доктор технических наук, профессор
WoS ResearcherID: F-9573-2017
Dr. Sci. (Eng.), Professor, Associate Member of Russian Academy of Natural Sciences
доктор физико-математических наук, профессор
Dr. Sci. (Phys. and Math.), Professor
старший преподаватель
Senior Lecturer
аспирант
postgraduate student
В рамках работ, посвященных оценкам радиоактивного загрязнения донной поверхности глубоководных морских акваторий, необходимо решить проблему передачи оператору информации, полученной подводным дозиметрическим комплексом. Использование стандартного радиоканала в таких условиях невозможно, поэтому целесообразно использовать ультразвуковой канал передачи информации. В связи с чем и рассматривается вопрос прохождения ультразвукового анизотропного излучения в глубоководной морской акватории. Анизотропность излучения необходима для уменьшения погрешности и повышения надежности передачи информации. С этой целью формулируется краевая задача по оценке давления ультразвука на водную среду и приводится ее решение в виде волнового уравнения в морской воде. Уделяется внимание таким характеристикам морских акваторий, как соленость воды, давление столба жидкости, определяющего ее плотность, температуру, дальность распространения излучения с учетом его частотных характеристик. Решение задачи осуществляется известным методом разделения переменных в сферической геометрии с учетом анизотропии излучения, заданные характеристики которого определялись на основе оптимального выбора направления излучения на ультразвуковое буферное устройство, располагающееся на водной поверхности акватории, определяемого экспериментально. Результаты расчета показали, что при частоте излучения 1 кГц детектор надежно регистрирует сигнал на расстоянии ~ 1 км. С ростом частоты сигнал заметно поглощается и при частоте излучения ~ 40 кГц начинает резко падать с расстояния~ 20 м. Аналогичные результаты были получены и при решении задачи в виде излучения широкого пучка. Результаты решения задач, позволяют сформулировать определенные требования к конструкции ультразвуковых детекторов, используемых для подводной передачи информации, что позволит реализовать метод передачи информации из глубоководных акваторий при использовании подводного дозиметрического комплекса и, кроме того, разработать звуковой способ связи в условиях глубоководных акваторий, что сыграет значительную роль при решении проблем передачи информации в этих специфических условиях.
It is necessary to solve the problem of transmitting to the operator the information received by the underwater dosimetric complex within the framework of the works devoted to estimations of radioactive contamination of the bottom surface of deep sea areas. The use of standard radio channel in such conditions is impossible, therefore it is expedient to use ultrasonic channel of information transmission. Thus, the issue of ultrasonic anisotropic radiation transmission in deep sea water area is considered. Anisotropy of radiation is necessary to reduce the error and increase the reliability of information transmission. A boundary value problem to estimate the ultrasound pressure on the aquatic medium is formulated and its solution in the form of a wave equation in seawater is given. Attention is paid to such characteristics of sea water areas as water salinity, liquid column pressure determining its density, temperature, range of radiation propagation taking into account its frequency characteristics. The problem is solved by the known method of separation of variables in spherical geometry taking into account the anisotropy of radiation, the given characteristics of which are determined on the basis of the optimal choice of the radiation direction to the ultrasonic buffer device located on the water surface of the water area, determined experimentally. The calculation results show that at the radiation frequency of 1 kHz the detector reliably registers the signal at a distance of ~ 1 km. As the frequency increases, the signal is noticeably absorbed and at a radiation frequency of ~ 40 kHz begins to fall sharply from a distance of ~ 20 m. Similar results are obtained when the problem is solved in the form of radiation of a wide beam. The results of solving the problems allow to formulate certain requirements for the design of ultrasonic detectors used for underwater transmission of information, which will make it possible to implement the method of information transmission from deep water areas when using an underwater dosimetric complex and, in addition, to develop a sound method of communication in deep water areas, which will play a significant role in solving the problems of information transmission in these specific conditions.
The authors declare that there are no conflicts of interest present.