[go: up one dir, main page]

RU2587117C2 - Device for imitation of sound radiation by underwater moving object - Google Patents

Device for imitation of sound radiation by underwater moving object Download PDF

Info

Publication number
RU2587117C2
RU2587117C2 RU2014142665/28A RU2014142665A RU2587117C2 RU 2587117 C2 RU2587117 C2 RU 2587117C2 RU 2014142665/28 A RU2014142665/28 A RU 2014142665/28A RU 2014142665 A RU2014142665 A RU 2014142665A RU 2587117 C2 RU2587117 C2 RU 2587117C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
underwater
shaft
driver
bearings
casing
Prior art date
Application number
RU2014142665/28A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2014142665A (en
Inventor
Борис Анатольевич Касаткин
Сергей Борисович Касаткин
Original Assignee
Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт проблем морских технологий Дальневосточного отделения Российской академии наук (ИПМТ ДВО РАН)
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт проблем морских технологий Дальневосточного отделения Российской академии наук (ИПМТ ДВО РАН) filed Critical Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт проблем морских технологий Дальневосточного отделения Российской академии наук (ИПМТ ДВО РАН)
Priority to RU2014142665/28A priority Critical patent/RU2587117C2/en
Publication of RU2014142665A publication Critical patent/RU2014142665A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2587117C2 publication Critical patent/RU2587117C2/en

Links

Images

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B06—GENERATING OR TRANSMITTING MECHANICAL VIBRATIONS IN GENERAL
    • B06B—METHODS OR APPARATUS FOR GENERATING OR TRANSMITTING MECHANICAL VIBRATIONS OF INFRASONIC, SONIC, OR ULTRASONIC FREQUENCY, e.g. FOR PERFORMING MECHANICAL WORK IN GENERAL
    • B06B1/00—Methods or apparatus for generating mechanical vibrations of infrasonic, sonic, or ultrasonic frequency
    • B06B1/10—Methods or apparatus for generating mechanical vibrations of infrasonic, sonic, or ultrasonic frequency making use of mechanical energy
    • B06B1/16—Methods or apparatus for generating mechanical vibrations of infrasonic, sonic, or ultrasonic frequency making use of mechanical energy operating with systems involving rotary unbalanced masses
    • B06B1/161—Adjustable systems, i.e. where amplitude or direction of frequency of vibration can be varied
    • B06B1/162—Making use of masses with adjustable amount of eccentricity
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B06—GENERATING OR TRANSMITTING MECHANICAL VIBRATIONS IN GENERAL
    • B06B—METHODS OR APPARATUS FOR GENERATING OR TRANSMITTING MECHANICAL VIBRATIONS OF INFRASONIC, SONIC, OR ULTRASONIC FREQUENCY, e.g. FOR PERFORMING MECHANICAL WORK IN GENERAL
    • B06B3/00—Methods or apparatus specially adapted for transmitting mechanical vibrations of infrasonic, sonic, or ultrasonic frequency
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S3/00—Direction-finders for determining the direction from which infrasonic, sonic, ultrasonic, or electromagnetic waves, or particle emission, not having a directional significance, are being received
    • G01S3/80—Direction-finders for determining the direction from which infrasonic, sonic, ultrasonic, or electromagnetic waves, or particle emission, not having a directional significance, are being received using ultrasonic, sonic or infrasonic waves

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Radar, Positioning & Navigation (AREA)
  • Remote Sensing (AREA)
  • Toys (AREA)

Abstract

FIELD: instrumentation; shipbuilding; acoustics.
SUBSTANCE: device includes a detachable oil-filled submerged cylindrical housing accommodating an electric motor and a mechanical driver. Power supply unit and programmable control unit are installed in the ship unit. Underwater part of the housing is sound transparent and is equipped with removable end covers; at that, a top cover has a cylindrical hole. Electric motor, by means of a coupling, is connected with the mechanical driver. Driver comprises a shaft and two eccentric devices representing two parallel disks with hubs secured on the shaft of the driver, and bearings, axes of which are rigidly fixed in the disks. Driver shaft is arranged in end bearings. Device includes vertical and horizontal guides. Radiating element is made in the shape of four concave thin-wall cylindrical segments with an opening angle of 90°. Between end horizontal surfaces of the thin-wall cylindrical segments and their horizontal guides there are arranged elastic gaskets. Between the upper and lower parts of the housing there are installed sealing gaskets.
EFFECT: increase in reliability of simulating sound radiation of underwater moving objects.
6 cl, 3 dwg

Description

Изобретение относится к приборам гидроакустического противодействия, в частности к устройствам, имитирующим излучение шумов подводной лодкой.The invention relates to hydroacoustic counteraction devices, in particular to devices simulating the emission of noise by a submarine.

Известен самоходный имитатор подводной лодки, содержащий корпус с движителем, блок управления, средства гидроакустического противодействия, снабженный системой компенсации шумов движителя в выбранном направлении, выполненной в виде установленной соосно с продольной осью симметрии цилиндрической винтовой насадки, размещенных на ее покрытой звукопоглощающим слоем внутренней поверхности N приемников, расположенных на наружной поверхности радиально относительно приемников N излучателей и N-канального блока компенсации шумов движителя, при этом каждая пара радиально расположенных приемников-излучателей соединена с соответствующим каналом блока компенсации шумов движителя, каждый из которых электрически соединен с блоком управления (патент РФ на изобретение №2022872, МПК B63G 8/34, приоритет с 13.11.1991).Known self-propelled simulator of a submarine containing a hull with a propulsion unit, a control unit, sonar countermeasures, equipped with a propulsion noise compensation system in the selected direction, made in the form of a cylindrical screw nozzle mounted coaxially with the longitudinal axis of symmetry, placed on its inner surface N of the receivers coated with a sound-absorbing layer located on the outer surface radially relative to the receivers of N emitters and N-channel block noise compensation propulsor , Wherein each pair of radially spaced emitters, receivers connected to the respective channel compensation unit propulsor noise, each of which is electrically connected to a control unit (Russian patent for invention №2022872, IPC B63G 8/34, with priority 13.11.1991).

Недостатком данного изобретения является низкая достоверность имитации первичного шумового поля подводной лодки средствами гидроакустического противодействия, размещенными на самоходном имитаторе подводной лодки, и неполная компенсация собственных шумов высокооборотного движителя самоходного имитатора с помощью N узкополосных излучателей, которые являются классификационными признаками ложной цели. Наличие в спектре шумоизлучения имитатора высокочастотных составляющих, генерируемых высокооборотным движителем имитатора, снижает достоверность имитации шумов подводной лодки.The disadvantage of this invention is the low reliability of simulating the primary noise field of a submarine by means of sonar countermeasures placed on a self-propelled simulator of a submarine, and incomplete compensation of the intrinsic noise of a high-speed propulsion of a self-propelled simulator using N narrow-band emitters, which are classification signs of a false target. The presence in the noise spectrum of the simulator of high-frequency components generated by the high-speed propulsion of the simulator reduces the reliability of simulating the noise of a submarine.

Известен самоходный имитатор подводной лодки, содержащий корпус торпедообразной формы, в котором расположены источник электроэнергии, подключенный через блок программного управления к приборам гидроакустического противодействия, а также подключенный к электродвигателю, который соединен парой гребных валов с движителем, выполненным из двух соосных разностороннего вращения винтов, закрепленных на соответствующих внутреннем и внешнем гребных валах, дополненным механическим устройством излучения дискретных составляющих, адекватных подводной лодке заданного проекта, которое выполнено в виде дополнительно удлиненного внутреннего вала, на котором закреплены N винтов одной стороны вращения, на внешнем гребном валу дополнительно размещены не менее двух радиально расположенных креплений, к которым закреплены лопасти N винтов другой стороны вращения, причем эти винты посажены на подшипники, внутренние кольца которых закреплены на дополнительно удлиненном внутреннем гребном валу, чередуясь с винтами первой стороны вращения по всей его длине, расстояние между винтами первой-второй сторон вращения одинаково, а количество пар винтов первой-второй сторон вращения определяющих величину удлинения вала, равно N2/N1, где Ν1 - число оборотов в одну минуту винтов подводной лодки для выбранной скорости применения заданного проекта подводной лодки, N2 - число оборотов в одну минуту валов движителя самоходного имитатора подводной лодки заданного проекта, соответствующее выбранной скорости (патент РФ на изобретение №2020510, МПК G01S 7/38, G09B 9/06, приоритет 31.10.1991).A self-propelled submarine simulator is known, comprising a torpedo-shaped hull in which an electric power source is located, connected via a program control unit to sonar counters, and also connected to an electric motor, which is connected by a pair of propeller shafts to a propulsion device made of two coaxial multi-rotational rotation of screws fixed on the corresponding internal and external propeller shafts, supplemented by a mechanical device for emitting discrete components, adequate a submarine of a given project, which is made in the form of an additionally extended internal shaft, on which N screws of one side of rotation are fixed, at least two radially located fasteners, to which blades of N screws of the other side of rotation are fixed, are additionally mounted on the external propeller shaft, and these screws are seated on bearings, the inner rings of which are mounted on an additionally extended internal propeller shaft, alternating with the screws of the first side of rotation along its entire length, the distance between the screws the moat of the second and second sides of rotation is the same, and the number of pairs of screws of the first or second sides of rotation that determine the shaft elongation is N 2 / N 1 , where где 1 is the number of revolutions per minute of the screws of the submarine for the selected speed of application of a given submarine design, N 2 - the number of revolutions per minute of the shafts of the propeller of a self-propelled simulator of a submarine of a given project, corresponding to the selected speed (RF patent for the invention No. 2020510, IPC G01S 7/38, G09B 9/06, priority 10/31/1991).

Недостатком данного изобретения является низкая достоверность имитации первичного шумового поля подводной лодки. Объясняется это тем, что в спектре излучения устройства излучения дискретных составляющих, адекватных подводной лодке заданного проекта, остаются высокочастотные составляющие, соответствующие высокооборотному движителю имитатора, которые, являясь классификационными признаками ложной цели, снижают достоверность имитации шумов подводной лодки. Это изобретение является наиболее близким к заявленному изобретению.The disadvantage of this invention is the low reliability of the simulation of the primary noise field of a submarine. This is explained by the fact that in the emission spectrum of the radiation device of the discrete components adequate to the submarine of the given project, there remain high-frequency components corresponding to the high-speed propulsion of the simulator, which, being classification signs of a false target, reduce the reliability of the simulation of the noise of the submarine. This invention is closest to the claimed invention.

Данное изобретение является наиболее близким к заявленному изобретению и принято за прототип.This invention is the closest to the claimed invention and is taken as a prototype.

Задачей настоящего изобретения является повышение достоверности имитации излучения звука подводными движущимися объектами типа подводной лодки.The objective of the present invention is to increase the reliability of simulating sound radiation by underwater moving objects such as a submarine.

Для достижения этой задачи в устройстве для имитации излучения звука подводным движущимся объектом, содержащем подводный цилиндрический корпус, с размещенными в нем электродвигателем и устройством излучения дискретных составляющих, источник питания, соединенный с входом электродвигателя, и блок программного управления, источник питания и блок программного управления размещены в судовом блоке, который соединен с подводным корпусом посредством кабель-троса. Подводный корпус выполнен разъемным, маслозаполненным, состоящим из верхней и нижней частей, установленных соосно одна на другую, причем нижняя часть подводного корпуса выполнена звукопрозрачной и снабжена съемными верхней и нижней торцевыми крышками. В верхней торцевой крышке по ее вертикальной оси выполнено цилиндрическое отверстие. Электродвигатель выполнен низкооборотным, число оборотов в минуту которого соответствует числу оборотов в минуту гребного винта подводного движущегося объекта заданного типа. Электродвигатель размещен в верхней части подводного корпуса, а на его валу установлена соединительная муфта. Устройство излучения дискретных составляющих дополнительно снабжено механическим драйвером, размещенным в нижней части подводного корпуса, причем драйвер содержит вал и как минимум два эксцентриковых устройства, равномерно распределенных по длине вала. Каждое эксцентриковое устройство содержит пару параллельных дисков со ступицами, закрепленными на валу драйвера, при этом между каждой парой дисков установлены четыре подшипника, равномерно распределенных по окружности дисков с шагом 90°, а оси этих подшипников жестко закреплены в дисках. В торцевых крышках нижней части подводного корпуса соосно его вертикальной оси установлены торцевые подшипники, в которых размещен вал драйвера, при этом его свободный конец через цилиндрическое отверстие в верхней торцевой крышке нижней части подводного корпуса размещен в верхней части подводного корпуса и соединен посредством соединительной муфты с валом электродвигателя. На внутренней поверхности нижней части подводного корпуса по высоте и с шагом 90° по окружности установлены четыре вертикальные направляющие. Излучающая поверхность устройства излучения дискретных составляющих выполнена в виде четырех вогнутых тонкостенных цилиндрических сегментов с углом раскрыва 90°, вертикальные торцевые поверхности которых гибко закреплены в четырех вертикальных направляющих нижней части подводного корпуса, а на их горизонтальных торцевых поверхностях установлены горизонтальные направляющие, выполненные из материала с малым коэффициентом трения, например полистирола. Радиус окружности, огибающей внешние поверхности четырех подшипников каждого эксцентрикового устройства, превышает радиус окружности, огибающей внутренние поверхности четырех тонкостенных цилиндрических сегментов излучающей поверхности устройства излучения дискретных составляющих на величину амплитуды колебательного смещения.To achieve this goal, in a device for simulating sound emission by an underwater moving object containing an underwater cylindrical body, with an electric motor and a device for emitting discrete components placed therein, a power source connected to the input of the electric motor, and a program control unit, a power supply, and a program control unit are placed in the ship block, which is connected to the underwater hull by means of a cable cable. The underwater casing is made detachable, oil-filled, consisting of the upper and lower parts mounted coaxially one on top of the other, and the lower part of the underwater casing is made transparent and equipped with removable upper and lower end caps. A cylindrical hole is made in the upper end cap along its vertical axis. The electric motor is made low-speed, the number of revolutions per minute of which corresponds to the number of revolutions per minute of the propeller of an underwater moving object of a given type. The electric motor is located in the upper part of the underwater casing, and a coupling sleeve is installed on its shaft. The device for emitting discrete components is additionally equipped with a mechanical driver located in the lower part of the underwater housing, the driver comprising a shaft and at least two eccentric devices uniformly distributed along the shaft. Each eccentric device contains a pair of parallel disks with hubs mounted on the driver shaft, while four bearings are installed between each pair of disks, evenly distributed around the circumference of the disks in increments of 90 °, and the axes of these bearings are rigidly fixed to the disks. In the end caps of the lower part of the underwater casing, axial bearings are installed coaxially with its vertical axis, in which the driver shaft is located, while its free end is placed in the upper part of the underwater casing in the upper end cover of the lower part of the underwater casing and connected via a coupling to the shaft electric motor. Four vertical guides are installed on the inner surface of the lower part of the underwater hull in height and in 90 ° increments around the circumference. The radiating surface of the discrete component radiation device is made in the form of four concave thin-walled cylindrical segments with an opening angle of 90 °, the vertical end surfaces of which are flexibly fixed in the four vertical guides of the lower part of the underwater casing, and horizontal guides made of material with a small diameter are installed on their horizontal end surfaces coefficient of friction, for example polystyrene. The radius of the circle enveloping the outer surfaces of the four bearings of each eccentric device exceeds the radius of the circle enveloping the inner surfaces of the four thin-walled cylindrical segments of the radiating surface of the discrete component radiation device by the amplitude of the vibrational displacement.

Между верхней и нижней частями подводного корпуса установлены уплотнительные прокладки.Between the upper and lower parts of the underwater housing, gaskets are installed.

Между торцевыми горизонтальными поверхностями тонкостенных цилиндрических сегментов и их горизонтальными направляющими размещены упругие прокладки.Between the end horizontal surfaces of the thin-walled cylindrical segments and their horizontal guides are placed elastic gaskets.

Внутренняя поверхность каждой вертикальной направляющей нижней части подводного корпуса снабжена упругой прокладкой.The inner surface of each vertical guide of the lower part of the underwater housing is provided with an elastic gasket.

В поперечном сечении каждая горизонтальная направляющая тонкостенных цилиндрических сегментов выполнена П-образной формы.In the cross section, each horizontal guide of thin-walled cylindrical segments is made in a U-shape.

Торцевые крышки нижней части подводного корпуса соединены между собой посредством шпилек.The end caps of the lower part of the underwater housing are interconnected by means of studs.

В предлагаемом изобретении рабочий диапазон частот имитатора определяется числом оборотов электродвигателя и числом подшипников в каждом из эксцентриковых устройств, равномерно распределенных на валу драйвера. При изменении числа оборотов двигателя по наперед заданной программе рабочий диапазон частот имитатора можно перестраивать в широком частотном диапазоне, имитируя изменение спектра шумоизлучения при изменении скорости движения подводного объекта.In the present invention, the operating frequency range of the simulator is determined by the number of revolutions of the electric motor and the number of bearings in each of the eccentric devices uniformly distributed on the driver shaft. When changing the engine speed according to a predetermined program, the operating frequency range of the simulator can be tuned in a wide frequency range, simulating a change in the noise emission spectrum with a change in the speed of the underwater object.

В предлагаемом имитаторе существенными признаками, общими с прототипом являются:In the proposed simulator, the essential features common to the prototype are:

- подводный цилиндрический корпус;- underwater cylindrical body;

- электродвигатель, размещенный в подводном цилиндрическом корпусе;- an electric motor located in an underwater cylindrical housing;

- устройство излучения дискретных составляющих, размещенное в подводном цилиндрическом корпусе;- a device for the emission of discrete components located in an underwater cylindrical body;

- источник питания, соединенный с входом электродвигателя;- a power source connected to the input of the electric motor;

- блок программного управления.- program control unit.

Отличительными существенными признаками являются:Distinctive essential features are:

- дополнительно введен второй источник питания, вход которого соединен с выходом блока программного управления;- additionally introduced a second power source, the input of which is connected to the output of the program control unit;

- выход второго источника питания соединен с входом электродвигателя;- the output of the second power source is connected to the input of the electric motor;

- второй выход первого источника питания соединен со вторым входом второго источника питания;- the second output of the first power source is connected to the second input of the second power source;

- блок программного управления, первый и второй источники питания размещены в судовом блоке, который соединен с подводным корпусом посредством кабель-троса;- a program control unit, the first and second power sources are located in the ship unit, which is connected to the underwater hull by means of a cable cable;

- подводный корпус выполнен разъемным, маслозаполненным, состоящим из верхней и нижней частей, установленных соосно одна на другую;- the underwater casing is made detachable, oil-filled, consisting of upper and lower parts mounted coaxially one on top of the other;

- нижняя часть подводного корпуса выполнена звукопрозрачной и снабжена съемными верхней и нижней торцевыми крышками;- the lower part of the underwater body is made transparent and equipped with removable upper and lower end caps;

- в верхней торцевой крышке по ее вертикальной оси выполнено цилиндрическое отверстие;- a cylindrical hole is made in the upper end cap along its vertical axis;

- электродвигатель выполнен низкооборотным, число оборотов в минуту которого соответствует числу оборотов в минуту гребного винта подводного движущегося объекта заданного типа, и размещен в верхней части подводного корпуса, а на его валу установлена соединительная муфта;- the electric motor is low-speed, the number of revolutions per minute of which corresponds to the number of revolutions per minute of the propeller of an underwater moving object of a given type, and is located in the upper part of the underwater casing, and a coupling sleeve is installed on its shaft;

- устройство излучения дискретных составляющих дополнительно снабжено механическим драйвером, размещенным в нижней части подводного корпуса;- the radiation device of the discrete components is additionally equipped with a mechanical driver located in the lower part of the underwater housing;

- драйвер содержит вал и как минимум два эксцентриковых устройства, равномерно распределенных по длине вала;- the driver contains a shaft and at least two eccentric devices uniformly distributed along the length of the shaft;

- каждое эксцентриковое устройство содержит пару параллельных дисков со ступицами, закрепленными на валу драйвера, при этом между каждой парой дисков установлены четыре подшипника, равномерно распределенных по окружности дисков с шагом 90°, а оси этих подшипников жестко закреплены в дисках;- each eccentric device contains a pair of parallel disks with hubs mounted on the driver shaft, while four bearings are installed between each pair of disks, evenly distributed around the circumference of the disks in increments of 90 °, and the axes of these bearings are rigidly fixed to the disks;

- в торцевых крышках нижней части подводного корпуса, соосно его вертикальной оси установлены торцевые подшипники, в которых размещен вал драйвера, при этом его свободный конец через цилиндрическое отверстие в верхней торцевой крышке нижней части подводного корпуса размещен в верхней части подводного корпуса и соединен посредством соединительной муфты с валом электродвигателя;- in the end caps of the lower part of the underwater casing, coaxial to its vertical axis, there are installed end bearings in which the driver shaft is located, while its free end is placed in the upper part of the underwater casing in the upper end cover of the lower part of the underwater casing and connected via a coupling with motor shaft;

- на внутренней поверхности нижней части подводного корпуса по высоте и с шагом 90° по окружности установлены четыре вертикальные направляющие;- four vertical guides are installed on the inner surface of the lower part of the underwater hull in height and in 90 ° increments around the circumference;

- излучающая поверхность устройства излучения дискретных составляющих выполнена в виде четырех вогнутых тонкостенных цилиндрических сегментов с углом раскрыва 90°, вертикальные торцевые поверхности которых гибко закреплены в четырех вертикальных направляющих нижней части подводного корпуса, а на их горизонтальных торцевых поверхностях установлены горизонтальные направляющие, выполненные из материала с малым коэффициентом трения, например полистирола;- the radiating surface of the device for emitting discrete components is made in the form of four concave thin-walled cylindrical segments with an opening angle of 90 °, the vertical end surfaces of which are flexibly fixed in the four vertical guides of the lower part of the underwater body, and horizontal guides made of material with low coefficient of friction, for example polystyrene;

- радиус окружности, огибающей внешние поверхности четырех подшипников каждого эксцентрикового устройства, превышает радиус окружности, огибающей внутренние поверхности четырех тонкостенных цилиндрических сегментов излучающей поверхности устройства излучения дискретных составляющих на величину амплитуды колебательного смещения.- the radius of the circle enveloping the outer surfaces of the four bearings of each eccentric device exceeds the radius of the circle enveloping the inner surfaces of the four thin-walled cylindrical segments of the radiating surface of the discrete component radiation device by the amplitude of the vibrational displacement.

Таким образом, именно такая совокупность существенных признаков заявленного устройства позволяет создать устройство для имитации излучения звука подводным движущимся объектом с улучшенными характеристиками, что повышает достоверность имитации излучения звука подводных движущихся объектов. На основании изложенного можно заключить, что совокупность существенных признаков заявленного изобретения имеет причинно-следственную связь с достигнутым техническим результатом.Thus, it is such a combination of essential features of the claimed device that allows you to create a device for simulating sound radiation by an underwater moving object with improved characteristics, which increases the reliability of simulating sound radiation of underwater moving objects. Based on the foregoing, we can conclude that the set of essential features of the claimed invention has a causal relationship with the achieved technical result.

Сущность изобретения поясняется чертежами, где на фиг. 1 представлены вертикальный разрез подводного корпуса устройства для имитации, на фиг. 2 представлен поперечный разрез А-А в горизонтальном сечении подводного корпуса устройства для имитации, на фиг. 3 - блок-схема электрического соединения элементов устройства.The invention is illustrated by drawings, where in FIG. 1 shows a vertical section through an underwater casing of a device for simulating, FIG. 2 shows a cross section AA in a horizontal section of an underwater casing of a simulator, FIG. 3 is a block diagram of an electrical connection of device elements.

Заявленное устройство для имитации содержит разъемный подводный цилиндрический корпус, состоящий из верхней части 1 и нижней части 2, установленных соосно одна на другую, и заполненный маслом 3. Нижняя часть 2 подводного корпуса выполнена звукопрозрачной и снабжена съемными верхней торцевой крышкой 4 и нижней торцевой крышкой 5, при этом в верхней торцевой крышке 4 по ее вертикальной оси выполнено цилиндрическое отверстие. Электродвигатель 6 выполнен низкооборотным, число оборотов в минуту которого соответствует числу оборотов в минуту гребного винта подводного движущегося объекта заданного типа, и размещен в верхней части 1 подводного корпуса, а на его валу 7 установлена соединительная муфта 8. Устройство излучения дискретных составляющих размещено в нижней части 2 подводного корпуса и дополнительно снабжено механическим драйвером. Драйвер содержит вал 9 и как минимум два эксцентриковых устройства, равномерно распределенных по длине вала 9. Каждое эксцентриковое устройство содержит пару параллельных дисков 10 со ступицами, закрепленными на валу 9 драйвера, при этом между каждой парой дисков 10 установлены четыре подшипника 11, равномерно распределенных по окружности дисков с шагом 90°, а оси этих подшипников 11 жестко закреплены в дисках 10. В торцевых крышках 4 и 5 нижней части 2 подводного корпуса, соосно его вертикальной оси установлены торцевые подшипники 12, в которых размещен вал 9 драйвера, при этом его свободный конец через цилиндрическое отверстие в верхней торцевой крышке 4 нижней части 2 подводного корпуса размещен в верхней части 1 подводного корпуса и соединен посредством соединительной муфты 8 с валом 7 электродвигателя 6. На внутренней поверхности нижней части 2 подводного корпуса по высоте и с шагом 90° по окружности установлены четыре вертикальные направляющие 13. Излучающая поверхность устройства излучения дискретных составляющих выполнена в виде четырех вогнутых тонкостенных цилиндрических сегментов 14 с углом раскрыва 90°, вертикальные торцевые поверхности которых гибко закреплены в четырех вертикальных направляющих 13 нижней части 2 подводного корпуса, при этом внутренняя поверхность каждой вертикальной направляющей 13 снабжена упругой прокладкой 15. На горизонтальных торцевых поверхностях цилиндрических сегментов 14 установлены горизонтальные направляющие 16, выполненные из материала с малым коэффициентом трения, например полистирола, при этом в поперечном сечении каждая горизонтальная направляющая тонкостенных цилиндрических сегментов выполнена П-образной формы. Между торцевыми горизонтальными поверхностями тонкостенных цилиндрических сегментов 14 и их горизонтальными направляющими 16 размещены упругие прокладки 17. Радиус окружности, огибающей внешние поверхности четырех подшипников 11 каждого эксцентрикового устройства, превышает радиус окружности, огибающей внутренние поверхности четырех тонкостенных цилиндрических сегментов 14 излучающей поверхности устройства излучения дискретных составляющих на величину амплитуды колебательного смещения. Между верхней частью 1 и нижней частью 2 подводного корпуса установлены уплотнительные прокладки 18. Торцевые крышки 4 и 5 нижней части 2 подводного корпуса соединены между собой посредством шпилек. Кроме того устройство для имитации содержит источник 19 питания, соединенный с входом электродвигателя и блок 20 программного управления, причем выход блока 20 программного управления соединен с входом источника 19 питания электродвигателя 6. При этом источник 19 питания и блок 20 программного управления размещены в судовом блоке, который соединен с подводным корпусом посредством кабель-троса.The claimed device for simulation contains a detachable underwater cylindrical body, consisting of an upper part 1 and a lower part 2, mounted coaxially one on the other, and filled with oil 3. The lower part 2 of the underwater body is made transparent and equipped with a removable upper end cover 4 and lower end cover 5 while in the upper end cover 4 along its vertical axis a cylindrical hole is made. The electric motor 6 is made low-speed, the number of revolutions per minute of which corresponds to the number of revolutions per minute of the propeller of the underwater moving object of a given type, and is located in the upper part 1 of the underwater casing, and a coupling 8 is installed on its shaft 7. The device for emitting discrete components is located in the lower part 2 underwater housing and is additionally equipped with a mechanical driver. The driver contains a shaft 9 and at least two eccentric devices uniformly distributed along the length of the shaft 9. Each eccentric device contains a pair of parallel disks 10 with hubs mounted on the driver shaft 9, while four bearings 11 are installed between each pair of disks 10, evenly distributed over the circumference of the disks in 90 ° increments, and the axes of these bearings 11 are rigidly fixed in the disks 10. In the end caps 4 and 5 of the lower part 2 of the underwater housing, end bearings 12 are installed coaxially with its vertical axis, in which the driver’s shaft 9 is located, and its free end through the cylindrical hole in the upper end cover 4 of the lower part 2 of the underwater casing is placed in the upper part 1 of the underwater casing and connected via a coupling 8 to the shaft 7 of the electric motor 6. On the inner surface of the lower part 2 of the underwater casing four vertical guides 13 are installed in height and in increments of 90 ° around the circumference 13. The radiating surface of the discrete component radiation device is made in the form of four concave thin-walled cylindrical gents 14 with an opening angle of 90 °, the vertical end surfaces of which are flexibly fixed in four vertical guides 13 of the lower part 2 of the underwater casing, while the inner surface of each vertical guide 13 is provided with an elastic gasket 15. On the horizontal end surfaces of the cylindrical segments 14, horizontal guides 16 are installed, made of a material with a low coefficient of friction, for example polystyrene, with each horizontal guide of thin-walled cylinders in cross section eskih segments formed in U-shape. Between the end horizontal surfaces of the thin-walled cylindrical segments 14 and their horizontal guides 16 are placed elastic gaskets 17. The radius of the circle enveloping the outer surfaces of the four bearings 11 of each eccentric device exceeds the radius of the circle enveloping the inner surfaces of the four thin-walled cylindrical segments 14 of the radiating surface of the discrete component radiation device on the magnitude of the amplitude of the vibrational displacement. Sealing gaskets 18 are installed between the upper part 1 and the lower part 2 of the underwater casing 18. The end caps 4 and 5 of the lower part 2 of the underwater casing are interconnected by means of studs. In addition, the device for simulation contains a power source 19 connected to the input of the electric motor and the program control unit 20, the output of the program control unit 20 being connected to the input of the power source 19 of the electric motor 6. In this case, the power source 19 and the program control unit 20 are located in the ship unit, which is connected to the underwater housing via a cable.

Устройство работает следующим образом. При подаче напряжения на электродвигатель 6, приводится во вращение вал 7 электродвигателя и скрепленный с ним посредством муфты 8 вал 9 механического драйвера. Четыре подшипника 11, закрепленные в дисках 10 и равномерно распределенных по окружности дисков с шагом 90°, каждого из эксцентриковых устройств, синхронно смещают каждый из четырех вогнутых тонкостенных цилиндрических сегментов 14 при соприкосновении с ними на заданную величину смещения в сторону наружной нормали. При выходе из соприкосновения с подшипниками 11 цилиндрические сегменты 14 возвращаются в исходное положение за счет сил упругости цилиндрического сегмента, свободно закрепленного в вертикальных направляющих 13, выполненных в нижней части 2 подводного корпуса, и горизонтальных направляющих 16, выполненных в верхней торцевой крышке 4 нижней части 2 подводного корпуса. При непрерывном вращении электродвигателя 6 излучающая поверхность устройства излучения дискретных составляющих излучает в окружающую среду широкополосный звуковой сигнал, содержащий основную частоту и гармоники. Основная частота излучения звука излучающей оболочкой определяется числом оборотов в минуту электродвигателя, числом подшипников в каждом из эксцентриковых устройств, а весь спектр шумоизлучения может легко перестраиваться по наперед заданной программе путем изменения напряжения, подаваемого на электродвигатель 6 от источника питания 19.The device operates as follows. When applying voltage to the electric motor 6, the shaft 7 of the electric motor and the shaft 9 of the mechanical driver fastened to it by means of the coupling 8 are driven. Four bearings 11, mounted in disks 10 and evenly distributed around the circumference of the disks in increments of 90 °, of each of the eccentric devices, synchronously displace each of the four concave thin-walled cylindrical segments 14 in contact with them by a predetermined amount of displacement towards the outside normal. When coming out of contact with the bearings 11, the cylindrical segments 14 return to their original position due to the elastic forces of the cylindrical segment freely fixed in the vertical guides 13 made in the lower part 2 of the underwater casing and the horizontal guides 16 made in the upper end cover 4 of the lower part 2 underwater hull. With the continuous rotation of the electric motor 6, the emitting surface of the device for emitting discrete components emits into the environment a broadband sound signal containing the fundamental frequency and harmonics. The main frequency of sound emission from the emitting shell is determined by the number of revolutions per minute of the electric motor, the number of bearings in each of the eccentric devices, and the entire spectrum of noise emission can be easily tuned to a predetermined program by changing the voltage supplied to the electric motor 6 from the power source 19.

Таким образом, в заявленном устройстве расширяется рабочий диапазон частот излучения звука и достигается наилучшая достоверность имитации излучения звука подводным движущимся объектом, поскольку механизмы излучения звука имитатором и подводным движущимся объектом принципиально аналогичны.Thus, the claimed device extends the operating frequency range of sound radiation and the best reliability of simulating sound emission by an underwater moving object is achieved, since the sound emission mechanisms of the simulator and the underwater moving object are fundamentally similar.

Claims (6)

1. Устройство для имитации излучения звука подводным движущимся объектом, содержащее подводный цилиндрический корпус, с размещенными в нем электродвигателем и устройством излучения дискретных составляющих, источник питания, соединенный с входом электродвигателя, и блок программного управления, отличающееся тем, что источник питания и блок программного управления размещены в судовом блоке, который соединен с подводным корпусом посредством кабель-троса, подводный корпус выполнен разъемным, маслозаполненным, состоящим из верхней и нижней частей, установленных соосно одна на другую, причем нижняя часть подводного корпуса выполнена звукопрозрачной и снабжена съемными верхней и нижней торцевыми крышками, при этом в верхней торцевой крышке по ее вертикальной оси выполнено цилиндрическое отверстие, электродвигатель выполнен низкооборотным, число оборотов в минуту которого соответствует числу оборотов в минуту гребного винта подводного движущегося объекта заданного типа, и размещен в верхней части подводного корпуса, а на его валу установлена соединительная муфта, устройство излучения дискретных составляющих дополнительно снабжено механическим драйвером, размещенным в нижней части подводного корпуса, причем драйвер содержит вал и, как минимум, два эксцентриковых устройства, равномерно распределенных по длине вала, а каждое эксцентриковое устройство содержит пару параллельных дисков со ступицами, закрепленными на валу драйвера, при этом между каждой парой дисков установлены четыре подшипника, равномерно распределенные по окружности дисков с шагом 90°, а оси этих подшипников жестко закреплены в дисках, в торцевых крышках нижней части подводного корпуса, соосно его вертикальной оси установлены торцевые подшипники, в которых размещен вал драйвера, при этом его свободный конец через цилиндрическое отверстие в верхней торцевой крышке нижней части подводного корпуса размещен в верхней части подводного корпуса и соединен посредством соединительной муфты с валом электродвигателя, на внутренней поверхности нижней части подводного корпуса по высоте и с шагом 90° по окружности установлены четыре вертикальные направляющие, излучающая поверхность устройства излучения дискретных составляющих выполнена в виде четырех вогнутых тонкостенных цилиндрических сегментов с углом раскрыва 90°, вертикальные торцевые поверхности которых гибко закреплены в четырех вертикальных направляющих нижней части подводного корпуса, а на их горизонтальных торцевых поверхностях установлены горизонтальные направляющие, выполненные из материала с малым коэффициентом трения, например, полистирола, радиус окружности, огибающей внешние поверхности четырех подшипников каждого эксцентрикового устройства, превышает радиус окружности, огибающей внутренние поверхности четырех тонкостенных цилиндрических сегментов излучающей поверхности устройства излучения дискретных составляющих на величину амплитуды колебательного смещения, а выход блока программного управления соединен с входом источника питания электродвигателя.1. A device for simulating sound radiation by an underwater moving object, comprising an underwater cylindrical body, with an electric motor and a discrete component radiation device disposed therein, a power source connected to an electric motor input, and a program control unit, characterized in that the power source and program control unit placed in the ship block, which is connected to the underwater hull by means of a cable, the underwater hull is made detachable, oil-filled, consisting of upper and lower parts mounted coaxially to one another, the lower part of the underwater casing being made transparent and equipped with removable upper and lower end caps, while in the upper end cap along its vertical axis a cylindrical hole is made, the motor is low-speed, the number of revolutions per minute of which corresponds to the number revolutions per minute of the propeller of an underwater moving object of a given type, and is located in the upper part of the underwater casing, and a coupling sleeve is installed on its shaft, The radiation of discrete components is additionally equipped with a mechanical driver located in the lower part of the underwater casing, the driver containing a shaft and at least two eccentric devices uniformly distributed along the shaft, and each eccentric device containing a pair of parallel disks with hubs mounted on the driver shaft in this case, four bearings are installed between each pair of disks, uniformly distributed around the circumference of the disks in increments of 90 °, and the axes of these bearings are rigidly fixed to the disks x, in the end caps of the lower part of the underwater casing, coaxial to its vertical axis, there are mounted end bearings in which the driver shaft is located, while its free end is placed in the upper part of the underwater casing in the upper end cover of the lower part of the underwater casing and connected via a connecting couplings with an electric motor shaft, four vertical guides are installed on the inner surface of the lower part of the underwater casing in height and in 90 ° increments around the circumference, radiating The design of the device for emitting discrete components is made in the form of four concave thin-walled cylindrical segments with an opening angle of 90 °, the vertical end surfaces of which are flexibly fixed in the four vertical guides of the lower part of the underwater casing, and horizontal guides made of a material with a small coefficient are installed on their horizontal end surfaces friction, for example, polystyrene, the radius of the circle enveloping the outer surfaces of the four bearings of each eccentric device roystva exceeds the radius of the circle, the inner envelope surface of four thin-walled cylindrical segments radiating surface of the radiation devices discrete components in the vibrational displacement amplitude, and program control unit output is connected to the input of the motor power source. 2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что между верхней и нижней частями подводного корпуса установлены уплотнительные прокладки.2. The device according to p. 1, characterized in that between the upper and lower parts of the underwater casing are installed gaskets. 3. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что между торцевыми горизонтальными поверхностями тонкостенных цилиндрических сегментов и их горизонтальными направляющими размещены упругие прокладки.3. The device according to p. 1, characterized in that between the end horizontal surfaces of the thin-walled cylindrical segments and their horizontal guides placed elastic gaskets. 4. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что внутренняя поверхность каждой вертикальной направляющей снабжена упругой прокладкой.4. The device according to claim 1, characterized in that the inner surface of each vertical rail is provided with an elastic gasket. 5. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что в поперечном сечении каждая горизонтальная направляющая тонкостенных цилиндрических сегментов выполнена П-образной формы.5. The device according to claim 1, characterized in that in the cross section each horizontal guide of thin-walled cylindrical segments is made in a U-shape. 6. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что торцевые крышки нижней части подводного корпуса соединены между собой посредством шпилек. 6. The device according to claim 1, characterized in that the end caps of the lower part of the underwater body are interconnected by means of studs.
RU2014142665/28A 2014-10-22 2014-10-22 Device for imitation of sound radiation by underwater moving object RU2587117C2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2014142665/28A RU2587117C2 (en) 2014-10-22 2014-10-22 Device for imitation of sound radiation by underwater moving object

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2014142665/28A RU2587117C2 (en) 2014-10-22 2014-10-22 Device for imitation of sound radiation by underwater moving object

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2014142665A RU2014142665A (en) 2016-05-20
RU2587117C2 true RU2587117C2 (en) 2016-06-10

Family

ID=56011774

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2014142665/28A RU2587117C2 (en) 2014-10-22 2014-10-22 Device for imitation of sound radiation by underwater moving object

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2587117C2 (en)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN115789417A (en) * 2022-11-10 2023-03-14 中国船舶集团有限公司第七○八研究所 Two-dimensional movement mechanism for underwater acoustic test

Citations (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2309033A (en) * 1939-02-13 1943-01-19 Baily Robert William Method for multifrequency vibration
US2841995A (en) * 1955-05-02 1958-07-08 Elmer R Stitt Vibrator
US3033158A (en) * 1960-02-17 1962-05-08 Jr Albert G Bodine Apparatus for transmitting sonic vibrations into liquid bodies
US4153135A (en) * 1977-09-30 1979-05-08 Hydroacoustics Inc. Apparatus for the generation of acoustic signals in marine environments
US4265130A (en) * 1978-09-15 1981-05-05 Koehring Gmbh - Bomag Division Vibration generator with adjustable eccentric weight
US4353261A (en) * 1981-02-24 1982-10-12 The Koehring Company Multi-position amplitude device
US4424718A (en) * 1980-04-21 1984-01-10 Wadensten Theodore S Air actuated rotary vibrator with resilient shock mount to provide linear movement
US4481835A (en) * 1981-10-28 1984-11-13 Dynapac Maskin Ab Device for continuous adjustment of the vibration amplitude of eccentric elements
RU2020510C1 (en) * 1991-10-31 1994-09-30 Сергей Николаевич Павликов Self-propelled submarine simulator
EP1867402A1 (en) * 2006-06-15 2007-12-19 Visam S.r.l. Improved vibrator
CN103101101A (en) * 2013-01-23 2013-05-15 山东科技大学 Block forming vibration exciter based on chaotic vibration

Patent Citations (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2309033A (en) * 1939-02-13 1943-01-19 Baily Robert William Method for multifrequency vibration
US2841995A (en) * 1955-05-02 1958-07-08 Elmer R Stitt Vibrator
US3033158A (en) * 1960-02-17 1962-05-08 Jr Albert G Bodine Apparatus for transmitting sonic vibrations into liquid bodies
US4153135A (en) * 1977-09-30 1979-05-08 Hydroacoustics Inc. Apparatus for the generation of acoustic signals in marine environments
US4265130A (en) * 1978-09-15 1981-05-05 Koehring Gmbh - Bomag Division Vibration generator with adjustable eccentric weight
US4424718A (en) * 1980-04-21 1984-01-10 Wadensten Theodore S Air actuated rotary vibrator with resilient shock mount to provide linear movement
US4353261A (en) * 1981-02-24 1982-10-12 The Koehring Company Multi-position amplitude device
US4481835A (en) * 1981-10-28 1984-11-13 Dynapac Maskin Ab Device for continuous adjustment of the vibration amplitude of eccentric elements
RU2020510C1 (en) * 1991-10-31 1994-09-30 Сергей Николаевич Павликов Self-propelled submarine simulator
EP1867402A1 (en) * 2006-06-15 2007-12-19 Visam S.r.l. Improved vibrator
CN103101101A (en) * 2013-01-23 2013-05-15 山东科技大学 Block forming vibration exciter based on chaotic vibration

Also Published As

Publication number Publication date
RU2014142665A (en) 2016-05-20

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Song et al. Reduction of vibration and noise radiation of an underwater vehicle due to propeller forces using periodically layered isolators
Spence et al. Requirements for reducing underwater noise from ships
BR112016015136A2 (en) FLOW MEASURING SENSOR DEVICE AND METHOD FOR USING SAID DEVICE
WO1990010926A1 (en) Process and device for reducing the noise emission of submerged submarines
Lammers et al. The beluga whale produces two pulses to form its sonar signal
BR102012022817A2 (en) ACQUISITION SCHEME FOR VIBRATIONAL MARINE SOURCES
RU2587117C2 (en) Device for imitation of sound radiation by underwater moving object
BR112017012055A2 (en) multi-beam matrix acoustic transducer operation for downhole applications
KR101870577B1 (en) Method for simulating a ocean wave for the underwater vehicle movement simulation
FR3075974B1 (en) SURFACE MARINE DRONE AND METHOD FOR THE CHARACTERIZATION OF AN UNDERWATER ENVIRONMENT USED BY SUCH A DRONE
CN110017932A (en) A kind of Autonomous Underwater Vehicle propulsion test device
US3329930A (en) Marine vibration transducer
KR101868745B1 (en) Apparatus for simulating a ocean wave by forming a non-uniform flow
Ainslie et al. Sources of underwater sound and their characterization
US2710458A (en) Underwater acoustic decoy
US2548905A (en) Pulsating sound generator
US4184209A (en) Towed noisemaker
JP2018526629A (en) Double resonance source
Kozaczka et al. Shipping low frequency noise and its propagation in shallow water
US3319735A (en) Mechanical noisemaker
US896361A (en) Submarine-boat.
KR101034544B1 (en) Underwater acoustic generators of warships and deception
US1153945A (en) Attachment for telescopes.
RU2020510C1 (en) Self-propelled submarine simulator
KR102011197B1 (en) Sonar for detecting submarines

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20191023