Пример 1

Рассчитать геометрическую дальность действия гидролокатора при угле наклона антенны β=12º, скорости звука в районе излучателя С_о и равномерном распределении градиента скорости звукаG_c= +0.08c־¹ коэффициент поглощения звука α =3 дб/км

Решение

В случае положительной рефракции можно воспользоваться выражением

R_max= 2(C_o/G_c) tg β

Геометрическая дальность действия ГАС ограничена рефракцией акустического луча при расчете необходимо определить радиус кривизны траектории луча, скорость звука в воде по формуле Лероя, постоянную Снелиуса, описанные в примере 3(Тема 1), в примере 2 (Тема 3). Находим горизонтальную дальность точки расположенной на глубине заданной в задании по ранее известному выражению:

X = √ R²-(R cos α + Z)² - R sin α.

Пример 2

Определить энергетическую дальность действия гидролокатора, имеющего уровень источника SL=218db, уровень регистрируемого эхосигналаEL= 55,7db<cила целиTS= 12db

Решение

Уравнение гидролокации, связывающее основные энергетические параметры гидролокатора и водной среды имеет вид:

EL =SL – 2TL +TS,

где, TL–потери на распространение.

Преобразуем выражение так, чтобы можно рассчитать значение потерь на распространение:

TL = 0.5(SL+TS-EL)

Но одновременно учитывая, что TL = 20 lg R + αRт.е можно записать:

20 lg R +αR = 0.5(SL+TS-EL)

Подставив известные значения SL,TS,ELполучим:

20 lg R +αR = 0.5(218-12-55.7) = 75.15

Далее можно пошагово подставлять значение Rв левую часть, подбирая таким образом пока обе части уравнения не сравняются. Более простои эффективный способ решения является метод половинного деления. Для использования этого метода оценим максимальное и минимальное значениеR. За минимальное значение можно принятьR=1, аR_max левой части уравнения опустив члены учитывающие поглощение морской средой т.е20lg R_max =75.15, отсюдаR_max =5721.4, далее находимсреднеезначение:

R_i = (R_min+R_max)/2

и подставим в левую часть уравнения, после подстановки в выражение потерь имеем:

20 lg (2861.2)+3∙10־³∙2861.2 =77.71>75.15

Принимаем R_iзаR_maxповторяем расчет нового шага итерации, считаем до тех пор, пока левая и правая части уравнения не сравняются, оттуда получим максимальную энергетическую дальность гидролокатора при данных параметрах и гидрологических условиях.

Пример 3

Рассчитать какую длительность импульса должен иметь эхолот для регистрации

Промысловых объектов на эхограмме, если одиночная рыба находится на дистанции

∆h =1.5м над грунтом.

Решение

Используя выражение разрешающей способности по глубине имеем

∆h =0.5 τ∙С откуда τ =2∆h/C. м/сек

где С– скорость звука в воде.

Контрольная работа по промысловой гидроакустике (ГАПП)

ЗАДАЧА №1

Две точки водной среды, находящиеся на расстоянии lo, совершают противофазные колебания. Рассчитать угловую частоту и абсолютную частотуFколебаний, а также волновое числоk приняв скорость звукаС = 1500 м/сем.

З А Д А Ч А №2

Источник акустических колебаний развивает акустическое давление pq на дистанции

5 мот излучателя. Определить интенсивность звука I в точке, удаленной на1 мот излуча-

теля.

З А Д А Ч А № 3

Температура на глубине Z(1)равнаТz(1),а на глубинеZ(2) = Tz(2).Рассчитать скорость

звука на глубинеZ(1)иZ(2),принимая соленость водыS = 33.2 /oo

З А Д А Ч А №4

Определить резонансную частоту никилиевого стержневого преобразователя длиной l

работающего на второй механической гармонике. Модуль упругости никеляЕ = 20.4 10 н/м,плотностьр= 8.8 10 кг/м.

З А Д А Ч А №5

Постройте в полярных координатах диаграмму направленности линейного преобразователя

со сторонойl, работающего на частотеF. Дать табличное решение.

З А Д А Ч А № 6

Определить коэффициент отражения по амплитуде акустического давления падающего луча под углом0, из водной среды с температуройТо на нижележащий водный слой с тем-ройТz(1) на глубине 100 м при соленостиS = 34.5 /оо.

З А Д А Ч А №7

Определить, какая рабочая частота должна бать у рыбопоискового комплекса для

поиска и обнаружения промислового объекта имеющего раз мер L_p см.

З А Д А Ч А №8

Построить траекторию движения акустического луча, если температура на поверх-ности равна Т_о, на глубинеZ_(!) соответственноT_z(1)угол наклона акустической антенны

α, соленостьS= 34.4‰.

З А Д А Ч А №9

Вычислить значение коэффициента поглощения на частоте F с температурой водной среды у поверхностиТ_о и соленостиS‰.

.

З А Д А Ч А №10

Вичислить потери на распространение акустического сигнала частотой F при

температуре воды Т_ои соленостиS‰на дистанцииR.

З А Д А Ч А №11

Определить геометрическую дальность действия гидролокатора при угле наклона

антенны α, температуре воды в районе излучателяТ_ои соленостиS‰,температуре

воды Т_z(1) на глубинеZ₍₁₎ считая изменение температуры воды между слоями равномерной

З А Д А Ч А №12

Вычислить энергетическую дальность действия гидролокатора, имеющего уровень

источника SL, уровень регистрируемого сигналаELпри силе целиTSи рабочей

частоте F.

Задания контрольной работы расписаны по вариантам, определяемым по последней цифре шифра зачетной книжки, и обозначены в общей таблице (См. таблица).

Талица данных для задач контрольных работ

Вариант Исход. данные	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10
То град	-0.8	110	4.6	6	10	14.5	17.5	20.4	23	1
Z(1) м	110	205	230	140	350	180	200	120	250	100
Тz (1), град.	8	12.5	15.4	-0.6	1.5	2	0.3	4.3	6.2	11
Z(2) м	150	270	320	280	425	270	315	250	375	290
Tz(2) град	3	5	3.4	4.8	6.4	2.6	7.4	10	10.3	5.8
F кГц	25.5	19.7	136	50	38	20	21.5	42	75	48
l см	15	17	10	12.5	19	12	18	21	16	14
S‰	32.5	33.5	34.1	32.8	35.1	32.3	33.3	34.1	31.8	34
Lp см	3	5	7	4	10	12	9	7	8	6
Pq Па∙10³	4.3	3.7	8.2	7.3	6.5	12.2	5.3	4.7	15.1	9.4
Θ , град	85	78	83	81	79	86	88	83	30	82
α град	5	8	7	8	10	11	8	7	9	15
R м	2550	1370	1420	1870	2190	1750	2050	1450	1685	1960
SL Дб	220	286	219	222	231	227	228	242	219	252
El Дб	50	58	57	56	52	55	53	54	58	52
TS Дб	-10	-8.54	0	-7.5	-11	-9	-5	-4	-2	-5.5
loсм	1.5	2.5	2.2	2.4	1.8	3.2	3.7	2.9	3.5	2.6