СУДОСТРОЕНИЕ 5'2015
ВОЕННОЕ КОРАБЛЕСТРОЕНИЕ
ПЕРСПЕКТИВЫ СОЗДАНИЯ АВТОМАТИЗИРОВАННОГО КОРАБЕЛЬНОГО КОМПЛЕКСА СВЕТОСИГНАЛЬНОЙ СВЯЗИ
А. А. Катанович, докт. техн. наук (НИИ ОСИС ВМФ ВУНЦ ВМФ «ВМА», e-mail: katanowitch.andrei@yandex.ru)
УДК 681.78:629.12
Научно-технический прогресс, расширение международной торговли, рыболовного промысла, а также необходимость укрепления защиты морских рубежей способствуют развитию судо- и кораблестроения, а также их отдельных систем и приборов, береговых объектов. На флоте постоянно совершенствуются системы связи, причем, не только радиосвязи, обладающей высокой надежностью, но и оптической, корабельной светосигнальной. Последняя не подвержена преднамеренным помехам, устойчиво работает в условиях магнитных бурь и имеет высокую скрытность. Создание системы оптической связи к тому же выгодно экономически: капитальные вложения в ее создание и внедрение значительно ниже, чем в систему радиосвязи.
Известны различные типы светосигнальных ламповых прожекторов для обеспечения безаварийного кораблевождения в темное время суток, а также для световой сигнализации проблесками белого света по коду Морзе и освещения рабочих мест рассеянным светом [1]. Судовой светосигнальный прибор (МСНП-125 ТУ 16-54536481, МСНП-250М; МСП-150; МСП-л45/2; «Проблеск»; К-35-Л и др.) состоит из корпуса с установленной в нем прожекторной лампой переменного тока, металлических жалюзи и рукоятки управления жалюзи, позволяющих перекрывать световой поток для передачи сигналов кода Морзе.
Общими недостатками существующих устройств являются низкие эксплуатационные характеристики
прожекторов из-за того, что жалюзи при работе закрывают до 30% светового потока, излучаемого отражателем, а также малая скорость передачи и недостаточная надежность прожектора, так как он имеет трущиеся механические элементы. Указанные недостатки уменьшают дальность и надежность светосигнальной связи.
На практике флагманскому кораблю оперативного соединения для управления, как правило, требуется передача сигналов одновременно сразу нескольким кораблям. Для этого в ночное время используется направленный клотиковый сигнальный фонарь небольшой мощности. В дневное время одновременная передача сигналов всем кораблям невозможна. Поскольку задержка в приеме сообщений может иметь серьезные последствия в тактических ситуациях, необходима разработка мощного кругового излучения в дневное время [2].
Для организации высокоскоростной оптической линии связи между надводными кораблями и береговыми объектами предлагается автоматизированный комплекс светосигнальной связи, блок-схема которого представлена на рис. 1 [3].
Рис. 1. Блок-схема автоматизированного комплекса светосигнальной связи
ВОЕННОЕ КОРАБЛЕСТРОЕНИЕ
СУДОСТРОЕНИЕ 5'2015
Рис. 2. Структура автоматизированного рабочего места оператора
Входящее в комплекс автоматизированное рабочее место (АРМ) оператора (рис. 2) создано как высокопроизводительная рабочая станция, в которую входят:
процессорный модуль;
графический видеоадаптер;
накопитель;
цветной жидкокристаллический монитор;
звуковой модуль;
модуль сопряжения с оптическими приборами.
АРМ обеспечивает возможность загрузки программного обеспечения комплекса, а также запись задокументированной информации на внешние запоминающие устройства.
Прибор оптической связи направленного действия с системой стабилизацией (рис. 3) предназначен для:
— приема команд управления и данных для выдачи по оптическим каналам связи от АРМ;
— формирования и выдачи соответствующих оптических сигналов в видимом и инфракрасном диапазонах;
— приема оптических сигналов видимого и инфракрасного диапазонов;
— преобразования принимаемого оптического сигнала;
— выдачи принимаемой по оптическим каналам связи информации на АРМ 1;
— автоматического и ручного наведения на корреспондента;
— автоматического удержания корреспондента в поле зрения при движении кораблей;
— приема и обработки текущих значений параметров бортовой и килевой качки, курса корабля.
Блок формирования (модуляции) и выдачи оптических сигналов предназначен для приема управляющих команд от блока управления, модуляции и формирования соответствующего оптического сигнала.
Он выполнен на базе морского сигнального прожектора и имеет в своем составе:
— светодиодную матрицу, включающую светодиоды видимого и инфракрасного диапазонов;
— модуль управления, формирования оптического сигнала, сопряжения с блоком управления;
— блок питания для формирования оптического сигнала необходимой мощности.
Блок приема и преобразования оптических сигналов предназначен для фокусировки принимаемо-
го оптического сигнала на фотодетектор, в него входят:
— объектив с меняющимся фокусным расстоянием;
— фотодиод или набор фотодиодов;
— модуль последовательной обработки и выдачи принимаемого сигнала на АРМ.
Блок наведения, слежения и стабилизации предназначен для приема управляющих команд от блока управления, формирования и выдачи управляющих сигналов на двигатели.
Блок управления предназначен для: управления процессом выдачи информации по оптическим каналам на блок выдачи; управления блоком приема; распознавания полезного сигнала и выдачи данных, при-
Рис. 3. Структура прибора оптической связи направленного действия
СУДОСТРОЕНИЕ 5'2015
ВОЕННОЕ КОРААоЛЕСТРОЕгШЕ
Рис. 4. Структура прибора оптической связи всенаправленного действия
нимаемых по оптическим каналам связи, на пульт АРМ; управления блоком наведения, слежения и стабилизации по данным о местоположении цели, курсе и параметрах качки своего корабля, принимаемых от пульта управления и гироазимут-горизонткомпаса соответственно.
Все блоки прибора оптической связи направленного действия имеют защищенные корпуса, обеспечивающие их установку на открытой палубе корабля.
Прибор оптической связи всенаправленного действия (рис. 4) предназначен для:
— приема команд управления и данных для выдачи по оптическим каналам связи от пульта управления АРМ;
— формирования и круговой выдачи соответствующих оптических сигналов в видимом и инфракрасном диапазонах.
Он состоит из:
— светодиодной матрицы с круговой диаграммой направленности;
— модуля управления, формирования оптического сигнала, сопряжения с пультом управления АРМ;
— блока электропитания;
— защитного корпуса, обеспечивающего установку прибора на открытой палубе корабля.
Программное обеспечение, представленное в виде комплексов задач и математических моделей, отображает процессы управления и взаимодействия с комплексами вооружения и техническими средствами корабля в условиях постоянной боевой готовности. Каждый комплекс задач специального математического обеспечения (СМО) представляет собой функционально законченный программный модуль, программно совместимый с другими комплексами СМО. Программное обеспечение АРМ проектируется с использованием базовых информационных защищенных компьютерных технологий.
Автоматизированный корабельный комплекс светосигнальной связи обеспечивает:
— ручной ввод и автоматическое формирование, а также соответствующее кодирование сообщений для выдачи по оптическим каналам связи;
— автоматическое формирование и выдачу по оптическим каналам связи сообщений в виде соответству-
ющего оптического сигнала видимого и инфракрасного диапазонов;
— автоматический прием и преобразование в цифровой вид оптических сигналов видимого и инфракрасного диапазонов, распознавание полезного сигнала;
— декодирование и отображение принимаемых по оптическим каналам связи сообщений в цифро-буквенном виде;
— ручную корректировку результатов автоматического распознавания и декодирования информации, принимаемой по оптическим каналам связи;
— автоматическое документирование и воспроизведение информации, принимаемой и выдаваемой по оптическим каналам связи с возможностью вывода задокументированной информации на внешнее запоминающее устройство;
— отображение и сигнализацию состояния связи с корреспондентом;
— автоматическое и ручное наведение на корреспондента, автоматическое удержание корреспондента «в поле зрения»;
— сопряжение с гироазимутго-ризонткомпасом и соответствующий прием, обработку и отображение информации о курсе корабля, параметрах бортовой и килевой качки;
— отработку значений параметров качки и соответствующую стабилизацию положения прибора оптической связи направленного действия;
— сопряжение с системами вышестоящего уровня при их наличии на корабле в части обеспечения:
— прием от вышестоящего уровня команд управления по организации связи;
— прием от вышестоящего уровня данных для передачи по оптическим каналам связи;
— выдачу вышестоящему уровню данных, принимаемых по оптическим каналам связи.
Дальность светосигнальной связи с помощью такого комплекса увеличивается примерно на 50% по сравнению с известными судовыми светосигнальными приборами. Кроме того, комплекс обеспечивает возможность дистанционного управления передачей и приемом световых сигналов с высокой скоростью.
Предлагаемый автоматизированный корабельный комплекс светосигнальной связи позволяет также вести одновременную передачу информации с одним из кораблей на все другие, находящиеся в пределах видимости, поскольку излучение от источника распространяется в пространстве во всех направлениях (с перекрытием 40°). При этом, достаточная расходимость измерения в вертикальной плоскости обеспечивает прием и передачу сигналов даже в условиях качки корабля. Благодаря использованию светодиодной матрицы с круговой диаграммой направленности, включающей светодиоды видимого и инфракрасного диапазона, в несколько раз повысилась скорость передачи за счет автоматизации передачи и приема информации. В результате становится удобнее пользоваться комплексом светосигнальной связи, так как повысилась эффективность эксплуатации и, как следствие, оперативность управления кораблями и судами.
Литература
1. А. с. 1173128 СССР, 1983 г. Судовой светосигнальный прибор.
2. Катанович А. А. Оптоэлектронная техника
в корабельных светосигнальных системах связи ВМФ//Судостроение. 2002. № 1.
3. Пат. 2014104388 РФ. Автоматизированный комплекс свето
Для дальнейшего прочтения статьи необходимо приобрести полный текст. Статьи высылаются в формате PDF на указанную при оплате почту. Время доставки составляет менее 10 минут. Стоимость одной статьи — 150 рублей.