Гидролокация

Опубликовано 24.11.2010 Ведущий Антон Степанов

Гидролокация - это процесс определения места нахождения подводных объектов при помощи звуковых сигналов. Этот процесс, в целом, напоминает радиолокацию, но основное отличие в том, что для пеленгования объектов используются не радиоволны, которые не распространяются в воде, а акустические, особенностью которых является то, что они хорошо распространяются на дальние расстояния именно в жидкостях. Соответственно используется определенный набор оборудования для этих целей - гидролокатор или, как его еще часто называют - сонар. (Sound Navigation and Ranging)
Гидролокатор состоит из нескольких основных блоков. Приемопередатчика, посылающего акустические импульсы в выбранном направлении и принимающего отраженный от препятствия сигнал или собственный сигнал, который испускает искомый объект. В последнем случае тип гидролокации называется пассивным, а активным гидролокатор называют, соответственно, если поиск ведется по отраженному импульсу - так называемому пингсету. Частью приемопередатчика является гидроакустическая антенна, которая снабжена поворотным устройством и помещена в обтекатель. В зависимости от типа локатора, она может быть ненаправленная или напротив, с узкой диаграммой направленности в горизонтальной плоскости и широкой - в вертикальной. Приёмное устройство работает так, что обеспечивается круговой обзор всех объектов, находящихся в пределах радиуса наблюдения. Принятый сигнал регистрируется на самописце. После чего он анализируется.
Расстояние до объекта обычно определяется по времени от момента излучения импульсного сигнала до его приёма. Оно будет равно половине произведения скорости звука в воде на указанное время. Скорость объекта определяется с помощью эффекта Доплера. Направление же на объект определяется по направлению прихода эхо-сигнала с учётом рефракции в данном районе. При узконаправленной антенне - происходит поиск направления, с которого поступает максимальное эхо. Большую точность имеет метод, когда используются две антенны с разными диаграммами направленности. Поиск направления ведется по суммарной диаграмме. Существует так же фазовый способ - в котором определяют разность фаз между сигналами, принятыми двумя разнесёнными в пространстве приёмными антеннами. А чаще - комбинации из нескольких методов определения направления на объект.
Основной характеристикой гидролокаторов является дальность обнаружения. Она зависит от мощности излучаемого звука и его частоты. Для обнаружения на расстоянии в десятки километров пользуются сигналами низкой частоты, порядка нескольких КГц, но в этом случае приемная антенна должна быть большого размера. Высокочастотные гидролокаторы более компактны, однако дальность их действия не превышает несколько км. От длительности импульса зависит другая характеристика - разрешающая способность по расстоянию.
Применяются гидролокаторы для довольно разных нужд. В первую очередь, конечно для военных, например, для поиска подводных лодок. Навигации. С помощью сонара можно строить картину рельефа дна. Искать некие объекты на его поверхности. Рыбаки используют его для поиска рыбы.
Частным случаем гидролокатора так же является эхолот - прибор для измерения глубин и обрисовки топографической карты дна.