ИННОВАЦИИ БИЗНЕСУ

Данная разработка является результатом выполнения научно-исследовательской работы Специального Конструкторского Бюро Средств Автоматизации Морских Исследований ДВО РАН.

Анализ развития и становления отечественной и зарубежной гидроакустики позволяет конкретизировать следующую тенденцию.

Техническое совершенствование кораблей обеспечило устойчивое снижение уровня их шумоизлучения и количества в нем дискретных составляющих, как информативных классификационных признаков. Также уменьшилась акустическая заметность кораблей за счет использования новых материалов для изготовления покрытий корпуса.

Стремление разработчиков станций перейти в низкочастотный и инфранизкочастотный диапазоны, как наиболее информативную область шумоизучения кораблей, создало сложную практическую задачу производства и применения протяженных (до нескольких сотен метров) акустических антенн, что, в свою очередь, привело к усложнению станций увеличению весогабаритов и другим, неоправданным с точки зрения достигнутого эффекта, последствиям.

Попытки разрешить сложившуюся ситуацию путем снижения частоты зондирующих сигналов при обнаружении объектов методами активной (включая и бистатическую) гидролокации, также столкнулись с вышеуказанными трудностями. Решение задачи дальнего обнаружения в этом случае ограничивается снижением "волнового параметра" реальных морских целей.

Научно-технические разработки, связанные с параметрическими методами излучения и приема низкочастотных акустических сигналов антеннами малых волновых размеров, наметили определенный сдвиг в решении этой проблемы. Однако, реализация достижений и разработок параметрических методов в интересах дальнего обнаружения малошумных морских целей ограничилась определяющим фактором - низкой нелинейностью водной среды и условиями применения: районом, глубиной погружения приемных и излучающих антенн, суточной и сезонной изменчивостью и зависимостью параметрических эффектов от характеристик водной среды.

В результате углубленного анализа рассмотренных факторов возникла идея разработки нетрадиционного гидроакустического метода обнаружения морских объектов, объединяющего преимущества и максимально снижающего принципиальные недостатки существующих классических методов: активной гидролокации, пассивного шумопеленгования и нелинейной гидроакустики. Таким методом стал низкочастотный обобщенный (активно-пассивный и параметрический) метод гидролокации, названный "методом гидролокации на просвет" (МГЛнП).

Использование операции активной низкочастотной подсветки контролируемой среды (на частотах десятки Герц - сотни Герц) обеспечивает возможность дальнего обнаружения акустически "слабозаметных" объектов. Использование в методе низкочастотных "просветных" сигналов делает его практически нечувствительным к мелкомасштабным изменениям гидроакустических характеристик морской среды.

Реализация в "просветном" методе закономерностей параметрического излучения-приема сигналов низкочастотного и инфранизкочастотного диапазонов частот антеннами малых волновых размеров. При этом эффективно реализуется возможность параметрического приема волн "малых амплитуд".

Низкочастотный "просветный" метод практически не зависит от отражающих характеристик объектов и в меньшей степени зависит от уровня сигналов их полей. Он реализуется на низких "просветных" акустических сигналах, но не требует обязательного применения крупногабаритных направленных приемоизлучающих антенн, а также сложных трактов формирования, приема и обработки сигналов. Реализующие метод гидроакустические системы обнаружения могут быть сформированы из существующих штатных гидроакустических изделий и радиотехнических приборов.

Экспериментальными исследованиями МГЛнП показано, что пространственно-развитый морской объект (например, рыбный косяк) может быть обнаружен и классифицирован по закономерностям преобразования "просветных" сигналов, сформированным нелинейными областями объектов, а так же их полями различной физической природы.

Первые научно-технические разработки МГЛнП могут являться основой разработки других систем, в том числе и наиболее перспективных - широкомасштабных томографических систем мониторинга и охраны морских акваторий. Томографическая система представляет собой многоэлементные излучающие и приемные антенны. Трактами обработки информации, в отличие от классических томографических систем, формируется не геометрический образ объектов, а пространственная протяженность спектральных характеристик их полей различной физической природы.

Широкомасштабность разрабатываемых томографических систем не позволяет механически перенести в них научно-технические достижения медицинской томографии, акустической голографии и других аналогичных достижений науки и техники. В таких системах используются нетрадиционные подходы, учитывающие особенности выделения, регистрации и обработки пространственно-временного распределения возмущенной области водной среды движущимся объектом или другим подводным явлением. В этом заключается новизна разрабатываемого направления в гидроакустике, а также актуальность его применения в решении задач народнохозяйственного комплекса.

Одним из актуальных направлений народнохозяйственного применения (например, рыбодобывающего комплекса) "просветного" гидроакустического метода являются мобильные поисковые системы. "Просветная" ифранизкочастотная система, сформированная в быстроразворачиваемом (преимущественно корабельном или авиационно-поисковых вариантах), позволяет решать также задачи исследования геологической структуры морского дна. В совокупности с авиационными и спутниковыми радиотехническими средствами связи, сбора и обработки информации такая система может быть использована в интересах прогнозирования землетрясений, обнаружения волн цунами и других стихийных бедствий на море.

Разрабатываемый МГЛнП реализует дальнее обнаружение акустически "слабозаметных" объектов по характерным признакам их полей различной физической природы, что в рамках современных гидроакустических терминов соответствует "классификации объектов на предельных дистанциях обнаружения признаков их полей". Это, в свою очередь, обеспечит обнаружение рассматриваемых объектов на дистанциях десятки - сотни километров. Использование этих признаков существующими классическими активными и пассивными средствами дает такое обнаружение на дистанциях, составляющих только единицы и, лишь в отдельных случаях, десятки километров. Возможность применения в методе широкополосных "просветных" сигналов делает его более эффективным по сравнению с классическими методами, увеличивая дальность действия по крайней мере на порядок.

Рыбопромышленный комплекс может получить экономический эффект сравнимый с затратами на рыбопоисковые мероприятия.