Opis patentowy opublikowano: 1987 06 30 132228 Ci' Int. Cl.3 G01S 15/74 Twórcy wynalazku: Philippe Eberlin, Mario Rossi Uprawniony z patentu: Philippe Eberlin, Genewa (Szwajcaria) Nadajnik elektroakustyczny sygnalizacji i identyfikacji podwodnej statku Przedmiotem .wynalazku jest ¦nadajnik elektro¬ akustyczny sygnalizacji i identyfikacji podwodnej statku, przeznaczony do 'zapobiegania, w przypad¬ ku konfliktu zbrojnego, niewlasciwemu atakowi ¦podmorskiemu na statki neutralne, sanitarne, ra¬ tunkowe, a ogólnie na statki chronione Konwencja Genewska, przez nadawanie (podwodnego sygnalu akustycznego."Do wykrywania i identyfikacji statków przez lodzie podwodne sluza sonary, które stanowia kie¬ runkowe uklady nasluchowe, pokrywajace 'hory¬ zont sektorami. Sa one zlozone zasadniczo z hy- drofomów, ukladów kompensacyjnych, wzmacniaczy i róznych ukladów do obróbki sygnalów. Sa one obslugiwane przez wycwiczonych operatorów, któ¬ rzy nasluchuja wylapywane halasy i którzy sa dublowani przez wskazniki automatyczne. Wzmoc¬ nienie poziomu halasu/ z sonara przy danym na¬ miarze prowadzi do wykrycia potencjalnego celu.Parametry (spektralne sygnalu, to jest sygnatura akustyczna, umozliwiaja zidentyfikowanie typu statku, jak towarowiec, scigacz okretów podwod¬ nych, okiret wojenny itp.,, co w praktyce jest re¬ alizowane tylko dla pewnych 'znanych statków.IZnane sa rózne uklady sygnalizacji i identyfika¬ cji podwodnej statku.Znany jest z qpisu patentowego Stanów Zjedno¬ czonych Ameryki nr 3205475 uklad detekcji i lo¬ kalizacji torped, który jest ukladem stalym.Z opisu patentowego Stanów Zjednoczonych Ame- 10 15 20 30 ryki nr 3l86lOi9fOIO' znany jest .system elektroakustycz¬ ny do kontroli polozenia holowanego urzadzenia podwodnego. Polozenie trzech wymiarów (poloze¬ nie geograficzne i glebokosc) wyposazenia, holo¬ wanego pod woda przez plynacy statek jest w sposób ciagly i dokladny kontrolowane przez uklad akustyczny, który zawiera zelspól podwodnych, aku¬ stycznych przekazników impulsów i oddalony przetwornik akustyczny, zasilany z baterii i zwia¬ zany z zawieszonym wyposazeniem. Poczatkowo zespól sztucznych' satelitów ustala polozenie stat¬ ku a bezposrednie informacje z przekazników 'im¬ pulsów sa wykorzystywane przez uklady maszyny matematycznej na statku do okreslania trzech wymiarów. Wówczas, gdy statek porusza sie powy-. zej zespolu przekazników impulsów z holowanym wyposazeniem, przekazniki imfpulsów sa okresowo kontrolowane ze statku. Uzyskiwane informacje o drodze akustycznej i polozeniach przekazników impuilsów umozliwiaja w sposób ciagly obliczanie i przewidywanie polozenia geograficznego statku.Uzyskiwane' czasy drogi akustycznej, polozenia, przekazników impulsów i przewidywane poloze¬ nia statku sa wykorzystywane przez uklady ma¬ szyny matematycznej dó kontroli trzech wymia¬ rów polozenia oddalonego przetwornika i bólowa-: neigo wyposazenia.Z opisu patentowego Stanów Zjenoczonych Ame¬ ryki nr 3i83IOUiOl3 znany jest uklad szukajacy za¬ wieszonych min, zdolny do dostarczenia z powie- 132 228132 228 3 trza i zawierajacy zespól podnoszacy zamocowa¬ ny do statku powietrznego poprzez pierwszy ze¬ spól (szukajacy i lódz podwodlna zamocowana do zespolu podnoszacego (poprzez drugi zespól szu¬ kajacy.. Zespól podnoszacy i lódz podwodna sa 5 usytuowane tak, zeby umozliwic lodzi podwodnej umieszczenie jej w .zespole podnoszacym podczas wyrzucenia, i odbioru ukladu. Zródlo hydraulicznej energii .napedowej jest umieszczone w zespole pod¬ noszacym i jest zamocowane do lodzi podwodnej 10 poprzez drugi zespól szukajajcy tak, aby umozliwic lodzi podwodnej posiadanie bardzo malych ozna¬ czen akustycznych i magnetycznych. Ponadto ze¬ spól podnoszacy zawiera wyposazenie nosne i prze¬ tworniki elektroakustyczne. W Z opisu patentowego Stanów Zjednoczonych Ameryki nr &9I87I2I3I3 znany jest sonar do. klasyfi¬ kacji zalnurzonych przedmiotów, który jest zasto¬ sowany w poblizu dna oceanu. Wykorzystano' prze¬ tworniki nadawcze i odbiorcze zamocowane na 20 wspólnym zespole wisporczym, zawierajacym narza¬ dzenie do podpierania obrotowo przetworników wzgledem osi pionowej., Sygnaly z przetwornika odbiorczego sa wzmacniane i zapewniane jest wla¬ sciwe przesuniecie fazowe -dla utworzenia bardzo 25 wajskich, bliskich torów kontrolnych skupionych w obszarze Fresnela p^feetwornika. Uklad próbko- ¦ wania do kolejnego próbkowania torów kontrol¬ nych dostarcza sygnal do monitora ekranowego,. i soczewki , pamieciowej. Mozliwe zastosowania 30 obejmuja wykrywanie i identyfikacje zblizenio¬ wych min dennych.Znany jest z opisu patentowego Stanów Zjed¬ noczonych Ameryki nr 401094613 system kontroli emisji akustycznych, który sluzy do identyfikowa- w nia polozenia zródla fal akustycznych wytwarza¬ nych w przewodzacym akustycznie srodku podzie¬ lonym, na wiele czworokatnych stref kontrolnych.Wiele odbiorników akustycznych jest dolaczonych komunikacyjnie do powierzchni tego srodka w ro- ** gach stref. Kazdy odbiornik jest czuly na odbiór fal akustycznych dla zapewnienia odpowiedniego elektrycznego sygnalu wyjsciowego. Odpowiedzi elektryczne odbiorników sa doprowadzane do licz¬ ników w (sposób umozliwiajacy licznikom kolejne 45 przechodzenie przez poszczególne stany zliczania.Wyjscia odbiornika sa kontrolowane dla identyfi¬ kowania pierwszej strefy majacej odbiór we wszy¬ stkich czterech rogach. Po zidentyfikowaniu takiej strefy wszystkie liczniki zostaja zatrzymane i za- 50 blokowane w ostatnim ^siainie zliczania. Okresla sie polozenie zródla fal akustycznych. Uklady elek¬ troniczne urzadzenia sa wykonane w postaci mo¬ dulowej z 'blokadami przystosowanymi do dolacze¬ nia do blokad na podobnych modulach w celu 65 mozliwosci rozszerzenia ukladu dla obslugi nie¬ skonczonej ilosci stref.Nadajlniik wedlug wynalazku zawiera przetwornik elektroakustyczny zamontowany w kadlubie stat¬ ku tak, ze jest zanurzony i jest dolaczony do elek- •* tronieznego ukladu sterujacego, korzystnie zawie¬ rajacego w polaczeniu szeregowym generator, ko¬ der, uklad1 ksztaltujacy, wzmacniacz i przekazniki dolaczone do przetworników elektroakustycznych, przy czym. polaczenie to wspólpracuje z zesipolem «5 sterujacym automatycznej regulacji i ukladem po¬ sredniczacym. Nadajnik' jest przystosowany do na¬ dawania przy ' czestotliwosci akustycznej sygnalu identyfikacyjnego statku w postaci ciagu liter lub cyfr nadawanych kodem, korzystnie w alfabecie Morse'a, z czestotliwoscia w zakresie od 4 do 6 kHz, w widmie halasu wlasnego statku, ale po¬ wyzej czestotliwosci prazków tego widma i rózna od harmonicznych prazków i o mocy takiej, ze poziom natezenia akustycznego sygnalu sygnaliza¬ cyjnego jest zwiekszony wzgledem poziomu hala¬ su o parametr A - 40 as + 10 log — 15 log + W korzystnym wykonaniu nadajnik zawiera wie¬ le przetworników elektroakustycznych, a uklad, sterujacy jest dolaczony dla zasilania tych prze¬ tworników co najmniej po dwa tak, ze horyzont jest pokrywany wieloma sektorami., Uklad sygnalizacji i identyfikacji wykorzystuje nadawanie alfabetem Morse'a kodu identyfikacyj¬ nego, zawierajacego sygnal wywolawczy statku1.Nadawanie jest przeprowadzane przez modulacje zero-jedynkowa sygnalu o czestotliwosci akustycz¬ nej. Czestotliwosci, moc, czasy trwania i rytm sy¬ gnalów Morse'a nadawanego kodu sa* parametra¬ mi znamiennymi ukladu. Zostaly one okreslone na podstawie dwu kryteriów. Pierwsze kryterium sta¬ nowi to, ze kod identyfikacyjny bezwzglednie mu¬ si byc rozpoznawany przez okret podwodny, gdy ten ostatni wykrywa podwodny halas, wlasny stat¬ ku wyposazonego w uklad. Drugie kryterium sta¬ nowi to, ze emitowana moc powinna byc mozli¬ wie jak najmniejsza,, dla ograniczenia wymiarów i kosztu ukladu i" dla umozliwienia iiinstalowania go na imalych statkach, ale 'wystarczajaco duza dla spelnienia pierwszego kryterium. x [Okreslanie parametrów przeprowadza sie przez obliczenia, modelowanie i badania, przy uwzgled¬ nieniu pewnych czynników, jak inp. podwodny ha¬ las wlasny statku, identyfikacja statku, podwodne rozchodzenie sie dzwieku, nieregularnosci rozcho¬ dzenia sie dzwieku i maskowanie kodu identyfika¬ cyjnego.Przedmiot wynalazku jest * przedstawiony w przykladzie wykonania na rysunku, na którym fig. 1 (przedstawia- ogólny rozklad typowego widma pod¬ wodnego halasu waisnego, emitowanego przez sta¬ tek powierzchniowy w odleglosci co najmniej kil¬ kudziesieciu metrów, fig. 2 — graficzna reprezen¬ tacje podstawowego kodu syngalizacji i identyfi¬ kacji okreslonego statku, przy czym _ kod ten jest utworzony z liter nadawanych alfabtem Morse'a, fig. 3 — w przekroju pionowym nadajnik elek¬ troakustyczny, zawierajacy cztery przetworniki za¬ montowane w podwójnym dnie statku, przy czym nadajnik emituje sygnaly sygnalizacji i identyfi¬ kacji przez otwór wykonany w tym celu pod ka¬ dlubem, fig. 4 — w widoku od dolu nadajnik przedstawiony w przekroju na fig., 3, z- pokazaniem czterech nadawczych przetworników elektroaku¬ stycznych, t zamontowanych na plycie podstawy/ 132 228 5 6 tworzacej czesc szczelinej obudowy polaczonej t/rwa#- -.Je z kadlubeni statku, w której jes/t zamontowany nadajnik, fig. 5 — (schemat funkcjonalny ilustru¬ jacy siposób wybierania horyzontu przez nadawa¬ nie kodu sygnalizacji i identyfikacji w czterech 5 kolejnych 'sektorach stanowiacych sekwencje na¬ dawcza i fig. 6 — schemat blokowy ukladu ste¬ rujacego przetworników przedstawionych ma fig. 3 i 4.Wlidmo podwO'dinego halasu wlasnego statku jest 10 przedstawione na fig. 1. Typowe widmo sklada sie z linii ciaglej 1, to jest halaisu od sladu torowego dziobnicy, od pos'Uwu i od sruto napedowych, oraz z prazków 2, to jest halasu silnika, i urzadzen po¬ mocniczych, odpowiadajacych poszczególnym cze- *5 stotliwosciom, a zmniejszajacych sie ze wzrostem czestotliwosci. Halas zwiazany ^ z posuwaniem sie statku, oznaczany -linia ciagla 1 jesit zlozony z sy¬ gnalów o czestotliwosciach dochodzacych do 20 kHz. Prazki 2 reprezentujace halas silnika i urza- 20 dzen pomocniczych wewnatrz kadluba maja na ogól czestotliwosci tym. wyzsze, im staitek jest szybszy lub o mniejszym tonazu. Poza tym, prazki 2 maja zawsze harmoniczne, które nalezy uwzgiled- niac. Po wielu obliczeniach i badaniach ustalono-, » ze ipasmo czestotliwosci nadawanych sygnalów identyfikacyjnych powinno byc usytuowane w za¬ kresie miedzy 4 kHz i 6 kHz., To pasmo 3 cze¬ stotliwosci jest pokazane na wykresie nalasu wla¬ snego sitaitku. aft Sygnal akustyczny statku sklada sie zasadniczo z prazków w zakresie widma halasu wlasnego.Aby istaltefe móigll byc zidentyfikowany, prazki te musza byc znane. Nadawanie sygnalu rozpoznaw¬ czego w widmie halasu wlasnego statku jest nie-. 35 zbedne dla stwierdzenia sygnalu akustycznego te¬ go-statku, tym bardziej, ze ten sygnal moze zmie¬ niac sie w zaleznosci od warunków zewnetrznych,, jak to wyjasniono ponizej.Normalne rozchodzenie sie (dzwieku jest znie- 40 ksztalcone przez zmniejszenie natezenia dzwieku wslkuitek dywergencji geometrycznej, zgodnie z za¬ sada r_1 lub r~2, gdzie r jeslt odlegloscia od zródla, oraz wskutek tlumienia przez absorpcje, przy czym to tlumienie narasta wykladniczo z odlegloscia r 45 i wzrasta bardzo szybko z czestotliwoscia 'dzwie¬ ku.Wskuitek warunków rozchodzenia sie dzwieku w osrodku morskim, talkich jak odbicia od dna i od powierzchni, ciagle mieszanie sie, zakrzywienia §9 promieni dzwiekowych wskutek zjawisk ba micznych, sygnal akustyczny odbierany w danym punkcie ^podlega znacznym zmianom poziomu, ana¬ logicznym z fadingiem fal radioelektrycznych w. atmosferze. W szczególnosci, sygnal o krótkim 55 czasie nadawania, na przyklad kropka ilufb kreska w alfabecie Morse^a, moze dawac przy odbiorze dwa sygnaly. W ten sposób kropka moze byc po¬ dwojona przez silne echa. i przy odbiorze moze byc interpretowana jako dwie kropki, kreska mo- 68 ze byc pocieta na dwa odcinki i interpretowana jako dwie kropki lub zes»taw kresikankropka badz kropka-kreska, itp. pla odebrania i 'zidentyfikowania kodu przez operatora lub przez analizator automatyczny w «5 halasie wlasnym sfta/tku lub w szumie tlowym oto¬ czenia, czyli w szumie tlowym morza, sygnal ten musi miec przy odbiorze natejzenie uzaleznione od jego czestotliwosci i od widma halasu maskuja¬ cego. Na fig. 2 przedstawiono kod identyfikacyjny C, który powinien spelniac kryteria i warunki wy¬ mienione wyzej.Podstawowy kod C, stanowiacy sygnal identy¬ fikacyjny w ipalsmie czejstotliwosci od 4 do 6 kHz, jestt zlozony z sygnalu rozpoczecia nadawania i sy¬ gnalu wywolawczego staitku nadajacego ewentual¬ nie powtórzonego po raz drugi. Sygnal rozpocze¬ cia nadawania ulatwia rozpoznawanie sygnalów moTiSOwskleh,, kropek; i kresek, których czasy trwa¬ nia i wzajemne stosunki sa odmienne od stoso¬ wanych w telegrafii, gdyz sa one okreslone w uzaJleznieniu od warunków rozchodzenia sie dzwie¬ ku w wodzie. Przykladowo fig. 2 przedstawia kod, szwajcarskiego sitatku M/S (Regina, którego radio¬ wym sygnalem wywolawczym jest HBDR. Kod C jest_ nadawany alfabetem Morse^ w zakresie cze¬ stotliwosci" od 4 do 6' kHz. Czasy trwania sygna¬ lów morsowiskich wynosza 2010 ms dla kropki i 7010 ms dla kreski. Odstepy miejdzy znakami wynosza 800' ms, a miedzy literami — liflOiO mis. W ^zalez¬ nosci oid szczególnych warunfeów rozchodzenia sie dzwieku, czasy trwania moga byc programowane i zmieniane skokami co 1100 ms w zakresie od 1O0 do 90Ó ms dla kropek i kresek oraz skokami co 2iOiO lub 40(0 ms w zakresie od 200' do :30OiO ms dla odstepów.Dla kazdego statku beda wybierane dwie rózne czejstotliwosci nadawcze fi i f2 w zakresie od 4 do kHz, przy czym te czels sie od kilkudziesieciu do 2100 Hz. Oczywiscie, be¬ da one wybierane w zaUeznosci od sygnalu aku¬ stycznego wyposazonych w nie statków w * taki sposób, aby nie pokrywaly sie z prazkami widma wlasnego lub z ich harmonicznymi i przy uwzgled¬ nianiu wymiarów nadajnika. Dla kazdego sygnalu kodu Cj to jest dla kropki dub kreski, nadaje sie serie sinusoid o wlasciwym czasie trwania na przemian o jednej lub drugiej z dwu czestotliwo¬ sci fj i f^. Secie znajków nieparzystych sa nada¬ wane z czestotliwoscia fj, a serie znaków parzy¬ stych z czestotliwoscia f£. Miedzy dwoma znaka¬ mi nadawanie jest przerywane na czas trwania bajdz odstepu miedzyznakowego, badz odstepu mie¬ dzyliterowego.Dla 'unikniecia stosowania nadajnika dookólne- go o duzej mocy, nadawanie jest kierunkowe i ma os kierunku zmieniana skokowo. Caly horyzont jest wiec pokrywany sektorami przez sekwencyj¬ ne przelaczanie osi kierunku, przy czym w kaz¬ dej pozycji jest nadawany kompletny kod; iSekwencja nadawcza S jest tworzona przez pew¬ na ilosc kodów C odzielonych pauizami P, to jest okresami ciszy o programowanym czasie trwania 10, 20, 30, 40 lub 60 sekund. Przykladowo, dla wybierania horyzontu czterema sektorami' sekwen¬ cja nadawcza sklada sie z czterech kodów Ci z trzech pauz P, to jest ChP^C^P-C-P^C. Sposób wybierania horyzontu' czterema sektorami zostanie wyjasniony iponizej w odniesieniu do fig. 5.Nadawanie sekwencji S jest calkowicie zauto-7 132 228 8 matyzowane. Podstawa czasu umozliwia nasta¬ wienie ilosci sekwencji na godzine na 1, 2, 3, 4 lulb 8. Dla maksymalnego zasiegu 40 km moc nadaw¬ cza Pa powinna byc taka, aby LIsi ^ LIibiy; + + ^ A [d'B], .gdzie Lisi Je&^ poziomem natezenia dzwieku, sprowadzonym do odleglosci' jednostko¬ wej, sygnalu identyfikacyjnego o czestotliwosci sredniej fs [Hz], przy czym ten poziom jest okre¬ slany jako wartosc minimalna w kierunkach na¬ dawaniia odpowiadajacych przecieciom przylega¬ jacych listków kierunkowosci nadajnika, w przy¬ padku wybierania horyzontu sektorami, natomialst LIbi jest poziomem natezenia dzwieku, .sprowadzo¬ nym do odleglosci jednostkowej, halasu w pasanie .wokól czestotliwosci fb [Hz], odbieranego w duzej odleglosci od statku nadajacego, wskutek jego pod¬ wodnego halasu wlasnego w otaczajacym halasie tlowym morza. Ltfsi i LIbi sa wyrazane w decy¬ belach w stosunku do natezen ia; odniesienia Ir, równego w 'akustyce podmorskiej 6,5 nwyim2. War¬ tosc parametru A oblicza sie z ogólnego wzoru Bcs fs A = Aa • tr + ilO log —=— — 1'5 log — + BCb . fb + AM —» A, [idB], igdzie Aa [diBilkm]. . jest róznica wspólczynników absorpcji dzwieku w wodzie mor¬ skiej dla czestotliwosci fs i fb, r [km] jest maksy¬ malnym zasiegiem wykrycia statku nadajacego za pomoca pasma czestotliwosci wokól czestotliwosci fb jego podwodnego halasu wlasnego w otaczajacym halasie tlowym morza, Bcs i 'BCb [Hz] sa krytycz¬ nymi pasma.mi maskowania odpowiednio przy cze¬ stotliwosciach fs i fb, ^M [diB] jest róznica wspól- czynniików wykrywania sygnalu w szumie wyj^ sciowym sonara pasywnego dla czestotliwosci fs i fb, natomiast 'AD fdiB] jest róznica kierunkowosci sonaru pasywnego dla. czestotliwosci fs i fb.Uwzgledniajac najwiekszy wymagany zasieg 40; km i najbardziej korzystne sytuacje dla wykrycia statku a najbardziej niekorzystne dla odbioru sy¬ gnalu identyfikacyjnego, otrzymuje sie upros-zczo- Bcfl ny wzór praktyczny A = 4I0.«S + HO log — BCb fs — Ii5 log —— + 6, w którym Bcs, Bcb, fs i fb fb T sa jak wyzej a as jest wspólczynnikiem absorpcji dzwiieku w morzu przy czestotliwosci fs.Przykladowo dla fb = 1 kHz i dla czestotliwo¬ sci f, równych odpowiednio 4, 5 i 6 kHz otrzy¬ muje sie wartosci A równe 7, 14 ii 19 dB#/ Energia emitowana - musi byc jednak ograniczo¬ na, aby unikac kawitacji na wprost przetworni¬ ków. W szczególnosci w przypadku malej gleboko¬ sci statek przyjmuje predkosc marszowa a energia emitowana zostaje- zmniejszona. x (Nia fig. 3, 4 i 5 jest przedstawiony nadajnik elektroakustyczny 5 i uklad elektryczny zawiera¬ jacy uklad sterujacy 6 nadajnika 5. Nadajnik elektroakustyczny 5 jest usytuowany w podwój¬ nym dnie statku i promieniuje energie bezposred¬ nio do morza poprzez' otwór 7 wykonany w tym celu w kadlubie 8.Uklad sterujacy. jest 'usytuowany w maszynow¬ ni lub w przyleglych pomieszczeniach albo w in¬ nym pomieszczeniu o wymaganych warunkach.Jest on dolaczony z jednej strony do sieci elek- 5 trycznej pokladowej statku, a. z drugiej strony do nadajnika, elektroakustycznego 5 odpowiednimi ka¬ blami energetycznymi 30.(Nadajnik elektroakustyczny 5 zawiera cztery przetworniki elektroakustyczne 10, 11, 12 i 13, usytuowane pionowo, skierowane -w strone . dna morza, zamontowane na wierzcholkach kwadratu1 i zasilane kazdy oddzielnie kablami 30 prowadzo¬ nymi z ukladu sterujajcago 6. Te przetworniki elektroakustyczne 10, 11, 12 i 13 tworza matryce nadawcza. Konfiguracja tej matrycy, to jest od¬ leglosci miedzy osiami i fazy napiec zasilajacych, sa dobrane w taki sposób, aby byly uzyskiwane rózne wymagane ukierunkowania przy przewidy¬ wanych czestotliwosciach; pracy. Zmieniane skoko¬ wo ukierunkowania, pokrywajace horyzont sekto¬ rami, realizowane sa przez komutowanie zasilania przetworników.Figura 5 przedstawia sposób, w jaki jest ko¬ mutowane zasilanie czterech przetworników elek¬ troakustycznych 10, 11, 12 i 13 dla nadawania kompletnych kodów identyfikacyjnych zgodnie z konfiguracja podana na fig. 2, kolejno zgodnie z czterema róznymi osiami. Zgodnie ze schematem z fig. 5a, dwa .przetworniki elektroakustyczne 10, 11 sa zasilane z przeciwna faza, to jest przy prze¬ sunieciu fazy o li8<0°, co jest oznaczone znakami + i.—. Uzyskuje sie wiec nadawanie w dwu prze¬ ciwnych kierunkach, zgodnie z osia 14 z fig. 5a.Zostaje nadany caly kod stanowiacy sygnal z fig. 2, po czym uklad sterujacy z fig. 6 zmienia pola¬ czenie przetworników na polaczenie wedlug sche¬ matu z fig. 5fb. Po tej zmianie polaczenia, ponow¬ nie zostaje nadany kod C w kierunkach zgodnych z osia 15 z fiig. 5fb. Pomiedzy tymi dwiema emi¬ sjami przewidziana jest pauza, jak to opisano po¬ wyzej. Nastepnie przechodzi sie "do kolejnych emi¬ sji z pauzami pomiedzy nlimi, w kierunkach przed¬ stawionych na fig. 5c i 5d. Cztery nadane kody zgodmie z fig. 5a do 5id stanowia sekwencje. W drugiej sekwencji emituje sie cztery kody zgodnie z fig. 5e, 5f, 5g i "5h, ponownie zgodnie z tymi samymi czterema osiami, lecz z innych przetwor¬ ników. W rzeczywistosci, wedlug fig. 5e emituje sie zgodnie z osia 16 równolegla do osi 14 z fig. 5e, z przetwornlików 12 i 13 zamiast z przetwor¬ ników 10 i 11. Ten sposób komutowania umozli¬ wia wyrównywanie czasów wykorzystywaniia wszy¬ stkich przetworników i unikanie w ten sposób szybszego zuzywania jednego przetwornika w sto-, sunku do innego. Po dwu sekwencjach po cztery kody kazda, powraca sie do polaczenia z fig. 5a i cykl rozpoczyna sie ponownie. Opisane sekwencje. umozliwiaja, za pomoca czterech przetworników komutowanych po dwa, wybieranie horyzontu czterema sektorami zgodnie z czterema osiami przedstawionymi na fig. 5, przy zapewnieniu do¬ brego rozprzestrzeniania sygnalu wokól statku sy¬ gnalizujacego. Oczywiscie mozna równiez wybierac horyzont za pomoca wiekszej ilosci przetworników komutowanych po dwa lub po trzy. Mozliwe sa 15 20 25 30 35 40 49 60 55 60 /132 228 9 10 rózne kombinacje a ograniczenie wynika tylko z kosztów i wymiarów.Zadawalajacy moze byc tez nadajnik zawiera¬ jacy trzy przetworniki komutowane po dwa lufo tez zasilane wedlug kombinacji jeden przetwor¬ nik, poterci dwa, iitd. W -przypadku krancowym moze byc stosowany jeden przetwornik. W tym przypadku zasadnicza skladowa emisji pianowej skierowana w dól bedzie tracona. Pojedynczy prze¬ twornik musi wiec miec moc znacznie wiejksza, jezeli duza. czesc nadawanej z niego mocy jest przeznaczona ma .straty przy skierowaniu do dna morza.'W przypadku, gdy stasowany jest pojedynczy przetwornik, moizJliwe jest umieszczenie go pozio¬ mo na nie przedstawionym urzadzeniu napedzanym dla obracania^o kajt pelny wokól osi pionowej.Opasane w wykonaniu z fig. 3 do -6 polaczenie czterech przetworników dalo bardzo dobre wyniki s dztieTki temai,. ie laczenie przetworników po dwa przy przeciwnych fazach wprowadza skladowe promieniowanie zasadniczo poziome.Nadajnik elektroakustyczny 5 jest montowany w otworze kolowym kadluba w podwójnym dnie statku, korzystnie w-zbiorniku z woda balastowa.Jeii-it on uisytuiowany na okolo jednej trzeciej dlu- gosci statku od tylu iw bok od stepki w adileglo- sci dostatecznej do uriikmieclia uszkodzenia przez bloki stepkowe, gdy statek znajduje sie w doku suchym lub w doku plywajacym.Fig. 3 i 4 przedstawiaja typowe rozwiazanie kon¬ strukcyjne nadajnika elektroakustycznego 5. W tym przykladzie cztery przetworniki elektroaku¬ styczne 10, 11, 12 i 13 sa dostepnymi na rynku przetwornikami piezoelektrycznymi typu TR-G1A firmy Massa, przy czym moga byc stosowane wszelkie inne przetworniki o parametrach podob¬ nych lub lepszych. Przetworniki 10, 11, 12 i 13 sa zamontowane pionowo na. plyciie pojdstawy 21.W widoku od dolu, od strony morza, sa rozmiesz¬ czone na wierzcholkach kwadratu, przy czyni' od¬ step boczny d miedzy sasiednimi przetwarnikami jest jak najmniiejlsizy, przy uwzglednieniu 'mozli¬ wosci konstrukcyjnych zestawu, Kolowy otwór 7 jest wyciety w kadlubie statku, a jego brzeg jest wzmocniony pierscieniem wzmacniajacym 22. Ply¬ ta podstawy 21 jest przytwierdzona do pierscienia" wzmacniajacego 22 srubami 23. Mozliwe sa dwa rozmieszczenia. W pierwszym"z nich boki kwadra¬ tu utworzonego przez przetworniki sa równolegle i prostopadle do osi wzdluznej statku, a w diru- gim przekatne tego kwadratu sa odpowiednio pro¬ stopadle i równolegle do tej osi statku. Miedzy pierscieniem wzmacniajacym 22 a plyta podstawy 21 jest umieszczony pierscien dystansowy 24, da¬ jacy miedzy czolami przetworników a brzegiem zewnejtrznym kadluba 8 odstep e równy od 25 do 35 mim. Nadajnik elektroakustyczny 5 jest otoczo¬ ny szczelina obudowa 25,, przyspawana. do pierscie¬ nia wzrrjaicinJ:aj.acego 22. i zamknieta pokrywa 27 przy zastosowaniu srub 26. Miedzy obudowa 25 a pokrywa 27 jest umieszczona uszczelka 28. Gdy nadajnik,nie jest uzywany, w otworze 7 kadluba 8 jest przymocowana srubami zdejmowalna plyta ochronna 29. Kable 30 doprowadzeniowe przetwoi:- 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 oików 10, 11, 12 i 13 przechodza przez szczelna obudowe 25 poprzez dlawice 31 i sa doprowadze^ ne do elektrycznego ukladu sterujacego, nie poka¬ zanego, poprzez ¦' rure ochronna 32 i tunel oruro- wania statku. Po wprowadzeniu w wyciecie 34' w plycie 21 przetworniki 10, 11, 12 i 13 sa utrzy¬ mywane na plycie podstawy 21 srubami 33. Wy¬ mienione wyciecia maja profil stozka scietego, sta¬ rannie wykrojonego tak, ze sa dopasowane do przetworników, ca zapewnia uszczelnienie nadajni¬ ka. Jak przedstawiona na fig. 3i przetworniki 10, 11, 12 i 13 sa jeszcze utrzymywane w ich górnej czesci przez rame 35 polaczona sztywno z plyta 21 za pomoca srub 36, przy czyim odleglosc miedzy 'plyta 21 a rama 35 jest utrzymywana za* pomo¬ ca tulejek dystansowych 37. Kable 30 sa polaczone ze soba , wewnatrz obudowy 25 szczelnymi zlacz¬ kami 9.Wymiary i rozmieszczenie konstrukcyjne zespolu sa ustalane indywidualnie, w zaleznosci od dys¬ ponowanego miejsca i instrukcji towarzystw kla¬ syfikacyjnych.Fig. 6 przedstawia schemat blokowy elektrycz¬ nego ukladu sterujacego 6.Zasilacz 41 jest dolaczony do sieci pokladowej 40 poprzez niie pokazane wylaczniki reczne i sa¬ moczynne oraz dostarcza rózne napiecia potrzebne do dzialania ukladu. Zespól sterujacy 42 umozli¬ wia uzytkownikowi sterowanie ukladem i nasta¬ wianie parametrów nadawania. Jest on wyposazo- , ny w nie pokazane przelaczniki i przyciski, z któ¬ rych pewne sa dostepne bezposrednio na plycie czolowej a' inne nie sa... Zespól sterujacy 42 jest dolaczony do generatora 43 i umozliwia, dobiera¬ nie czaisów trwania sygnalów morsowskich, to jest kropek i kresek, czasów trwania pauz miedzy ko- daimi, odstepów czasowych miedzy sekwencjami, iitip.Koder 45 jest dolaczony z jednej strony do ge¬ neratora 43 a z drugiej strony do ukladu sekwen¬ cyjnego 44 i do zespolu sterujacego 42 i wytwarza ciagi sygnalów ,prostokajtnych o czestotliwosci na przemian fj i f2, przy czym czasy trwania i rytm tych sygnalów odpowiadaja nadawanemu kodowi sygnalizacyjnego C. Kod ten jest zawarty w pa,- mieci stalej, zaprogramowanej specjalnie dla kaz¬ dego statku, która pózniej nie moze byc zmie¬ niana.Uklad posredniczacy 46 pobudza sygnalem wyj¬ sciowym przekazniki 50 na podstawie wejscio¬ wych sygnalów z ukladu sekwencyjnego 44 do¬ laczonego takze do generatora 43. Uklad ksztal¬ tujacy 47 przeksztalca ciagi sygnalów prostokat¬ nych z wyjscia kodera 45 na ciagi sygnalów si¬ nusciidalmych, których amplitudy sa sterowane przez dolaczany uklad 49 automatycznej regula¬ cji, do którego jest dolaczany wzmacniacz 48 do¬ starczajacy (potrzebna, energie czynna do nadaj- riilka i kompensujacy energie bierna za pomoca odpowiednich reaktamcjiL Uklad 49 automatycznej regulacji jest dolaczony równiez do zespolu sterujacego 42 i umozliwia regulacje energii dostarczanej do nadajnika przez oddzialywante na wzmocnienie ukladir ksztaltuja¬ cego 47 dolaczonego do wzmacniacza 48, zabez-V 132 5 M. piedanego przed przeciazeniem, na przyklad wsku¬ tek zwarcia- Przekazniki 50 dolaczone, do wzmacniacza - 48 i pobudzane przez uklad posredniczacy 46 zapew¬ niaja komutacja zasilania przetworników nadaj- 5 nika, dla sekwencyjnego wybierania horyzontu sek¬ torami, jak to oplisano w odniesieniu do fig. 5.Wentylatory 51 dolaczone do zasilania 41 za- ipewndaja chlodzenie wzmacniacza 48.•Uklad' Jest wykonany w postaci szuflad umiesz- to czonyeh w metalowej szafie. Szafa ta, posiada otwory wentyilacyjine wyposazone w filtry przeciw-- pylowe. Zespól sterujmy 42, generator 43, uklad sekwencyjny 44, koder 45 i uklad posredniczacy 46 sa wykonalne w technice cyfrowej, natomiast" t5 uklad kisztalt-ujaicy 47 i uklad1 49 automatycznej regulacji sa wykonane w technice analogowej.Uklady te sa wykonane z analogowych i cyfro¬ wych obwodów iscalonych oraiz dyskretnych ele¬ mentów elektronicznych i elektrycznych, zamon- 20 towanych na plytkach drukowanych.Zasilacz 41, wzmacniacz 48 i przekazniki .50 sa wykonane przy zastosowaniu dostepnych aktu¬ alnie elementów elektronicznych, elektrycznych i elektromechanicznych., » W miare postepu technologicznego, mozliwe be¬ dzie zmodyfikowanie rozwiazania ukladów, w szcze¬ gólnosci przez zastapienie calej czesci cyfrowej mikrqproeesorem4 30 iZastr z e zen i a patentowe 1. Nadajnik elektroakustyczny sygnalizacji i iden¬ tyfikacji . podwodnej statku, zawierajacy uklad elektroniczny dolaczony przynajmniej dó jednego 35 przetwornika, znamienny tym, ze przetwornik elek¬ troakustyczny (IG, 11, 12, 13) jest zamontowany w ^adlulbie (8) statku tak, ze jest zanurzony i jeist dolaczony do elektronicznego ukladu sterujacego (6), korzystnie zawierajacego w polaczeniu' szere- 40 ^gowyim generator (43), koder (45), uklad ksztaltu¬ jacy (47), wzmacniacz (48) i przekazniki (50) do¬ laczone do przetworników elektroakustycznych (10, 11, 12, 13), polajczenie to wspólpracujace z zespo^ lem sterujacym (42) autoirnatycznej regulacji ~i u- 45 kladem posredniezaicym (46), przystosowane do na¬ dawania przy czestotliwosci akustycznej sygnalu identyfikacyjnego statku w poistaci ciagu liter lub • cyfr nadawanych' kodem, korzystnie .w alfabecie Morse'a, z czestotliwoscia w zakresie od 4 do 6 50 kHz^w widmie halasu wlasnego statku, ale po¬ wyzej czestotliwosci prazków tego widma i rózna 12 od harmonicznych prazków i o mocy takiej, ze poziom natezenia akustycznego sygnalu1 sygnaliza¬ cyjnego jest zwiekszony wzgledem poziomu halasu o parametr BCs fs A = 4JC[as + UO log- — 15 log + 6, BCb fb gdzie as jest wspólczynnikiem absorpcji dzwieku w morzu przy czestotliwosci fs. Bcs i Bcb w Hz sa parametrami krytycznymi maskowania, przy czestotliwosciach fs i fb, fs jest czestotliwoscia srednia w Hz dla sygnalu identyfikacyjnego i fb jest czestotliwoscia w Hz skupionego pasma ha¬ lasuj 2. Nadajnik wedlug zasitrz. 1, znamienny tym, ze zawiera wiele przetworników elektrroakutstyicz- nych (10, 11, 12, 13), a uklad sterujiacy (6) jest dolaczony dla zasilania tych przetworników co najmniej po dwa tak, ze horyzont jesit pokrywany . wieloma sektorami. i3. Nadajnik wedlug ^zastrz. 1, znamienny tym, ze zawiera cztery przdtwonnikii elektroakustyczne (10, 11, 12, 13), rozmieszczone na wierzcholkach kwadratu, uklad sterujacy (6) zawiera przelacz¬ niki przystosowane do" laczenia , przetworników (10, 11, 12, 13) po dwa1 w przeciwfazie, stosujac dwa razy cztery kolejne polaczenia stanowiace dwie sekwencje, tak, ze horyzont jest pokrywany dwukrotnie czterema sektorami nadawania.. 4. Nadajnik wedlug zaistirz. 1, znamienny tym, ze jes»t zamontowany w szczelnej obudowie (25) omie&zczoinej iw dnie statku powyzej otworu (7) wykonanego w kadlubie (8), a przetwornik lub ' przetworniki (10, 11, 12, 13) sa ustawione piono- wo, przy czym. ich membrany emitujace leza w plaszczyznie otworu (7) w kadlubie (8). 15. Nadajnik wedlug zastrz. ii, znamienny tym, ze generator (43) rmipulisów stanowi generator zega¬ rowy dolaczony do ukladu sekwencyjnego (44) i do kodera (45) dolaczonego do wzmacniacza (48), przy czym wejscie generatora (43) jest dolaczone do zespolu sterujacego (42). 6. Nadajnlik wedlug zaistrz. 5, znamienny tym, ze koder (45) jest dolaczony do wzmacniacza (48) za posrednictwem ukladu ksztaltujacego (47) jm- pulsy prostokatne w impulsy sinusoidalne, miedzy wzmacniaczem (48) i przetwornikami (10, 11, 12, 13) sa wlaczone przekazniki (50) dolaczone do u- kladu posredniczacego (46) polaczonego poprzez u- klad sekwencyjny (44) z zespolem sterujacym (42). ;132 228 40 20 s- ¦^ \ \4 A3 .. . .&x. m.f L hfififif. oj 0,2 0,6 H < 2 l f0t B s iO W 800r»i IN P R H B f/02 D X132 228 /7G.4 »yj -Jf \*f l a b~ c V ° o - • 7« » o V 4 - o o .*_»—»_, O O O /<7£.i" -/- 43 4, ,6 M 48 30. -f-—i i—<*- +4? A -^ # i^ ^? /i/ F/6. 6 DN-3, zam. 129/87 Cena 100 zl PL PL