22 сентября 1914 года три английских крейсера
"Абукир", "Хог" и "Кресси" находились в дозоре в Северном море. Внезапно
у борта одного из 'крейсеров раздался мощный взрыв, корабль начал
тонуть. Два других поспешили к нему на помощь, но тут же одного из них
постигла та же участь. Вскоре пошел ко дну и третий. Все три крейсера
стали легкой добычей небольшой немецкой подводной лодки. Погибло тогда
более тысячи английских моряков.
После этого случая начались лихорадочные поиски средств борьбы с
подводными лодками. Причем не столько средств борьбы (тогдашние
подводные лодки были тихоходными, неповоротливыми и почти беспомощными в
надводном положении), сколько средств своевременного их обнаружения.
Вскоре такие средства были найдены - появились приборы, которые могли
обнаружить подводный объект, производящий шум, и определить направление
на него. Такие приборы получили название шумопеленгаторов.
Именно тогда начала развиваться и сама наука о прохождении звука в
жидкой среде - гидроакустика. Конечно, было бы совершенно неверным
представлять себе дело так, что все началось с нуля. Как
распространяется звук в воде и каким закономерностям он при этом
подчиняется - это изучали и раньше. Не дремала также и инженерная мысль.
Так, например, еще в 1912 году русский инженер К. В. Шиловский изобрел
прибор для предотвращения столкновений судов с айсбергами и массивными
льдинами. Работа прибора основывалась на принципе подводной звуковой
эхолокации, то есть приема отраженных от объекта эхо-сигналов.
Опытами К. В. Шиловского заинтересовалось французское военное ведомство.
В Париже русский инженер приступил к широким исследованиям в области
гидроакустики. Вскоре к этим исследованиям подключился французский физик
Поль Ланжевен. Их творческое содружество - ученого и инженера - принесло
свои плоды: в Средиземном море был испытан созданный ими прибор,
способный обнаруживать подводную лодку на расстоянии двух километров.
Это был первый в мире гидролокатор, прообраз и основа всех последующих
поколений гидролокаторов, включая даже самые современные.
Поиск, атака, маневр - все действия и подводных лодок и надводных
кораблей зависят теперь от показаний гидроакустических приборов, от
четкой и грамотной работы гидроакустиков. Гидроакустик первым
обнаруживает противника, по его данным командир корабля принимает
решение. Можно даже сказать так: гидроакустик начинает поединок с
противником, который потом ведет весь личный состав корабля.
Ясно, конечно, что современные гидроакустические средства обнаружения
подводных лодок (равно как и поиск целей подводными лодками) далеко ушли
от своих прародителей. Они стали гораздо сложнее, работают они гораздо
надежнее и точнее, хотя деление на шумопеленгаторные и гидролокационные
сохранилось. Гидролокационные станции по методу поиска подразделяются на
станции шагового поиска и станции кругового обзора. При шаговом поиске
акустические волны излучаются направленно в виде узкого луча. При
круговом поиске излучение ненаправленное, круговое, но прием отраженного
эхо-сигнала направленный. Оба типа гидролокатора имеют свои преимущества
и свои, естественно, недостатки, чем в известной мере определяется их
использование. Так, по данным зарубежной печати, станции кругового
обзора устанавливаются на кораблях противолодочной обороны и на
подводных лодках. Дальность действия таких гидролокаторов, работающих в
режиме эхопеленгования, превышает в несколько раз дальность действия
других гидролокационных станций. Дальность действия гидролокаторов во
многом зависит от гидрологических условий моря или океана, отражательной
способности подводных целей, уровня собственных помех и технических
параметров самой станции.
В зарубежной печати обсуждается вопрос о повышении дальности действия
путем увеличения длины волны, то есть путем перехода от ультразвуковых
частот к звуковым. Высказывалась также идея применения буксируемых
гидролокаторов с переменной глубиной. У буксируемого гидролокатора
акустическую антенну в специальном контейнере-обтекателе можно опускать
на такую глубину, где условия распространения звуковых волн наиболее
благоприятные. Гидролокатор переменной глубины имеет и ряд других
преимуществ, в частности уменьшается влияние собственных помех, так как
акустическая антенна удалена от источников шума, легче становится
обслуживать и ремонтировать акустическую антенну.
Совершенствование средств обнаружения подводных объектов продолжается.
Но "подводные объекты" - это не только подводные лодки или другие
военные суда. Косяк рыбы для промысловиков- тоже подводный объект. В
последние десятилетия ведется интенсивное изучение океанов, морей,
крупных внутренних водоемов вроде озера Байкал. В этих исследованиях
звуковые и особенно ультразвуковые приборы просто незаменимы, в
частности без них были бы невозможны крупномасштабные исследования
донного рельефа морей и океанов. Гидролокаторы, эхолоты вкупе с другими
техническими средствами "видения на расстоянии" (например, радарами)
обеспечивают безопасность судоходства. Разработана и широко применяется
звукоподводная связь.
Словом, для ультразвука немало работы везде: и на суше, и на море. Он,
как мы в том убедились, способен на многое. Именно поэтому область его
применения все время расширяется, а создаваемые на его основе
устройства, приборы и целые системы становятся все многообразнее. В
сущности, рождается (а в ряде случаев уже родилась) ультразвуковая
технология, сопоставимая с электронно-лучевыми, плазменными,
импульсными, биологическими, радиационными, мембранными, химическими и
иными принципиально новыми, прогрессивными технологиями, позволяющими,
как сказано в Основных направлениях экономического и социального
развития СССР на 1986-1990 годы и на период до 2000 года, "многократно
повысить производительность труда, поднять эффективность использования
ресурсов и снизить энерго- и материалоемкость производства". Посмотрим с
этой точки зрения на такую, скажем, отрасль производства, как обработка
металлов. Вот что по этому поводу в беседе с корреспондентом журнала
"Наука и жизнь" сказал вице-президент АН СССР, академик К. В. Фролов:
"Изменяя интенсивность и спектральный состав ультразвукового поля, можно
преобразовать те внутренние структуры металлов, которые определяют их
прочность и эластичность. Перспективность этого технологического
направления безусловна, ибо теоретически достижимый предел прочности
металлов, обработанных ультразвуком, почти в 100 раз превосходит предел
их прочности в обычных условиях. Это значит, что даже в лучших образцах
создаваемых сегодня конструкций используется лишь незначительная часть
огромных ресурсов, которыми в принципе располагают металлы".
"Звук, ультразвук, инфразвук" автор: И.Г. Хорбченко, Издательство
"Знание" Москва 1986 год.