Российский фонд
фундаментальных
исследований

Физический факультет
МГУ им. М.В.Ломоносова
 

07.18 Активные и пассивные сонарные системы, алгоритмы обработки сигналов

 

Малеханов А.И., Смирнов А.В. «Потери усиления вертикальной антенной решетки в условиях рассогласования модели подводного канала: оценки требований к точности модели» Сборник трудов XXXV сессии Российского акустического общества. Москва, 13–17 февраля 2023 г., с. 302-309 (2023)

В развитие недавних работ, представлены результаты численного моделирования влияния частичной априорной неопределенности модели волновода мелкого моря на эффективность пространственной обработки сигналов с помощью вертикальной антенной решетки (АР). Предполагается, что сигнальное и помеховое поля на входе АР создаются удаленными локализованными источниками и принимаются на фоне динамических шумов моря, возбуждаемых с поверхности. Частичная неопределенность, или рассогласование модели канала с реальной средой, моделируется путем варьирования профиля скорости звука в водном слое и геоакустических параметров дна в окрестности тех значений, для которых рассчитываются характеристики АР в соответствии с выбором методов обработки сигналов. Рассматриваются три метода: согласованная (matched-field) фильтрация сигнального поля, согласованная фильтрация одной из мод сигнального поля, имеющей наибольшее отношение сигнал/(шум+помеха) (ОСШП), и обработка, оптимальная по критерию максимума ОСШП на выходе АР. Получены оценки допустимых отклонений указанных параметров модели, при которых потери усиления АР по величине ОСШП для указанных методов обработки не превышают 3 дБ. Показано, что наиболее точного контроля требуют величины скорости звука в водной толще и подстилающем дне.

Сборник трудов XXXV сессии Российского акустического общества. Москва, 13–17 февраля 2023 г., с. 302-309 (2023) | Рубрики: 07.02 07.18

 

Серебряный А.Н., Тарасов Л.Л. «ADCP как мощный инструмент акустической океанологии: 15-летний опыт исследований различных процессов и явлений на морских шельфах» Сборник трудов XXXV сессии Российского акустического общества. Москва, 13–17 февраля 2023 г., с. 366-371 (2023)

Пятнадцатилетний опыт работы с ADCP «Rio Grande 600 kHz» в шельфовых зонах морей позволил нам собрать большой массив данных о происходящих там процессах, а также зарегистрировать ряд необычных явлений, описанию которых посвящена эта работа. Показано разнообразие изученных процессов и зарегистрированных аномальных явлений, наблюдавшихся в разных районах Черного и Японского морей. Помимо площадных съемок, которые дают представление о направлении и силе течений на шельфе морей, что является решением традиционной задачи для прибора, будет показано использование прибора для изучения внутренних волн и сопровождающих их процессов. Это обнаружение нового механизма генерации внутренних волн при столкновении течений. Регистрация внутренних волн рекордных амплитуд в Черном море и необычно долгое сопровождение их на шельфе косяком рыб. Доказательные данные о воздействии проходящего над морем шквала на характер течения в поверхностном слое моря. Также приведены примеры необычных гидродинамических явлений для идентификации которых требуется проводить дополнительный анализ.

Сборник трудов XXXV сессии Российского акустического общества. Москва, 13–17 февраля 2023 г., с. 366-371 (2023) | Рубрики: 07.02 07.03 07.13 07.18 07.20

 

Веденев А.И., Кочетов О.Ю., Луньков А.А., Шуруп А.С. «Экспериментальное исследование акустического шумового воздействия судна на воздушной подушке» Сборник трудов XXXV сессии Российского акустического общества. Москва, 13–17 февраля 2023 г., с. 420-426 (2023)

Представлены результаты измерений характеристик воздушного и подводного шума судна на воздушной подушке (СВП) «Каспиан Фалькон», проведенных в Урало-Каспийском канале в период хода рыб на нерест и гнездования птиц весной 2022 г. Измерения проводились с целью оценки шумового воздействия на орнито- и ихтиофауну дельты р. Урал. Отличительной особенностью проведенных экологических исследований было использование приемника колебательной скорости (ПКС) градиентного типа разработки ИОРАН. Важность оценки значений колебательной скорости определяется тем, что слух большой части рыб воспринимает звук не по давлению, а колебанию частиц среды. Полученные в работе оценки уровней подводного и воздушного шума и дистанций до границ зон безопасности для орнито- и ихтиофауны указывают на преимущества использования СВП в районах с повышенными требованиями к экологической безопасности.

Сборник трудов XXXV сессии Российского акустического общества. Москва, 13–17 февраля 2023 г., с. 420-426 (2023) | Рубрики: 07.02 07.15 07.18

 

Тарасов С.П., Пивнев П.П. «Нелинейная акустика в исследованиях океана» Сборник трудов III молодежной всероссийской с международным участием научной конференции, посвященной 20-летию Факультета высоких технологий. Ростов-на-Дону, 20–23 сентября 2021 г., с. 64-78 (2021)

Рассмотрены гидроакустические параметрические системы и методы нелинейной акустики в исследованиях океана и арктического шельфа. Приведено краткое описание наиболее перспективных направлений развития гидроакустических систем с параметрическими излучающими антеннами. Приводятся характеристики параметрических приборов, и рассматриваются результаты их применений для решения различных задач гидроакустики. Обсуждаются новые возможности освещения подводной обстановки автономными подводными аппаратами, а также обеспечения их навигации на протяженных трассах, открывающиеся при применении параметрических антенн. Представлены результаты исследований, демонстрирующие одномодовое возбуждение волновода в широкой полосе частот параметрической антенной.

Сборник трудов III молодежной всероссийской с международным участием научной конференции, посвященной 20-летию Факультета высоких технологий. Ростов-на-Дону, 20–23 сентября 2021 г., с. 64-78 (2021) | Рубрики: 07.18 07.19 07.20

 

Пересёлков С.А., Кузькин В.М., Казначеев И.В., Ткаченко С.А., Рыбянец П.В. «Формирование голограммы источника звука с использованием горизонтальной линейной антенны» Сборник трудов XXXV сессии Российского акустического общества. Москва, 13–17 февраля 2023 г., с. 310-315 (2023)

Предложена теория интерферометрической обработки гидроакустической информации с использованием горизонтальной линейной антенны. Развитая теория позволяет анализировать эффективность интерферометрической обработки с применением антенны по отношению к одиночному приемнику. Приведены и обсуждены результаты моделирования коэффициента усиления и характеристики направленности в зависимости от апертуры и компенсации антенны в заданном направлении.

Сборник трудов XXXV сессии Российского акустического общества. Москва, 13–17 февраля 2023 г., с. 310-315 (2023) | Рубрики: 07.18 12.06

 

Матвиенко Ю.В., Хворостов Ю.А., Кузькин В.М., Пересёлков С.А., Казначеева Е.С., Ткаченко С.А., Рыбянец П.В. «Оценка дальности обнаружения малошумного источника» Сборник трудов XXXV сессии Российского акустического общества. Москва, 13–17 февраля 2023 г., с. 322-327 (2023)

Предложена методика определения дальности обнаружения малогабаритного подводного аппарата в рамках интерферометрической обработки гидроакустических сигналов. Сформулированы условия формирования неискаженной интерференционной картины и выполнен анализ ее искажений для условий численного эксперимента.

Сборник трудов XXXV сессии Российского акустического общества. Москва, 13–17 февраля 2023 г., с. 322-327 (2023) | Рубрики: 07.18 07.19 07.22

 

Воронин В.А., Воскресенский А.В., Пивнев П.П., Тарасов С.П. «Антенна системы гидроакустического наблюдения на подводных аппаратах» Сборник трудов XXXV сессии Российского акустического общества. Москва, 13–17 февраля 2023 г., с. 385-390 (2023)

В настоящее время во многих направлениях морской деятельности и исследованиях океана охотно используются малоразмерные автономные подводные аппараты. От вида стоящих перед ними задач зависит тактика их использования. Малоразмерные автономные подводные аппараты могут быть как универсальными, так и узконаправленными. В группе могут быть аппараты, осуществляющие наблюдение за обстановкой, предназначенные для связи, навигации и определения условий распространения звука в океане. В настоящей работе рассматривается групповое использование подводных аппаратов, предназначенных для приема информации в целях изучения океана. Оценивается возможность создания направленного приема информации и построения антенн с заданными характеристиками направленности.

Сборник трудов XXXV сессии Российского акустического общества. Москва, 13–17 февраля 2023 г., с. 385-390 (2023) | Рубрика: 07.18

 

Малашенко А.Е., Молчанов П.А., Ким А.И. «Мультистатическая система наблюдения на базе автономных гидроакустических станций с автоматической адаптацией по глубине установки» Сборник трудов XXXV сессии Российского акустического общества. Москва, 13–17 февраля 2023 г., с. 397-402 (2023)

Приведен анализ эффективности многопозиционной мультистатической системы наблюдения на базе автономных быстро развертываемых гидроакустических станций в активном и пассивном режимах работы. Рассмотрена модель мультистатического обнаружителя с оптимально адаптированными по глубине установки гидроакустическими станциями. Рассмотрен подход к оптимизации расстановки ГАС. Приведены результаты моделирования зоны контроля для конкретных акваторий Охотского моря.

Сборник трудов XXXV сессии Российского акустического общества. Москва, 13–17 февраля 2023 г., с. 397-402 (2023) | Рубрики: 07.18 07.19 14.02

 

Макарчук Ю.И., Обчинец О.Г. «Классификация носителя источника зондирующих сигналов по траектории его движения» Гидроакустика, № 56, с. 29-35 (2023)

Рассматриваются вопросы, связанные с классификацией источника зондирующих сигналов (ЗС) и его носителя. Исследуется последовательность действий, которая может стать основой алгоритма вторичной классификации носителя источника ЗС. Предложен подход к вторичной классификации торпеды-носителя источника ЗС, предусматривающий определение типовой траектории ее движения. Получены аналитические выражения для количественной оценки работоспособности предлагаемого подхода к классификации носителя.

Гидроакустика, № 56, с. 29-35 (2023) | Рубрика: 07.18

 

Шейнман Е.Л., Соловьев В.Р. «Алгоритм оценки эффективности распознавания малошумного морского объекта» Гидроакустика, № 56, с. 43-47 (2023)

Рассматривается задача распознавания малошумного сигнала объекта в режиме шумопеленгования в условиях стратифицированной морской среды. Разработан алгоритм распознавания сигнала малошумного объекта, основанный на выработке уровня достоверности принятия решения, учитывающего большую погрешность определения координат морского объекта.

Гидроакустика, № 56, с. 43-47 (2023) | Рубрика: 07.18

 

Лашевич В.В., Лисс Н.И. «Разработка инструментария программного комплекса имитационного моделирования ГАК и ГАС» Гидроакустика, № 56, с. 74-79 (2023)

Представлен опыт разработки программной платформы, предоставляющей инструменты для быстрого создания унифицированных программных модулей, используемых при графическом проектировании гидроакустических систем, и обеспечивающей их взаимодействие друг с другом при построении диаграмм и наборов библиотек модулей.

Гидроакустика, № 56, с. 74-79 (2023) | Рубрики: 07.18 07.19 07.22

 

Киселев Л.В., Костенко В.В., Медведев А.В., Быканова А.Ю. «Проблемно-ориентированная интегральная система управления движением и динамика гибридного АНПА в режиме контроля шумовой подводной обстановки» Подводные исследования и робототехника, 36, № 4, с. 29-42 (2023)

Рассматриваются функциональная структура системы управления движением и динамика гибридного автономного необитаемого подводного аппарата (ГАНПА) при оперативном мониторинге шумового поля в морской акватории, результатом которого является определение дальности и пеленга источника шума. Для организации движения ГАНПА, состоящего из нескольких этапов, используется управляющий комплекс, обеспечивающий выполнение заданных требований к динамике аппарата и к условиям эффективных измерений параметров шумового поля с помощью скалярно-векторной приемной системы. Особое внимание уделяется корректному описанию математических моделей динамики аппарата, движительно-рулевого комплекса, систем регулирования плавучести и момента остойчивости. Оптимизация работы ГНПА в режиме акустической станции осуществляется путем модельной и экспериментальной настройки параметров данных систем с учетом особенностей их технического исполнения. В качестве прототипа ГНПА при анализе его структуры, гидродинамических характеристик и динамических процессов принят АНПА ММТ-300. Приведены результаты вычислительного эксперимента по оценке характеристик управляющего комплекса во всех режимах работы ГНПА в процессе контроля шумовой обстановки.

Подводные исследования и робототехника, 36, № 4, с. 29-42 (2023) | Рубрики: 07.18 07.19 07.20 07.22

 

Квашенникова А.В., Юлдашев П.В., Есипов И.Б., Хохлова В.А. «Численное описание генерации акустических волн разностной частоты в трехмерном пучке на примере подводного параметрического излучателя» Сборник трудов XXXV сессии Российского акустического общества. Москва, 13–17 февраля 2023 г., с. 20-25 (2023)

Исследован процесс генерации акустических пучков разностной частоты, формируемых при взаимодействии двух близких по частоте интенсивных волн накачки, излучаемых высокочастотным подводным параметрическим излучателем. Рассматривалась трехмерная нелинейно-дифракционная задача для трех пар взаимодействующих частот в режимах излучения вплоть до образования разрывов в профиле волны. Построены численные решения параболического уравнения Хохлова–Заболотской–Кузнецова с оптимизацией спектрального алгоритма вычисления нелинейного оператора, что позволило существенно сократить количество используемых в численном алгоритме гармоник. Показано, что полный учет нелинейных эффектов устраняет неточности использования квазилинейного подхода для предсказания эффективности параметрической антенны и дифракционной расходимости пучков в сильно нелинейных режимах, реализуемых при больших начальных давлениях на излучателе.

Сборник трудов XXXV сессии Российского акустического общества. Москва, 13–17 февраля 2023 г., с. 20-25 (2023) | Рубрики: 04.12 07.18

 

Бритенков А.К., Травин Р.В., Норкин М.С., Фарфель В.А. «3D НЧИ – компактные низкочастотные гидроакустические излучатели со сложной формой излучающей оболочки» Сборник трудов XXXV сессии Российского акустического общества. Москва, 13–17 февраля 2023 г., с. 379-384 (2023)

Динамичное развитие подводных средств связи, мониторинга и телеуправления в первую очередь, связано с миниатюризацией гидроакустических устройств и повышением эффективности гидроакустических преобразователей. Однако из-за физических и технических ограничений компактные преобразователи, излучающие высокие уровни акустической мощности, сложны для расчётов и изготовления. Для низкочастотных диапазонов наибольшая технологичность при компактных габаритах сочетается с высокой эффективностью в пьезоэлектрических преобразователях продольно-изгибного типа. Эффективным способом снижения поперечной жесткости корпуса в таких преобразователях является гофрирование излучающей оболочки, что обеспечивает надежную герметизацию, повышает эффективную площадь излучающей поверхности и увеличивает ресурс изделия. Гидроакустические излучатели с цельнометаллическими корпусами (3D НЧИ) из титана при компактных размерах активного элемента и корпуса (до 10 см) обладают рядом преимуществ по сравнению с аналогичными изделиями. В работе приведены результаты измерений электроакустических характеристик двух 3D НЧИ, имеющих незначительные различия геометрии и размеров корпусов и одинаковые активные элементы, каждый из которых собран из 8 пьезокерамических колец 34×14×7 мм. Натурные испытания позволяют говорить о перспективности конструкции таких 3D НЧИ, так как для своих размеров и диапазона частот (резонанс около 1.6 кГц, ширина основной полосы частот до 16%) излучатели обладают КПД более 80% и чувствительностью 1.6–1.7 Па·м/В.

Сборник трудов XXXV сессии Российского акустического общества. Москва, 13–17 февраля 2023 г., с. 379-384 (2023) | Рубрики: 04.15 07.18 07.19