// Вие четете...

Ниво на океана

Много лъчеви хидроакустични средства.

„Където има желание, има и път.?“

В този клас средства се обединяват устройства, при помощта на които в дебелината на морската водата се създава насочено акустично поле, имащо значителна протяжност по нормалата към диаметралната плоскост на кораба.

С цел запазване високата разрешаваща способност и точност на снимката акустичното поле тук се създава от няколко тясно насочени излъчвателя, всеки от които работи на принципа на ехолотите, или се формира с помощта на специална антенна система. В зависимост от конкретните цели и районите на океана, за които е предназначено устройството, количеството на лъчите се колебаят от 3 до 100.

По особеностите на геометрията на полето много лъчевите хидроакустични устройства се делят на два типа:

– устройства, в които акустичното поле се формира от вертикални лъчи; такива устройства се състоят от няколко броя приемоизлъчватели, разместени на извън бордови носители;

– устройства, в които акустичното поле се формира от наклонени лъчи; тук вибраторите или специалните хидроакустични антени са установени непосредствено на корабите.

По структурата на акустичното поле се различават:

– устройства, в които съседните диаграми са насочени така, че да се препокриват или, поне в краен случай се докосват, образувайки плътен сектор;

– устройства, където съседните диаграми се намират на някакво отдалечение една от друга.

Много лъчевите хидроакустични устройства са известни под различни названия и се използват за снимка на подводния релеф във много страни.

Ехо тралове – по времето на своето създаване са първи от хидроакустичните средства, предназначени за площно обследване. Те са били проектирани с цел откриване на навигационни опасности в пределите на важни за корабоплаването плитководни акватории и е трябвало да заменят малко производителните механични тралове. С това се обяснява и тяхното название. Опитът и последващото усъвършенстване ехо траловете са способствали създаването на нови средства за площно обследване на релефа. Сред ехо траловете се срещат два типа много лъчеви устройства.

Ехо тралове от първи тип, представляват сами по себе си по същество съчленени голям брой ехо тралове, чиито вибратори са изнесени зад пределите на носителя и са установени на разстояние 1 – 2 м един от друг по траверса от левия и десния борд на твърди конструкции. Тук дълбочината се получава в съответствие с формула (12.1). Основен недостатък за тях се явява ниската маневреност, малката скорост на обследване на акваторията и ограничения за използване, заради метеорологичните условия.

Ехо тралове от втори тип, вибраторите са разположени на подводната част на корпуса на кораба така, че за всеки канал осевата линия на диаграмата на насоченост да е ориентирана по твърдо зададен ъгъл γ относно вертикала. Ъглите γ и ъглите θ на насоченост на диаграмите се подбират така че, започвайки от някаква не голяма дълбочина да се образува взаимно препокриване на акустичните лъчи на съседните канали, изключващо пропускането на подводен обект да не бъде открит в процеса на тралене. В тези устройства собствено дълбочините се измерват само от централните, вертикални канали. Всички останали канали измерват наклонени разстояния

които могат да бъдат преизчислени по очевидната формула в дълбочини

При използването на хидроакустичните средства за площна снимка важен параметър се явява ширината на полосата на обследване на един галс. За ехо траловете от първи тип тя се определя от количеството на вибраторите и разстоянията между тях. За ехо траловете от първи тип ширината на полосата на обследване зависи от общата ширина на диаграмите на насоченост по вертикала и се мени пропорционално на дълбочината на акваторията.

Ехо траловете от втори тип притежават много по-високи експлоатационни качества, но сумарната погрешност на измерване на дълбочините тук е съществено по-голяма и е за сметка на допълнителното изкривяване на измерванията от рефракцията и се увеличава от централния канал към крайните. Голяма погрешност се появява при възникването на вълново клатене (качка), което изисква ограничаване на допустимите условия на работа или трябва да се вземат мерки за стабилизация на ориентировката на каналите, както и за отчитане на ъглите на клатене.

Главното назначение на подобни ехо тралове е в откриването на подводни опасности и обзора на между галсовите промеждутъци с цел определянето на участъците, където е необходимо увеличаването на подробността на снимката.

Много лъчеви ехо тралове – това са хидроакустични средства за снимка на релефа на дъното, в които са отстранени много от недостатъците, присъщи на ехо траловете. Отличителен признак на много лъчевите ехо тралове се явява формирането на вертикалния и големия брой тесни наклонени лъчи, разположени в траверсна плоскост. Формирането и съхранението на зададеното направление на многобройните лъчи се осъществява с помощта на специални хидроакустични антени. Разрешаващата способност на системата в траверсна плоскост се определя от ширината на лъча, а броя на дълбочините, измерени в полосата на обзора при всяко сондиране, от общото количество на лъчите. Влиянието на киловата качка тук се отстранява с помощта на устройства, които разрешават сондиране само при отсъствие на диферент. Бордовата качка се отчита при изчисляване на дълбочините по измерването на ъглите на качката ∆γ.

Значението на дълбочините за всеки наклонен лъч се определя по измерените наклонени разстояния ri за съответната отразяваща площадка от дъното с отчитане на зададеното направление на лъчите γ и зафиксираните в периода на сондиране ъглите на качка ∆γ:

където γi – ъгъл на наклона на i-я лъч относно вертикала;

∆γ – зафиксирания ъгъл на бордовата качка;

ri – наклонени разстояние, измерено от i-я лъч.

Ехо графи за страничен обзор.

Ехо графите за страничен обзор представляват сами по себе си хидролокационни системи, чиито основен отличителен признак се явява листо образната характеристика на диаграмата на насоченост. Във вертикална плоскост нейния разтвор е от няколко десетки градуса, а в хоризонтална плоскост тя е с разтвор по-малък от 2º. Плоскостта на основния лист е нормална към диаметралната плоскост на кораба. Приемно предавателната антена на ехо графа периодично излъчва ултразвукови импулси, които според размера на разпространение от най-близката до най-отдалечената точка в пределите на насочената диаграма, последователно облъчва дъното.

По този начин, при всеки цикъл на сондиране се обследва тясна полоса от дъното, като от всеки участък към антената последователно се връщат излъчените и отразени ехо сигнали. За времето между съседните излъчвания на импулсите кораба се премества в нова точка, по тази причина всеки пореден импулс облъчва нова полоса от дъното. С помощта на механична развивка се измерва времето от момента на излъчване до приемането на ехо сигнала. На движеща се лента ехо сигналите се регистрират, чрез прогаряне на лентата. Яркостта на отметките върху ехограмите са пропорционални на амплитудата на отразения сигнал, а тяхното отдалечение от нулевата линия е пропорционално на наклоненото разстояние от приемника до съответната точка от морското дъно:

където υi – скорост на разпространение на звука по направление към i-а точка;

ti – време за преминаване на лъча от вибратора до i-а точка и обратно.

Всеки нов импулс се регистрира в нов ред на ехограмата. Съвкупността от редове от отметки с различна яркост създава тоново изображение на релефа на дъното и осигурява принципиална възможност за дешифриране на релефа. Но практическото осъществяване на дешифрирането си остава една от най-сложните задачи при използването на ехо графи. Друг недостатък на съществуващите ехо графи е в това, че те не позволяват получаването на количествена оценка за дълбочините и, следователно, не са пригодни за включване в автоматизираните хидроакустични системи.

Понастоящем ехо графите със страничен обзор се използват за обследване на подводния релеф на промеждутъците между галсите с цел откриване на сложни участъци, където е необходимо увеличаването на подробността. Тяхното усъвършенстване върви по пътя на създаването на схеми, позволяващи получаването на дълбочините и хоризонталните разстояния, например, по принципа на интерференцията. Друго перспективно направление е в използването на акустичното поле за получаване на триизмерен модел на релефа с холографията.

На съвременните хидрографски кораби се разполагат многобройни хидроакустични средства, включващи не само много лъчеви ехолоти, ехо графи, но и навигационни хидроакустични апаратури, прибори за измерване на скоростта на звука във водата, както и обикновени ехолоти. Управлението на тяхната работа, регистрация и обработка на информацията се осъществява на базата на съвременни ЕИМ.

Хидроакустични устройства, обединени в едно конструкторско решение на всички хидроакустични средства, разположени на кораба, и осигуряващи решаването на всички задачи в областта на хидроакустиката, възникващи при извършването на хидрографска снимка на релефа на дъното се наричат хидроакустични комплекси.

В зависимост от доминиращите задачи подобни комплекси получават уточняващи названия. И така, много лъчевите хидроакустични комплекси, позволяват извършването на площно обследване на релефа на дъното, а хидрографските комплекси със страничен обзор позволяват извършването на инструментална оценка на релефа на дъното на между галсовите пространства.

Коментари

Все още няма коментари

Публикувай коментар