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.

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.

Макаров Д.В., Петров П.С., Улейский М.Ю. «Метод матричного пропагатора для рассеяния звука на статистических неровностях дна» Подводные исследования и робототехника, 36, № 3, с. 73-82 (2023)

Рассматривается задача о распространении звука мелком море в присутствии случайных неровностей дна. В модовом представлении эволюция акустического поля может быть описана с помощью матричного пропагатора. В работе предложен метод расчета случайных матриц пропагатора, основанный на теории возмущений для матричных операторов и адаптированный для мелкого моря. За основу взята модель двумерного распространения звука, описываемого широкоугольным параболическим уравнением. В рамках предлагаемого метода влияние мод, распространяющихся внутри осадочного слоя, учитывается с помощью добавок к модовым коэффициентам затухания. Рассмотрена модель неоднородности, описываемая случайным процессом Орнштейна–Уленбека, и получены аналитические оценки для матричных элементов пропагатора. В качестве примера для численного моделирования рассмотрена модель мелководного акустического волновода с придонным звуковым каналом. Проведен статистический анализ распространения тональных звуковых сигналов с частотами 100, 200 и 400 Гц. Получены статистические оценки горизонтальных вариаций модового спектра и индекса мерцания отдельных мод акустического поля. Исследована зависимость рассеяния звука от радиуса корреляций неровности. Показано, что обусловленное рассеянием межмодовое взаимодействие на сравнительно малых расстояниях увеличивает затухание мод, а на больших – способствует замедлению затухания и отклонению от экспоненциального закона спадания интенсивности. Индекс мерцания демонстрирует быстрый нелинейный рост на малых расстояниях, который в дальнейшем сопровождается достижением насыщения.

Касаткин Б.А., Злобина Н.В., Касаткин С.Б. «Экспериментальное исследование звуковых полей инфразвукового диапазона в береговом клине» Подводные исследования и робототехника, 36, № 3, с. 83-96 (2023)

Рассмотрены два модельных решения граничной задачи Пекериса, классическое и обобщённое. Звуковое поле, которое формируется в условиях берегового клина в инфразвуковом диапазоне частот, наилучшим образом подходит для экспериментальной верификации указанных модельных решений. В работе приводятся экспериментальные результаты такой верификации в условиях, когда различия в модельном описании звуковых полей становятся наиболее значимыми. К наиболее значимым различиям модельных решений, которые исследуются в настоящей работе, относятся резонансная структура звукового поля в мелком море и мелкомасштабная знакопеременная структура вихревой составляющей вектора интенсивности, которая становится доминирующей составляющей звукового поля в зоне интерференционных минимумов звукового давления. Для исследования этих особенностей наилучшим образом подходят комбинированные приёмники, позволяющие измерять полный набор характеристик звукового поля в скалярно-векторном описании.