Г. получила широкое практическое применение, т.к. никакие виды электромагнитных волн, включая и световые, не распространяются в воде (вследствие её электропроводности) на сколько-нибудь значительном расстоянии, и звук поэтому является единственным возможным средством связи под водой. Для этих целей пользуются как звуковыми частотами от 300 до 10000 гц, так и ультразвуками от 10000 гц и выше. В качестве излучателей и приёмников в звуковой области используются электродинамические и пьезоэлектрические излучатели и гидрофоны, а в ультразвуковой — пьезоэлектрические и магнитострикционные. Из наиболее существенных применений Г. следует отметить эхолот, гидролокаторы, которыми пользуются для решения военных задач (поиски подводных лодок противника, бесперископная торпедная атака и т.д.); для мореходных целей (плавание вблизи скал, рифов и др.), рыбопромысловой разведки, поисковых работ и т.д. Пассивным средством подводного наблюдения служит шумопеленгатор, позволяющий определить направление источника шума, например корабельного винта. Подводные мины снабжаются т. н. акустическими замыкателями (взрывателями), вызывающими взрыв заряда мины в момент прохождения над ней корабля. Самодвижущиеся торпеды могут самонаправляться на корабль по его шуму и т.д.
Лит.: Физические основы подводной акустики, пер. с англ., под ред. В. И. Мясищева, М., 1955; Бреховских Л. М., Волны в слоистых средах, М., 1957; Подводная акустика, пер. с англ., под ред. Л. М. Бреховских, т. 1, М., 1965, т. 2, М., 1970: Сташкевич А. П., Акустика моря, Л., 1966: Толстой И., Клей К. С., Акустика океана, пер. с англ., М., 1969.
Л. Д. Розенберг. Р. Ф. Швачко.
Рис. 2. Распространение звука в подводном звуковом канале: а — изменение скорости звука с глубиной; б — ход лучей в звуковом канале.
Рис. 1. Рефракция звука в воде: а — летом; б — зимой; слева — изменение скорости с глубиной.
Гидроакустическая станция
Гидроакусти'ческая ста'нция, совокупность схемно и конструктивно связанных акустических, электрических и электронных приборов и устройств, с помощью которых производится приём или излучение либо приём и излучение акустических колебаний в воде.
Различают Г. с. только принимающие акустическую энергию (пассивного действия) и приёмоизлучающие (активного действия). Г. с. пассивного действия [шумопеленгатор (рис. 1, а), Г. с. разведки, звукометрическая станция и др.] служат для обнаружения и определения направления (пеленга) на шумящий объект (движущийся корабль, Г. с. активного действия и др.) по создаваемым объектом акустическим сигналам (шумам), а также для прослушивания, анализа и классификации принятых сигналов. Пассивные Г. с. обладают скрытностью действия: их работу нельзя обнаружить. Г. с. активного действия [гидролокатор (рис. 1, б), рыболокатор, эхолот и др.] применяют для обнаружения, определения направления и расстояния до объекта, полностью или частично погруженного в воду (подводной лодки, надводного корабля, айсберга, косяка рыбы, морского дна и т.д.). Достигается это посылкой кратковременных акустических импульсных сигналов в определённом или во всех направлениях и приёмом (во время паузы между посылками их) после отражения от объекта. Активные Г. с. способны обнаруживать как шумящие, так и не шумящие объекты, движущиеся и неподвижные, но могут быть обнаружены и запеленгованы по излучению, что является некоторым их недостатком. К активным Г. с. также относят станции звукоподводной связи, гидроакустические маяки, гидроакустические лаги, эхолёдомеры и др. акустические станции и приборы. Подробнее о методах пеленгования и определения местоположения см. в ст. Гидроакустика и Гидролокация.
Основными частями пассивных Г. с. являются: акустическая система (антенна), компенсатор, усилитель, индикаторное устройство. Активная Г. с., кроме того, имеет также генератор и коммутационное устройство, или переключатель «приём — передача».
Акустическая система Г. с. составляется из многих электроакустических преобразователей (гидрофонов — у принимающих Г. с., вибраторов — у приёмоизлучающих Г. с.) для создания необходимой характеристики направленности приёма и излучения. Преобразователи размещаются (в зависимости от типа и назначения Г. с.) под днищем корабля на поворотно-выдвижном устройстве или в стационарном обтекателе, проницаемом для акустических колебаний, встраиваются в наружную обшивку корабля, монтируются в буксируемом кораблём или опускаемом с вертолёта контейнере, устанавливаются поверх опорной конструкции на дне моря. Компенсатор вносит в переменные токи, протекающие в электрических цепях разнесённых друг от друга гидрофонов, сдвиг фаз, эквивалентный разности времени прихода акустических колебаний к этим гидрофонам. Численные значения этих сдвигов показывают угол между осью характеристики направленности неподвижной акустических системы и направлением на объект. После усиления электрические сигналы подаются на индикаторное устройство (телефон или электроннолучевую трубку) для фиксирования направления на шумящий объект. Генератор активной Г. с. создаёт кратковременные электрические импульсные сигналы, которые затем излучаются вибраторами в виде акустических колебаний. В паузах между ними отражённые от объектов сигналы принимаются теми же вибраторами, которые на это время присоединяются переключателем «приём—передача» к усилителю электрических колебаний. Расстояние до объектов определяется на индикаторном устройстве по времени запаздывания отражённого сигнала относительно прямого (излучаемого).
Г. с., в зависимости от их типа и назначения, работают на частотах инфразвукового, звукового и (чаще) ультразвукового диапазонов (от десятков гц до сотен кгц), излучают мощность от десятков вт (при непрерывном генерировании) до сотен квт (в импульсе), имеют точность пеленгования от единиц до долей градуса, в зависимости от метода пеленгования (максимальный, фазовый, амплитудно-фазовый), остроты характеристики направленности, обусловленной частотой и размерами акустические системы, и способа индикации. Дальность действия Г. с. лежит в пределах от сотен метров до десятков и более км и в основном зависит от параметров станции, отражающих свойств объекта (силы цели) или уровня его шумового излучения, а также от физических явлений распространения звуковых колебаний в воде (рефракции и реверберации) и от уровня помех работе Г. с., создаваемых при движении своего корабля.
Г. с. устанавливают на подводных лодках, военных надводных кораблях (рис. 2), вертолётах, на береговых объектах для решения задач противолодочной обороны, поиска противника, связи подводных лодок друг с другом и с надводными кораблями, выработки данных для пуска ракето-торпед и торпед, безопасности плавания и др. На транспортных, промысловых и исследовательских судах Г. с. применяют для навигационных нужд, поиска скоплений рыбы, проведения океанографических и гидрологических работ, связи с водолазами и др. целей.