50 лет развития поисково-обследовательских гидроакустических систем разработки АО "Концерн "Океанприбор"

- A + КомментарииПрочитано 2359 раз   |
Создание АО "Концерн "Океанприбор" двух модификаций гидроакустических поисково-обследовательских систем фактически определило возникновение нового класса отечественных средств обследования донной обстановки – многоцелевых мобильных комплексов, отвечающих требованиям МО РФ по условиям эксплуатации и надежности. Такие системы могут устанавливаться как на судах, так и на необитаемых подводных аппаратах (телеуправляемых или автономных), решающих разнообразные задачи дистанционного мониторинга дна акваторий и поиска малоразмерных подводных объектов.
Проблема поиска затонувших объектов очевидна для каждого, кто хоть раз в жизни утопил в пруду или колодце полезную вещь – ведро, сачок, любимую блесну. Вода надежно хранит в тайне все, что скрыто под ее поверхностью. Искать и находить под водой, особенно на дне, всегда трудно.

Усилиями таких высокоразвитых стран, как Великобритания, Франция, США, к концу 1960 х гг. был, в основном, создан комплекс подводно-технических средств, позволяющих вести исследования рельефа морского дна на больших глубинах (до 6000 м) в интересах морской геологии, гидрографии и, конечно же, ВМФ. 

С середины 1960-х гг. в Советском Союзе также были начаты активные работы по созданию гидроакустических средств наблюдения за подводной обстановкой, которые входят в состав оборудования почти всех обитаемых и телеуправляемых подводных аппаратов (ПА). 

В комплексе радиоэлектронных систем ПА важная роль отводится так называемым поисково-обследовательским гидроакустическим системам (ПОГС), позволяющим человеку-оператору путем анализа гидролокационного изображения, формируемого на индикаторных устройствах, осуществлять обнаружение и классификацию различного рода объектов на грунте, наблюдать его морфологические особенности и анализировать навигационную обстановку вокруг аппарата. Эти системы представлены, в основном, гидролокаторами бокового (ГБО) и кругового (ГКО) обзора.

В 1966 году экспериментальные образцы ГАС бокового и кругового обзора, разработанные в ходе эскизно-технического проекта ОКР "Торос" использовались для обеспечения перехода ПЛ Краснознаменного Северного флота на Камчатку подо льдами Арктики. За участие в этом переходе С.А. Смирнов был награжден орденом Трудового Красного Знамени, а Д.Д.Миронов – орденом "Знак Почета".

В АО "Концерн "Океанприбор" (до 2006 г. ЦНИИ "Морфизприбор") работы по созданию ПОГС начались в 1967 г. в научно-исследовательской лаборатории, возглавлявшейся С.А. Смирновым. Тогда же под его научным руководством была начата и в 1969 г. успешно завершена научно-исследовательская работа "Коралл", направленная на изыскание путей и возможностей создания ГБО и ГКО для поиска и обнаружения крупных затонувших объектов на глубинах до 6000 м.

В ходе этой основополагающей НИР удалось создать научно-технический задел, послуживший основой для проектирования целого семейства глубоководных ПОГС различного назначения. Были изучены физические основы работы ПОГС, исследованы методы формирования двумерных гидролокационных изображений дна и особенности их восприятия оператором, разработана методика энергетических расчетов системы на основе корректных моделей сигналов и помех, возникающих при работе системы, предложена типовая структура ПОГС и определены требования к параметрам всех функциональных трактов системы.

Были найдены принципиальные решения по целому комплексу конструкторско-технологических вопросов, связанных с необходимостью обеспечить надежную работу акустических антенн, поворотных устройств, гермовводов и кабелей при гидростатических давлениях 600 кгс/см2  и выше. НИР завершилась изготовлением экспериментального образца гидролокационной системы бокового и кругового обзора, которая могла осуществлять поиск и обнаружение крупных затонувших объектов типа корабль, самолет и т.п. на расстояниях до 1000 м.

В 1974 г. в АО "Концерн "Океанприбор" в той же лаборатории, где разрабатывалась система "Крильон", начались работы по созданию первого отечественного буксируемого ГБО "Лотос". Главным конструктором разработки был назначен А.В.Богородский.

Условия работы гидролокатора в составе буксируемого комплекса значительно отличаются от существующих на обитаемых ПА. Нестабильность движения буксируемого носителя (крен, дифферент, рысканье), наличие системы частотного уплотнения в информационных каналах, жесткие требования к массогабаритным характеристикам системы – все это необходимо было учитывать при проектировании ГБО "Лотос".

Для обнаружения крупных объектов в т.н. "мертвой зоне" ГБО была разработана акустическая антенна, формирующая характеристику направленности в секторе углов скольжения 70–90°. Буксируемый ГБО "Лотос" был предназначен для установки на первых отечественных буксируемых телеуправляемых комплексах "Дельфин-ТМ" и "Трепанг-2", которые имели в своем составе не только гидроакустическую, но и магнитометрическую, радиометрическую и фотоаппаратуру.

В 1981 г. "Лотос" был принят на вооружение ВМФ СССР вместе с буксируемым комплексом "Дельфин-ТМ". Таким образом, было завершено создание первого поколения отечественных ПОГС, предназначенных для поиска и обнаружения крупных затонувших объектов на глубинах до 6000 м.

Входя в состав обитаемых ПА типа "Поиск", буксируемых телеуправляемых комплексов типа "Дельфин-ТМ", "Трепанг-2", которые имелись на вооружении ВМФ, эти системы не раз доказывали свою эффективность. Специалисты поисково-спасательной службы ВМФ в ходе этих операций отработали методику работ с применением нового вида комплексных поисковых систем.

Борьба с минной опасностью путем создания эффективных систем противоминной обороны (ПМО) всегда имела высокий приоритет в ВМФ. Особую актуальность эта задача приобрела в связи с развитием донных мин, обладающих высокой противотральной устойчивостью и скрытностью. В АО "Концерн "Океанприбор" работы по созданию таких систем начались в конце 70-х гг. под руководством А.В. Богородского, который к тому времени возглавил коллектив лаборатории, руководимой до этого С.А. Смирновым.

В 1979 г. коллектив лаборатории приступил к работам по ОКР "Палтус" (главный конструктор Р.Д. Султанов), в рамках которой предстояло создать первый отечествен-ный ГБО, предназначенный специально для поиска и обнаружения донных маломерных объектов. 

Для реализации высокой пространственной разрешающей способности было решено использовать высокую рабочую частоту (несколько сот килогерц) и работу акустических антенн гидролокатора в зоне Френеля. Несмотря на все трудности разработка удалась. На испытаниях в составе комплексного искателя-уничтожителя донных мин (КИУ) "Палтус", которые проводились на Ладожском озере, на Балтийском и Черном морях, созданная акустическая система на скорости носителя до 10 узл. уверенно обнаруживала донные и придонные объекты размером не более футбольного мяча на расстоянии нескольких десятков метров.

Основным средством поиска и обнаружения, входящим в состав телеуправляемых противоминных комплексов, является малогабаритный гидролокатор секторного обзора. Создание такого гидролокатора было начато в АО "Концерн "Океанприбор" в 1984 г. в рамках ОКР "Кетмень-СО".

Главным конструктором разработки был назначен один из ведущих специалистов Института А.А. Платонов. Времени на разработку было отпущено мало, но благодаря умелому использованию задела предыдущих разработок и самоотверженной работе всего коллектива лаборатории опытный образец гидролокатора был отгружен на заводские испытания уже в конце 1985 г.

После успешного завершения цикла испытаний в составе одноименного телеуправ-ляемого противоминного комплекса "Кетмень" в 1988 г. было принято решение о выпуске нескольких образцов станции по документации главного конструктора. 

Так в 1988 г. завершился длившийся почти десятилетие этап создания первого поколения отечественных ПОГС, предназначенных для поиска и обнаружения малоразмерных донных и придонных объектов.

В конце 1980 х – начале 1990 х гг. в России стали вестись работы по созданию ПОГС второго поколения для перспективных обитаемых и необитаемых аппаратов. На смену системе типа "Крильон" в Институте был разработан многофункциональный гидролокатор "Латимерия-01". Система управления и отображения информации этого гидролокатора впервые в отечественной практике была построена на базе морского IBM совместимого персонального компьютера.

Новое дыхание развитию поисково-обследовательских средств в концерне придала Федеральная целевая программа "Развитие гражданской морской техники" (ФЦП "РГМТ"), проводившаяся под руководством Департамента судостроительной промыш-ленности и морской техники Минпромторга РФ в период 2008–2015 гг. 
В рамках этой ФЦП был выполнен целый ряд НИОКР, посвященных созданию но-вого поколения поисково-обследовательских средств. Разработчиками этих систем стали сотрудники Кировского филиала АО "Концерн "Океанприбор" (г. Кировск Ленинградской обл.), где под руководством директора филиала А.А. Войтова, главного конструктора подавляющего большинства выполненных в рамках ФЦП "РГМТ" НИОКР по данной тематике, сформировалась целая школа разработчиков гидроаку-стических поисково-обследовательских средств.
Выполнение указанных работ позволило создать в Кировском филиале существен-ный научно-технический задел, который в полной мере использован при создании поисково-обследовательских комплексов ММК-1, ММК-3, созданных по заказу Министерства обороны РФ в период 2007–2013 гг. ММК-1 и ММК-3 представляют собой модификации изделия под общим наименованием "Многоцелевой мобильный ком-плекс обследования донной обстановки" и различаются особенностями технологии его применения.

ММК-1, ММК-3, предназначены для поиска и обнаружения малоразмерных и крупноразмерных донных объектов с фиксацией координат и глубины их местонахождения с последующим нанесением координат объектов на карту, стратификации донных отложений в прибрежной зоне моря и внутренних водоёмах до глубины ММК-1 – 100 метров, ММК-3 – 300 метров.
 
Рис. 1. Катер БЛ 840 / Концерн "Океанприбор", АО

Комплекс ММК-1 размещается на катере типа БЛ-840 (Рис. 1) с осадкой до 0,5 м и предназначен для обеспечения обследования участков прибрежной зоны с глубинами от 3 до 100 м;
 
Рис. 2. Транспортировка ММК-1 к месту 
выполнения работ / Концерн "Океанприбор", АО

Мобильность первой модификации обеспечивается перевозкой катера на автоприцепе, буксируемом автомобилем типа КАМАЗ (Рис. 2). При этом катер перевозится с установленным оборудованием и после спуска на воду может начинать обследование без дополнительного монтажа.
 
Рис. 3. Буксир "Касатка" с размещенным на нем контейнером с  ММК-3 / Концерн "Океанприбор", АО

Мобильность второй модификации обеспечивается размещением составных частей комплекса в контейнере, который размещается на палубе судна водоизмещением до 400 т.

Функционально бортовая часть комплекса состоит из трёх основных частей:
– навигационное оборудование, предназначенное для определения текущих навигационных параметров судна-носителя в процессе обследования и координат обнаруженных донных объектов;
– гидроакустическое оборудование,  предназначенное для обследования рельефа и строения грунта морского дна, для поиска, обнаружения и идентификации подводных объектов;
– пакет прикладных программ предназначенных для приёма, обработки и регистрации навигационных и гидроакустических параметров формирования батиметрических и грунтовых моделей обследуемого участка морского дна и гидролокационных (теневых) картин морского дна, определения характеристик обнаруженных донных объектов.

Для визуального дообследования и идентификации обнаруженных объектов в состав комплекса введён телеуправляемый подводный осмотровый комплекс (ПТОК) "Супер ГНОМ-ПРО" с телевизионной камерой.
Гидроакустическое и навигационное оборудование унифицировано для обеих модификаций. Отличие заключается в используемых для буксировки ГБО лебедках и устройствах крепления гидроакустических антенн (забортного оборудования). 

На рис. 4 представлена структурная схема ММК-1.
 
Рис. 4. Структурная схема ММК-1 / Концерн "Океанприбор", АО

Средствами ММК обеспечивается:
– доставка и мобильное развертывание комплекса в районе проведения работ;
– проведение батиметрической съемки с использованием многолучевого эхолота;
– проведение стратификации донных отложений с помощью профилографа;
– проведение поисково-обследовательских работ с использованием двухчастотного гидролокатора бокового обзора (на частотах 100 и 400 кГц);
– дообследование обнаруженных объектов с использованием телеуправляемого подводного аппарата;
– планирование поисково-обследовательских работ;
– обработка результатов съемки и обследования, построение планшетов и формирование отчетных материалов.

Обследование донной обстановки заданных районов многоцелевым мобильным комплексом производится по разработанным методикам и согласно схеме, приведенной на рис. 5.
 
Рис. 5. Схема проведения работ комплекса ММК / Концерн "Океанприбор", АО

Решение задач обследования донной обстановки производится с учетом требований правил гидрографической службы к формированию плана обследования (формирование системы плановых галсов) и к процессу съёмки и постобработки, что позволяет учесть все необходимые поправки для компенсации погрешностей измерений глубин и координат. Результаты выполнения обследования рельефа дна представляются на гидрографическом или грунтовом планшете (распределение типов грунтов в верхнем слое показывается цветом), а также в виде трёхмерной модели рельефа дна или многослойной трёхмерной модели строения грунта.

Разработанный ММК и береговой пост обработки представляют собой систему информационного обеспечения морской деятельности в прибрежной зоне. Система может обеспечивать такие стратегически важные направления, как:
– безопасность судоходства в прибрежной зоне;
– строительство портовых сооружений;
– спасательные работы в местах морских катастроф;
– поиск, обнаружение и высокоточное координирование с нанесением на карту донных объектов;
– прокладка и мониторинг подводных информационных систем (кабелей), нефте- и газопроводов.

Благодаря сформированной и постоянно пополняемой базе данных, система позволяет осуществлять мониторинг состояния донной обстановки, выявлять различные из-менения (появление новых или исчезновение старых донных объектов).

Использование системы при регулярных гидрографических обследованиях позволит использовать полученную информацию для корректуры крупномасштабных навигационных карт.

Основная часть системы - датчики навигационной и гидроакустической информации - отечественного производства, что делает систему импортозамещающей.

Программное обеспечение отечественной разработки выполнено в среде отечественной операционной системы ОС МСВС и является универсальным с точки зрения набора датчиков информации.

При выполнении разработки в интересах импортозамещения за основу создания ММК было принято использование оборудования отечественного производства. С этой целью для решения основных задач комплекса: обследования рельефа и грунта морского дна, поиска, обнаружения и идентификации объектов, лежащих на морском дне, были созданы и включены в состав ММК отечественные гидроакустические при-боры, соответствующие мировому уровню и удовлетворяющие современным требованиям.

Разработанный комплекс ММК показал свою эффективность при выполнении обследования дна акваторий залива Оленья губа в Баренцевом море, Сочи, в учениях Северного флота.

Создание АО "Концерн "Океанприбор" ММК двух модификаций фактически определило возникновение нового класса отечественных средств обследования донной обстановки – многоцелевых мобильных комплексов, отвечающих требованиям МО РФ по условиям эксплуатации и надежности.
 
Ю. Коваленко, д-р техн. наук,
И. Селезнев, д-р техн. наук, 
С. Смирнов, канд. физ.-мат. наук

Литература
1. Богородский А.В. О поисково-обследовательских гидроакустических системах//Сб. Из истории отечественной гидроакустики, ГНЦ ЦНИИ им. акад. А.Н. Крылова, 1998. 
2. Многоцелевой комплекс обследования донной обстановки. Рекламный буклет//СПб: АО "Концерн "Океанприбор", 2015.
3. ОАО "Концерн "Океанприбор". Каталог продукции//СПб: ОАО "Концерн "Океанприбор", 2012.
 
Поделиться новостью
"Концерн "Океанприбор", АО Россия, Санкт-Петербург+7(812)320-80-40, +7(812)320-80-42

Подписка Корабел.ру экономит ваше время
Подпишитесь на ежедневную рассылку новостей и будьте в курсе всего самого важного и интересного!

Комментарии   0.

Чтобы принять участие в обсуждении, пожалуйста Авторизуйтесь или Зарегистрируйтесь или

Предыдущая новость