Гідроакустика: відмінності між версіями
[неперевірена версія] | [неперевірена версія] |
Shynkar (обговорення | внесок) |
tagged non-categorized. |
||
Рядок 68: | Рядок 68: | ||
== Див. також == |
== Див. також == |
||
{{Без категорій}} |
|||
[[ru:Гидроакустика]] |
[[ru:Гидроакустика]] |
Версія за 06:50, 22 травня 2013
Гідроакустика - розділ акустики, що вивчає випромінювання, прийом і поширення звукових хвиль в реальному водному середовищі (в океанах, морях, озерах і т. д.) для цілей підводної локації, зв'язку і т. п.
Головна особливість підводних звуків - їх мале загасання, внаслідок чого під водою звуки можуть поширюватися на значно більші відстані, ніж, наприклад, у повітрі.
Крім загасання, обумовленого властивостями самої води, на дальність поширення звуків під водою впливають рефракція звуку, його розсіяння і поглинання різними неоднорідностями середовища[1].
Рефракція звуку (викривлення шляху звукового променя)
Швидкість поширення звуку змінюється з глибиною, причому зміни залежать від пори року і дня, глибини водойми і ряду інших причин.
Звукові промені, що виходять з джерела під деяким кутом до горизонту, згинаються, причому напрямок вигину залежить від розподілу швидкостей звуку в середовищі:
- влітку, коли верхні шари тепліше нижніх, промені згинаються донизу і в більшості відбиваються від дна, втрачаючи при цьому значну частку своєї енергії;
- взимку, коли нижні шари води зберігають свою температуру, між тим як верхні шари охолоджуються, промені згинаються догори і багаторазово відбиваються від поверхні води, при цьому втрачається значно менше енергії. Тому взимку дальність поширення звуку більше, ніж влітку.
Вертикальний розподіл швидкості звуку (рос. ВРСЗ) і градієнт швидкості роблять визначальний вплив на поширення звуку в морському середовищі. Швидкості звуку в різних районах Світового океану різні і змінюються в часі. Розрізняють декілька типових випадків ВРСЗ:
- ізотермія
- позитивна рефракція
- негативна рефракція
- неоднорідний розподіл
Внаслідок рефракції можуть утворитися мертві зони - області, розташовані недалеко від джерела, в яких чутність відсутня.
Наявність рефракції може призводити і до збільшення дальності розповсюдження звуку - явищу наддалекого розповсюдження звуків під водою.
Розсіювання і поглинання звуку неоднородностями середовища
На поширення звуків високої частоти, коли довжини хвиль дуже малі, впливають дрібні неоднорідності, зазвичай наявні в природних водоймах: бульбашки газів, мікроорганізми і т. д.
Ці неоднорідності діють двояким чином: вони поглинають і розсіюють енергію звукових хвиль. У результаті з підвищенням частоти звукових коливань дальність їх розповсюдження скорочується. Особливо сильно цей ефект помітний у поверхневому шарі води, де найбільше неоднорідностей.
Розсіяння звуку неоднорідностями, а також нерівностями поверхні води і дна викликає явище підводної реверберації, що супроводжує посилку звукового імпульсу: звукові хвилі, відбиваючись від сукупності неоднорідностей і зливаючись, дають затягування звукового імпульсу, що триває після його закінчення.
Межі дальності поширення підводних звуків так само обмежуються власними шумами моря, мають двояке походження:
- частина шумів виникає від ударів хвиль на поверхні води, від морського прибою, від шуму перекочуються гальки і т. п.;
- інша частина пов'язана з морською фауною (звуки, вироблювані гідробіонтами: рибами та ін морськими тваринами). Цим дуже серйозним аспектом займається Біогідроакустика.
Застосування гідроакустики
Гідроакустика отримала широке практичне застосування, бо ніякі види електромагнітних хвиль не поширюються у воді (внаслідок її електропровідності) на скільки-небудь значні відстані, і тому звук є єдиним можливим засобом зв'язку під водою.
Для цих цілей користуються звуковими частотами від 300 до 10000 гц і ультразвуками від 10000 гц і вище. В якості випромінювачів і приймачів в звуковій області використовуються електродинамічні і п'єзоелектричні випромінювачі і гідрофони, а в ультразвуковій - п'єзоелектричні і магнітострикційні. Крім звукопідводного зв'язку гідроакустика застосовується для:
- Виявлення шумових сигналів і визначення напрямку на них;
- Випромінювання акустичних сигналів, виявлення відбитих сигналів і визначення координат;
- Класифікації виявлених сигналів
Найбільш суттєві застосування гідроакустики:
- Для вирішення військових завдань;
- Морська навігація;
- Звукопідводний зв'язок;
- Рибопошукова розвідка;
- Океанологічні дослідження;
- Сфери діяльності з освоєння багатств дна Світового океану;
- Використання акустики в басейні (вдома або в тренувальному центрі з синхронного плавання)
- Тренування морських тварин.
Гідроакустичні засоби
Застосування гідроакустики реалізується за допомогою гідроакустичних засобів. Гідроакустичне пристрій являє з себе технічний пристрій або сукупність пристроїв, принцип дії яких заснований на використанні акустичних хвиль у водному середовищі. До гідроакустичним засобів можна віднести:
- Гіроакустичні комплекси;
- Ехолоти - є різновидом гідролокатора більш вузького призначення;
- Гідролокатори;
- Шумопеленгатори (пасивний засіб підводного спостереження) - визначає напрям джерела шуму.
Примітки
Див. також
Ця стаття недостатньо чи зовсім не категоризована, або категорії, до яких вона належить, не існують. |