Предложена методика определения характеристик акустических сигналов от работающих механизмов корабельных артиллерийских установок, функционирующих по жесткой циклограмме работы, на примере АК-176. В качестве диагностического признака изменения технического состояния систем корабельных артиллерийских установок (КАУ) рассмотрен акустический шум работающих механизмов систем КАУ.

Рассмотрены основы анализа физических особенностей условий эксплуатации комплексной системы гидроакустическое вооружение - надводный корабль и их влияния на структуру построения системы. Исследованы возможности повышения эффективности комплексной указанной системы. Определены пути повышения эффективности системы гидроакустическое вооружение - надводный корабль с антеннами, размещаемыми на корпусе корабля, а также с опускаемыми и сосредоточенными антеннами переменной глубины.

Исходя из задачи систематизированного исследования характеристик гидроакустического вооружения в реальных условиях, рассмотрены особенности комплексных систем "гидроакустическое вооружение - надводный корабль" с антеннами, размещенными на корпусе надводного корабля, и с антеннами переменной глубины.

Исходя из задачи систематизированного исследования характеристик гидроакустического вооружения в реальных условиях, рассмотрены особенности построения систем "гидроакустическая станция - надводный корабль" с учетом влияния на их структуру гидроакустических помех.

Запропоновано універсальний числовий метод гладкооболонкової апроксимації вафельної обшивки біконічного відсіку головного обтічника рідинних ракет-носіїв. Техніку "згладжування" проілюстровано на прикладі визначення за допомогою методу кінцевих елементів жорсткості та інерційно-масових характеристик ортотропної гладкооболонкової моделі типової біконічної секції створки з метою проведення амплітудно-частотного аналіза головного обтічника.

Проведено дослідження щодо рішення задачі створення гідроакустичних станцій з буксируваними спрямованими антенами, їх особливостей, що знижують рівень бокових пелюсток у заданій просторовій області та забезпечують формування діаграми спрямованості з розкриттям основної пелюстки, яка притаманна заданому сектору спостереження.

Обосновано структурное построение комплексной системы "гидроакустическое вооружение - надводный корабль". Исходя из задачи систематизированного исследования условий ее эксплуатации с целью повышения эффективности, рассмотрено влияние гидролого-акустических особенностей морской среды на работу этой системы и обосновано ее построение.

Исходя из задачи систематизированного исследования характеристик гидроакустического вооружения в реальных условиях, в работе рассмотрены особенности построения систем "гидроакустическая станция - надводный корабль" с учетом влияния на их структуру гидроакустических помех.

Проведено дослідження щодо можливості підвищення ефективності гідроакустичної системи "гідроакустична станція - надводний корабель" з гнучкими протяжними буксируваними антенами шляхом усунення невизначеності пеленга.

Наведено результати досліджень щодо акустичних особливостей розміщення гідроакустичної інформації про підводну обстановку в морському середовищі, акустичних особливостей надводного корабля як носія засобів одержання гідроакустичної інформації про підводну обстановку, акустичних особливостей гідроакустичного озброєння як первинного джерела одержання гідроакустичної інформації в системі висвітлення підводної обстановки та проаналізовано можливості впливу на них з метою підвищення ефективності інформаційної гідроакустичної системи, що розглядається.

Проведено дослідження частотних і кутових характеристик амплітуд і фаз акустичних полів циліндричних гідроакустичних випромінювачів, утворених із п'єзокерамічної оболонки, пружного середовища і акустично м'якого екрану, в залежності від розмірів екранів і відстані між поздовжніми вісями оболонки та екрану. Встановлено, що така технічна реалізація випромінювачів суттєво збагачує спектр резонансного випромінювання гідроакустичних станцій і далеко поширює його в низькочастотну область порівняно з гідроакустичними станціями на основі випромінювачів без внутрішніх екранів. Кількість заново генерованих частот резонансного випромінювання, їх розміщення по низькочастотному (0 - 6000 Гц), резонансному (7000 - 14 000 Гц) і високочастотному (більше 14 000 Гц) діапазонах та амплітуди гідроакустичних сигналів на частотах резонансного випромінювання регулюють вибором розмірів діаметрів або відстані між поздовжніми вісями оболонки та екрану. При цьому без змін розмірів випромінювачів в низькочастотній області їх резонансні частоти можуть бути в 2 - 5 разів меншими, а резонансні випромінювання гідроакустичних сигналів при однаковій електричній напрузі збудження порівняними або значно більшими відносно основної резонансної частоти випромінювачів без екранів. Оскільки сучасні гідроакустичні станції не мають внутрішніх екранів у складі своїх випромінювачів, то перехід в них до конструкції випромінювачів з внутрішніми екранами повинен забезпечити збільшення ефективності гідроакустичних станцій в частині ефективної реалізації різних режимів роботи на одній гідроакустичній антені, збільшення енергетичної дальності та точності виявлення об'єктів на цих режимах.

Виконані дослідження частотних і фазових характеристик акустичних полів циліндричних гідроакустичних випромінювачів, утворених із п'єзокерамічної оболонки, пружного середовища і внутрішнього акустично м'якого екрану, в залежності від фізичних характеристик заповнюючого середовища. Встановлено, що вибором густини та швидкості поширення звуку в рідині, яка наповнює внутрішній об'єм випромінювача, можливо регулювати спектр резонансного випромінювання гідроакустичних станцій (ГАС), збагачуючи його в потрібній для роботи ГАС частотній області. При зменшенні значень густини та швидкості звуку в заповнюючій рідині резонансне випромінювання звуку поширюється далеко вниз в діапазоні частот 0 - 8000 Гц, при збільшенні цих значень - далеко вверх в частотному діапазоні 14 000 - 20 000 Гц. І все це має місце без змін габаритних розмірів випромінювачів. Показано, що такі параметри ефективності ГАС як дальність дії і роздільна здатність в значній мірі визначаються характеристиками елементів конструкції гідроакустичних антен цих ГАС.

Приведено результати досліджень чисельними методами властивостей електричних полів п'єзокерамічних гідроакустичних випромінювачів з внутрішніми екранами в залежності від фізичних характеристик рідин, заповнюючих внутрішні об'єми конструкцій випромінювачів. Порівняно з водозаповненими досліджені конструкції, заповнені більш легкими (гас) та більш важкими (гліцерин) ніж вода рідинами при великих, середніх і малих об'ємах заповнення. В широкому діапазоні частот встановлені закономірності змін повного струму та його ємнісної і динамічної складових в залежності від об'ємів рідин та їх хвильових опорів. Визначено особливості цих змін та фізичні причини їх походження. Показана важливість одержаних результатів для управління параметрами випромінювачів при їх виготовленні та модернізації. Показано, що в циліндричних п'єзокерамічних гідроакустичних випромінювачах з внутрішніми екранами фізичні характеристики заповнюючих рідин, що входять до складу конструкцій випромінювачів, суттєвим чином впливають на кількісні закономірності частотної поведінки електричних струмів, збуджуючих випромінювачі. Встановлено, що зміна об'ємів і хвильових опорів заповнюючих рідин суттєво змінює кількісні частотні залежності струмів збудження. При великих об'ємах і малих хвильових опорах кількість резонансних сплесків струму збудження найбільша і вони найдальше заходять у низькочастотну область. При середніх об'ємах заповнюючих рідин резонансні сплески струму в низькочастотній області зникають і переміщуються в резонансну і високочастотну області. При малих об'ємах рідин частотні залежності струмів збудження мають лише один резонансний сплеск амплітуди струму збудження. Встановлені закономірності дозволяють змінювати технологічно не складним чином параметри гідроакустичних випромінювачів при їх виготовлені або модернізації з метою підвищення їх ефективності або узгодження із збуджуючими генераторними пристроями гідроакустичних станцій.

Суміщення в одній ГАС багатьох режимів роботи вимагає перегляду підходів до структури побудови та організації їх роботи. Одним з них є перехід до динамічних методів управління параметрами гідроакустичної антени цих станцій. Найбільш просто технічно це можна реалізувати, використовуючи електричну сторону гідроакустичних перетворювачів антен. Певні можливості в динамічному управлінні параметрами антен проявляються і в заміні пасивних акустичних екранів активними п'єзокерамічними оболонками. Стосовно гідроакустичних антен, утворених із п'єзокерамічного перетворювача і екрану, методом зв'язаних полів в багатозв'язаних областях одержані аналітичні співвідношення, які дозволяють кількісно оцінити можливості динамічного управління параметрами гідроакустичної антени. Встановлено, що параметри механічних полів п'єзокерамічних оболонок визначаються як внутрішніми, так і зовнішніми акустичними полями, які в свою чергу залежать від густин і швидкостей звуку внутрішніх і зовнішніх пружних середовищ. Поставлено задачу підвищення ефективності гідроакустичної станції шляхом використання в ній гідроакустичної антени з активним акустичними екраном. Електричне керування акустичними властивостями такого екрану може забезпечити широкі динамічні можливості акустичної антени та технічну реалізацію завдяки цьому в одній гідроакустичній станції кількох режимів її роботи. Проведено якісний аналіз впливу окремих фізичних факторів і їх математичних аналогів в одержаних аналітичних співвідношеннях на динамічні властивості полів. Проведено якісний аналіз цих можливостей, виходячи із аналізу фізичних смислів складових одержаних аналітичних співвідношень. Показано, що в такій постановці є багато фізичних факторів і їх математичних еквівалентів управління динамічними властивостями гідроакустичних антен.

Обгрунтування тактико-технічних вимог до створюваних гідроакустичних станцій надводних кораблів або модернізації існуючих потребує встановлення залежностей між основними характеристиками ефективності гідроакустичних станцій та параметрами гідроакустичних антен і перетворювачів, які входять до їх складу. Як характеристики ефективності гідроакустичних станцій прийнято їх енергетичну дальність дії та роздільну здатність. Як параметри гідроакустичних антен і перетворювачів визначено частоти механічних резонансів перетворювачів, їх коефіцієнти корисної дії, питому потужність випромінювання, характеристики спрямованості та коефіцієнти концентрації гідроакустичних антен. Наведено аналітичні співвідношення, що пов'язують характеристики ефективності гідроакустичних станцій та параметри утворюючих їх гідроакустичних антен і перетворювачів. Визначено фізичні особливості встановлених залежностей.

Тенденція зниження робочих частот гідроакустичних станцій, при збереженні їх спрямованих властивостей, їх багатофункціональність і відсутність можливостей збільшення розмірів корабельних відсіків, в яких розміщуються гідроакустичні антени, змушує здійснювати пошук шляхів динамічного управління параметрами гідроакустичних антен і утворюючих їх перетворювачів. Оскільки гідроакустичні перетворювачі являють собою електромеханічні коливальні системи, що утворюються із двох зв'язаних між собою в єдиній конструкції частин - електричної та механічної, то для технічної реалізації задачі динамічного управління параметрами перетворювачів необхідно використовувати саме електричну частину. При побудові п'єзокерамічних гідроакустичних перетворювачів з динамічно керованими параметрами з електричної сторони характер поляризації п'єзокерамічних елементів відіграє важливу роль. Але для визначення кількісно цієї ролі залежно від того, яку поляризацію - радіальну чи окружну мають п'єзоелементи перетворювача, необхідні відповідні розрахункові співвідношення. Показано, що при визначенні аналітичних співвідношень, які описують фізичні поля циліндричного п'єзокерамічного гідроакустичного перетворювача при його збудженні динамічно керованим сигналом з електричної сторони, характер поляризації застосованих п'єзоелементів набуває принципово важливого значення. За методом зв'язаних полів в багатозв'язних областях з урахуванням зв'язаності фізичних полів в п'єзокерамічних середовищах при перетворенні енергії і акустичної взаємодії оболонок, утворюючих перетворювач, одержано розрахункові вирази, що надають змогу кількісно оцінити залежності параметрів електричних, механічних і акустичних полів при оперативній зміні амплітуд і фаз електричних напруг збудження п'єзокерамічних оболонок гідроакустичного перетворювача.

З використанням методу зв'язаних полів для опису багатозв'язних областей, одержано аналітичні співвідношення для визначення акустичних полів у рупорних гідроакустичних антенах, циліндрична і плоскі елементи конструкції яких виконано із акустично м'якого матеріалу. Розв'язок задачі випромінювання звуку такою рупорною антеною зведено до розв'язку нескінченної системи лінійних алгебричних рівнянь відносно коефіцієнтів розкладу звукових полів в часткових областях в ряди Фур'є. Одержані аналітичні співвідношення використано для проведення великої кількості числових експериментів. Аналіз їх результатів надав змогу встановити закономірності поведінки спрямованих властивостей у вигляді характеристик спрямованості та коефіцієнтів концентрації від кутів розкриву рупора антени, хвильових розмірів пласких стінок рупора, хвильових розмірів циліндричного електроакустичного перетворювача в горлі рупора.

Встановлено, що існуючі підходи до побудови низькочастотних корабельних гідроакустичних антен на основі циліндричних гідроакустичних перетворювачів з зовнішнім акустичним екраном не задовольняють вимоги до направлених властивостей гідроакустичних станцій. Одним із можливих напрямків рішення цієї проблеми є перенос зовнішніх акустичних екранів у внутрішню порожнинну циліндричних перетворювачів. Запропоновані фізична і розрахункова моделі екранованих циліндричних перетворювачів нового типу. Методом зв'язаних полів в багатозв'язних областях отримані аналітичні вирази для визначення електричних, механічних і акустичних полів таких екранованих перетворювачів. При цьому враховані взаємодія зазначених полів при перетворенні енергії, взаємодія акустичних полів оболонки та екрану у внутрішній порожнині перетворювача і взаємодії процесів перетворення та формування енергії перетворювачем.