Питання 66

Основними носіями гідроакустичних засобів є НК, ПЧ, Т. вони є вельми сильними джерелами підводного звуку.

Особисте значення при створенні шумового (акустичного) поля має гребневий винт, генеруючий звук. Кожний з перелічених носіїв є основним, класифікувати які можна за характерними спектральними областями загального шумового спектру. Додатковими об’єктами можуть бути наприклад авіаційні носії – гелікоптери, спектр шумів котрих в режимі зависання вельми специфічний.

Рівень випромінення являє собою вимірювальну величину тиску (інтенсивності) шуму підводного джерела, який вимірюється на деякій контрольній відстані та зводиться до відстані одиниці довжини (1м, 1ярд) від акустичного центру джерела.

Рівні випромінювання визначаються в полосі частот ∆f = 1 Гц і зводяться до стандартного рівня (р₀=10^-6 Па) у dB.

Існує три типи шумів:

1. Широкосмуговий

2. Вузько смуговий

3. Тональний шум

Широкосмуговий шум – шум з неперервним спектром (рівень такого шума представляє собою неперервну функцію частоти). Сюди ж можна віднести і спектри, які належать вузьким полосам НЧ та ВЧ з неперервною формою у відповідних ділянках частот.

Тональний шум – шум, який має перервний спектр, що складається з тональних або синусоїдальних складових – тобто спектр має в собі лінійчасті компоненти.

Частіше всього в силу фізичної картини загальних шумів моря, ми маємо діло з деякою комбінацією тональних та широкосмугових шумів. Проілюструвати це можна так:

Отримання спектральних характеристик здійснюється шляхом спектрального аналізу, про який буде сказано пізніше.

Методологічно, вимірювання шумів цілей – носіїв ГАС проводиться таким чином:

Шум, який вимірюється об’єктом, що рухається, вимірюється при їх проходженні на деякій відстані від нерухомого вимірювального гідрофона. Самий найпростіший вимірювальний пристрій – одиночний гідрофон. Більш складні пристрої представляють собою укладену на дні або розташовану вертикально гірлянду гідрофонів перший тип зручний для вимірювання рівнів шумів НК, другий – ПЧ та Т.

В обох випадках ціль повинна рухатись повз ГФ та з постійною швидкістю (на постійній глибині) на відомій відстані від гірлянди.

Шуми надводних кораблів

На основі експериментальних даних, емпіричним шляхом були отримані вирази для усереднених значень рівнів випромінення НК в залежності від частоти обертання кінців лопатей гвинта (швидкості V[м/с]), водотоннажності НК – Т[т], частоти F[кГц] та відстані D[м]. виглядає воно так:

УВ = 51* lg V+15*lg T – 20*lg F – 20*lg D -11,36

YB[0dB – 1*10^-6 Па].

Шуми підводних човнів (ПЧ)

Особливості вимірювань середніх рівнів випромінення ПЧ полягає в тому, що до цього вони проводились лише для ПЧ – під перископом та ПЧ у крейсерському положенні.

Вплив глибини (за даними США для дизельних ПЧ без поглинаючихпокрить) впливає лише на шумах, які виникають при кавітації на гвинті.

Данні про середній рівень випромінюваних шумів для ДПЧ типу «Хейк» та «Раннер» при русі під електродвигунами, приведені на графіках.

Спектральний рівень 0dB – 10 ^-6 Па.

Перископна глибина. Вимірювання на дистанції 60 м.

Шум торпеди (Т)

Рівень шума в основному визначається шумом кавітації на гребних гвинтах.

Для торпед, які рухаються на малих глибинах середні рівні шумів дані на рисунку:

Спектральний рівень відню 0dB – 10 ^-6 Па

Основні типи та характеристики гідроакустичних сигналів

Гідроакустичні сигнали класифікують за рядом при знаків:

• За видом джерела, яке формує сигнал (електроакустичні, механічні, вибухові, електрогідравлічні, біологічні)

• За цвілевим призначенням (видом інформації, що передається)(сигнали гідролокатора, засоби зв’язку та керування, відбитим полем від підводних об’єктів, первинним полем обєктів)

В прикладній гідроакустиці використовують багато сигналів. Вони поділяються на два основних класа:

• Детерміновані (1)

• Випадкові (2)

Для кожного вида сигналалу класа 1 їх (сигнали локації, ехо – сигнали, сигнали відбиті від дна) ми вважаєм умовно – детермінованими – тобто визначеними як правило, сигнали класу 1 розглядаються для режимів гідролокації (активної локації) (ГЛ), а класу 2 для режимів пасивної локації (шумопеленгування)(ШП).

По іншому сигнали ділять на прості і складні.

Прості сигнали – такі, для яких добуток ефективної тривалості на ефективну ширину спектра ≈ 1 (це можуть бути радіоімпульси – відео імпульс з тональним заповненням; та їх кодові послідовності).

Складні сигнали – такі, для яких добуток ефективної тривалості на ефективну ширину їх спектра > 1

Існує декілька типів описання гідроакустичних сигналів за допомогою:

1) часових функцій

2) спектральних функцій

3) кореляціонних функцій

4) функцій невизначеності

При часовому описанні функцій розрізняють періодичні коливання (значення якого повторюється через фіксовані проміжки часу), фінітні коливання(рівні нулю за межами деякого обмеженого інтервалу часу), неперервні (існують в кожній точці осі часу), дискретні (задані на лічильній множині часових точок – при цьому значення, які приймається сигнал – називають дискретами).

При спектральному описанні сигнал позначабться через спектральну щільність амплітуд g(f).

При описанні сигналу за допомогою кореляційних функцій використовують поняття кореляції.

У випадку описання гідроакустичного сигнала за допомогою функції невизначеності, вважається, що сигнал має тривалість за часом і за частотою.