Способ определения структуры гидроакустического поля техногенных подводных объектов от вибраций корпуса под действием динамических сил

Способ определения структуры гидроакустического поля техногенных подводных объектов от вибраций корпуса под действием динамических сил

Реферат

Изобретение относится к области гидроакустики и может быть использовано для измерения (уточнения) структуры гидроакустического поля (ГАП), в том числе - зависимостей ГАП от угла в пространстве и от расстояния до объекта.

Известен способ (прототип) определения ГАП объектов на акваториях, полигонах, включающий проведение измерения структуры ГАП с помощью стационарных антенных решеток, располагаемых вертикально и (или) горизонтально, возможно на дне водоема, с регистрацией сигналов от антенн на берегу (Клей К., Медвин Г. Акустическая океанография. Основы и применения. Издательство «Мир», М., 1980, с. 525-526).

Установка на дне или в водном слое вертикальных и горизонтальных антенных систем значительно увеличивает стоимость измерений структуры ГАП, привязывает к конкретному полигону, а также ограничивает область измерений ГАП дальностью действия аппаратных средств измерительных комплексов.

Недостатком вышеуказанного способа является сложность прямого измерения структуры поля в безграничном пространстве при нахождении объекта в водном слое. Вместе с тем возможность измерений поля для безграничного пространства является практически важной, поскольку дает возможность пересчета структуры поля на любых расстояниях от объекта, учесть влияние границ и реальных гидролого-акустических условий. Кроме того, определение ГАП известным способом характеризуется существенными материальными и финансовыми издержками (установка и обслуживание антенных систем, прокладка кабельных сетей до береговых строений и строительство измерительных постов с необходимой береговой инфраструктурой).

Техническим результатом настоящего изобретения является повышение эффективности, а именно:

- возможность получения данных о структуре ГАП в отсутствие влияния границ, гидролого-акустических условий и на значительных расстояниях от объекта;

- уменьшение материальных, финансовых и временных затрат на проведение измерений;

- возможность проведения измерений практически на любых акваториях;

- возможность определения вкладов от различных источников ГАП внутри объекта.

Технический результат достигается за счет того, что в известном способе вместо антенных решеток в районе определения структуры ГАП располагают источник коротких звуковых импульсов, например, взрывного типа, с известным объемным ускорением; на подводном объекте, расположенном в выбранном районе акватории, регистрируют вибрационный отклик от излучения импульсного источника в месте действия известной динамической силы, затем в процессе обработки находят передаточную характеристику излучения объекта в районе расположения импульсного источника, далее определяют ГАП, для определения угловых зависимостей излучения располагают объект под разными углами относительно импульсного источника, например, с помощью его движения по окружности (циркуляции) и повторяют излучение импульсного источника и определение ГАП каждый раз при нахождении объекта под нужным углом.

Сущность изобретения заключается в определении структуры ГАП техногенных подводных объектов в водной среде (акватории, полигоне). Для этого располагают объект в среде на выбранном расстоянии от импульсного источника звука, устанавливают импульсный источник таким образом, чтобы разница во времени прихода к объекту отраженных от границ среды акустических импульсов по сравнению с прямым была бы максимальной. Это позволяет при соответствующей обработке получать значения ГАП объекта без влияния границ (в безграничном пространстве). Затем излучают звуковой импульс и регистрируют вибрационный отклик (ускорения) объекта в местах действия динамических сил, возбуждающих вибрации корпуса.

При обработке получают передаточную характеристику, которая, согласно принципу взаимности, равна отношению спектра вибрационного отклика к спектру объемного ускорения импульсного источника, а ГАП определяют перемножением передаточной характеристики на спектр известной динамической силы, далее получают значения ГАП для различных углов облучения объекта и строят угловые зависимости ГАП объекта в выбранных частотных полосах, как в условиях безграничного пространства. При этом угол излучения определяемого спектра ГАП объекта равен, по принципу взаимности, соответствующему углу облучения.

Для получения оценки ГАП с учетом влияния границ среды для измерений используется вибрационный отклик, включающий сумму прямого импульса и отраженных от границ среды.

1. Способ определения структуры гидроакустического поля техногенных подводных объектов от вибраций корпуса под действием динамических сил, включающий проведение измерения структуры ГАП с помощью стационарных антенных решеток, располагаемых вертикально и(или) горизонтально, возможно на дне водоема, с регистрацией сигналов от антенн на берегу, отличающийся тем, что в районе измерений ГАП в точке измерения вместо антенных решеток располагают источник коротких звуковых импульсов с известным объемным ускорением, на подводном объекте, расположенном в выбранном районе акватории, регистрируют вибрационный отклик от излучения импульсного источника в месте действия известной динамической силы, затем в процессе обработки находят передаточную характеристику излучения объекта в районе расположения импульсного источника, которая равна отношению спектра вибрационного отклика к спектру объемного ускорения импульсного источника, далее определяют ГАП перемножением передаточной характеристики на спектр известной динамической силы, для определения угловых зависимостей излучения располагают объект под разными углами относительно импульсного источника, например, с помощью его движения по окружности (циркуляции) и повторяют излучение импульсного источника и определение ГАП каждый раз при нахождении объекта под нужным углом, а после завершения испытаний освобождают акваторию от объекта и импульсного источника.

2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что до проведения измерений ГАП в безграничной среде объект и импульсный источник располагают в акватории так, чтобы разности во временах прихода отраженных от границ импульсов по сравнению с прямым были бы максимальными; используя только вибрационный импульс, возбужденный прямым сигналом от импульсного источника, при соответствующей обработке получают значения ГАП объекта без влияния границ (в безграничном пространстве).