гідролокація

Гідролок ація (від гідро ... і лат. locatio - розміщення), визначення положення підводних об'єктів за допомогою звукових сигналів, що випромінюються самими об'єктами (пасивна локація) або виникають в результаті відображення від підводних об'єктів штучно створюваних звукових сигналів (активна локація). Під терміном «Г.» розуміють виключно звуковий локацію, оскільки звукові хвилі є єдиним відомим в даний час видом хвиль, що поширюються в морському середовищі без значного ослаблення. Г. має велике значення в навігації для виявлення невидимих ​​підводних перешкод, при риболовлі для виявлення косяків і окремих великих риб, в океанології як інструмент дослідження фізичних властивостей океану, картографування морського дна, пошуку затонулих суден і т.п., а також у військових цілях для виявлення підводних човнів, надводних кораблів і ін. і спостереження за ними, для визначення координат цілей при застосуванні торпедного і ракетної зброї.

При пасивної локації (шумопеленгаціі) за допомогою шумопеленгатори визначають напрям на джерело звуку (пеленг джерела), користуючись звуковим полем, створюваним самим джерелом. При цьому застосовують різні методи: повертають приймальню акустичну антену з гострою спрямованістю до положення, в якому прийнятий сигнал має максимальну інтенсивність (т. Н. Максимальний метод пеленгування); вимірюють різницю фаз між сигналами на виході двох рознесених в просторі антен (фазовий метод); визначають відносну різницю в часі прийому сигналів двома рознесеними антенами за допомогою вимірювання взаємної кореляції (Кореляційний метод), а також шляхом комбінації цих методів. При пасивної локації відстань до об'єкта визначають за двома або кількома пеленгам, отриманим декількома прийомними системами, рознесеними на відстані, порівнянні з відстанню до лоцируємого об'єкта (метод тріангуляції); так визначається не тільки положення, як кричав об'єкта, але і траєкторія його руху. Системи пасивної Г. застосовуються головним чином для гідроакустичного оснащення підводних човнів і надводних кораблів. Пасивної Г. користуються також при виявленні підводних шумливих об'єктів за допомогою розподілених берегових і донних систем звукопріёмніков, дані від яких з підводного кабелю передаються на берегові системи обробки, а також за допомогою системи гідроакустичних радіобуїв, інформація від яких приймається по радіоканалу спеціальними літаками, що курсують в районі плавання буїв. Крім того, пасивне визначення напрямку на шумлячий об'єкт є основою дії акустичних самонавідних торпед.

Якщо джерело звуку випромінює короткий звуковий імпульс, то становище джерела можна визначити по різницям часів приходу імпульсів, прийнятих ненаправленими приймачами в трьох або більше рознесених по простору пунктах. Таким способом локалізації джерел користуються в берегової системі далекого виявлення суден, що зазнають лиха у відкритому океані (система СО ФАР); джерелом звуку при цьому служить вибух заряду, погружаемого на певну глибину.

Системи активної Г. засновані на явищі звукового відлуння (Рис.) І розрізняються методами тимчасової модуляції посилається сигнал і способами огляду простору. Для визначення дальності об'єкта найчастіше користуються імпульсної, частотної та шумовий модуляціями сигналу. При імпульсної модуляції відстань R до мети знаходиться за часом запізнювання t0 відбитого імпульсу: R = ct0 / 2, де с - швидкість поширення звуку в середовищі. При частотної модуляції частота f випромінюваного сигналу змінюється з часом t за лінійним законом f (t) = f0 + g t, де f0 і g - постійні початкова частота і швидкість зміни частоти. Тому відбитий сигнал, прийнятий приймачем, відрізнятиметься по частоті від сигналу, випромінюваного в даний момент, тому що прийнятий сигнал являє собою затриману на час t0 копію посланого сигналу, а частота випромінюваного сигналу за час t0 змінилася згідно наведеної формулою. Для нерухомій цілі різниця частот буде постійною і рівною f _ = gt0. Виділивши разностную частоту, визначають відстань до цілі R за формулою R = cf_ / 2 g. Аналогічна схема дії гідролокатора з шумовим випромінюванням і кореляційної обробкою сигналу.

Основною характеристикою гідролокатором є дальність виявлення, яка залежить від потужності випромінюваного сигналу, від рівня акустичних перешкод і від умов поширення звуку у водному середовищі. Дальність виявлення зазвичай визначають за величиною т. Н. порогового сигналу, т. е. сигналу мінімальної інтенсивності, ще помітного на тлі перешкод. Якщо перешкода і сигнал незалежні, то граничний сигнал визначається відношенням повної енергії корисного сигналу до потужності перешкоди в даному частотному інтервалі. Т. о., Дальність виявлення для систем з різними видами модуляції буде однаковою, якщо однакова їх повна енергія випромінювання. Якщо основна перешкода - хаотичне відображення сигналу від неоднорідностей середовища (т. Н. Ревербераційна перешкода), то граничний сигнал не залежить від потужності випромінюваного сигналу, а визначається виключно шириною смуги його частот; в цьому випадку більш ефективні системи з частотною модуляцією сигналу і з шумовий посилкою.

Поряд з перешкодами на дальність виявлення впливає рефракція, що має місце в складних гідрологічних умовах. Сучасні гідролокатори здатні виявляти великі відбиття об'єктами в середньому на відстані кількох кілометрів.

Літ .: Клюкин І. І., Підводний звук, Л., 1963; Сташкевич А. П., Акустика моря, Л., 1966; Тюрін А. М., Сташкевич А. П., Таранов Е. С., Основи гідроакустики, Л., 1966.

Б. Ф. Кур'янов.

Принцип роботи гідролокатора: 1 - випромінювач; 2 - приймач; 3 - відбиває тіло.