Гидроакустика

Эта статья редактируется участником Jeepson:ru (обсуждение) в рамках конкурса.
За нарушение правил конкурса или создание помех в его проведении предусмотрены наказания. Просьба воздержаться от правок.

Внимание! Приём работ окончен!

Гидроакустика (от греч. hvdor — вода, akusticoc — слуховой) — наука о явлениях, происходящих в водной среде и связанных с распространением, излучением и приемом акустических волн. Она включает вопросы разработки и создания гидроакустических средств, пред-назначенных для использования в водной среде.

История создания

Гидроакустика — сравнительно молодая наука, быстро развивающаяся в настоящее время и имеющая, несомненно, большое будущее. Ее появлению предшествовал долгий путь развития теоретической и прикладной акустики. Первые сведения о проявлении интереса человека к распространению звука в воде мы находим в записках известного ученого эпохи Возрождения Леонардо да Винчи:

«Если ты, будучи на море, опустишь в воду отверстие трубы, а другой ее конец приложишь к уху, то услышишь идущие вдали корабли*.

Однако, для того чтобы научиться использовать звуковые полны в воде для практических целей, понадобилось не одно столетне. Огромная роль в развитии акустики принадлежит русским и советским ученым.

Первые измерения расстояния посредством звука произвел русский исследователь академик Я. Д. Захаров. Он совершил 30 июня 1804 г. первый в мире полет на воздушном шаре с научной целью и в этом полете воспользовался отражением звука от поверхности земли для определения высоты полета. Находясь в корзине шара, он громко крикнул в рупор, направленный вниз. Через 10 сек пришло отчетливо слышное эхо. Отсюда Захаров заключил, что высота шара над землей равнялась приблизительно 5 х 334 = — 1670 м. Этот способ лег в основу радио и гидролокации.

Большое влияние на развитие акустики оказал физик. профессор Н. А. Умов, который доказал, что звуковая энергия переносится волной из одной точки среды в другую. Выдающийся русский физик П. Н. Лебедев установил общность законов колебательного движения независимо от его физической природы, разработал абсолютные методы измерения звукового давления. Теория колебаний была развита в трудах известного кораблестроителя — академика А. Н. Крылова. Наряду с разработкой теоретических вопросов в России проводились практические исследования явлений распространения звуков в море. Адмирал С. О. Макаров в 1881 — 1882 гг. предложил использовать для передачи информации о скорости течения под водой прибор, названный флюктометром. Этим было положено начало развитию новой отрасли науки и техники — гидроакустической телеметрии. Интерес к изучению слышимости звуков в морских глубинах особенно возрос и связан с появлением подводных лодок. В 1905 г. на Балтийском судостроительном заводе в Петербурге одним из инженеров было предложено устройство для улавливания шума винтов. На этом же заводе был создан гидроакустический прибор связи. Толчком к развитию гидроакустики послужила первая мировая война. Во время воины страны Антанты Несли большие потерн торгового и военного флота из-за действия немецких подводных лодок. Возникла необходимость в поиске средств борьбы с ними. Вскоре они были найдены. Подводную лодку в подводном положении можно услышать по шуму, создаваемому гребными винтами и работающими механизмами. Прибор, обнаруживающий шумящие объекты и определяющий их местонахождение, был назван шумопеленгатор. Французский физик П. Ланжевен в 1915 г. предложил использовать чувствительный приемник из сегнетовой соли для первой шумопеленгаторной станции.

Гидроакустика

Гидроакустика - раздел акустической науки и техники. Физическая гидроакустика изучает прием, излучение и распространение акустических волн в водной среде, в частности распространение акустических от долей герца до мегагерц волн в слоисто и случайно- неоднородной морской и океанской средах, рассеяние звука на неоднородных поверхностях воды и дна, специфических акустических явлений в морских условиях вида рефракции, ближней и дальних зон акустической освещенности, волноводных каналов, слоев "скачка", зон акустической тени, реверберации и др. Техническая гидроакустика создает и эксплуатирует устройства, предназначенные в водной среде для подводного наблюдения, обнаружения сигналов, телеметрии, телеуправления, навигации и звукоподводной связи. Широкое применение гидроакустики обусловлено тем, что акустические волны, особенно, в инфразвуковом и звуковом диапазонах частот распространяются в водной среде с малым затуханием. Гидроакустические устройства содержат гидроакустические антенны, обеспечивающие прием и (или) излучение гидроакустических сигналов в водной среде с пространственной избирательностью, тракты аналоговой и цифровой обработки и системы отображения информации и управления. Комплексы гидроакустического вооружения подводных лодок обеспечивают обнаружение, классификацию и определение координат подводных лодок и надводных кораблей, торпед, мин, старты ракет и их приводнение, шумов противолодочной авиации, айсбергов, полыней и др. Они включают в себя шумопеленгаторные и гидролокационные станции, станции с гибкими протяженными буксируемыми антеннами, станциями звукоподводной связи, обнаружения гидроакустических сигналов, навигации, позиционирования и др. Гидроакустические комплексы стационарных и позиционных систем противолодочных рубежей, противолодочных кораблей и авиации обеспечивают поиск и обнаружение подводных лодок и другие боевые действия на море. Гидроакустика используется и в системах самонаведения подводного оружия (мин, торпед). В морской технике используются гидроакустические лаги, эхолоты, профилометры, гидроакустические системы позиционирования и др. Широко распространены гидроакустические рыбопоисковые комплексы и приборы контроля за работой орудий лова.