Çekilmiş dizi sonarı - Towed array sonar

DUBV 43C, La Motte-Picquet'in (D 645) çekilmiş dizi sonarı .

Bir römork dizi sonar bir sistemdir hidrofon bir arkasından çekilmesi denizaltı ya da bir kablo üzerinde bir yüzey gemi. Hidrofonları geminin arkasında, kilometrelerce uzunlukta olabilen bir kablo üzerinde takip etmek, dizinin sensörlerini geminin kendi gürültü kaynaklarından uzak tutar, sinyal-gürültü oranını büyük ölçüde iyileştirir ve dolayısıyla, bu tür zayıf temasları tespit etme ve izleme etkinliğini artırır. sessiz, düşük gürültü yayan denizaltı tehditleri veya sismik sinyaller olarak.

Çekilmiş bir dizi, gövdeye monte edilmiş sonar ile karşılaştırıldığında üstün çözünürlük ve menzil sunar. Ayrıca , gövdeye monte edilmiş sonarın kör noktası olan bölmeleri de kapsar . Ancak sistemin etkin kullanımı geminin hızını sınırlar ve kabloyu hasardan korumak için özen gösterilmelidir.

Tarih

Birinci Dünya Savaşı sırasında, ABD Donanması fizikçisi Harvey Hayes tarafından "Elektrikli Yılanbalığı" olarak bilinen çekilmiş bir sonar dizisi geliştirildi. Bu sistemin ilk çekilen sonar dizisi tasarımı olduğuna inanılıyor. Her birinde bir düzine hidrofon bulunan iki kablo kullanıyordu. Proje savaştan sonra kesildi.

ABD Donanması, 1960'larda Sovyetler Birliği tarafından nükleer güçle çalışan denizaltıların geliştirilmesine yanıt olarak çekilen dizi teknolojisinin geliştirilmesine devam etti.

Çekilmiş dizilerin mevcut kullanımı

Su üstü gemilerinde, çekilen dizilimli kablolar normalde tamburlarda depolanır, daha sonra kullanım sırasında geminin arkasına sarılır. ABD Donanması denizaltıları, tipik olarak, sancak kuyruğunda bir açıklık ile geminin gövdesi boyunca monte edilmiş bir dıştan takma boru içinde çekili dizileri depolar. Ayrıca sistemi çalıştırmak için kullanılan kabin denizaltının içindeyken bir balast tankında (serbest taşkın alanı) bulunan ekipmanlar da bulunmaktadır.

Çekilmiş bir dizi sistemindeki hidrofonlar, kablo boyunca belirli mesafelere yerleştirilir, uç elemanlar bir ses kaynağı üzerinde üçgenleme yapmak için temel bir yetenek kazanmak için yeterince uzaktadır. Benzer şekilde, çeşitli elemanlar, tahmini bir dikey hedef derinliğini üçgenleme yeteneği verecek şekilde yukarı veya aşağı açılıdır. Alternatif olarak, derinlik tespitine yardımcı olmak için üç veya daha fazla dizi kullanılır.

Geminin pervanesinden ilk birkaç yüz metrede genellikle hidrofon yoktur, çünkü bunların etkinlikleri gürültü ( kavitasyon ve tekne akışı sesleri), tahrik tarafından oluşturulan titreşim ve türbülans nedeniyle azalır - bu da gemiye monte edilen aynı sorunları tekrarlar. diziler. Su üstü gemileri tarafından kullanılan Gözetleme Çekili Dizi Sensör Sistemleri , derinliği ayarlanabilen uzaktan kumandalı bir aracı (ROV) çeken bir kablo üzerine monte edilmiş bir sonar dizisine sahiptir . Başka bir ağırlıklı kablo, ROV konektöründen çekilerek çekilen diziyi daha düşük bir derinliğe düşürebilir. Uzun sismik flamalar, uzunlukları boyunca dizinin derinliğini gerçek zamanlı olarak ayarlamak için kullanılabilen ara paravanlara sahiptir.

Bir ROV'nin derinliğini değiştirmek, çekilen bir dizinin farklı termal katmanlara yerleştirilmesine izin vererek, bir yüzey denizaltı karşıtı savaş (ASW) gemisine katmanın üstünde ve altında bir görünüm verir. Bu, sesi yansıma yoluyla bir termal katmanın üstünde veya altında ileten yoğunluk ve sıcaklık farklılıklarını telafi eder. Dizinin 'kuyruğunu' katmanın altına bırakarak, bir yüzey ASW platformu, ılık bir üst katmanın altında soğuk suda saklanan sessiz, batık bir teması daha iyi algılayabilir. Bir denizaltı, aynı şekilde, aşağıda gizlenirken, dizisinin kuyruğunu bir termal katmanın üzerinde yüzdürerek yüzey savaşçılarını izleyebilir.

Yerleştirilmediğinde , bir Akula'nın çekili dizisi, dikey yüzgecin üzerine monte edilmiş gözyaşı damlası şeklindeki bir kapta saklanır.

Dizinin hidrofonları ses kaynaklarını tespit etmek için kullanılabilir, ancak dizinin gerçek değeri, hüzmeleme sinyal işleme tekniği ve Fourier analizinin yalnızca bir ses kaynağının mesafesini ve yönünü hesaplamak için değil, aynı zamanda tanımlamak için de kullanılabilmesidir. makine seslerinin ayırt edici, akustik imzasıyla geminin tipi. Bunun için, hidrofonların göreceli konumlarının bilinmesi gerekir, genellikle sadece kablo düz bir çizgide (kararlı) olduğunda veya kendi kendini algılayan bir sistem ( gerilim ölçerlere bakın ) veya GPS veya kabloya gömülü diğer yöntemler olduğunda mümkündür. , ve hidrofon elemanlarının göreli konumunu raporlamak, dizinin şeklini izlemek ve eğriliği düzeltmek için kullanılır.

jeofizikte kullanın

Çekili dizi sistemleri ayrıca petrol ve gaz endüstrisi tarafından deniz yatağının altındaki jeolojik oluşumların sismik keşfi için kullanılmaktadır. Kullanılan sistemler, konsept olarak donanma sistemlerine benzer, ancak tipik olarak daha uzundur ve belirli bir dizide daha fazla flama içerir (bazı durumlarda 6 veya daha fazla). Her bir akış kanalı boyunca tipik hidrofon aralığı iki metre civarındadır ve her bir akış sağlayıcı 10 km uzunluğa kadar olabilir. Bazen flamalar, sözde 3D diziyi vermek için farklı yüksekliklerde uçar.

sınırlamalar

Çekilmiş dizi sisteminin etkin kullanımı, bir geminin bir veri örnekleme aralığı boyunca düz, düz bir rota sürdürmesini gerektirir. Manevra yapmak veya rotayı değiştirmek diziyi bozar ve örneklenen veri akışının analizini zorlaştırır. Bu istikrarsızlık dönemleri, deniz denemeleri sırasında yakından test edilir ve mürettebat zabitleri ve kayıtlı sonar uzmanları tarafından bilinir. Modern sistemler, dizinin nispi konumlarını, elemandan elemana sürekli olarak kendi kendini ölçerek, hüzmeleme matematik işleminin bir parçası olarak bilgisayarlar tarafından eğrilikler için otomatik olarak düzeltilebilen verileri geri bildirerek telafi eder.

Bir gemi ayrıca, çekilen bir dizilim konuşlandırılırken toplam en yüksek hızını sınırlamalıdır. Hidrodinamik sürtünme hızın kare fonksiyonu olarak artar ve kabloyu yırtabilir veya demirleme donanımına zarar verebilir. Ayrıca, çekilen dizinin yüzdürme gücüne bağlı olarak bir minimum hız belirlenmesi gerekebilir (askeri diziler batmak üzere balastlanır, jeofizik dizilerinin yaklaşık 10m'de nötr olarak yüzer olması gerekir). Dizi ayrıca deniz tabanıyla temastan veya gemi kıçtan tahrikle çalışırsa veya çok sıkı bir şekilde bükülürse hasar görebilir.


Ayrıca bakınız

Referanslar

Dış bağlantılar