Чудесные кристаллы

Рачков В. К.

Магнитострикционные преобразователи применяются в тех случаях, когда нужно получить ультразвук сравнительно низких частот, приближающихся к частоте слышимых звуков. Для получения же высокочастотных ультразвуковых волн наиболее эффективны пьезоэлектрические излучатели. Для приема ультразвуковых колебаний также более удобно применять пьезоэлектричество. По сравнению с магнитострикционными пьезоэлектрические приемники гораздо чувствительнее. Поэтому часто делают комбинированные приемо-излучающие системы. Излучатель в таких системах магнитострикционный, а приемник пьезоэлектрический.

ШУМОПЕЛЕНГАТОРЫ

С

установкой на надводных кораблях гидролокаторов, способных обнаружить подводные лодки в погруженном состоянии, соперничество между надводными кораблями и подводными лодками не прекратилось. Теперь вопрос стоял так: кто кого раньше обнаружит. Если корабль будет обнаружен первым, то подводная лодка сможет своевременно уклониться и избежать атаки. Более того, учитывая, что дальность действия гидролокатора ограничена; подводная лодка смогла бы еще до обнаружения ее применить смертоносные торпеды по кораблю противника.

Перископ, долгое время бывший основным и единственным средством наблюдения на подводной лодке, не позволял решить этих задач. Применение перископа демаскировало подводную лодку и лишало ее основного преимущества — скрытности. К тому же перископом нельзя было пользоваться при плохой видимости — ночью, в тумане, при густом снегопаде или дожде.

И вот на подводных лодках появились новые приборы наблюдения — шумопеленгаторы — устройства, определяющие направление на источник шума.

Как уже упоминалось, звук в воде распространяется на значительно большие расстояния, чем в воздухе. Еще знаменитый итальянский ученый Леонардо да Винчи говорил, что при помощи погруженной в воду трубы

можно обнаружить далеко идущие корабли. Во времена Леонардо да Винчи были только парусные корабли. Но и они при своем движении создавали шум, вызванный трением корпуса корабля о поверхность воды. С появлением винтовых судов главным источником шума стал гребной винт.

Свойство звука распространяться в воде на значительные расстояния лежит в основе шумопеленгатора. Для обнаружения шумов в корпус подводной лодки вделываются пьезоэлектрические приемники. Звуковые волны воздействуют на мембрану приемника, в результате чего звуковые колебания преобразуются в переменный электрический ток, который после усиления вновь преобразуется в звуковые волны (рис. 20).

_{Рис. 20. Упрощенная схема шумопеленгатора}

В современных шумопеленгаторах принятые звуковые волны можно не только прослушать, но и просмотреть на экранах электронно-лучевых трубок.

Для точного измерения направления на шумящий предмет в корпус подводной лодки вделывается несколько пьезоэлектрических приемников. Располагаясь по кругу или эллипсу, они образуют приемную базу (рис. 21). Чем больше размеры базы, тем больше точность измерения направления на источник шума, т. е. точность пеленгования.

Для обследования пространства и определения направления на шумящий объект применяется специальное устройство, называемое компенсатором. Оно позволяет «поворачивать» базу в разные стороны и по максимальной громкости принятого шума определять направление на него.

Достоинства шумопеленгаторов очевидны. В отличие от гидролокаторов они являются пассивным средством наблюдения: шумопеленгатор не излучает никаких звуков, Поэтому обнаружить его работу невозможно. А эго очень важно для подводной лодки, так как сохраняется ее основное преимущество — скрытность. Дальность обнаружения целей у шумопеленгаторов значительно больше, чем у гидролокатора.

_{Рис. 21. Акустическая база подводной лодки}

И еще одним ценным свойством обладают шумопеленгаторы. При помощи этих приборов опытный специалист-гидроакустик может не только определить направление на шумящий объект, но и классифицировать шум, т. е. определить, какой класс корабля обнаружен. Более того, опытный гидроакустик по характеру шума может определить скорость корабля.

Однако шумопеленгатор имеет и существенные недостатки: он не может измерять расстояние до обнаруженной цели и обнаруживать нешумящие объекты.

В ряде зарубежных Флотов шумопеленгаторы применяются не только на подводных лодках, но и в качестве береговых неподвижных станций для обнаружения подводных лодок противника вблизи крупных военно-морских баз и портов. Приемная база такой станции расположена поблизости от побережья на дне моря и при помощи кабелей связана с приборами, находящимися на берегу. Здесь используются самые большие приемные базы и наиболее чувствительные приемники, позволяющие обнаружить подводную лодку на значительном расстоянии (рис. 22).

В конце второй мировой войны появились торпеды с акустической-головкой самонаведения. Основной частью этой головки был шумопеленгаторный приемник. При помощи электромеханической схемы шумы, преобразованные в электрические сигналы, воздействовали на приборы управления торпедой и направляли ее в кормовую часть корабля (рис. 23).

_{Рис. 22. Береговая шумопеленгаторная станция}

_{Рис. 23. Акустическая торпеда направляется на источник шума}

На надводных кораблях некоторых флотов также устанавливаются шумопеленгаторные станции. Однако применение их затруднено, так как при своем движении корабль создает большие шумовые помехи. Поэтому надводный корабль может эффективно использовать шумопеленгатор только при застопоренном ходе.

ГИДРОЛОКАТОР СЕГОДНЯ

Гидролокатору, сконструированному Ланжевеном и его сотрудниками, не было суждено принять участия в борьбе с немецкими подводными лодками: первая мировая война к этому времени уже закончилась. Однако работы по усовершенствованию средств обнаружения подводных лодок не прекращались.