ПОДВОДНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ И РОБОТОТЕХНИКА

При решении граничных задач для открытых систем типа слоистых волноводов, нагруженных на полупространство, физически и математически корректной оказывается несамосопряжённая модельная постановка, учитывающая энергообмен между волноводом и полупространством. В этой модельной постановке решение граничной задачи, обладающее свойством полноты, описывается собственными функциями двух сопряжённых операторов, какими являются расходящиеся волны и сходящиеся волны отдачи, с возможной их взаимной трансформацией на горизонтах полного внутреннего отражения. Новые свойства обобщённого решения, построенного в несамосопряжённой модельной постановке, проявляются в наибольшей степени в инфразвуковом диапазоне частот при использовании скалярно-векторного описания звукового поля. В этом диапазоне частот мелкомасштабная вихревая составляющая вектора интенсивности становится доминирующей в суммарном звуковом поле, модулируя потенциальную составляющую вектора интенсивности, выделяемую методами первичного спектрального анализа. В настоящей работе анализируется возможность выделения модуляционной составляющей методами вторичного спектрального анализа для повышения помехоустойчивости приёмных систем на основе комбинированных приёмников.

Для интенсивности низкочастотного звукового сигнала, распространяющегося в волноводе мелкого моря с шероховатой донной границей, на основе локально модового подхода выполнено сравнение результатов описания в рамках адиабатической теории и метода однонаправленного распространения (ОР). Исследование проведено для условий распространения звука, соответствующих шельфовым зонам российских арктических морей, а также Японского моря в зимний период. Сравнение выполнено для шероховатой донной границы с разными масштабами случайных нерегулярностей и разными отражательными способностями. Представлена количественная оценка того, какие ошибки влияния батиметрии, нерегулярной вдоль трассы распространения, на интенсивность звука следует ожидать в рамках адиабатического приближения. В частности показано, что ошибки адиабатического описания растут с уменьшением характерного масштаба флуктуаций шероховатостей. Как следствие при относительно небольших масштабах нерегулярностей адиабатическое приближение приводит к той или иной степени искажения картины интенсивности распространяющегося в волноводе сигнала. Кроме того, в случае многомодовых волноводов с выраженной интерференцией мод наблюдаются значительные расхождения между результатами адиабатического описания и метода ОР на локальных участках дистанции, где формируются минимумы осцилляций интенсивности.

В статье предложен и обоснован конструктивный облик командного автономного необитаемого подводного аппарата (КАНПА) робототехнического комплекса гибридных автономных необитаемых подводных аппаратов (ГАНПА), оборудованных векторно-скалярными приемниками (ВСП) звука для решения задач оперативного мониторинга подводной шумовой обстановки в заданной акватории. КАНПА должен обеспечивать координированное управление движением группы ГАНПА в заданный район и обратно, расстановку аппаратов в заданные географические координаты донной поверхности для образования распределенной антенной системы ВСП, а также сбор результатов обработки сигналов шумового звукового поля по гидроакустическому каналу связи и передачу их на удаленный пост управления в реальном времени по радиоканалу. Предложена модель применения КАНПА, определен состав оборудования, обеспечивающий его целевое использование, обоснован и сформирован конструктивный облик аппарата. При этом особое внимание было уделено унификации бортовых систем комплекса КАНПА и ГАНПА. Отмечены перспективы применения такого комплекса, определяющие возможность решения задач назначения в реальном времени и повышение эффективности его использования.