Главная | Обратная связь

Уравнение гидроакустики в режиме эхопеленгования

Сила звука, отраженная абсолютно жесткими препятствиями, размеры которых больше длины волны, может быть в терминах давления рассчитана достаточно точно с помощью дифракционного интеграла Кирхгофа (смотри [1]), преобразованного для «высоких частот», совмещенного приемоизлучения (свойственно большинству современных активных ГАС) и больших расстояний:

, 2.1.1

где Р_I и Р_II - давления в падающей и отраженной волне соответственно;

r – кратчайшее расстояние от приемоизлучающей антенны ГАС до объекта;

k – волновое число;

α – угол между направлением на антенну и нормалью в точке падения волны.

В дальнейших рассуждениях рассмотрим случай отражения гидроакустического сигнала от абсолютно жесткой сферы.

Расчет по формуле 2.1.1 для идеальной абсолютно жесткой сферы радиусом R_сф приводит к следующему выражению:

Р_II/P_I = R_сф/2r 2.1.2

Переходя к интенсивностям с учетом пространственного затухания, получим:

I_II = = 2.1.3

где S_эф = π R²_сф - площадь поперечного сечения сферы (эффективная площадь отражения сферы).

Акустическая мощность, перехваченная такой сферой из поля падающего сигнала:

W_a = π R²_сф I_пад 2.1.4

где I_пад - интенсивность падающей волны.

При этом абсолютно жесткая сфера переизлучает захваченную энергию равномерно по всем направлениям. Интенсивность переизлученного поля (отраженного сигнала) на расстоянии 1 метр от центра сферы:

I_отр = R²_сф I_пад /4 2.1.5

Откуда

I_отр / I_пад = R²_сф /4 2.1.6

Очевидно, что интенсивность отраженной волны будет соответствовать интенсивности падающей волны для абсолютно жесткой сферы радиусом 2 метра.

Аналогичным образом могут быть определены интенсивности эхо-сигналов от тел другой, сравнительно простой геометрической формы.

Вышеприведенные рассуждения подвели нас непосредственно к возможности получения гидроакустических характеристик по вторичному полю кораблей, которые имеют огромное значение в практике боевого использования ГАС.