популярно о природе звука

Подводная связь

До сих пор мы говорили только о подводном «видении» с помощью звука. Однако существуют и другие виды  подводных  работ,  при  которых  звук  может оказать неоценимую услугу. О них мы и расскажем кратко в этом разделе. Наиболее простое применение звук находит при установке приборов на строго определенной глубине, а также включении и выключении буров и других устройств для исследования подводных глубин. Несколько более сложно акустическое нивелирование, позволяющее поддерживать такое положение глубоководной буровой вышки, при котором бур точно находится над скважиной. Устройство, предназначенное для акустического нивелирования, состоит из акустического маяка, помещенного на вершину вышки, и трех гидрофонов, расположенных под вышкой в вершинах правильного треугольника. По разности фаз сигналов, принятых гидрофонами, можно с большой точностью судить о положении вышки. Возвратить вышку в правильное положение можно либо с помощью ручного пульта управления, либо посредством автоматической корректирующей системы, непосредственно связанной с двигателями регулировки длины опор.

Более сложными являются акустические системы, предназначенные для передачи информации под водой. Существуют два типа таких систем: телеметрические, в которых информация передается в виде кодированных сигналов, и системы для передачи речи. В течение последних 15 лет акустическая телеметрия постепенно проникала в мирные исследования. Здесь прежде всего нужно сказать о передаче на поверхность информации (например, о наблюдении глубин, температуре, концентрации солей, уровне морского шума, сейсмических записей и т. д.), накопленной различными устройствами, находящимися на глубине. Первоначально такую информацию кодировали несущей частотой звукового сигнала. Но в этом случае мы располагали только одним каналом связи с ничтожными объемом и скоростью передачи информации (несколько бит в секунду). Для увеличения скорости передачи данных начали применять импульсные модуляторы, что позволяло передавать данные даже в промежутках между модулирующими импульсами. С помощью импульсных модуляторов можно одновременно передавать несколько типов сигналов. Конечно, акустической телеметрии больших расстояний присущи те же недостатки и преимущества, что и сонарам дальнего действия, о которых мы говорили в предыдущем разделе. По последним оценкам, максимум, что могут ожидать в недалеком будущем океанографы и операторы сонарных установок на траулерах, - это телеметрические системы с радиусом действия около 8 км и скоростью передачи информации около 400 бит в секунду.

Передача речи под водой, например при общении двух аквалангистов, осуществляется еще более сложными способами. Существуют два основных метода. Первый - прямое усиление звуковых сигналов и их последующая передача с помощью электромагнитного или керамического преобразователя. Преимущество таких систем заключается в том, что для них не требуется специальных приемных устройств - звук непосредственно воспринимается на слух! Однако их радиус действия ограничен несколькими метрами, поскольку высокочастотные компоненты речи очень быстро затухают. Второй метод основан на применении сигналов умеренно низких частот, промодулированных звуками речи. Используя маленькие подводные телефоны, аквалангисты могут общаться друг с другом, находясь на расстояниях до 2 км. Аналогичные, но более мощные системы, позволяют вести телефонный разговор между двумя судами, удаленными друг от друга на расстояние в несколько километров. Для связи же между подводными лодками в настоящее время применяется подводный телеграф.