer til den fysiske avstanden mellom ubåten og målet; ikke å forveksle med rekkevidden som indikerer det sannsynlige maksimale deteksjonsområdet for målet
- ^ Beregningsoperasjoner utført etter akustiske og termiske målinger til sjøs
- ^ Generelt strekker arbeidsfrekvensområdet til en passiv ekkolodd fra for lavfrekvensdeteksjon og fra for høyfrekvens
- ^ Det er et spesielt målvisningssystem som har deteksjonsretningen på abscissen og tiden som har gått fra starten av undersøkelsen på ordinaten (sporer historien til målets bane)
- ^ Vanligvis utføres operasjonen med å spore de akustiske strålene i sjøen før man starter fasen med å oppdage målene
- ^ RLI-funksjonen lar deg oppdage alle tilnærminger til målet
- ^ Urick , s. 328-352 .
- ^ Del Turco , s. 184-188 .
- ^
- ^ Tålmodighet , s. 361-362 .
- ^ Typiske verdier for SS: 0; ½; 1; 2; 4; 6
- ^ De Dominics , s. 242-288 .
- ^ Urick , s. 17-30 .
Bibliografi
- Urick, Principles of underwater sound , Mc Graw - hill, 3. utg. 1968 .
- JW Horton ,,Fundamentals of Sonar , United States Naval Institute, Annapolis Maryland, 1959 .
- Aldo De Dominics Rotondi,Prinsipper for undervanns elektroakustikk Elettronica San Giorgio-Elsag SpA Genoa, 1990 ..
- C. Del Turco, Sonar - Prinsipper - Teknologier - Typiske bruksområder. Moderne La Spezia 1992 .
Andre prosjekter