Золотарёв В.В. «Оптимизация характеристик направленности высокочастотного гидролокатора бокового обзора» Подводные исследования и робототехника, № 1, с. 41-45 (2016)

При разработке высокочастотных гидролокаторов бокового обзора (ГБО) большое значение, помимо главных параметров – дальности действия и разрешающей способности по углу и по дистанции, имеют свойства диаграммы направленности (ДН) в вертикальной плоскости. Для формирования диаграммы направленности при ГБО-съемке для расширения зоны обзора обычно используются главный лепесток диаграммы и один-два боковых лепестка. Глубокие «нули» диаграммы направленности, разделяющие главный лепесток и боковые лепестки, приводят к потере эхосигнала на небольших участках ближней зоны обзора. Визуально это проявляется на эхограмме в виде тёмных вертикальных полос, тянущихся вдоль донной линии. Расширение главного лепестка вертикальной ДН можно осуществить уменьшением поперечной апертуры антенны. Таким путем можно устранить «нули» ДН, однако при этом снижается дальность действия ГБО. Проблема может быть решена построением гидролокационных антенн со специфической формой диаграммы направленности в вертикальной плоскости, в частности, «косекансных» антенн. По сравнению с радиолокационными разработками, в гидролокации помимо законов обратного рассеяния необходимо учитывать гидрологические факторы. К ним относится, прежде всего, затухание звука в воде в зависимости от частоты и дистанции до цели. Для разработки антенн с требуемыми характеристиками используются методы численного моделирования. Модель антенны с диаграммой направленности, подобной «косекансной», выполнена в среде «MATLAB». На основе модели изготовлен рабочий макет в виде экспериментальной антенной секции. Положительные результаты, полученные в процессе испытаний макета, могут быть положены в основу создания эффективных антенн ГБО.

Касаткин Б.А., Злобина Н.В., Касаткин С.Б., Злобин Д.В., Косарев Г.В. «Вихревой осциллятор в волноводе Пекериса» Подводные исследования и робототехника, № 1, с. 46-55 (2016)

Обобщённая теория волновых процессов в слоистых средах прогнозирует генерацию мелкомасштабной вихревой составляющей (МВС) вектора интенсивности на горизонте источника, расположенного в волноводе Пекериса. Звуковое поле, соответствующее МВС, называется вихревым осциллятором. Вихревая составляющая, являясь составной частью медленной обобщённой волны, возбуждается комплексным угловым спектром модельного источника, и поэтому отсутствует в классическом решении граничной задачи Пекериса, которое построено в классе аналитических функций на плоскости комплексного спектрального параметра с разрезом Ивинга–Жардецки–Пресс (EJP). Модельные расчеты показывают, что медленная обобщенная волна вносит заметный вклад в суммарном звуковом поле только на частотах, близких к первой критической. При дальнейшем увеличении частоты ее вклад в суммарное поле уменьшается, и выделение вихревых структур на горизонте источника становится затруднительным. Верификация модельного описания мелкомасштабных вихревых структур проведена путём сравнения с экспериментальными данными, полученными ранее в условиях мелкого моря на низких частотах. Результаты теоретических оценок параметров вихревого осциллятора хорошо согласуются с экспериментальными данными.

Обжиров А.И., Болобан А.В., Веникова А.Л. «Газогеохимические исследования и робототехника в инженерном проектировании на морском дне» Подводные исследования и робототехника, № 1, с. 66-71 (2016)

В процессе газогеохимических исследований, выполненных с 1985 по 2015 гг. в Охотском море, было обращено внимание на участие потоков газа, газогидратов, зон разломов в нарушении поверхности дна. В воде и донных осадках определялись метан, тяжелые углеводороды (С2-С4), углекислый газ, кислород, азот, гелий и водород. По изменению концентраций газовых компонентов и их количества отмечено, что существуют периоды сейсмотектонической активизации и стабилизации. В Дальневосточном регионе сейсмическая активизация по газогеохимическим критериям началась с 1990 г., и она продолжается в настоящее время. В период с 1990 по 2015 гг. в Охотском море возникло более 500 потоков пузырей метана, в связи с сейсмотектонической активизацией. Именно в районе выходов пузырей газа (преимущественно метана) и газогидратов нарушается поверхность дна, появляются ямы, бугры ниже или выше поверхности дна на 10–20 м, в осадке появляются слои и фрагменты газогидратов, карбонатные конкреции, поля бентоса и другие изменения. Кроме того, важно помнить, что потоки метана являются взрывоопасными в смеси с воздухом около 9% метана. При инженерном проектировании эти особенности необходимо изучать и учитывать. В настоящее время все больше требуется выполнение инженерного проектирования строительства на морском дне. Прокладка трубопроводов, установка буровых платформ, строительство прибрежных портов, терминалов и других сооружений. Для инженерного проектирования необходимо знать ряд геологических критериев, которые следует учитывать для выбора безопасного участка строительства на морском дне. В работе рассматриваются некоторые геологические, газогеохимические критерии – потоки пузырей метана, газогидраты, зоны разломов, землетрясения, которые требуется изучать при инженерном проектировании и строительстве на морском дне. Надежность и эффективность изучения морского дна заложена в выполнении комплекса исследований. Важными являются геофизические, газогеохимические, гидроакустические, батиметрические измерения. Обычно они выполняются на научно-исследовательских судах. Более детальные и точные характеристики дна можно получить с использованием робототехники. Совместные исследования геологическими и робототехническими методами дают возможность находить безопасные инженерные решения для проектирования строительных объектов.