Почему на судах устанавливаются не звуковые а ультразвуковые эхолоты

Обновлено: 28.03.2024

Пьезоэлектрические антенны имеют К.П.Д. до 0,6 – 0,7 и позволяют преобразовывать колебания частотой до сотен килогерц. Магнитострикционные антенны имеют К.П.Д. порядка 0,3 – 0,5 и удовлетворительно работают на частотах до 30 – 40 КГц.

В эхолотах последних разработок используется импульсный способ возбуждения, обеспечивающий большую точность измерения малых глубин.

В целях безопасности мореплавания последние навигационные эхолоты включают устройство сигнализирующие о выходе судна на заданную глубину. (НЭЛ-5, НЭЛ-10).

Эхолот НЭЛ-М2 устанавливают на крупнотоннажных судах; эхолот НЭЛ-М3Б на судах всех классов, включая быстроходные катера, взрывоопасные суда и ледоколы.

Эхолот НЭЛ-М2 в отличие от эхолота НЭЛ-М3Б и всех предшествующих навигационных эхолотов является двухчастотным, т.е. имеет две рабочие частоты – 12 КГц и 169 КГц. Частота 169 КГц используется для измерения глубин до 400 м, частота 12 КГц – от 400 до 3000 м.

Переход с одной частоты на другую происходит автоматически с переключением диапазонов измерения.

Надежность получаемой информации о глубинах от эхолотов
Погрешности эхолотов обусловленные внешними условиями.

Они возникают при отклонении действительной скорости распространения звука от расчётной. Скорость распространения звука в морской воде зависит от температуры, солёности и гидростатического давления. При повышении температуры на 1 O скорость уменьшается на 4 м/с, при увеличении солёности на 1 % возрастает на 1 м/с, при увеличении глубины на 10 м повышается на 0,2 м/с. При расчётной скорости 1500 м/с ошибка DН не превышает 3,5 % измеряемой глубины для любой точки Мирового океана.

Влияние качки. При качке судна ось антенны отклоняется от вертикали. В результате эхолот показывает глубину несколько больше действительной. Кроме того, когда угол крена превышает половину угла диаграммы направленности антенны, показания эхолота могут пропадать. При плавании на волнении, особенно в балласте, судно носовой частью захватывает атмосферный воздух. Пузырьки воздуха, попавшие под корпус судна, вызывают сильное рассеяние, отражение и поглощение звуковой энергии, создавая помехи и даже длительные перерывы в индикации глубины.

Влияние структуры грунта. Наиболее чёткая индикация получается при твёрдом грунте (каменная плита, плотный песок и т.п.). Однако в отдельных случаях при малых глубинах индикация от каменной плиты может пропадать ввиду зеркального отражения эхоимпульса и непопадания его на вибратор-приёмник. При илистом грунте индикация от верхней границы ила может не быть, а появится индикация от подстилающего твёрдого грунта. Может появиться и двойная индикация: от верхней границы ила и от подстилающего грунта. Двойная индикация хорошо просматривается на самописце.

До недавнего времени считалось, что ультразвук редко встречается в природе. Однако исследования последних 20—30 лет привели к противоположному заключению. Сейчас можно определенно сказать, что человек живет в мире ультразвуков. Их излучают многие животные (позвоночные и беспозвоночные) , моря и океаны, леса и джунгли. Многие явления природы — молния и гром, сильный ветер, песчаные бури, снежные бураны, горные обвалы — также служат источником ультразвуковых колебаний.
Интенсивность природных источников ультразвуковых колебаний варьирует в широких пределах. Так, самцы прямокрылых, сверчков и цикад излучают ультразвук, уровень силы которого на расстоянии 30 см от источника составляет около 90 дб. Джунгли, моря и океаны создают ультразвуки интенсивностью порядка 55 дб при частоте 20 кгц. Все природные источники образуют так называемый естественный фон ультразвуковых колебаний.
Помимо естественного фона, человек сам создает мощные ультразвуковые источники для различных целей. С начала XX в. и по настоящее время было проведено большое число исследований в области ультразвука. Энергия ультразвуковых колебаний быстро нашла практическое применение. Несомненно, что толчком к исследованиям в области ультразвука оказалась гибель «Титаника» , который при первом же трансатлантическом рейсе в 1912 г. столкнулся с айсбергом и затонул. Вторым, еще более сильным толчком послужила проблема обнаружения немецких подводных лодок во время первой мировой войны. Именно в эти годы выдающийся французский физик Поль Ланжевен предложил использовать ультразвук для обнаружения, вражеских подводных лодок. Посылая в воду ультразвуковые импульсы, он измерял время между посылкой зондирующего импульса и получением отраженного эхо-сигнала от цели. Это изобретение вызвало к жизни новую область техники — гидроакустику, ставшую одним из эффективнейших средств обнаружения в военных операциях на море.
В 1928 г. советский инженер С. Я. Соколов предложил использовать тот же принцип отражения ультразвуковых волн от препятствий для обнаружения дефектов в твердых телах. В настоящее время с помощью ультразвука сверлят, сваривают металлы, очищают поверхность различных изделий, производят измерения толщины, определяют качество литья и сварных конструкций, разрушают горные породы, в медицине проводят ультразвуко-скопию тканей, глубокое их прогревание, массаж и т. д. (Бергман, 1957; Розенберг, 1957; Борисов, Марков, 1960; Горшков и др. , 1965). Какие же особенности отличают ультразвук от других звуковых колебаний?
Как слышимые звуки, так и ультразвуки подчиняются одним и тем же акустическим законам, так как физическая природа их, как было указано выше, одинакова. Но условия излучения, распространения и восприятия звуков разных частот в соответствии с общими законами акустики оказываются различными. В силу именно этих различий излучение и восприятие звуков человеком ограничены слышимым диапазоном частот. Различна также и дальность распространения для звуков разной частоты.
Таким образом, особенности ультразвука обусловлены не тем, что он неслышим, а тем, что частота его выше и, следовательно, длина волны короче, чем у слышимого звука.

Ультрозвуковые волны "меньше" и поэтому разрешающая способность в частности у такого локатора будет больше. Ну а так же по куче других причин.

Ультразвуковой сигнал гидролокатора гораздо легче сфокусировать в узкий луч, чем сигнал привычной нашему слуху звуковой частоты. А узкий луч необходим для более точного определения размеров и расположения препятствий, которые и ищет вокруг судна его гидролокатор.

Ультразвуковые эхолоты могут работать на ходу корабля. При своем движении корабль служит источником большого количества шумов. Шум, происходящий благодаря работе машин и различных вспомогательных механизмов, через корпус корабля передается в воду. При движении корабля за ним образуются вихри, которые также служат источниками шума. Но главное - это звуки большой силы, создаваемые вращением гребных винтов. Подобно тому как при вращении винта самолета возникает звук вращения винта, так и при вращении гребных винтов корабля создается звук вращения. Звук этот легко услышать при нырянии, когда вблизи проходит моторная лодка или катер. Все эти звуки, возникающие при движении корабля, не дают возможности работать на звуковых частотах, так как создают большой уровень помех. Применение ультразвуковых частот выгодно и с этой точки зрения. В спектре шума корабля хотя и присутствуют высокочастотные составляющие, но они не так резко выражены, как низкие частоты, и потому уровень шума на ультразвуковых частотах неизмеримо меньше. [1]

Ультразвуковые эхолоты могут работать на ходу корабля. При своем движении корабль служит источником большого количества шумов. Шум, происходящий благодаря работе машин и различных вспомогательных механизмов, через корпус корабля передается в воду. При движении корабля за ним образуются вихри, которые также служат источниками шума. Но главное - это звуки большой силы, создаваемые вращением гребных винтов. [3]

Ультразвуковые эхолоты применяются и в рыбной промышленности для обнаружения скопления рыб. [4]

По-видимому ультразвуковой эхолот имеется и у кита. Кит, как известно, питается планктоном, поэтому ему не нужно думать о пище, которая густо населяет каждый кубометр океанской воды. Но, спасаясь от преследования, кит с огромной быстротой ныряет на очень большие глубины. Ультразвуковой локатор помогает ему определить расстояние до дна и заблаговременно остановиться, чтобы не разбиться. [5]

Сочетание ультразвукового эхолота с самопишущим прибором позволяет вести непрерывные и точные наблюдения за глубиной моря на пути движения корабля. [6]

Принцип действия современного ультразвукового эхолота сводится к следующему. [7]

Наиболее типичным примером использования акустической лока ции может служить измерение глубины моря с помощью ультразвуковых эхолотов . Поэтому этим методом могут измеряться как достаточно большие ( несколько километров), так и очень малые ( несколько миллиметров) расстояния. Принцип использования этого метода заключается в следующем. В момент замыкания кулачком 2 контактов К. [8]

Переход на ультразвуки позволил применить направленные звуковые пучки и тем самым получить сведения не только о расстоянии, на котором находится препятствие, но также и о его местоположении. Ультразвуковые эхолоты работают уже гораздо надежнее, и их показаниям можно вполне доверять. [9]

Специальными конструкциями ультразвуковых эхолотов и гидролокаторов измеряют расстояния до различных предметов. Ультразвуковыми дефектоскопами обнаруживают внутренние пороки в металлических отливках и сварных швах без их разрушения. Приборами, использующими ультразвуковые колебания, измеряют скорости потоков жидкостей и газов, а также определяют многие другие физико-химические свойства различных сред. [10]

Ультразвуковой аппарат ориентации летучей мыши является локатором не в переносном смысле. Ультразвуковые гидролокаторы, так называемые асдики, работают подобным же образом: они осуществляют ультразвуковые посылки - зондирующие импульсы, улавливают их отражение от препятствий и по времени и направлению прихода эха определяют направление на объект и расстояние до него. По существу совершенно так же работают и ультразвуковые эхолоты . [11]

Ультразвуковой аппарат ориентации летучей мыши является локатором не в переносном смысле. Ультразвуковые гидролокаторы, так называемые асдики, работают подобным же образом: они осуществляют ультразвуковые посылки - зондирующие импульсы, улавливают отражение их от препятствий и по времени и направлению прихода эха определяют направление на объект и расстояние до него. По существу совершенно так же работают и ультразвуковые эхолоты . [12]

Почему в судах устанавливают не звуковые, а ультразвуковые гидролокаторы?


Ультразвуковые имеют больший радиус.


Для определения глубины моря гидролокатор послал ультразвуковой сигнал, который вернулся через 2 с скорость звука в морской воде равна 1490м в с глубина моря ?

Для определения глубины моря гидролокатор послал ультразвуковой сигнал, который вернулся через 2 с скорость звука в морской воде равна 1490м в с глубина моря :


Почему магнитная стрелка компаса устанавливается в направление север - юг?

Почему магнитная стрелка компаса устанавливается в направление север - юг.


Объясните, почему звуковые волны распространяются быстрее в соленой воде, чем в пресной?

Объясните, почему звуковые волны распространяются быстрее в соленой воде, чем в пресной.


Стальную деталь проверяют ультразвуковым дефектоскопом, работающим на частоте 1МГц?

Стальную деталь проверяют ультразвуковым дефектоскопом, работающим на частоте 1МГц.

Отраженный от дефекта сигнал возвратился на поверхность детали через 8мкс после посылки.

Определите, на какой глубине находится дефект, если длина ультразвуковой волны в стали 5 мм.


Ультразвуковой сигнал с частотой 60 кГц возвратился после отражения от дна моря на глубине 150 м через 0, 2 с?

Ультразвуковой сигнал с частотой 60 кГц возвратился после отражения от дна моря на глубине 150 м через 0, 2 с.

Какова длина ультразвуковой волны?


При како йчастоте механиеских волн они являются ультразвуковыми ?

При како йчастоте механиеских волн они являются ультразвуковыми ?


Как устанавливается однородная жидкость в сообщающихся сосудах?

Как устанавливается однородная жидкость в сообщающихся сосудах?

Как устанавливается не однородная жидкость в сообщающихся сосудах?


Почему нельзя только по изменению температуры тела судить о полученном им количестве теплоты?

Почему нельзя только по изменению температуры тела судить о полученном им количестве теплоты.


На каком расстоянии от корабля находится айсберг, если посланный гидролокатором ультразвуковой сигнал был принят обратно через 4с?

На каком расстоянии от корабля находится айсберг, если посланный гидролокатором ультразвуковой сигнал был принят обратно через 4с?

Скорость ультразвука в воде принять равной 1500м / с.


Почему свободный конец мостов из металлических конструкций устанавливается на роликах?

Почему свободный конец мостов из металлических конструкций устанавливается на роликах?

На этой странице сайта, в категории Физика размещен ответ на вопрос Почему в судах устанавливают не звуковые, а ультразвуковые гидролокаторы?. По уровню сложности вопрос рассчитан на учащихся 5 - 9 классов. Чтобы получить дополнительную информацию по интересующей теме, воспользуйтесь автоматическим поиском в этой же категории, чтобы ознакомиться с ответами на похожие вопросы. В верхней части страницы расположена кнопка, с помощью которой можно сформулировать новый вопрос, который наиболее полно отвечает критериям поиска. Удобный интерфейс позволяет обсудить интересующую тему с посетителями в комментариях.


На 74 градусов. Наверное так.


Площадь верхнего основания конуса не имеет никакого значения. Со стороны нижнего основания на стол действует сила mg, распределённая по площади Sa Единственно, надо площадь перевести в квадратные метры Sa = 4 см² = 4 / 10000 м² = 0, 0004 м² P = mg /..


Поскольку за ПЕРИОД грузик пройдет расстояние, равное четырем амплитудам : L₀ = 4 * 3 = 12 см или 0, 12 м то число колебаний : n = L / L₀ = 0, 36 / 0, 12 = 3 Ответ : 3 колебания.


Q = λ * m = 4 * 330000 = 1320000Дж или 1320 кДж.


Решение Q = m * λ Отсюда находим массу m = Q / λ = 0, 1 кг 100 грамм свинца.


V = 72 км / ч = 20 м / с ; = V² / R = 20² / 500 = 0, 8 м / с² ; N = m(g - ) = 500×(10 - 0, 8) = 4600 Н (4500, если брать g за 9. 8 м / с²).


Правильный ответ это б.


0, 3 * m1 = N * 0, 2 0, 1 * N = 0, 3 * M m1 = 2M M = 1, 2 кг.


Потому что перемещение , cкорость, ускорение - величины векторные и работать с векторами труднее чем с проекциями.


Ответ : Объяснение : Дано : S₁ = S / 4V₁ = 72 км / чS₂ = 3·S / 4V₂ = 15 м / с____________Vcp - ? Весь путь равен S. Время на первой четверти пути : t₁ = S₁ / V₁ = S / (72·4) = S / 288 чВремя на остальной части пути : t₂ = S₂ / V₂ = 3·S / (15·4) = 3..

© 2000-2022. При полном или частичном использовании материалов ссылка обязательна. 16+
Сайт защищён технологией reCAPTCHA, к которой применяются Политика конфиденциальности и Условия использования от Google.

Эхолоты играют очень большую роль в морском и речном судовождении. В плохую погоду, когда нельзя установить точно свои координаты астрономическими методами по звездам, показания эхолота могут дать очень много для определения положения корабля. В настоящее время почти для всех морей имеются подробные карты глубин, составленные при помощи эхолотов. [17]

Эхолоты играют очень большую роль в морском и речном судовождении. В плохую погоду, когда нельзя установить точно свои координаты астрономическими методами по звездам, показания эхолота могут дать очень много для определения положения корабля. [19]

Эхолот - прибор, предназначенный для измерения глубин моря или реки. Излучатель эхолота устанавливается на днище корабля так, чтобы пучок ультразвуковых волн был направлен вертикально вниз. Он излучает ультразвуковые волны отдельными короткими - по времени импульсами, в которых благодаря высокой частоте содержится большое количество волн. Достигнув дна, импульс отражается от него в виде эха и приходит к приемнику, расположенному рядом с излучателем. Регистрирующий прибор записывает на специальной ленте момент посылки импульса и момент его возвращения. Зная скорость распространения ультразвука в воде, по этим отметкам определяют глубину моря под кораблем. [20]

Эхолот - устройство гидроакустики, позволяющее посредством измерения времени возвращения эха от донной поверхности определять глубину. [21]

Эхолот работает следующим образом. В межтрубное пространство посылается звуковой импульс, который отражается от уровня жидкости, возвращается к устью скважины и улавливается микрофоном, соединенным через усилитель с регистрирующим устройством, записывающим все сигналы на бумажной ленте в виде диаграммы. Бумажная лента движется с помощью лентопротяжного механизма с постоянной скоростью. [22]

Эхолот - переносной прибор, собран в небольшом ящике-футляре. [23]

Эхолот состоит из пороховой хлопушки 7, представляющей собой тройник из сваренных под углом двух цельнотянутых труб. Открытый конец прямой трубы ( колена хлопушки), на который навинчен конус, при помощи резиновой трубки герметично вставляется в отверстие планшайбы на устье скважины. [25]

Эхолот с пороховой хлопушкой по принципу работы ничем не отличается от только что описанного, только импульс звуковой волны создается взрывом небольшого заряда ( - 1 г) бездымного охотничьего пороха, помещаемого в верхней части хлопушки. Там же вмонтированы ударник с бойком для производста взрыва. [26]

Эхолот работает следующим образом. В межтрубное пространство посылается звуковой импульс, который отражается от уровня жидкости, возвращается к устью скважины и улавливается микрофоном, соединенным через усилитель с регистрирующим устройством, записывающим все сигналы на бумажной ленте в виде диаграммы. Измеряя расстояние между двумя пиками диаграммы, соответствующими начальному импульсу и отраженному от уровня, можно определить глубину этого уровня. [27]

Эхолот ЭС-50 ( рис. 87) состоит из четырех основных частей: пороховой хлопушки для подачи звукового импульса с термофоном; регистратора, состоящего из лампового усилителя, самописца и лентопротяжного устройства; аккумулятора для питания термофона и соединительных шнуров. [28]

Эхолот ЭС-50 ( рис. 150) состоит из пороховой хлопушки с термофоном, вторичного регистрирующего прибора и аккумулятора. [29]

Автор статьи

Куприянов Денис Юрьевич

Куприянов Денис Юрьевич

Юрист частного права

Страница автора

Читайте также: