Способ генерации гидроакустического импульсного сигнала

Способ генерации гидроакустического импульсного сигнала

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

СОЮЗ СО8ЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

ГОСУДАРСТ8ЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А8ТОРСКОМУ С8ИДЕТЕЛЬСТВУ

Фиг, 7 (21) 4681174/10 (22) 18,04.89 (46) 23,04.91. Бюл, М 15 (71) Институт океанологии им. П, П. Ширшова и Институт проблем прочности АН УССР (72) В. А. Деревнин, П. Ф, Золотарев и А. Т. Якубишин (53) 534.232(088.8) (56) Коул P. Подводные взрывы, — М.: ИЛ, 1950, с. 10 — 75.

Deep Sea Implosive Sound Sources, Data

sheet М 2040-1, April. 1976, Patent Pending. (54) СПОСОБ ГЕНЕРАЦИИ ГИДРОАКУСТИЧЕСКОГО ИМПУЛЬСНОГО СИГНАЛА (57) Изобретение может использоваться для излучения гидроакустического импульсного сигнала заданной мощности. Цель изобретения — расширить диапазон мощностей из„, . Ж„„1644062 А1 (я)5 G 01 S 3/30, F 42 0 1/00 лучаемых сигналов при использовании в качестве источников сигнала однотипных по геометрическим размерам сферических оболочек из хрупких материалов и уменьшить разброс разрушающих нагрузок относительно номинального значения. Для этого изменяют исходную прочность оболочек и инициируют их разрушение при заданном давлении. Исходная прочность оболочки изменяется тем, что на ее поверхность в экваториальном сечении или примыкающем к нему сечении наносят кольцевой надрез 4.

При этом остаточную толщину стенки Н0 выбирают из условия прочности, исключающего разрушение оболочки при нагрузке меньше заданного давления. В момент разрушения оболочки в окружающую среду излучается гидроакустический импульсный сигнал требуемой мощности. 2 ил.

1644062

Изобретение относится к техническим средствам, применяемым для решения задач исследования и освоения океана, и может быть использовано для генерирования в океане импульсных сигналов заданной мощности, Цель изобретения — расширение диапа.зона мощностей излучаемого сигнала и уменьшение разброса разрушающих давлений,.

На фиг. 1 изображена схематична сферическая оболочка; на фиг. 2 — типичная форма гидроакустического импульсного сигнала, излучаемого при разрушении стеклянной оболочки.

Сферическая оболочка состоит из двух полусфер 1 и 2, изготовленных иэ силикатного материала. Полусферы 1 и 2 соединены между собой тонкой прослойкой 3 эпоксидного клея. Концентратор напряжений в виде кольцевого надреза 4 нанесен на наружной поверхности полусферы 1 на расстоянии S от сопрягаемых сечений. С технологической точки зрения укаэанный концентратор напряжений может быть легко нанесен отрезным алмазным кругом на токарном станке, Параметры Но и Н характеризуют соответственно остаточную и исходную толщины оболочек в месте надреза и вдали от него.

При нагружении оболочки внешним гидростатическим давлением при его заданной величине в месте расположения концентратора напряжений инициируется трещина, вызывающая хлопкообраэное разрушение оболочки, В момент хлопка в разрушающую среду излучается гидроакустический импульсный сигнал. Параметры сигнала, генерируемого в момент разрушения на глубине 1300 м оболочки из стекла диаметром 250 мм с толщиной стенки

7,0 мм, представлены на фиг, 2, На кривой можно выделить волну разрежения длительностью 4 мс и волну давления длительностью 3 мс.

При использовании предлагаемого способа расширение диапазона мощностей излучаемых сигналов в случае использования однотипных оболочек достигается за счет снижения их прочности путем нанесения концентратора напряжений в виде кольцевого надреза. А за счет выбора остаточной . толщины стенки достигается инициирование разрушения оболочки при заданном давлении и уменьшение разброса разрушающих давлений относительно номинального (среднего) значения, Необходимость нанесения концентратора напряжений в экваториальном или примыкающем к нему сечении определяется тем, что с целью обеспечения надежно40

55

35 сти разрушения оболочки при заданном давлении надрезом должна разупрочняться значительная область оболочки, к числу которых, в частности, относится область, примыкающая к экватору.

В экваториальном сечении надрез выполняется только в монолитных оболочках, 8 оболочках, состоящих иэ двух полусфер. плоскость надреза необходимо смещать от экваториального сечения. При этом форма кольцевой канавки практически не влияет на стабильность результатов.

На примере испытаний оболочек из стекла диаметром 250 мм с толщиной стенки 7,0 мм экспериментально установлено, что наибольшая стабильность характеристик сигналов при разрушении однотипных оболочек отмечается в том случае, когда расстояние S (1 5 — 2,0) Н, где Н вЂ” толщина стенки оболочки. При других значениях S разброс разрушающих давления увеличивается и может превышать значение + 15 .

Коэффициент К определяется заранее из соотношения для фиксированного класса оболочек по известным значениям разрушающих давлений небольшой партии сфер с надрезами. По результатам таких предварительных испытаний устанавливается также максимальное значение Но, начиная с которого проявляется влияние начальных неправильностей формы и разнотолщинности на разрушающее давление оболочек и не обеспечивается требуемая стабильность характеристик, Формула изобретения

Способ генерации гидроакустического импульсного сигнала, включающий разрушение пустотелой сферической оболочки иэ хрупкого материала под действием внешнеro гидростатического давления, о т л и ч а юшийся тем. что, с целью расширения диапазона мощностей излучаемого сигнала и уменьшения разброса разрушающих давлений, на поверхности оболочки в экваториальном или примыкающем к нему сечении выполнен концентратор напряжений в виде кольцевого надреза, а остаточную толщину оболочки в месте надреза выбирают из соотношения

Н= К

2 г.г где P — заданное внешнее давление;

R — радиус срединной поверхности оболочки; о — предел прочности материала оболочки при сжатии;

К:- коэффициент, учитывающий концентрацию напряжений в месте надреза.

1644062

10 20 фц8. 2

Составитель В.Кудрявцев

Тех ред M. Моргентал Корректор M. Самборская

Редактор Н,Бобкова

Заказ 1238 Тираж 378 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб,; 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", r. Ужюрод, ул.Гагарина, 101