Контакты
Главная / Графические редакторы

Что такое эхолот и для чего необходимо его использование? Что такое гидролокатор? Как называется водный локатор

Изначально эхолоты представляли собой устройства, с помощью которых любой желающий мог измерить глубину водоема, но с течением времени данный прибор прошел немало модернизаций.

Современный эхолот – прибор, способный не только определить параметры глубины, но и улавливающий наличие рыбы на том или ином участке.

Что такое эхолот?

Человек занимается ловлей рыбы не одну тысячу лет, и каждый рыбак непременно сталкивается с необходимостью решения двух основных проблем:

  1. Найти рыбное место.
  2. Выловить рыбу.

Эхолот или гидролокатор не способен притянуть рыбу к месту его установки, но он решает проблему поиска рыбного мета, сигнализируя своему владельцу об отсутствии или наличии особей на заданном участке.

Описание устройства

Хороший гидролокатор обладает четырьмя основными компонентами, без которых невозможна эффективная работа:

  1. Передатчик высокой мощности. Мощность данного прибора может гарантировать рыбаку отличный результат даже на глубоководье или при плохих климатических условиях. Кроме того, высокая мощность открывает возможность различать мельчайшие подробности (мальки и мягчайшие частицы дна).
  2. Преобразователь сигналов. Данный прибор должен быть способен не только проводить сигналы высокой мощности, поступающие от передатчика, он еще должен справляться с преобразованием электрической волны в звуковую с минимальными потерями. С другой же стороны, данный преобразователь должен без труда распознавать и преобразовывать даже самое малое эхо.
  3. Приемник с высоко чувствительностью . Такого типа устройство должно быть способно работать в широком диапазоне сигналов и отличать сильный и более слабый сигнал, пришедшие от преобразователя. Преобразователь должен различать предметы, расположенные близко и далеко друг от друга, и передавать их на дисплей.
  4. Дисплей с высоким разрешением . Чтобы наиболее четко показывать картинку подводного мира экран должен обладать не только высоким разрешением, но и максимальной контрастностью.

Все составляющие данного устройства должны функционировать слаженно в любых климатических условиях и даже в условиях критических температурных показателей.

Принцип действия

В Англии эхолоты называют сонарами.

Данный термин образован от трех английских слов, имеющих следующие значения:

  • звук,
  • распространение,
  • перемещение;

Данные слова наиболее ярко отображают умения обычного эхолота.

Звук – параметр, с помощью которого обнаруживаются объекты, располагающиеся на серьезной глубине. От датчика устройства в глубину направляется электрический импульс, преобразуемый в звуковую волну.

Если данный импульс достигает объекта, расположенного в водной толще, причем данный объект может быть как статичным (неподвижным) так и динамичными (передвигающимся), волна от данного объекта отражается и возвращается в преобразователь устройства, с помощью которого на дисплее устройства формируется соответствующее изображение.

От того, сколько времени волна затрачивает на преодоление расстояния от объекта до преобразователя определяется расстояние до данного предмета. Для динамичных движущихся целей подобные измерения должны производиться непрерывно.

Область применения гидролокаторов

История возникновения данного устройства связана со временами Второй мировой войны и изначально его использовали только в военно-морской сфере.

Сонары тогда применялись исключительно военными судами для того, чтобы отслеживать местонахождение подводных лодок.

Сегодня же область применения такого рода устройств охватила и мирную сферу жизни и включает в себя:

  1. Поиск затонувших кораблей и лодок.
  2. Работа в различных исследовательских и научных экспериментах с целью изучения подводного мира.
  3. На рыбалке с целью обнаружения мест обитания и скопления рыбы.

Как увеличить улов рыбы?

За 7 лет активного увлечения рыбалкой мною найдены десятки способов улучшить клев. Приведу самые эффективные:

  1. Активатор клева . Эта феромоновая добавка сильнее всех приманивает рыбу в холодной и теплой воде. Обсуждение активатора клева «Голодная рыба» .
  2. Повышение чувствительности снасти. Читайте соответствующие руководства по конкретному типу снасти.
  3. Приманки на основе феромонов .

Виды эхолотов

Существует несколько классификаций такого рода приборов в зависимости от их параметров, принципа действия и метода установки.

В зависимости от параметров частоты различают следующие типы гидролокаторов:

  1. Однолучевой. Прибор с частотой 200 кГц. Такие сонары признаются оптимальными для рыболовов.
  2. Двухлучевой. Работает такой прибор на частоте 50 кГц (для детального изучения рельефа дна) и 200 кГц (оптимальная частота для обнаружения рыбы). Такого типа сонары максимально полезны при рыбалке на море.
  3. Трехлучевые , работают на частоте в 200 кГц, обеспечивают обзор поверхности на угол в 150 градусов. На экране при этом точно отображается место расположения объекта.
  4. Шестилучевые признаются многофункциональными приборами, позволяющими воспроизводить на дисплее трехмерную картину обследуемой площади.

В зависимости от габаритных размеров, которые напрямую влияют на область жизни, в которой будет можно выявить два вида гидролокаторов:

  1. Портативный , удобный при эксплуатации в небольших водоемах.
  2. Стационарные эхолоты, используемые на кораблях.

Портативные же устройства, используемые на рыбалке, можно смело разделить в зависимости от сезонности использования на:

  1. Зимние тубусные эхолоты, работающие от обычной батарейки. Такие приборы показывают на экране боковой обзор.
  2. Летние , позволяющие рыбачить в летний период.
  3. Универсальные портативные эхолоты для зимней и летней рыбалки как на воде, так и на побережье.

Выбор

Прежде чем отправится в магазин для приобретения гидролокатора, следует определиться с целями и задачами, которые будет решать данный сонар.

Следует понимать, что в первую очередь сонар – это глубиномер, а только потом устройство для поиска рыбы. Поэтому следует четко представлять, какой именно гидролокатор необходим для решения той или иной задачи.

Критерии подбора

Современные гидролокаторы способны нормально функционировать как в обычном, фиксированном режиме, так и в динамичном, т.е. с возможностью перемещения.

Поэтому важно определиться в процессе подбора того или иного устройства с местом будущей ловли с применением данного прибора. Так, например, для рыбалки, в скромном водоеме можно полноценно использовать переносную модель.

Такого типа гидролокатор обладает удобными небольшими габаритами и будет наиболее удобным при походе на рыбалку, при ловле со льда зимой, с берега летом или лодки.

Если же покупатель планирует рыбачить на море или в водоеме приличных размеров, то следует отдать свои предпочтения моделям с большой функциональностью.

Не следует упускать из виду такой параметр, как количество пикселей экрана, т. к. от этого параметра напрямую будет зависеть качество получаемого изображения.

В данном случае непременно следует учитывать и характер водоема, в котором планируется ловля. Если речка глубиной не более 5 м., то следует приобретать эхолот с дисплеем в 2 тыс. пикселей. Для глубоководного водоема потребуется монитор с большим разрешением.

Основными же критериями выбора такого типа устройств считаются следующие параметры:

  • изготовитель;
  • характер водоема;
  • наличие GPS -навигации;
  • объем памяти устройства;
  • количество пикселей экрана;
  • количество сигналов, отправляемых прибором за 1 секунду;
  • наличие функции определения температуры воды;

Преимущества и недостатки

Плюсов у использования такого рода устройств огромное множество:

  1. При ловле рыбы на незнакомых участках или на новом водоеме рыбак может уже через небольшой промежуток времени знать все о том, какое дно у водоема, есть ли там ямы, коряги, а главное – рыба.
  2. Возможность одним прибором охватить большую площадь.
  3. Экономия времени, затрачиваемого на поиск наиболее подходящего места для рыбной ловли.
  4. Возможность отслеживать миграцию рыбы и двигаться за косяком. Данная функция очень важна пасмурную погоду, когда рыба может менять направление своего движения по нескольку раз за день.

Помимо преимуществ существуют у такого рода приборов и свои недостатки:

  1. Для получения более полной и точной картины дна необходимо постоянно перемещаться.
  2. Для того, чтобы наиболее эффективно пользоваться прибором и получать наиболее точные картины дна необходимо немало времени уделить изучению инструкции по эксплуатации.

Рейтинг лучших

Модель – FCV-587

Изготовитель – Furuno.

Модель – Echo 550c

Изготовитель – Garmin

Модель – F33P


Изготовитель – HawkEye

Модель – Elite-7 HDI


Изготовитель – Lowrence

ГИДРОЛОКАТОР
(сонар), аппаратурный комплекс для определения с помощью акустических сигналов положения подводных и плавучих объектов (первоначально этот термин использовался применительно к эхолокационным приборам для обнаружения подводных лодок, теперь употребляется в более широком значении). Главными элементами гидролокатора являются подводный излучатель мощного акустического сигнала и чувствительный приемник, реагирующий даже на слабые отражения этого сигнала от погруженных в воду объектов. Конструируются оба эти элемента с таким расчетом, чтобы их компоновка в локаторе обеспечивала определение направления на отражающий объект и расстояния до него. На подводных лодках и надводных судах гидролокаторы служат основными - а зачастую и единственными - средствами сбора информации об условиях и обстоятельствах под морской поверхностью. На атомных подводных лодках специальные гидролокаторы применяются в качестве навигационных приборов. Крупные корабли оснащаются эхолотами - гидролокаторами, измеряющими глубину океана. На многих рыбопромысловых судах гидролокаторы используют для обнаружения рыбных косяков; биологи, занимающиеся морскими животными, с помощью гидролокаторов изучают звуки, издаваемые представителями морской фауны. Под водой акустический пучок, подобно лучу прожектора или радара в воздухе, наводится на цель, и отраженная от нее звуковая энергия поступает в приемник. Из сонара, как из радара, излучение испускается короткими импульсами. Расстояние до цели определяется как произведение скорости звука в воде на половину временного интервала между испусканием импульса и прибытием его эха. Поскольку приемная антенна сонара имеет острую диаграмму направленности, пеленг цели определяется поворотом микрофона при его настройке на эхо. На практике оператор следит за световыми метками на панорамном экране, которые соответствуют обнаруженным объектам, и это значительно облегчает их локацию. Дальность действия гидролокатора ограничена радиусом в несколько километров. Скорость звука в воде равна приблизительно 1,5 км/с, поэтому гидролокационный поиск гораздо медлительней радиолокационного или светового поиска в атмосфере. Из-за относительно большой длины волны звука у гидролокатора довольно слабое пространственное разрешение: там, где глаз различал бы каждую заклепку на корпусе корабля, сонар "увидит" только все судно как единое пятно. К тому же морская вода - далеко не идеальная среда для распространения звука. Идея гидролокатора не нова. Еще во время Первой мировой войны гидрофоны применялись на надводных кораблях и подводных лодках для обнаружения вражеских судов методами пассивной шумопеленгации. Позже были созданы пьезоэлектрические преобразователи и электронные усилители сигналов звукового диапазона, что привело к развитию систем активной гидролокации. С тех пор разработано много видов совершенных приборов, среди них гидролокатор кругового обзора, гидролокатор переменной глубины и др.
Устройство гидролокатора. Гидролокаторы делятся на два основных типа: активные (излучающие сигнал и принимающие его отражение) и пассивные (принимающие шумы, издаваемые целью). Рассмотрим здесь блок-схему активного гидролокатора кругового обзора (рис. 1).


Рис. 2. ИНДИКАТОР КРУГОВОГО ОБЗОРА (ИКО), на котором видны "земля" (LAND), две подводные лодки (SUB1 и SUB2) и собственный корабль (в центре ИКО).


Регистрирующий индикатор кругового обзора. Представляет собой электронно-лучевую трубку с круговой разметкой экрана, на котором отмечаются все обнаруженные объекты вблизи производящего гидролокацию корабля (ему соответствует круговое пятно в центре экрана). Поскольку отражения от более удаленных целей принимаются позже, развертка ведется по разворачивающейся спирали со скоростью 1 оборот в 1/1750 мин, и на том месте экрана, которое соответствует положению цели, возникает яркое световое пятно. Вращающаяся визирная линия и круговая шкала в 360° позволяют оператору определять истинный пеленг каждой цели. Кроме того, на экране имеется индекс дальности - маленькое световое пятно, которое оператор может вводить на экран для совмещения с изображением цели. Этот индекс связан с автоматическим счетчиком, вычисляющим расстояние до объекта. Выделяя на коммутаторе интересующее его направление, оператор по каналу слухового контроля оценивает характер конкретного эха и его происхождение - от косяка ли рыбы или подводной лодки, либо в результате подводной реверберации. Заодно можно оценить и направление движения цели, так как частота звука от приближающегося объекта выше, а от удаляющегося - ниже.
См. также ДОПЛЕРА ЭФФЕКТ . Блок обработки данных, куда поступает вся первичная информация о цели, вносит поправки с учетом условий распространения звука и движения самого судна с гидролокатором и выдает результаты расчетов дальности, пеленга, курса и скорости цели (необходимые, например, при наведении орудий боевого корабля).
Гидролокационные устройства. Гидрофоны представляют собой подводные аналоги микрофонов и используются при прослушивании шумов, исходящих от цели. На подводных лодках они служат средствами поиска и обнаружения противника чаще, чем гидролокаторы активного типа, так как при излучении локационного сигнала подводная лодка может обнаружить себя. Гидрофоны размещают по дну на входе в гавань; от них по кабелям сигналы поступают на наземные станции обработки, благодаря чему осуществляется постоянный контроль движения надводных и подводных судов в районе порта. Гидрофоны имеют ограниченные возможности, т.к. с их помощью нельзя непосредственно определить удаленность объекта; можно лишь установить направление на него. Гидролокатор с острой диаграммой направленности, излучая сигналы и принимая их отражения, обнаруживает цели и измеряет их дальности и пеленги. Поиск ведется последовательными шагами: оператор наводит преобразователь на заданное направление, посылает импульс и ждет его отражение; потом переходит на другой пеленг и повторяет все снова - и так до тех пор, пока не проверит всю зону обзора. Гидролокатор кругового обзора дает результаты гораздо быстрее (он рассмотрен выше при описании блок-схемы рис. 1). Аппаратура для определения глубины погружения цели работает совместно с активным гидролокатором, поскольку не имеет своего передатчика и лишь воспринимает отражения сигналов, испущенных активным прибором. Набор остронаправленных преобразовательных элементов этой аппаратуры имеет вид вертикальной линейки, сканируя которую получают в угловой мере данные о погружении цели; эта информация в совокупности с результатами измерений традиционных угломерных приборов позволяет определить глубину и дальность цели. Опускаемый с вертолета гидролокатор представляет собой преобразователь сферической формы, который спускается на длинном кабеле и погружается в воду при зависании вертолета; верхний конец кабеля соединен с бортовой аппаратурой. Такой гидролокатор служит для экстренного ненаправленного прослушивания эхо-сигналов в заданном районе. Береговая станция акустической пеленгации и обработки эхо-сигналов получает информацию от системы погруженных в различных местах гидрофонов, определяет пеленги удаленных объектов и расстояния до них. Гидролокатор переменной глубины, подобно вертолетному прибору, погружается на кабеле (но с борта надводного корабля и для решения иных задач) глубже сильно искажающего процесс распространения звуковых волн термоклина (слоя воды в океане с большим градиентом температуры), чем исключаются рефракционные потери при определении дальности объекта. Гидроакустические радиобуи - система плавучих устройств, каждое из которых несет на себе гидрофон и радиопередатчик индивидуальной частоты. Разбросанные с самолета в заданном районе, они посылают сигналы о присутствии, например, подводной лодки, сопоставление которых дает информацию о приблизительном ее местонахождении. Эхолот является упрощенным вариантом гидролокатора с острой диаграммой направленности, ориентированной на морское дно. Временная картина отраженных от дна звуковых сигналов автоматически регистрируется в цифровой или аналоговой форме (или в обеих одновременно) на карте. Гидроакустический телефон - своеобразный подводный аналог радиотелефона. Промодулированные голосом импульсы на ультразвуковой несущей частоте распространяются в воде и принимаются судном, где они детектируются и подаются в телефонную трубку. Такая система используется для связи подводных лодок между собой и с надводными кораблями. Береговая система дальнего обнаружения судов, терпящих бедствие (т.н. система СОФАР), функционирует благодаря сверхдальнему распространению звука (до нескольких тысяч километров от источника) по подводному звуковому каналу (см. ниже). Если в звуковом канале взорвать заряд, то по звуковому импульсу можно определить положение его источника, измеряя разность времен прихода импульсов, принятых ненаправленными приемниками в трех далеко отстоящих друг от друга пунктах. Бомбами для подачи подобных сигналов бедствия снабжаются подводные лодки и надувные спасательные плоты. Акустические системы самонаведения торпед являются по сути активными или пассивными гидролокационными устройствами для обнаружения и преследования цели; порой они оснащены и неконтактными гидроакустическими взрывателями.
ОСОБЕННОСТИ РАСПРОСТРАНЕНИЯ ЗВУКА В МОРСКОЙ ВОДЕ
Поглощение. Энергия звуковой волны в морской воде постепенно убывает из-за ее поглощения, обусловленного в основном двумя процессами: внутренним трением среды и диссоциацией растворенных в ней солей. Трение преобразует звуковую энергию в тепловую, а эффективность этого преобразования зависит от вязкости воды; обычно потери на трение составляют ок. 10% всего поглощения. Диссоциация молекул морских солей происходит вследствие того, что энергия звуковой волны, преобразуясь в химическую энергию, выводит молекулы из равновесного состояния, и они распадаются на ионы. Этот вид поглощения резко возрастает с увеличением частоты звука: на трассе длиной 1 км при частоте 1 кГц акустическая мощность падает приблизительно на 2%, а при частоте 20 кГц - уже почти на 60%.
Расходимость. Звуковое излучение, удаляясь от источника, расходится в пространстве, как свет и радиоволны; в результате этого интенсивность звука ослабевает пропорционально квадрату расстояния от излучателя.
Рассеяние. Затухание звука в море происходит и из-за его рассеяния на различных неоднородностях среды - взвешенных частицах, микроорганизмах и тепловых аномалиях. Обычно такие потери невелики, и их включают в суммарное поглощение; однако рассеяние спутным следом корабля или большим рыбным косяком может дать до 90% всех потерь, и его необходимо учитывать особо. Более важным следствием рассеяния оказывается то, что звук попадает в т.н. зоны акустической тени, где он рассеивается в многократных отражениях от граничных поверхностей.
Отражение. Поверхность океана активно отражает звук, но ее волны и рябь вызывают разброс направлений и фаз отраженных звуков, и между падающим и отраженным звуковыми пучками возникает интерференция, так что интенсивность звука в фиксированной точке пространства изменяется со временем по сложному закону. Дно тоже отражает звуки, но его коэффициент отражения сильно зависит от структуры дна и глубины. Илистое дно - плохой отражатель, а песчаное или скалистое - очень хороший. На небольших глубинах над дном из твердых пород вследствие многократных отражений звука от него и от водной поверхности возникает подводный звуковой канал, в котором создаются благоприятные условия для гидролокации.
Рефракция. Искривление звуковых "лучей" вызывается тем, что в разных (по глубине) слоях воды скорость звука различна и звуковой пучок отклоняется в сторону слоя с наименьшей скоростью. Скорость звука в морской воде при температуре 13° С, давлении 1 атм и концентрации солей 35 г/л равна 1494 м/с; она увеличивается с ростом температуры (3 м/с на 1° С), давления (0,016 м/с на 1 м глубины) и концентрации солей (1,3 м/с на 1 г/л). По горизонтали эти факторы влияния меняются очень медленно, но по глубине довольно быстро, поэтому океан как бы состоит из горизонтальных слоев с различной скоростью звука. Обычно вариации солености незначительны, и ими пренебрегают. Влияние давления хорошо известно и зависит лишь от глубины. Весьма существенно влияние температуры, а она переменчива, и для определения профиля скорости звука по глубине нужно измерять температуру воды на разных глубинах. Для этой цели с корабля спускают на кабеле специальный аппарат, именуемый батитермографом (он похож на небольшую торпеду), на котором имеются чувствительный термометр и самописец для автоматической регистрации зависимости температуры от глубины. Рефракцией звука в воде определяется формирование специфических условий его распространения, которые приводят к образованию четырех типов особых зон: звукового канала, изотермического слоя, поверхности с отрицательным градиентом и поверхности с положительным градиентом; в действительности могут создаваться и более сложные ситуации, когда условия, характерные для одной зоны, появляются и в другой.
Звуковой канал. В таком канале звуковые лучи, отклоняясь от его оси вверх или вниз, попадают в области большей скорости звука и вновь стремятся к оси канала. Когда они ее пересекают, процесс повторяется, и звуковой пучок оказывается в продольной ловушке, на оси которой скорость звука минимальна. Пучок распространяется по ней в горизонтальном направлении (рис. 3) на очень большое расстояние с малыми потерями. Из-за значительных суточных и сезонных колебаний температуры воды в поверхностных слоях океана (до глубины ок. 150 м) профили скорости звука в них очень меняются, но ниже все обстоит иначе - температура там низкая и почти постоянная. Скорость звука минимальна на глубине приблизительно 600 м. Ниже до самого дна температура почти не уменьшается, но скорость звука возрастает из-за повышающегося давления, - так образуется глубинный звуковой канал.



Изотермический слой. Температура приповерхностного слоя постоянна, и скорость звука в нем немного растет с глубиной из-за повышения давления. На нижней границе слоя температура резко падает (там он встречается с термоклином, ниже которого температура уменьшается очень медленно). Волны и конвективные потоки интенсивно перемешивают поверхностную толщу океана, выравнивая ее температуру, но глубина этого выравнивания колеблется от нуля (ранней весной) до 120 м (поздней осенью), что ограничивается термоклином (рис. 4). Под воздействием условий поверхностной толщи воды звуковой пучок раздваивается: верхняя часть из-за рефракции возвращается в слой смешения и, отразившись от границы с воздухом, начинает распространяться на большие расстояния; нижняя часть круто отклоняется к термоклину, образуя обширную зону молчания ниже изотермического слоя.



Поверхность с отрицательным градиентом. Когда нет условий для формирования изотермического слоя, температура воды падает с увеличением глубины, начиная с поверхности. Так обычно бывает во второй половине безветренного солнечного дня, когда поверхностный слой сильно прогревается, а перемешивания не происходит. В таких случаях весь звуковой пучок резко отклоняется вниз, и зона молчания начинается прямо с поверхности, причем она гораздо глуше, чем та, что образуется под изотермическим слоем, ибо здесь нет рассеяния из верхнего пучка.
Поверхность с положительным градиентом. Бывают ситуации, когда температура воды и скорость звука возрастают от поверхности вниз до некоторой глубины. Такие ситуации недолговременны и случаются после обильного холодного дождя или вблизи устьев рек. Тогда звуковой пучок в воде отклоняется к границе с воздухом, от которой и отражается, затем вновь рефрагирует и т.д., так что формируется звуковой канал большой протяженности.
Интенсивность эха. Интенсивность эхо-сигнала гидролокатора определяется расстоянием до цели, потерями на поглощение и рефракцию в среде, а также материалом цели и той ее площадью, на которую воздействует акустический импульс, причем характеристики цели учитываются квадратично, так как она является вторичным излучателем.
Шум. Шумы при гидролокации производят такой же эффект, как помехи при радиоприеме, поэтому любой нежелательный сигнал называют шумом. Дальность обнаружения цели гидролокатора зависит и от способности его оператора выделить слабый эхо-сигнал из шумового фона. Собственные шумы гидроакустической аппаратуры пренебрежимо малы, так что фон определяется шумами в водной среде, которые весьма ограничивают способность гидролокатора к обнаружению объектов. Реверберация, которая звучит на гидролокационных частотах как раскаты грома, возникает на неровностях поверхности воды и дна, а также на объемных неоднородностях в толще воды. Поверхностная реверберация порой заглушает полезные эхо-сигналы, поступающие с расстояния менее километра, особенно когда море неспокойно. Объемная реверберация в обычных условиях еле слышна. Донная реверберация зависит от расстояния до дна, поэтому в глубоких водах она может и не мешать, так как доходит до акустического приемника значительно позже полезного эха; ее интенсивность определяется породами и рельефом дна. Корабль, на борту которого находится гидролокатор, тоже шумит - своими винтами и самим своим движением в воде; чем выше скорость корабля, тем сильнее его шумы. Поэтому скорость надводных судов гидролокационной разведки до недавнего времени ограничивалась 20 узлами (1 узел = 1 морская миля в час = 1,852 км/ч). Посторонние шумы генерируются на различных частотах; в общий шумовой фон включаются многие отдаленные источники: волны, корабли и даже креветки. В итоге дальность действия гидролокатора в нормальных условиях не превышает нескольких километров. Зондирующий акустический пучок быстро слабеет; из-за поглощения, расходимости и рассеяния уменьшается его интенсивность, а его направленность ухудшается из-за отражения, рефракции и рассеяния.
Методы противодействия гидролокатору. Для того чтобы подводная лодка не могла быть обнаружена гидролокатором, ее конструируют и строят так, чтобы бортовые машины и механизмы издавали минимум шумов; корпус делается обтекаемой формы для уменьшения шумов, возникающих из-за его трения о воду; судно может двигаться на очень малых скоростях, при которых на его гребных винтах не возникает кавитация (на таких скоростях лодку обычно не слышит пассивный гидролокатор). Если корабль-разведчик не скрывает своего присутствия и включает активный гидролокатор, то подводной лодке спрятаться от него трудно, но иногда это удается. Проще всего лечь на дно в надежде на то, что эхо-сигнал от лодки затеряется среди множества донных отражений. Если лодка находится в глубоководном районе, то она может продолжать движение, погрузившись ниже термоклина (если таковой имеется; как правило, на беду судна-разведчика он существует, а под ним - обширная зона молчания, где гидролокатор бессилен). Если все эти меры предосторожности оказались напрасны и лодка обнаружена, то у ее капитана есть еще возможности ввести в заблуждение преследователя. Он может приказать выдуть в воду воздушные пузыри, которые сами становятся целью для гидролокатора, либо в качестве ложной цели выпустить акустический отражатель; наконец, он может включить электрические и механические генераторы шумов, чтобы заполнить весь экран индикатора кругового обзора шумами и тем затруднить определение точного местонахождения лодки.
ЛИТЕРАТУРА
Ольшевский В.М. Статистические методы в гидролокации. Л., 1983 Яковлев А.Н., Каблов Г.П. Гидролокаторы ближнего действия. Л., 1983 Голубков А.Г. Специализированные гидроакустические системы. Л., 1987 Бурдик В. Анализ гидроакустических систем. Л., 1988

Энциклопедия Кольера. - Открытое общество . 2000 .

Перед бурением скважины на участке необходимо произвести тщательное исследование грунта, чтобы определить места с наименьшей глубиной залегания водоносных жил. При заказе профессиональной услуги исполнители берут данную функцию на себя, используя для этого различные средства геологической разведки. Самостоятельно найти водоносный слой не так просто, но вполне возможно, если использовать прибор для поиска воды под землей. Подобное устройство значительно упрощает процесс и позволяет с достаточной точностью определить подходящее место для бурения.

Проведение буровых работ рано или поздно позволит достигнуть водоносного горизонта в любой местности. Когда это произойдет, через 10 или 100 метров, зависит от геологического разреза грунта. Поскольку глубина бурения влияет на его сложность и стоимость, очень важно знать схему расположения грунтовых вод на участке перед началом работ.

Верховодка обычно находится уже в нескольких метрах от поверхности земли. Однако она не пригодна для питья и большинства бытовых нужд, так как насыщена сточными водами, которые имеют повышенную степень загрязнения.

К сведению. Прибор для поиска воды на участке может реагировать на верховодку точно так же, как и на другие горизонты. Поэтому для определения правильного места бурения важно научиться анализировать полученные данные.

На глубине 10-40 м располагаются межпластовые водоносные слои, которые зачастую подходят для питья и приготовления пищи. В этом случае водоупорной породой выступает песок (глина), задерживающий проникновение поверхностных вод. Чаще всего именно на песчаный горизонт ориентируется владелец участка при самостоятельном бурении скважины.

Самым чистым является артезианский источник, который находится на глубине от 40 м, что значительно затрудняет поиск воды. Для таких целей используется разведочное бурение или специализированные приборы, способные обнаружить воду на большой удаленности от поверхности земли.

Приборы для поиска воды на участке

Применение специальных приборов для поиска подземных вод позволяет найти оптимальное место для бурения скважины за сравнительно небольшой промежуток времени.

Барометр-анероид

Если недалеко от участка находится естественный водоем, тогда глубину расположения источника можно найти при помощи барометра-анероида – безжидкостного прибора для измерения атмосферного давления.

Известно, что 0,1 мм ртутного столба барометра соответствует перепаду высоты в 1 м. Узнав показания прибора на берегу водоема, необходимо их сравнить с данными в предполагаемом месте бурения.

Пример расчета. Показание барометра у естественного источника воды составляет 740 мм, а непосредственно на участке – 738, 4 мм. Разница между показаниями 1,6 мм, то есть глубина скважины на данный водоносный горизонт будет около 16 м.

Прибор «Пульс»

Под воздействием лунного притяжения и гравитации Земли водоносные слои стремятся к поверхности, тем самым создавая межпластовой напор. В процессе движения таких вод образуется родниковая жила, которая, проходя через горные породы, электризуется и приобретает геомагнитные пульсации.

Прибор для поиска воды «Пульс», который несложно собрать своими руками, позволяет уловить электромагнитные колебания водоносной жилы. Положительный и отрицательный электроды заземляются на глубину около 10 см и подключаются к вольтметру. Чем ближе расположение родниковой жилы, тем выше показания вольтметра.

Интересно. Над мощными напорными жилами напряжение увеличивается в несколько раз по сравнению с первоначальными показаниями прибора.

Принципиальная схема прибора «Пульс»

Прибор «Гидроскоп»

Работа «Гидроскопа» предполагает зондирования водоносных слоев на основе эффекта ядерного магнитного резонанса протонов воды в магнитном поле Земли. В отличие от других технологических средств поиска подземных вод, данный прибор использует не косвенные данные, а непосредственный сигнал от протонов, что минимизирует погрешность конечного результата.

Основными компонентами «Гидроскопа» являются:

  • антенна в форме круга для передачи и приема сигнала;
  • импульсный силовой генератор;
  • блок конденсаторов для возбуждения ядерного магнитного резонанса;
  • блок управления для обработки полученных данных.

Прибор обычно устанавливается на автомобиле с высоким уровнем проходимости, например ГАЗ-66, и применяется для геологических изысканий местности.

«Гидроскоп» – профессиональное устройство для поиска воды

Народные методы определения водоносных жил

Поиск воды с помощью специализированных приборов – это не единственный метод обнаружения водоносных горизонтов на участке. И хотя народные способы не всегда отличаются высокой точностью результатов, за неимением другой возможности они иногда помогают определить подходящее место для бурения.

  • Использование силикагеля

Силикагель относится к разряду веществ, способных поглощать и удерживать влагу. Его помещают в глиняную емкость (горшок), которую закапывают на глубину около 1 м. Через сутки емкость откапывают и взвешивают. Чем больше влаги поглотил силикагель, тем ближе находится водоносный слой. Для расширения места поиска можно использовать несколько одинаковых глиняных горшков с равным количеством силикагеля.

  • Наблюдение за растениями

Хорошие знания ботаники помогут понять, где находится вода на участке. Влаголюбивая растительность растет в местах близкого расположения подземного источника. Также стоит сфокусировать внимание на том, как растут ивы и березы. Обычно крона данных деревьев клонится в сторону воды.

  • Лозоходство (биолокация)

Этот способ является одним из самых древних для исследования местности. Несмотря на то что сегодня достоверность биолокации подвергается сомнению со стороны большинства специалистов, метод продолжает пользоваться популярностью при определении родниковых жил на участке.

Лозоходство многие относят к оккультным способам поиска подземных вод

Необходимо отметить, что подобные методы дают лишь косвенное представление о местах расположения водоносных горизонтов. Точные данные можно получить только с помощью разведочного бурения или сложных приборов для поиска воды, которые используют специалисты по бурению скважин.

Видео: как искать водоносные слои

Гидролокатор (сонар) - комплекс для определения с помощью акустических сигналов положения подводных и плавучих объектов (первоначально этот термин использовался применительно к эхолокационным приборам для обнаружения подводных лодок, теперь употребляется в более широком значении).

Главными элементами гидролокатора являются подводный излучатель мощного акустического сигнала и чувствительный приемник, реагирующий даже на слабые отражения этого сигнала от погруженных в воду объектов. Конструируются оба эти элемента с таким расчетом, чтобы их компоновка в локаторе обеспечивала определение направления на отражающий объект и расстояния до него.

На подводных лодках и надводных судах гидролокаторы служат основными - а зачастую и единственными - средствами сбора информации об условиях и обстоятельствах под морской поверхностью

История

В 1936 году был разработан и прошёл испытания первый отечественный образец ультразвукового прибора подводного наблюдения (УЗПН), как в то время называли гидролокационные станции. Принципиальное отличие этого прибора от шумопеленгатора – возможность измерять расстояние до обнаруженного объекта, исходя из расчёта времени возвращения отражённого эха.

Устройство гидролокатора

Гидролокаторы делятся на два основных типа: активные (излучающие сигнал и принимающие его отражение) и пассивные (принимающие шумы, издаваемые целью). Преобразователь представляет собой устройство, в котором электрическая энергия преобразуется в механическую и наоборот. Такими преобразователями являются, например, микрофоны и громкоговорители. В гидролокаторе преобразователь исполняет обе функции. Обычно он размещается на днище надводного корабля и в верхней части корпуса подводной лодки.

Иногда преобразователями служат пьезоэлектрические кристаллы (они меняют свои размеры при подаче на них электрического напряжения либо меняют форму при воздействии внешних сил, и на их поверхности возникает разность электрических потенциалов), но в данной схеме используется магнитострикционный (одновременно магнитоупругий) элемент - никелевый стержень с намотанной на него проволочной катушкой индуктивности. При нарастании электрического тока в катушке возникает магнитное поле, сжимающее стержень, при убывании тока - поле, растягивающее его.

На конце стержня закреплена диафрагма, соприкасающаяся с водой, поэтому при сокращениях и удлинениях стержня в воде возбуждаются упругие колебания - звуковые волны. По прибытии эха все происходит в обратном порядке, и движения диафрагмы возбуждают ток в катушке. Набор таких преобразователей располагается по кругу в горизонтальной плоскости; каждый из них ориентирован в своем направлении. Передатчик воздействует на все преобразователи одновременно, и звуковые волны уходят сразу во всех направлениях. Но каждый преобразователь соединен с приемником отдельно, поэтому направление на цель определяется по тому элементу, который "слышит" эхо.

Передатчик . Оператор сидит за пультом управления, контролируя работу передатчика - мощного генератора ультразвуковых импульсов (средняя мощность типичного передатчика - ок. 8 кВт, пиковая в импульсе достигает 160 кВт). Несущая частота передатчика фиксирована ок. 20 кГц, а длительность импульса может меняться оператором от 0,005 до 0,1 с. Частота повторения импульсов тоже может варьироваться от 1 до 60 имп/мин - в зависимости от максимальной величины радиуса зоны обзора (все эхо-сигналы должны быть приняты до момента посыла следующего импульса).

Выбор частоты передатчика зависит от нескольких величин, влияние которых противоположно: с увеличением частоты возрастают потери на трассе, но интенсивность принимаемых собственных шумов воды и габариты преобразователя становятся меньше. Из этих соображений наиболее выгодным диапазоном эхолокации является полоса частот от 18 до 24 кГц. Акустические устройства шумопеленгации наиболее эффективно работают на частотах ниже 1 кГц, на которых наиболее мощно излучаются шумы кораблей.

Выходная мощность передатчика ограничивается сверху тем ее значением, при котором в воде возникает кавитация. Кавитационные пузырьки незамедлительно отражают в преобразователь существенную долю излучаемой мощности. С увеличением давления (т.е. глубины) возрастает и допустимый предел излучаемой акустической мощности. Реле приема-передачи. Так как один и тот же преобразователь выступает в роли излучателя и чувствительного элемента, его следует автоматически подключать то к передатчику, то к приемнику.

Типы гидролокаторов

* Гидролокаторы кругового и секторного обзора. Гидролокаторы кругового и секторного обзора применяются для выполнения широкого ряда задач от гражданских до сугубо военных. Они предназначены для подводной навигации, поиска и допоиска подводных объектов, построения охранных зон и периметров. Гидролокаторы кругового и секторного обзора устанавливаются при входе в гавани и порты, на нефтяных платформах, кораблях, подводных лодках, обитаемых подводных аппаратах, телеуправляемых подводных аппаратах, применяются в переносном исполнении водолазами. Существуют специальные гидролокаторы, работающие с вертолёта при погружении ППА на кабель-тросе в воду.

* Гидролокаторы бокового обзора. Гидролокаторы бокового обзора (ГБО) в основном применяются для поиска объектов, находящихся на морском дне и исследования рельефа дна для прокладки и обслуживания кабелей связи и трубопроводов.

"Классический" ГБО выполняется в виде буксируемого подводного аппарата в форме торпеды с двумя ППА по правой и левой стороне и буксируется на расстоянии 30-50 метров от дна со скоростью до 5 узлов. При угле обзора каждого ППА 45º, полоса сканирования дна достигает 100 метров. В некоторых случаях, особенно при прокладке трубопроводов и кабелей связи,

* Эхолоты. Эхолоты являются измерительными приборами, предназначенными для промера глубин, отображения профиля и примерной структуры дна, поиска и классификации различных объектов на дне и в толще воды, а также для выполнения различных навигационных задач. Независимо от сферы использования и типа все эхолоты имеют примерно одинаковую конфигурацию: ППА, блок обработки сигналов и надводный блок отображения информации. ППА эхолота имеет коническую вертикальную диаграмму направленности с углом обзора от 10 до 30º. При этом эхолот, как бы “освещает" полосу дна непосредственно под килем судна.

* Профилографы морского дна. Профилографы дна предназначены для поиска заглубленных на дне объектов, например трубопроводов или кабелей, нахождения заиленных подводных объектов, исследования и классификации состава грунта дна, например при планировании строительства подводных объектов или прокладки трубопроводов, разведки полезных ископаемых и экологического мониторинга.

* Гидроакустические системы позиционирования. Гидроакустические системы позиционирования (ГСП). ГСП предназначены для определения точных координат подводных объектов, а также для отслеживания траектории движения и текущей глубины нахождения подводных аппаратов и водолазов в реальном масштабе времени. ГСП представляют собой один или несколько стационарных передающих гидроакустических маяков, установленных на морском дне или судне носителе, маяк-ответчик на перемещающемся или стационарном объекте, ППА или гидрофон на судне-носителе и систему обработки и выдачи информации на борту судна-носителя. ГСП по своей сути является относительной системой координат с судном-носителем в центре отсчёта, при использовании системы GPS возможно позиционирования в абсолютных географических координатах.

Развернутая статья энциклопедического типа о гидролокаторах.

Развитие коммерческого, личного, а также военно-морского флота обусловило всплеск разработки и реализации различного судового оборудования. Современные суда сложно представить без наличия должного навигационного оборудования , судовой автоматики и прочих аппаратов. Достаточно внушительное обилие всевозможных приборов и их модификаций порой вызывает сложность в четкой дифференциации даже у моряков. В данной статье мы не будем затрагивать все разнообразие судовой электроники, а сконцентрируем свое внимание на таком внушительном пласте устройств как гидролокаторы.

В широком смысле гидролокатор представляет собой устройство акустического обнаружения целей находящихся частично или полностью под водой. Первый гидролокатор был создан в конце первой мировой войны, которая, собственно, и подтолкнула инженеров-разработчиков к поиску различных вариантов навигационных аппаратов, распознающих подводные лодки. Конечно, первый гидролокатор был довольно примитивным устройством, но впоследствии он был существенно доработан, хотя главная цель осталась прежней. Сейчас гидролокатор очень популярен на судах различного масштаба, поскольку его функциональные возможности значительно расширились. К слову, эхолот также является специфическим гидролокатором, задача которого сводится к детальной отрисовке дна, мелких препятствий или косяков рыб.

Гидролокатор может быть двух типов в зависимости от используемого принципа работы: активный и пассивный.


Активный гидролокатор самостоятельно излучает звуковые сигналы в заданном направлении и принимает отраженное эхо. По скорости получения ответной реакции от сканируемого объекта вычисляется расстояние до него (при этом обязательно учитывается скорость распространения звуковых волн в водном пространстве). За счет того что в воде скорость звука ниже чем в воздухе, процесс идентификации цели и ее положения занимает больше времени. Для совершения подобных операций гидролокатор оснащен специальным излучателем и чувствительным приемником, который способен улавливать даже крайне слабые сигналы. Излучатель гидролокатора можно свободно вращать в необходимом направлении.

Пассивный гидролокатор спроектирован таким образом, чтобы только принимать шумы, продуцируемые целью, на которую он направлен.

Поскольку сфера применения гидролокатора существенно расширилась, разработчики озадачились созданием нескольких вариантов этих устройств. На данный момент можно выделить следующие подвиды.

Гидролокатор с секторным/круговым обзором (, , ). Он используется для решения довольно широкого спектра задач, причем как военной, так и гражданской тематики. Наиболее распространенная задача: построение схемы окружающего водного периметра с указаниями расположения всех подводных объектов. Данный гидролокатор может быть установлен не только на судно, но и на стационарный объект (порт, нефтяная площадка и прочее). Специальные компактные модификации применяются водолазами при исследовании водных глубин и поиске заданных объектов.


 Этот прибор чаще всего применяется для тщательного исследования морского дна. Именно поэтому функционально он представляет собой специальный аппарат обтекаемой формы с 2-мя датчиками на каждой из сторон, который буксируется на расстоянии до 50 метров от дна. Каждый датчик покрывает угол обзора примерно в 45º, что в общей сложности дает представление о рельефе дна на значительном расстоянии (около 100 м). ГБО чаще всего используют для вычисления наиболее подходящих мест для прокладки трубопроводов и прочее.

Эхолот (). Это наиболее популярный в наши дни вид гидролокатора, поскольку он отлично подходит для применения на средних и небольших судах. Задачи у эхолота, как правило, всего две:

  • составление подробной карты рельефа водоема и промер глубин;
  • поиск косяков рыб в толще воды.

Э также имеют множество разновидностей, о которых мы не раз писали в статьях и обзорах.


Он представляет собой узкоспециализированный гидролокатор, который занимается поиском труднораспознаваемых подводных объектов. Данный гидролокатор найдет старый полуразрушенный трубопровод, илистые подводные объекты, а также полезные ископаемые. Чаще всего подобное исследование морского дна применяется с целью экологического мониторинга.

Гидроакустическая система позиционирования. Здесь можно провести аналогию с GPS только в воде. Подобный гидролокатор в состоянии отслеживать движущиеся цели и передавать информацию (траектория, скорость) о них. Эта система помогает ориентироваться водолазам при проведении подводных обследований.


Гидролокатор состоит из нескольких основных элементов. Примерная схема выглядит следующим образом: во-первых, сама акустическая система (1), затем защищающий ее обтекатель (2), устройство для поворота АС (3), коммутатор (4), генератор импульсов (5), усилитель сигнала (6), записывающее устройство (7), а далее идет блок индикаторных устройств, с помощью которых происходит оповещение: рупор (8), телефоны (9) и отметчики (10).

В данной статье гидролокатор был рассмотрен относительно условно, поскольку существует огромное число его разновидностей. Однако, на основе базовой информации можно получить общее представление о строении и предназначении такого устройства, как гидролокатор.