Российский фонд
фундаментальных
исследований

Физический факультет
МГУ им. М.В.Ломоносова
 

07.19 Гидроакустические преобразователи и антенны

 

Ларичев В.А., Максимов Г.А., Смирнов В.А. «Опыт восстановления пространственного положения буксируемой сейсмокосы по магнитометрическим данным с навесных управляемых заглубителей» Сборник трудов XXXV сессии Российского акустического общества. Москва, 13–17 февраля 2023 г., с. 391-396 (2023)

Представлена методика позиционирования буксируемой сейсмокосы по магнитометрическим данным и результаты морских испытаний отечественной системы позиционирования буксируемых сейсмокос по данным с навесных управляемых заглубителей, разработанных в АО АКИН. Проведено сравнение результатов позиционирования по данным заглубителей АО АКИН и по данным заглубителей DigiCourse ION Geophysical.

Сборник трудов XXXV сессии Российского акустического общества. Москва, 13–17 февраля 2023 г., с. 391-396 (2023) | Рубрики: 07.14 07.19 14.02

 

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

 

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

 

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

 

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

 

Галий С.Н., Доля В.К., Боев А.В., Панич А.А. «Векторно-скалярные приёмники как основа современных гидроакустических систем пассивного обнаружения подводных и надводных объектов» 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. 28-36 (2021)

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. 28-36 (2021) | Рубрики: 07.19 07.20

 

Хатамтаев Б.И. «Экспериментальное определение акустического центра измерительного гидрофона» Сборник трудов XXXV сессии Российского акустического общества. Москва, 13–17 февраля 2023 г., с. 710-715 (2023)

Рассмотрены различные формулировки определения акустического центра преобразователя и проблемы, возникающие при их использовании для экспериментального определения положения акустического центра. Обсуждены причины, по которым формулировка и соответствующий способ определения положения акустического центра микрофона мало пригодны для гидрофона. Предложен способ и описан эксперимент по определению положения акустического центра при фазовой калибровке гидрофона методом взаимности.

Сборник трудов XXXV сессии Российского акустического общества. Москва, 13–17 февраля 2023 г., с. 710-715 (2023) | Рубрики: 07.19 07.22

 

Скороход Б.А. «Применение закона пропорциональной навигации для наведения автономных подводных аппаратов» Морские интеллектуальные технологии, № 4-1, с. 123-133 (2023)

Рассматривается задача наведения автономного подводного аппарата (АПА) на заданный объект. Предполагается, что АПА под действием силы тяги и поворотного момента, перемещается в горизонтальной плоскости. Неизвестное постоянное течение рассматривается в качестве основного возмущения подводной среды действующего на АПА. Пропорциональный закон навигации (ПЗН) формируется по изображениям, поступающих с видеокамеры или гидроакустического датчика, измеряя скорость изменения угла визирования объекта. Показывается, что решение задачи наведения может быть сведено к анализу устойчивости нелинейной нестационарной системы с особой точкой. Предлагаемый в работе подход основан на специальных определениях устойчивости решений такой системы и методе функций Ляпунова. Получены условия устойчивости процесса наведения АПА, обеспечивающие его желаемое поведение. Приведены результаты компьютерного моделирования.

Морские интеллектуальные технологии, № 4-1, с. 123-133 (2023) | Рубрики: 07.19 07.22

 

Кранц В.З., Островский Д.Б. «О формировании веера диаграмм направленности типа "обратная кардиоида" в малогабаритном пеленгаторе гидроакустических сигналов» Гидроакустика, № 56, с. 5-10 (2023)

Рассмотрена задача формирования статического веера пространственных каналов пеленгатора гидроакустических сигналов при использовании цилиндрической антенны, по окружности которой расположены гидроакустические приемники. Каждая пара приемников антенны формирует две диаграммы направленности типа «обратная кардиоида», развернутые друг от друга на 180°. Проведен анализ зависимости изменения диаметра антенны от соединения пар приемников антенны и от общего количества приемников. Предложена методика расчета направления на пеленгуемый источник сигнала при различном соединении пар приемников, в том числе при четном и нечетном числе приемников.

Гидроакустика, № 56, с. 5-10 (2023) | Рубрики: 07.19 07.22

 

Консон А.Д., Волкова А.А. «Локализация горизонта нахождения широкополосного источника вертикально протяженной линейной антенной» Гидроакустика, № 56, с. 19-28 (2023)

Рассмотрена возможность локализации источника широкополосного сигнала по глубине его погружения с использованием вертикально протяженной линейной антенны без расчета акустического поля. Предложен алгоритм, реализующий указанную возможность. В основе алгоритма использован метод консолидированной обработки сигнала вертикально протяженной антенны, который в данном случае позволяет синфазно «собирать» сигнал, распространяющийся по парным лучам, и давать в результате существенное приращение интенсивности сигнала. При реализации алгоритма осуществляют перебор задержек времен хода парных лучей, ожидаемых для источников на разных глубинах погружения. При нахождении той задержки, которая дает максимальную интенсивность сигнала, однозначно определяют глубину погружения источника. Для подтверждения работоспособности предложенного алгоритма проведены его теоретический анализ и компьютерное моделирование в условиях реального волновода с подводным звуковым каналом в Черном море в летний период при расположении антенны на значительном заглублении и на расстояниях до третьей зоны освещенности. Показано, что предложенный алгоритм позволяет, во-первых, осуществлять однозначную локализацию горизонта нахождения сигнала без расчета акустического поля, что делает его более устойчивым к рассогласованию между параметрами модельного и реального волновода, во-вторых, увеличивать выходную мощность сигнала, что делает его более помехоустойчивым относительно известных алгоритмов локализации.

Гидроакустика, № 56, с. 19-28 (2023) | Рубрика: 07.19

 

Мурзаева И.В. «Прогнозирование надежности аппаратной части гидроакустических комплексов» Гидроакустика, № 56, с. 48-54 (2023)

Рассмотрены вопросы обеспечения достижения показателей надежности для аппаратуры гидроакустических систем и влияния происходящих физических процессов на показатели надежности.

Гидроакустика, № 56, с. 48-54 (2023) | Рубрики: 07.19 07.20

 

Александров В.А., Казаков Ю.В., Семенов Д.А. «Исследование динамических процессов в ключевых усилителях мощности на карбид-кремниевых полупроводниковых приборах в гидроакустических передающих устройствах» Гидроакустика, № 56, с. 62-73 (2023)

Представлены результаты исследований динамических процессов в схемах ключевых усилителей мощности (КУМ) широкополосных гидроакустических передающих трактов. Созданы модели современных карбид-кремниевых полевых транзисторов и диодов Шоттки в составе КУМ с учетом параметрического изменения значений собственных емкостей. Проведено сопоставление динамических потерь энергии в усилительных каскадах для различных режимов управления транзистора. Дано сравнение динамических процессов, связанных со сквозным током «транзистор-диод» в схемах ключевого усиления с учетом эффекта Миллера. Определены рекомендации по выбору режимов управления SiC транзисторами в оконечных каскадах модулей ключевого усиления гидроакустических передающих устройств.

Гидроакустика, № 56, с. 62-73 (2023) | Рубрика: 07.19

 

Жуменков С.В., Конюхов Г.В., Машошин А.И., Пестерев И.С. «Методика оперативного измерения первичного гидроакустического поля подводных аппаратов» Подводные исследования и робототехника, 36, № 3, с. 4-13 (2023)

Описана методика оперативного измерения первичного гидроакустического поля (ПГП) подводных аппаратов (ПА) с использованием гидроакустического буя с направленной антенной и калиброванным приёмным трактом. Обоснованы условия, при выполнении которых точность измерений будет соответствовать заданным требованиям. Показано, что наибольшее влияние на точность измерений оказывает точность определения дистанции между ПА и буем. Приведён алгоритм определения этой дистанции, основанный на использовании измеренных пеленгов ПА и известной скорости ПА. Изложена формализованная методика измерения ПГП ПА, включающая, в том числе, калибровку приёмного тракта буя. Приведены результаты апробации методики в условиях Ладожского озера путём измерения ПГП катера, многократно проходящего мимо гидроакустического буя с направленной антенной на скоростях 6 и 22 узла. Точность определения ПГП по результатам апробации составила 2-3 дБ, что соответствует точности измерений на специализированных стационарных полигонах.

Подводные исследования и робототехника, 36, № 3, с. 4-13 (2023) | Рубрики: 07.19 07.22

 

Малашенко А.Е., Молчанов П.А., Ким М.С., Кондрашова Е.С. «Автономная гидроакустическая станция с автоматической адаптацией по глубине установки» Подводные исследования и робототехника, 36, № 3, с. 14-19 (2023)

Применение быстро развертываемых на позиции автономных и кабельных гидроакустических станций позволяет решать широкий круг задач по контролю морских акваторий, наблюдению за крупными морскими млекопитающими, контролю технического состояния подводных добычных комплексов. Размеры контролируемой зоны гидроакустических станций зависят от гидрологических условий в районе применения и глубины установки станции. Определение оптимального положения станции при заданной гидрологии или определение контролируемой зоны при заданной глубине положения станции выполняются с помощью системы гидроакустических расчетов. Изменение гидрологии и изменение положения станции по глубине существенно влияют на размеры контролируемой зоны. Включение в состав гидроакустической станции датчика скорости звука, специальной лебедки для изменения положения станции по глубине, а также системы гидроакустических расчетов в аппаратно-программный модуль станции позволяет значительно повысить эффективность системы наблюдения за подводной обстановкой в условиях меняющейся гидрологоакустической обстановки. Конструкция гидроакустической станции, адаптивная к изменению гидрологии, обеспечивает максимальную контролируемую зону в течение своего рабочего цикла. В работе рассмотрены алгоритм работы и конструктивные решения автономной гидроакустической станции с автоматической установкой на оптимальную глубину по критерию достижения максимальной эффективности.

Подводные исследования и робототехника, 36, № 3, с. 14-19 (2023) | Рубрики: 07.19 07.22

 

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