научная статья по теме ПЕРСПЕКТИВЫ СОЗДАНИЯ АВТОМАТИЗИРОВАННОГО КОРАБЕЛЬНОГО КОМПЛЕКСА СВЕТОСИГНАЛЬНОЙ СВЯЗИ Машиностроение

Текст научной статьи на тему «ПЕРСПЕКТИВЫ СОЗДАНИЯ АВТОМАТИЗИРОВАННОГО КОРАБЕЛЬНОГО КОМПЛЕКСА СВЕТОСИГНАЛЬНОЙ СВЯЗИ»

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.

Показать целиком

Пoхожие научные работыпо теме «Машиностроение»