Расчет геометрической дальности распространения акустических лучей

Основным фактором определяющим дальность действия гидроакустической системы является рефракция.

Рефракция или искривление звуковых лучей объясняется тем, что из-за неоднородности физических свойств морской воды скорость распространения звука в ней непрерывно меняется. Изменение скорости звука в основном определяется характером распределения температуры и солёности воды. Распределение t и S можно охарактеризовать их градиентом. То есть отношением изменения этих величин к еденице длинны.

Для построения геометрической картины распространения акустических лучей знать градиент скорости звука, который является функцией t и S.

При расчете градиентов С, t и S считаем, что в пределах дальности действия гидролокатора горизонтальное изменение этих величин равно 0 (за исключением прибрежных вод), а в пределах слоя по глубине они изменяются линейно. Рассчет градиентов производим по следующим формулам:

Gt=Dt/DZ

Gs=DS/DZ

Gc=0.0182+(4.587- 0.09t)Gt+1.31Gs,

где постоянная составляющая градиента скорости 0.0182(1/с) обусловлена влиянием градиента гидростатического давления.

Так как мы допустили, что t и С изменяются линейно по глубине, то траектория акустического луча будет достаточно близкой к окружности. Для построения дуги окружности в пределах заданного слоя необходимо знать радиус этой окружности и её центр.

Радиус кривизны траектории луча R определим по выражению:

R=Cs/Gc,

где Cs-постоянная Снеллиуса ;

Cs =C/sinq

Cs является постоянной величиной для данного луча, так как изменение скорости звука с глубиной сопровождается изменением угла наклонения q.

Так как луч входит в i-тый слой под некоторым углом, то центр окружности будет на перпендикуляре.

Уравнение окружности имеет вид: X2+Y2=R2.

Учитывая смещение центра окружности от начала координат a и b

a=Rsinq ; b=Rcosq +3 (3-заглубление антенны), уравнение примет вид:

(x-a)2+(y-b)2=R2

Для практического построения окружности преобразуем уравнение к виду:

x=(R2-(y-b)2)0.5+a

где R -радиус для данного слоя;

a, b-смещения центра окружности относительно начала координат;

y-текущее значение глубины;

x-дальность.

Рассчитываем x и y, понесколько значений для каждого слоя и строим траекторию акустического луча, учитывая, что для каждого последующего слоя центр окружности имеет дополнительное смещение.

При расчете траектории лучей воспользуемся табличной формой расчетов.

Лучшие статьи по информатике

Разработка автоматизированной системы контроля процессов пайки топливных коллекторов
На современном этапе развития промышленности, обеспечение стабильной работы предприятий по выпуску конкурентоспособной продукции, является задачей первостеп ...

Программно управляемый генератор сигнала типа меандр сверхнизкой частоты на микроконтроллере
является 8-ми разрядным CMOS микроконтроллером с низким уровнем энергопотребления, основанным на усовершенствованной AVR RISC архитектуре. Благодаря выполне ...

Принципиальная схема усилителя на основе полевых и биполярных транзисторов
Аналоговыми называются устройства, у которых сигналы являются непрерывными функциями времени. К основным классам аналоговых устройств относятся: усилители, ...