5. Факторы, обуславливающие затухание звука в реальной океанической среде.

В реальной океанической среде возникает суммарный эффект поглощения и рассеивания звука, который называется затуханием звука. Поглощение звука в морской среде обусловлено: теплообменом, осуществляемым в морской среде; сдвиговой и объемной вязкостью морской среды; молекулярной реакцией. Рассеивание звука осуществляется дном и поверхностью океана, а так же Звуко-Рассеивающими Слоями.

6. Коэффициент пространственною затухания. Зависимость затухания от частоты сигнала.

Для количественной оценки затухания введено понятие Коэффициента Пространственного Затухания звука β (дБ/км). Часто для оценки среднего по мировому океану β используют формулу: β=0,036*f^3/2. f – кГц. При f ≥ 1кГц. Р₂=Р₁/r[м] *10^{-0,05β r[км]}

7. Влияние параметров морской среды на скорость звука.

Пространственно Временная Изменчивость Звука определяется, соответственно, изменчивостью гидрофизических параметров морской среды. t - температура, S - соленость, P(h) – гидростатическое давление. %_О – 1 промилле=1кг воды / 1 г соли. с=√(æ/ρ), где æ – объемная плотность. If T↑ then æ↓; ρ↓; с↑↑↑. If S↑ then æ↑↑; ρ↑; с↑↑. If S↑ then æ1.5*↑; ρ↑; с↑. Если в диапазоне до 10 ̊С температура изменится на 1 ̊С, то с изменится на 4 м/с. Измерение с может осуществляться с применением прямых (Измерители Скорости Звука) и косвенных (формулы) методов.

8. Понятие врсз. Градиент скорости звука.

На практике не смотря на горизонтальную изменчивость с, рассматривают вертикальную изменчивость СЗ, что связано с ограничениями по дальности действия современных ГАС. Основным понятием в данном случае является ВРСЗ (вертикальное распределение скорости звука) – зависимость СЗ от глубины. Слоисто-неоднородная или плоско слоистая модель: Горизонт Слоя Скачка, Ось Подводного Звукового Канала, ПриПоверхностный Звуковой Канал. Для упрощения вводят модель водной среды, в которой с изменяется по принципу ломанной кривой. Основной параметр – градиент СЗ. Gc=с2-с1/h2-h1[c^-1]. Когда с и h не меняются – изотропия.

9. Типы распределения скорости звука.

Для упрощения оценки условий распространения акустической энергии в реальной океанической среде наиболее важные тенденции вертикального распределения скорости звука объединили в ТРСЗ. Горизонт Слоя Скачка, ПриПоверхностный Звуковой Канал, Ось Подводного Звукового Канала. Положительная рефракция: Слой скачка ск звука: Отрицательная рефракция: Подводный звуковой канал:

10. Основные положения лучевой теории распространения звука. Явление рефракции.

Явление рефракции: для оценки параметров акустического поля в интересах практической ГА могут использоваться методы волновые и приближенные. Волновые методы основаны на решении волновых уравнений. Их достоинства: возможность наибольшего учета всех условий формирования поля; высокая точность оценки параметров поля водной среды. Недостатки: сложность мат. вычислений (высоки вычислительные затраты ЭВМ); низкая наглядность полученных результатов с точки зрения физической интерпретации. Для ухода от этих недостатков используют приближенные методы оценки. Наибольшее распространение на практике получили методы, основанные на лучевой теории распространении звука. Лучевая теория базируется на допущении, что акустическая энергия распространяется в пределах некоторого телесного угла, соответствующей плоской волны. Таким образом, предполагают, что акустическая энергия распространяется вдоль некоторых траекторий, называемых акустическими лучами. Формально мы забываем о волновом происхождении звука. Лучевая теория имеет ограничения применения. В реальных океанических условиях, в большинстве случаев, данная теория применима для сигналов с частотами 60Гц и выше. Основой для построения траектории звуковых лучей является з. Снелиуса. Этот закон объясняет явление рефракции звука в океанической среде. , z – глубина.

Вывод: траектории звуковых лучей изгибаются в сторону горизонтов с меньшей скоростью звука. Акустический Луч всегда стремится в тень или прохладу. В реальных условиях при плавном изменении СЗ с глубиной, АЛ не являются ломанными линиями, а представляют собой совокупность дуг окружностей определенного радиуса. Горизонт, на котором угол скольжения луча равен 0 называется Горизонтом Полного Внутреннего Отражения. Со – постоянная Снелиуса. h – глубина антенны, Зона Акустической Освещенности, Зона Тени.Крутизна лучей определяется величиной градиента СЗ. Чем он больше тем меньше радиус окружности.