Основным недостатком шумопеленгаторной станции является невозможность с ее помощью определить дистанцию до шумящего объекта. Кроме того,
шумопеленгаторная станция не позволяет обнаружить нешумящий объект, например мину или корабль противника, стоящий без хода.
В этом случае на помощь командиру подводной лодки приходит гидролокационная станция, которая
работает как в активном режиме (зхопеленгование), так и в пассивном (шумопеленгование).
Режим эхопеленгования основан на излучении
мощных акустических импульсов и их обратном приеме после отражения от объектов. Он обнаруживает шумящие и не шумящие объекты и измеряет дистанции до них.
Гидролокационные станции так называемого шагового поиска состоят из следующих основных элементов: приёмно-излучающей системы (вибратора) 1, импульсного генератора 2, источника питания 3, реле приема-передачи (коммутационного устройства) 4, усилителя 5, регистрирующего устройства—рекордера 6, электронно-лучевой трубки 7, динамика 8 и телефонов 9, обтекателя 10, системы вращения вибратора 11 и манипулятора 12.
Работа элементов станций заключается в следующем. При нажатии оператором какого-либо манипулятора - телеграфного ключа, автомата посылок и т. п., переменное электрическое напряжение, выработанное генератором, передается через коммутационное устройство на вибратор. Он преобразует электрический импульс в механические колебания, которые излучаются в воде в определенном телесном угле. После излучения вибратор подключается к усилителю. Приходящий ультразвуковой сигнал преобразуется в электрическое напряжение, которое поступает на усилитель, где усиливается в колебания низкой частоты и затем подается на телефоны или динамик. На рекордере сигнал записывается специальным пером на электрохимической ленте. В гидролокаторах с фазовым и фазоамплитудным методами пеленгования эхосигнал высвечивается и на экране трубки.
Схема действия гидролокационной станции а режиме эхопеленгования сводится к следующему:
а) вибратор 1 подключен с помощью реле приема-передачи 5 к генератору 3 (с подводной лодки излучается сигнал в направлении корабля-цели). Момент излучения фиксируется на рекордере 9 в виде штриха А;
б) вибратор 1 подключен к усилителю 6. Звуковая волна, дойдя до цели, отразилась от нее и возвращается обратно в направлении подводной лодки. Перо рекорда движется слева направо со скоростью, пропорциональной скорости распространения звука в воде;
в) отраженный от цели звуковой сигнал возвратясь к подводной лодке, воздействует на вибратор 1, который по принципу магиитострикционного или пьезоэлектрического эффекта превращает звуковой сигнал в электрический и подает его через реле приема-передачи 5 на вход усилителя.
После усиления и преобразования сигнал подается на телефон или на рекордер, где он фиксируется в виде короткого или длинного штриха Б зависимости от курсового угла корабля-цели. По расстоянию штриха Б от штриха А можно определять дистанцию Д от лодки до цели. По азимутному кругу поворотного устройства отсчитывается курсовой угол на цель.
Вращая вибратор шаг за шагом, гидроакустик «прощупывает» все пространство вокруг подводной лодки.
Гидролокаторы шагового поиска имеют существенный недостаток: время обследования горизонта такими гидролокаторами весьма значительно. Оно исчисляется минутами.
В послевоенный период были разработаны гидролокаторы кругового обзора. С их помощью гидроакустик может обследовать водное пространство вокруг подводной лодки за несколько секунд. Обнаруженные цели фиксируются на индикаторе гидролокатора кругового обзора в таком же виде, как и на экране активной радиолокационной станции.
Принцип и общая схема работы гидролокаторов кругового обзора те же, что и в гидролокаторах шагового поиска.
Однако между этими типами гидролокаторов имеются существенные отличия.
В гидролокаторах кругового обзора вибратор излучает энергию в горизонтальной плоскости всенаправленно, то есть на 360 градусов. Это достигается применением цилиндрической акустической системы, совершающей радиальные колебания. Акустическая система секционированная. Так, в американском лодочном гидролокаторе кругового обзора ВQS-2 она набрана из 60 секций. Каждая секция состоит из восьми магнитоcтрикционных преобразователей.
При передаче все секции подключаются таким образом, чтобы система работала как единый излучатель. Акустические волны распространяются от него равномерно по всему горизонту. При приеме каждую секцию можно рассматривать как отдельный акустический приемник, а все секции вместе — как цилиндрическую акустическую базу
шумопеленгатора.
Прием отраженных от цели эхосигналов осуществляется с помощью вращающейся характеристики (лепестка) направленности.
Как правило, в индикаторах гидролокаторов кругового обзора применяется спиральная развёртка. В момент излучения импульса электронный луч находится в центре экрана. После излучения он начинает двигаться по спирали синхронно с вращением характеристики направленности со скоростью, пропорциональной скорости распространения звука в воде.
Как и в радиолокации в гидролокаторах применяется яркостная отметка сигнала. В момент прихода эхосигнала яркость электронного луча увеличивается. По удалению засветки от центра экрана определяется дистанция до цели. Экран индикатора ориентирован относительно стран света. Поэтому направление на отметку сигнала, полученное с помощью визира, является и истинным пеленгом на цель. При помощи послесвечения, которым обладает экран индикатора, можно одновременно наблюдать все цели, находящиеся в радиусе действия гидролокатора.
Средние дальности действия гидроакустических средств наблюдения:
шумопеленгатор - 50 - 100 кбт, точность пеленгования 0,5 градуса;
гидролокатор в режиме эхопеленгования - 12 - 15 кбт, точность 2 - градуса;
гидролокаторв в режиме шумопеленгования - 20 - 30 кбт, точность 2 - 3 градуса.
