РЕЗУЛЬТАТИ ЕКСПЕРИМЕНТУ З ВИЗНАЧЕННЯ ДАЛЬНОСТІ РОЗПОВСЮДЖЕННЯ ЗВУКУ В ШЕЛЬФОВІЙ ЗОНІ ЧОРНОГО МОРЯ

M.B. Kapochkina; N.V. Kucherenko

doi:10.33082/td.2025.3-26.03

M.B. Kapochkina Одеський національний морський університет https://orcid.org/0009-0009-9461-1411
N.V. Kucherenko Національний університет «Одеська морська академія» https://orcid.org/0000-0002-9770-3284

DOI: https://doi.org/10.33082/td.2025.3-26.03

Ключові слова: гідроакустика, автоматизовані системи ідентифікації суден, поглинання звуку, дальність розповсюдження звуку, морська навігація, донна гідроакустична інфраструктура, безпека судноплавства

Анотація

Дальність розповсюдження звуку в океанах і морях є найважливішою гідро- акустичною характеристикою, від якої залежить ефективність шумлпеленації, гідролокації, щільність мережевих гідроакустичних систем інформаційного шару (позиціонування та зв’язок) автоматизованої системи ідентифікації суден. Розглянуто два методологічних (теоретичних) аспекти визначення дальності розповсюдження звуку. Перший аспект – це визначення дальності звуку, як функції, що залежить від частоти акустичної хвилі. Другий – визначення дальності розповсюдження акустичних хвиль різних довжин, як константи кількості циклів (довжин хвиль). Для умов мілководдя, дальність розповсюдження акустичних хвиль додатково підпадає під суттєву залежність від таких гідроакустичних характеристик грунтів, як кількісні показники відбиття та поглинання звуку, а також від показника розсіяння звуку морською поверхнею. Отримання оцінки дальності розповсюдження звуку на мілководді має виключно експериментальне вирішення. Для глибин 10–20 м така оцінка була отримана. На глибинах більше 50 м, де може існувати підводний звуковий канал, дальність розповсюдження акустичних хвиль може бути визначена теоретичними методами. В роботі наведено результати експериментального визначення дальності розповсюдження звуку на глибинах від 20 м до глибин можливого формування хвилеводу. Експеримент було виконано для герцевого діапазону частот, який відповідно теорії дальності розповсюдження акустичних хвиль різних довжин, як константи кількості циклів (довжин хвиль), забезпечує максимальну дальність звукопідводного звязку, гідролокації та шумопеленгації. Обробка даних гідроакустичного експерименту з визначення дальності розповсюдження звуку передбачає урахування рефракції акустичних хвиль, що формує зони акустичної тіні. Для визначення дальності розповсюдження звуку запропоновано визначати акустичну сигнатуру ( амплітудний спектр), осереднену за певний час, з подальшим виявленням амплітуд тестових частот, як показників інтенсивності акустичного сигналу.

Завантаження

Дані завантаження ще не доступні.

Посилання

1. Brekhovskikh L.M., Lysanov Yu.P. Theoretical foundations of ocean acoustics. Gidrometeo. 1982. 260 p.

2. Katsnelson B.G., Petnikov V.G. Acoustics of the shallow sea. Monograph. 1997. 191 p.

3. Ainslie M.A., McColm J.G. A simplified formula for viscous and chemical absorption in sea water. Journal of the Acoustical Society of America. 1998. Vol. 103 (3). P. 1671–1672.

4. Богушевич Б. К., Замаренова Л. Н., Скипа М. И. Дальнє поширення звуку в приповерхневому підводному звуковому каналі північно-західної частини Чорного моря. Акустичний симпозiум «Консонанс-2005». С. 84–89.

5. Cherepantsev A.S. Numerical model of attenuation of acoustic waves in the sea. Anniversary issue “NELAX-2003”. P. 107–1116.

6. Mytko A.V., Popov N.N. Laboratory workshop on the discipline “Marine Information Systems”. 2013. 64 p.

7. Underwater_acoustics. URL: https://en.wikipedia.org/wiki/Underwater_acoustics (дата звернення 01.07.2025).

8. Фесюнов О. Е. Геоекологія північно-західного шельфа Чорного моря. Монографія : АстроПринт. 2000. 100 c.

9. Materials of the second section of the scientific and technical conference “Technical Problems of Marine Resources Development”. September 5 to 30 and October 4, 2013. P. 49–54.

10. Radov V.A. Long-range propagation of sound in the central part of the Baltic Sea. Acoustic journal. 2001. Vol. 47. P. 189–199.

11. Замаренова Л. Н., Скіпа М. И. Акустична модель квазістаціонарних трас. Частина 1. Концепція досліджень. Гідроакустичний журнал (Проблеми, методи та засоби досліджень Світового океану) : зб. наук. пр. Запоріжжя : НТЦ ПАС НАН України, 2009. № 6. С. 10–23.

12. Замаренова Л. Н., Скіпа М. И. Акустична модель квазістаціонарних трас. Частина 2. Оцінка фізичної адекватності акустичної моделі. Гідроакустичний журнал (Проблеми, методи та засоби досліджень Світового океану) : зб. наук. пр. Запоріжжя : НТЦ ПАС НАН України, 2010. № 7. С. 58–72.

13. Burenkov S., Dubrovsky N., Sabinin K. Acoustic monitoring of the Black Sea. Problems of the Black Sea. International Conference. Sebastopol. Ukraine. November 10–15. 1992. P. 101–110.

14. Дивізінюк М. М. Акустичні поля Чорного моря. Держокеанаріум. 1998. 352 с.

15. Бункин Ф. Б., Кравцов Ю. А., Омельченко Н. Н., Петников В. Г., Шмелев А. Ю. Результати дослідження стабільності звукових сигналів на стаціонарних акустичних трасах. Акустичні хвилі в океані. Наука. 1987. С. 84–91.

16. Babiy V.I., Burlakova I.B., Virovlyansky A.L., Demikhovskiy S.V., Kravtsov Yu.A., Kukushkin V.D., Petnikov V.G., Rivelis E.A., Slavinsky M.M., Smirnov N.M., Farfel V.A., Shmelev A.Yu. Stationary acoustic path Crimea-Caucasus . Acoustics of the ocean environment. Science. 1989. P. 75–79.

17. Furduev A.V. Acoustic monitoring of underwater environment variability (experimental verification of new methods). Acoustic Journal. 2001. Vol. 47 (3). P. 422–430.

18. Belogortsev A.S., Belov A.I., Zhuravlev V.A., Khokha Yu.V. Acoustic models of shelf marine waters and the problem of their physical adequacy. Proceedings of the Nizhny acoustic scientific session. 2002. P. 64–67.

19. Кучеренко Н. В., Капочкін Б. Б., Капочкіна М. Б. Прикладні аспекти закономірності процесу поглинання енергії акустичних хвиль у воді. Водний транспорт. 2025. Випуск 2 (43). C. 20–30. doi.org/10.33298/2226-8553.2025.2.43.02.

20. Ocean Acoustics/Underwater Acoustics. URL: http://www.tsuchiya2.org/(дата звернення 02.07.2025).

21. Fisher F.H., Simmons V.P. Sound absorption in seawater. Journal of the Acoustical Society of America. 1977. Vol. 62. P. 558–564.

22. Francois R.E., Garrison G.R. Sound absorption based on ocean measurements: Part I:Pure water and magnesium sulfate contributions. Journal of the Acoustical Society of America. 1982. Vol. 72 (3). P. 896–907.

23. Francois R.E. Garrison G.R. Sound absorption based on ocean measurements: Part II:Boric acid contribution and equation for total absorption. Journal of the Acoustical Society of America. 1982. Vol. 72 (6). P. 1879–1890.

24. Богушевич Б. К., Замаренова Л. М., Скіпа М. І. Структура звукового поля на шельфі північно-західної частини Чорного моря: експеримент Консонанс-2005. C. 182–188.

25. Гладких І. І., Каналюк О. В., Капочкін Б. Б. Вплив рефракції звуку в Азово-Чорноморському районі на ефективність пошуку цілей гідролокаторами кругового огляду. ScienceRise. 2018. № 2. С. 14–18.