Распрацоўка падводнага акустычнага пераўтваральніка для падводнага выяўлення

The падводны акустычны пераўтваральнік з'яўляецца асноўным інструментам, які выкарыстоўвае гукавыя хвалі для выяўлення, ідэнтыфікацыі і размяшчэння падводных мэтаў або для сувязі і адпраўкі справаздач пад вадой. Пераўтваральнік, які выкарыстоўваецца для выпраменьвання гукавых хваль, называецца перадатчыкам. Калі пераўтваральнік знаходзіцца ў стане выпраменьвання, ён пераўтворыць электрычную энергію ў механічную, а затым у акустычную. У цяперашні час звычайныя элементы масіва пераўтваральнікаў, распрацаваныя з п'езаэлектрычных матэрыялаў, асабліва нізкачашчынныя пераўтваральнікі, маюць вялікі аб'ём і вагу з-за сваіх структурных характарыстык, якія не толькі павялічваюць кошт вырабу, выкарыстання і абслугоўвання, але таксама прапануюць спецыяльныя функцыі для платформы. Патрабаванні і абмяжоўвае маштаб і форму фарміравання, тым самым абмяжоўваючы тактычныя і тэхнічныя паказчыкі. Як вырашыць праблему памеру і формы акустычнага масіва, як уніфікаваць структурную канструкцыю нізкачашчынных і высокачашчынных масіваў гідраакустыкаў, а таксама на аснове новай структуры элементаў масіва, аб'яднаўшы буйнамаштабныя канформныя масівы для паляпшэння гуку. Розныя тэхнічныя паказчыкі масіва Naji, несумненна, з'яўляюцца надзённай неабходнасцю даць гульню баявым характарыстыкам платформы і падводнай зброі. і палепшыць падводныя баявыя магчымасці нашай арміі.

 

1 Новы тып п'езаэлектрычнага кампазітнага пераўтваральніка

Малюнак 3.1 Элемент масіва і выгляд папярочнага разрэзу п'езаэлектрычнага кампазітнага пераўтваральніка луннага бутона

Малюнак 3.2 Элемент масіва і разрэз пераўтваральніка цымбал

Тып Moonbud п'езаэлектрычны падводны акустычны пераўтваральнік (малюнак 3.1) і п'езаэлектрычны кампазітны пераўтваральнік тыпу талеркі (малюнак 3.2) з'яўляюцца найбольш рэпрэзентатыўнымі пераўтваральнікамі згінання і расцяжэння, якія ў цяперашні час сканцэнтраваны за мяжой. П'езаэлектрычныя кампазітныя пераўтваральнікі гэтых дзвюх структур названы ў гонар формы іх металічных наканечнікаў. Металічная кантавая вечка структуры луннага бутона з'яўляецца месячным тыпам, у той час як металічная тарцавая паражніна канструкцыі талеркі з'яўляецца цымбалай, а поласць - паветранай. Усе яны зроблены з кампазiту металу i п'езаэлектрычнай керамiкi. Метала-п'езаэлектрычныя керамічныя кампазітныя матэрыялы спалучаюцца з п'езаэлектрычнай керамікай праз металы ў форме пласціны, абалонкі і вечка, каб змяніць размеркаванне напружання ўнутры керамікі, тым самым паляпшаючы характарыстыкі п'езаэлектрычных матэрыялаў. Яго галоўныя асаблівасці - простая канструкцыя, лёгкасць апрацоўкі і нізкі кошт. П'езаэлектрычны кампазітны пераўтваральнік луннага бутона і п'езаэлектрычны кампазітны пераўтваральнік талеркі дэманструюць добрыя п'езаэлектрычныя характарыстыкі. Гэтая структура змяняе размеркаванне напружання керамічнага інтэрфейсу шляхам пераўтварэння напружання паміж металам у форме вечка і керамічным інтэрфейсам, і робіць кампазітны матэрыял. Падоўжныя п'езаэлектрычныя характарыстыкі і папярочныя п'езаэлектрычныя характарыстыкі ствараюць дадатковы эфект, тым самым значна паляпшаючы характарыстыкі п'езаэлектрычнай сувязі dh матэрыялу. Сярод іх dh кампазітнага матэрыялу са структурай луннага бутона ў 10-20 разоў вышэй, чым у п'езаэлектрычнай керамікі. Канструкцыя крышкі можа быць у 30-40 разоў вышэй, чым у п'езаэлектрычнай керамікі. Параўнанне прадукцыйнасці метала-п'езаэлектрычных керамічных кампазітаў і п'езаэлектрычнай керамікі паказана ў табліцы 3.1.

 

2 пераўтваральнік цымбал

Малюнак 4.1 Выгляд у разрэзе асноўнай структуры элемента пераўтваральніка цымбал

Малюнак 4.2 Радыяльнае зрушэнне керамічнага чыпа элемента масіва цымбал ператвараецца ў зрушэнне ў кірунку таўшчыні металічнага каўпачка

Структура элемента масіва: базавая структура элемента масіва паказана на малюнку 4.1. Ён утвараецца шляхам злучэння двух кавалкаў металічнага ліста, адштампаваных у форме талеркі, і п'езаэлектрычнага керамічнага ліста. Матэрыялам металічнага ліста можа быць тытанавы сплаў, латунь, легаваная сталь і г. д. Выкарыстанне тытанавага сплаву ў якасці металічнага ліста можа зрабіць элемент талеркі больш устойлівым да ціску вады. Для дыяметра элемента dp=10 мм, ст падводны акустычны пераўтваральнік цымбал можа вытрымліваць ціск на глыбіні 600 метраў. Аднак матэрыялы з тытанавых сплаваў каштуюць даражэй, чым латунь і матэрыялы з легаванай сталі. Такім чынам, матэрыялы з тытанавых сплаваў адносна абмежаваныя, калі не ўлічваць глыбіню вады. У параўнанні з матэрыяламі з легаванай сталі латуневыя элементы сістэм цымбал валодаюць лепшымі п'езаэлектрычнымі ўласцівасцямі, калі яны адначасова наносяцца на элементы сістэм цымбал. Матэрыялы п'езаэлектрычнай керамікі таксама ў асноўным ўключаюць PZT-4, PZT-8 і PZT-5. Калі пераўтваральнікі цымбал выкарыстоўваюцца ў якасці перадаючых пераўтваральнікаў, п'езаэлектрычная кераміка PZT-4 і PZT-8 звычайна выкарыстоўваецца ў якасці прыёмных пераўтваральнікаў. Пры выкарыстанні звычайна выкарыстоўваецца п'езаэлектрычная кераміка PZT-5. Прынцып працы: калі напружанне падаецца на два полюсы элемента тарэлік, п'езаэлектрычная кераміка будзе ствараць падоўжную і бакавую вібрацыю. Падоўжная вібрацыя п'езаэлектрычнай керамікі прымушае дзве металічныя пласціны элемента масіва непасрэдна вырабляць падоўжнае зрушэнне; Бакавое зрушэнне прымушае металічны ліст сціскацца або пашырацца ў радыяльным кірунку. З-за асаблівай формы талеркі гэта таксама выклікае падоўжнае зрушэнне верхняй часткі металічнага ліста, як паказана на малюнку 4.2. Як падоўжнае, так і радыяльнае зрушэнне п'езаэлектрычнай керамікі прывядзе да падоўжнага зрушэння металічнай накрыўкі, і вынікам суперпазіцыі двух зрушэнняў з'яўляецца зрушэнне металічнай накрыўкі, што прыводзіць да ўзмацнення зрушэння металічнай накрыўкі.

 

3 Характарыстыка і перспектывы прымянення цымбалаў п'езаэлектрычны падводны акустычны пераўтваральнік

3.1 Характарыстыкі п'езаэлектрычнага пераўтваральніка талеркі

1) Элемент масіва мае невялікія памеры, высокі статычны ціск і п'езаэлектрычны каэфіцыент, лёгка спалучаецца з водным асяроддзем і мае вельмі вялікую прапускную здольнасць; сярод іх увагнутая канструкцыя элементаў масіва і спецыяльная канструкцыя гідрастатычнага балансу выкарыстоўваюцца для прарыву мяжы працоўнай глыбіні асноўнага масіва.

2) Забяспечыць тып усебакова прыдатных акустычных датчыкаў і масіваў для падводных платформаў і падводнай зброі. Гэты тып акустычнага масіва невялікі па памеры, лёгкі па вазе і мае шырокі спектр прымянення. Прэтэнзія.

3) Дзякуючы малым і лёгкім характарыстыкам новага масіва цымбал, яго можна сабраць у вялікіх маштабах.

4) Выкарыстоўвайце тэорыю распрацоўкі элементаў масіва цымбал і спецыяльнае праграмнае забеспячэнне для аб'яднання структуры масіва кожнай паласы частот у структуру цымбал з рознымі маштабамі, каб кожны дыяпазон частот можна было аптымізаваць і развіваць

Ён таксама пазбягае непатрэбных і стомных тэстаў і стварае хуткі і ўніфікаваны новы метад праектавання і распрацоўкі масіва цымбал. З дапамогай гэтага метаду, у дадатак да распрацоўкі прадуктаў з аналагічнымі працоўнымі частотамі, таксама будуць распрацаваны новыя нізкачашчынныя, высокачашчынныя элементы масіва і базавыя масівы, якія працуюць у розных дыяпазонах частот.

 

3.2 Перспектывы прымянення

1) Падводная сувязь: паколькі пераўтваральнік гідралакатара талеркі мае такія характарыстыкі, як невялікі памер, лёгкі вага, лёгкае разгортванне, высокая адчувальнасць і г.д., элементы масіва гідралакатара талеркі могуць быць сфарміраваны ў лінейны масіў для падводнай сувязі або ў якасці блока сістэмы падводнай сувязі стварае сетку падводнай сувязі для рэалізацыі падводнай сувязі на вялікай плошчы і на вялікія адлегласці і можа імгненна змяняць пазіцыю падводнай абароны ў адпаведнасці з баявымі патрэбамі, што робіць падводная сувязь хуткая і гнуткая.

2) Выкарыстоўваецца для навядзення тарпеды: гідралакатар талеркі мае высокую адчувальнасць прыёму. Да пасіўных тарпед можна прымяніць гідралакатар 'цымбал', каб рэалізаваць суправаджэнне і навядзенне тарпед.

3) Выкарыстоўваецца для прыёму гідралакатара падводнай лодкі: элементы масіва гідралакатара талеркі могуць быць сфарміраваны ў агульны масіў, які можа быць размешчаны на галаве або борце падводнай лодкі для выканання функцый выяўлення і пазіцыянавання.

4) Іншыя: можа выкарыстоўвацца ў якасці гідралакатара для буксіроўкі, гідралакатара для пазбягання мін, апускання і г.д.