Исследование звуковых полей излучающих круговых цилиндрических антенн с учетом акустического взаимодействия их преобразователей тема автореферата и диссертации по физике, 01.04.06 ВАК РФ

РГ§ од

% ЗнсМ^Т Г»Ш&!МШНИКИ АКАДЕМИЙ НАУК УКРАИНЫ

На гранах рукописи Эка,N V 9

К.ОШУКОВ АЛЕКСАНДР ВИКТОРОВИЧ

УДК 534.526.32 : 681.883.67.773

ИССЛЕДОВАНИЕ ЗВУКОВЫХ ПОЛЕЙ ИЗЛУЧАЩИл КРУГОВЫХ ЦИЛЭДРИЧЕСШ АНТЕНН ' С УЧЕТОМ АКУСТИЧЕСКОГО ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ ИХ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЕЙ

Специальность 01.04.08 - акустика

Авторефераг диссертации на соискание ученой степени кандидата технических каук

Киев - 1Ш

р;1Лота шюлнгнц !• иауно лроизвод .~ьс-ннсы оггеди-.ении "СЦаьутич"

Иаучнш рукоьодити-ги - каадидат технически* наук, старший научный сотрудник Добровольский ю., доктор технически* наук, п^^ссор . Л<?йко л.Г.

Официальные оппоненты : доктор технических наук,

ведуция научай сотрудник ВОБК И.В.,

кандидат технических наук Ь!оск&лекко A.C.

Ведущая организация : Киевский политехнический институт'

Запита диссертации состоится _1б04г.в чат,

на васедаяии спэциаляаированного совета ннститу :а гидро-изхшики A>i У к; лкы

бк&шотекг спецфонда 16S4 Г.

.С диссертацке.". ысяно ознакомиться в шзститута гидромеханики АН Украины. Автореферат рааосяаа

Ученый секре?а|рь специадигирсваииого соаета.

. з -

ОБЕ» Л ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

АКТУАЛЬНОСТЬ РАБОТЫ.

АкусТИЧеОЗГе антенны ЯВЛЯЮТСЯ ЧЭСТМ устройств, с помощь» которых осуществляется улск, обнаружение и сопровождение целей в водной среде, ориентация подводных и надводных объектов, навигация, исследование гидрофизических параметров водной среды и другие фукюсгл в пракгг:э освоения Мирового Океана.

При разработке различия технических устройств в течение длительного времени сохраняется устойчивый интерес к круговым щштдрпческкм антеннам, которые в настоящее время получки широкое распространение.

До недавнего времени расчёт параметров таких аыекн производился по иарчстной схеме, в соответствует с которой направленность антенны в дальнем поле определялась с учётом того что направленность преобразователя представляет собой характеристику направленности (ХН),близкую к кардиоиде,а ватек с использованием теоре??ы у>сшения, определялась направленность рабочего сектора антенны.олергетаческие характеристики антенны определялись также,используя энергетические характеристики отдельного преобразователя с последующ!?! суммированием по количеству участвующих в работе элементоз.

Переход в низкочастотную пасть ' диапазона- и связанное с этим уменьшение волнового размера преобразователя а значитель-• ной степени изменило ситуацию, т.к.- акустические колебания-соседних излучателей в антенне стали оггазывать еакетное' влияние на параметры механической колебателыюй систем остальных преобразователей. Этот эч^ект получил казгашю акустического взаимодействие . преобразователей по полю. 1 Он особенно проявился а

- л -

полосе частот механического ревон^са 3".-.сучатзл£5$,в котором,как вравидо.нвйЗозее эффективно райо^л: йвлучаювдаз алтешш.Вов-действие этого эффекта привода к таг/,что взаимодействие, как фнв;мескик аффект,вносит достаточно веские коррективы в расчет параметров антенна.Откзз от учёта азачиодейсшю в антеннах,выполненных 5;а союзе высоюяффективии преобразователей,приводи? к газетному различия ыезд расчигккмя и экспериментальными данными. Необходимость учета пер£ч;:олешшх факторов, их снсхеыахи-сашш, а такм необходимость реажиэааю потенциальных возиза-востей ивлучажщцх антенн такде определяй? актуальность диссертационной •работы.

БЕЛЬЮ РАБОТЫ является:

-веси, .-давание ьвуковых полей нзлучахгдда круговых цшшвдри-чес:ам антенных решеток с учйс;-.! характерных оссОег.достей як работа ь условия акустического взаимодействия}

-ее основе полученных соотношений проведение- расчбтса параметров исследуемы?, -чтеииын реветок, анализ получекых результатов. гшмвние ил аатаноиерностай и особенностей в пирокоу диапазона изменения волиовш; размеров гак самих антенн, та1-: и их преобразователей;определен® условий,при шторах энергетическая еФСэклоность иагучйод{х антенн максимальна,реализация ил еэ-теициазыщх юз.можностей при наличия навигационных ограничений} -экспериментальная проверка полученных расчётных реьульта-тов.учитывеюдо определенные ыодеяьные допущения;

-ра&рсботка дводов и рекоыещацнй.ватекавдк ив ре&улта-тов исследований звуковых п дай рассиатривааш антенн применительно к реи&нлэ прикладных технических вадач. НАУ7 й!АЯ НОВИЗНА

1. и помощью усоверпеиствовачной методики расчета циякнд-

- .0 - '

. рически глтот, построенных на основе высогаогф^эктивнмс поря-негж: преобразователей с чалым. мзхггшческими потерта!, было оОеспочзпо проведение большого объем! расчетов параметров гт-тенны в пнроком ""аапааоив изменения 1« -золковьы размеров. Кроме того, усовершэистБова: гая методика позволила определить параметры . не толыю те?! преобразователей, к которым подводилось электртаеемзе Еогбукдакг,эе ьаярякекие, но такта и тех, котерне не входят з соотйз рабочего сектора актзккн, ас.гьпзая елияй.-на работаэтяв преобразователи как пассивные резонаторы.

2. Пол/ченные методом коротковолновой асимптотики расчет-1шэ соотношения пагволшш определить взаимное сопротивление пз-лучешм и характеристика направленности для случая антенны с малый волновкн размером ка (1га < 10. где к - волновое число, !: -2тг/А, х - 'длина вешш, а - радиус цилиндрической антенны).

*

3. Получе-шие расчетные соогггогзякп поэводшли определить распределение звукового давления ка поверхности 'злучеппя трек-мерной цилиндрической реввткя, что дало бовмсотость определить наиболее кавитациошо опасные гона расчетным пуюм.

4-, Разработан раеэтегяо-экеяерпмзптаяьннй способ определения казиташеяио опасных зон на поверхности излучения антеняы.

5. Показало, что в цилиндрической ачтенш при несоблюдении условия независимости преобразователей по таш на частотах . вблизи.реоонакса изменение козффздшта'ганцентрацки носит аномальный характер, «го обусловлено .поведением высокоа^фектизиьк неработахдах преобразователей в антенне как пассивных резонаторе". ■ Это приводит к гзметшлу уменьшению -диссипации энергии на .. них и создзаио условий дда распространения волги поверхностного типа на элементах антенны, -

а.. Рассчитавшие и экспериментально подтвержденные распре-

- 6 -

деления электрических яапрялс-шй, подводикш к преобразователям аятениь, ирл иесобдэдеш.и условий несовисимссти преобразователей ко паио обоснечивахт

- равноигрное распределение колебательных, скоростей преобразователей в антенне, поздешявцэе максимизировать акустическое давление, на ( 16 - 25 ) % превышающее давление при равномерном распределении подаодтл здектри\зских напряжений, при работе каждого преобразователя антенны на пределе механических напряжений;

- равномерное распределение акустического давления на по-, верхности излучения, что обеспечивает раооту антенны в режиме, когда все преобразователи излучают акустическую модаость на пределе лредкавитационного порога, в результате чего обцео акустическое давление антенны увеличивается на (SO - БО) Z.

7. Разработанные и апробированные способы обнаружения кавитации с применением разработанных способов обнаружения кавк-тационко опасных вон позволяют адаптировать иадучающуг антенну, к изменяющемуся в широких пределах «агитационному порогу и сйеспечдазэт увеличение акустического давления, развиваемого аи-' теикей, в два и Содее раз.

ПРАКТИЧЕСКИ ЗНАЧИМОСТЬ PABOiU

1. Полученные в работе аяаготические соотношения ввуковых полей цилиндрических антенн, состоя®« из поршневых npeoflpaso-вателей, позволяют гассчитать параметры реальных антенн в ¡¡кроном диапазоне их волновых раг <ероз с реальными параметрам:!' входящих в hi"', преобразователей. В результате этого расчета определены реа.-шн работы ивлучаюдах антенн, обеспечивающие повышение знерге шческой эффективности излучения от (15- 25)Х до £07.,

- у ~

2. РдаггЛстрнгы" ног--:') этсчстные методигн обнаружения ка-вптепаонко опяснш соя ra ш-оохгооти излучения аатевн позволяет здазхвг.озчгъ кзлучагзд» англшу прп работе я условиях кази-«щзэзиого ограчичеияя и ген caiict узе пгавать ее зчергоичес-1;ую зФФегаквност.ь со дазлэшгю з xj:x и солее-раз,

ДОСТОВЕРНОСТЬ яслуч&шак результатов обеспечивается использованием физиvocicr обоснованных математических неделей,при-мэнзшюм к реаеккэ задач крогвх иаяеиагиявсю« когодоз расчет -скалярных звуковых погей аа основе асюттотическнх методов ро-еэкия уравнения ГЕШГОВДА.сотхаооаяяоагм» полученных результатов расчета с аяспзршеатальннки даиивмя.

ЕНЦДРЕШЕ РЕЗУЛЬТАТОЗ РАБОТЫ

Реаул-таты диссертационной работы кскольговакм при выполнении ШЕФ п в процессе paspaSouci ¡сзнструктсрсш": документа-Ц5ш опытных сбраецрз изяучавдих трзгаюз изделий, вдш-иешгых е Киевском НПО "Славутич" в плановое порядка.

Изобретения по . гене диссертационной рабсга кспольэоваки з ÍCÍP я гнедрзиы в ОКР при разработка промешенных озргацов.

/ИРОЗЩШ РАБОТЫ '

Результаты, полеченные в настоящей работе докладывались. я обсукдатлсь ка : . '

-IV воесодажи» сяыпсзау«? но Фишое?' акустодгаааическкх явлений и оптоакустнко.АгааЗзддеЗБ г., .

-IV Дальневосточной акустсской конфэрогада "Акусжескиэ . t

методы и средства лсслодовашм- океана",Владивосток, 1685 г,.,

-II 'Bcecoiasiíoñ конференции "Техника и давдуга, вондкрова-яия•океаиа",На.ча}1,ан,1Э07' г.,

. -У, научно- техническая tmfopemm молода учение и специа-= листов,Ленинград, 108? г.

- а -

РаЗота в цэлоа докзшдыгазась на ваучгш'семЕнерах в Иести-туте гил*¿динамики и на кафедре «глотает ' и скустозлеетроншв . Киевского лсш<техишесх?го институт?., .

ПУБЛИКАЦИИ РгЗУДЬТАШ Р/ЬОГ

По иатеркаляы диссертационной ргйоты опубликовано 0 "печат-шх работ. Рееультьты исследований отражены в отчэтах. Часй> натериааов, свяешшя с диссертадиоякой рг&лой, ..отражена в 9 авторских свидетельствах, 8 за которых шкшвовакы, шбо внедрены в КйР и ОКР НПО "Олавутш" ...

СШШ.1 И СТРУКТУРА РАЕОТЫ '

Дизсервдиойная работа состоят ив вьедэшш, чрвх глав, вгкдаченйя, а тагам списка использованной гитературы. Содерхш-кие дшгертапга ивхохско на 210 п., из них 143 л. мдечнописного ; тега та и Б5 рис.; список литературы на 7 .петая, вклачащий 75 иаименований. • " '

ОДЕРЕАШЕ РАБОТЫ

Вовведении обоснована актуальность теш До'зсерга- ■, цаошо.й работы. Показано, что каа^с аятеня, представленный к, исследования, давно и широко используется , что объективно поз- ' ребовало Фундаментальных исследований, выполненных шзогкми аз-торами. На основании анализа библиографического материала определены вздачи, готорые необходимо ¿езжгь в результате донсишц-тельинч исследований "применительно "к круговыа цилиндрическим автешш , состоянии иг порснешх вреобрвеователей. Сфорыулиро-вана цель предстоящ« исследований, намечены пути реализации поставленной цели. • '

Первая глава посвящена анводу аналитических соо.ео-'ввинЧ для с .фэделения евуксэых гмей ивлучавди цилиндрическая антенн,выло шейных на основе порашевш« преобраеователей,фаговые

' - в ■

центры который образуют ¡шадраткуз н треугольную ячейки, с учетом акустического ввакмалействия псобрааователей по пот . Определены " зков!Ш9 цаправлоым даяьизйЕих исследований. С учетои ■особенностей ренаемых задач произведен выбор метода определения

'г,

авуковых полей антенны , основанного па коротковолновой асимптотике функция ГРИНА, являюцэйся реизншш скалярного волнового уравкеюш ГЕЖ/ТОЛДА. Предложена усоверкеиствованная методика расчета параметров дашцдапческих антенн с различным относительный расположением Фзгсвах. центров преобразователей, повво-лявдая с учетои широкого диапазона игывнений волновых рагмероз как салак преобразователей а антеннах, так и антенн в целом, оперативно провести бользой сбъеи численного вг-сперкмзнта с цоаъя определения алкокскеряостзй кеизнзяия параметров антенн в ¡зе асе^антов и'повыйениз эффективности излучения.

Выведены аналитические 'сооттпэак&. для вваизлшх сопротивлений излучешя, ХН двумерных и трехмерных цилиндрических ан-тепных решеток, позволяющих разработать простые алгоритмы расчета . параметров . ачтешш,полностью херагаериеуюази ез в реашв кзлучеяия при условии, когда кмебтевыш© скорости элементов антенны заданы, а такка в случае, когда их необходимо определить'. . .

Разработаны аналитические выражения,псвволясщие рассчитать значения амплитуд звукового.давления на поверхности излучения антенны,что позволяет обеспечить поиск наилучших. способов воз-буздения антенн при работе в условиях навигационного рграни-ченкя.а также определить наиболее кавитадаонно опасные зоны,где следует размещать к&БИгадазнннэ датчики.

Втора я глава посвяцена исследования зависимости акустического давления з дальнем поле щшивдричесгсой антенны

при различных ее ьсшнович ст вол;:о£кх размеров преоб-

разователей при рашзкернок я кос5.';г/С5т<ш распределении подвода-

ьах к или электрических во^ухлский «pi: раалпшгш значениях рабочего сектора

1) г.ри 2<'/0 - ISO0 - как сектора традиционного, наиболее ксполь&уемого на пракшсе;

2) при 2фо - 180° - как сектора, обеспечивающего использование области прямой видимости цилиндрической поверхности аз-гении относительно источника кгйхюдекиа.

Проведено та;о;е исследование, направленное на поиск оптимального (в с.'.щсле ыакс;шзааи:; акустического давлен;!/;, развп-' ваемого антенной, и коз&лшевта-концентрации) углового размера рабочего сектора цилиндрической' антенна. Задала реааяась в йредполгиек..л» что. условие независимости • преобразогагога по поди выполняется.

В связи с тем, что при проектировании антенны езда-га юк-сиьшзачш акустического давления сочетается с требованиями реа-лйвации низких, уровней добавочких иакскфмоэ У\И. проведено пса- ' ведозание гаьисшости коэффициента -конагй'. рации (как кктеграл»-, кого параметра, характеризующего направленность) от 20ГИ02»: раше-роэ преобразователей при тех ;se параметрах и в тех ?.з ус-¿ови;".{, что Ери исследовании изменения акустического давления. .

Анализ полученных реэультагов позволил сделать- вывод о

том, что максимальное ахус?ичес\-ое дарение мокно реализовать

при кшгэзом рагыэре преобразователя 0,4 X, рабочем секторе Zi0

- i8a° Ш раэноиеркс распраделеаки аодвод;ьях в пресйр-йзоzta&sj,

1

аавяаврггсзскях напряжений. 'о mirmo, что укешквке кшозсгс радара. пр .сбраааватедя с цель» ^химизации акустического дав-йзаид» вед 1 к увэдичвяк» числа 1?аназов в антенне при «е. гадай-

- 11 - .

пом волновом разыэро, е, следовательно, увеличивается число каналов генераторного траста.

Иссяедовая характер численного квмонеияа параметров антеа-ни вря неы£кш?внии условия кеаависуУ'хтл преобразователя по пола.

Проведено наследование изменения энергетических- параметров преобразователей (колебательной старости, сопротивления излучения, КЭД) от их пояозтия в ргСсчег! секторе антенны, а также коэффициента кояцектрают и параметров направленности (шрами ХН на уровл# 3,707 по даздешпэ, первого дополнительного игнсп-н'Д'л ХН и среола ХН) от волаозого рагшра радиуса антенны (к").

Яоказс^э, что ат/сткчеижс ваашэдейсггкз ярс-сбравоватодеГ; с малши кехачичесгскмл потерта и вксожм КПД (п > С,5) необходимо учитывать при расчете параметров антенны, та:? как в про--ишоа случае заметно растут сггщ?-ки в определении параметров антезшн С к примеру, ошибка при определении дезлечга ыскет достигать ( 30-40 ) X, а в уровне ороада ХН - - до 1С01).

При проведения расчетов коэффициента концентрации (К:е) в полосе . чаете? вблизи мехашгчесдаго ревонакса преобразователя обпзрукея кео-Зкчннй''. зракгер кз^еденгл гизйфкцхента кошхнтра-дки з узкой полосе ниже резонанса, состоящий з резком падения его значения на некоей критической частоте Уровень такого уменьшения и значение РКр является функцией !<ГЩ преобразователя и его механической добротности.. Анализ явления показал, что причиной этого" аномального югызнехшя Кк является значительное уменьшение дксскяатив'ных потерь акустической заергкя. Зта про-; является в том, что при'-электрическом 20Вбу?здеда:5 одного преобразователя' в цилиздричестойштейне югебегельяые. скорости неработающих преобразователей,'-ведущих' себя как пассивные резона-

- 1Ü '

на частоте Fiep резко возрастает to сравненвз с их вназе никни "а сстая>шх частота*, to рггулкзте на пох-ерхкости lö-линдра возникает волна ткпа лог-сг-хносткой. Этот прсягсс. бил кг вестей как явление, пр;'.оуг.зз локал^нл рзаглрущей иипздеясн: поверхности, состояЕ-ай ка источников, малых по сравнено с длз коЛ волны . Для поверхности, состоящей из подуволковых прзсбра вотатехей, аналогичного явления в литератур' описано не было.

Мсследозаиа степень уменьшения эффективности анто!па:, сва-еанназ с несовпадением фактического фазового'центра преобразователя в круговой цилиндрической антенне с фазовые центром, раслолсйшнныы в геометршескш центре рабочей поверхности преобразователя , что является слгдствиеи дифракции П акустического взаимодействия преобразователя в антенне. Зто кз-созваденке ведет к рост/ (разовых саибок и увеличению погргвиос-ти в определении параметров антенны. Значение и учет этих огк-бок даэт ^озыаглость увеличения эффектности рассматриваемых антенн путем кот -;седии ошибок. ' - \ '

Исходя ебвеге подхода в определении техи юского порога кавитации, делзется вызол о том, что для ловшения эффективное-' ти антбкж:, раз > -а-алей в условиях казитгционного ограничения, косоходииа'информация о распределении поля давлений и кх численных .значений ка поверхности иг ..учения с определенней наибе-' лее кавитационко опасных участков и установкой там средств обнаружения кавитации.

При пшевд разработанной игтодкки, основанной на 1соротво-к>.пнс:ой а.-;1.'.{п?стике Функции ПВШЛ и нз исгальговашп; ункаер-сальной фук;-:шз! ¡ЮКА, прои&веяен расчет валя давлений es. яо-верхкости шлучеккл круговой цшивдрической антенны, состоядой из стершею преобразователей с секторами излучений' 2ус-

- 13 -

120° и Zito - 180° при углах компенсация XII в угломесхной плоскости 8о- 30° и во- 45° .

•Поюганы участ-си поверхности тыгучемя с мгииагуигыи акустического дазления, :гдё вовникыозаяие кавитащш наиболее вероятно и куда целесообразно помеадгь датчика .:савитац8а. Определено влияние фазовой компенсация а угломестной плоскости на расположение кавншпгаюю опазвых бол в. алтейке» и на значен;:? wat-й&уысз асустпчестего давления в них. -

Продемонстрирована на примерах расчета прядая связь ыеяду ¡^определением акустического дазлешк' на поверхности получения И распределением активной сстаэляо^эй сопрогивлония ¡¡злучеоя преобразователей а антенне, что да а? вогюкносгь' определения каэитационио опасных зсь по ияксиыалънсму оначешм активной сослл5Л5Ю258й -»зротивЕения-.вмучеяия. -В '.некоторых случаях атот расчет скасивготся заметно прац*.

Предложен расчетко - экспер;оденталышй уетод сгрег меняя ягвктацисняо опасных sou на поверхности иьлучения, 'которьл при грзвкэшш с приведенйьт вшэ ие-здаии даст удазло&юрительнсе »владение. .

Ли повшеша энергетической аффективно«« ангекпк, puio-гек^эй s услозиах кавитациояньк огрэдшченш, разработана метэ-ms«a расщеп. респредед&ягл подводимых к пре-сСррчователйм в гш-увиао злектр» -.бских напряжений, при котором распределение даз-еэняя по поверхности гятецкы в рабочем ее секторе остается не-^•¿ениьш. Эхо дает 'вогысакость райоты sees преобразователей, з шатенке на .предельном предказитащюнио»' пороге, что ьриводит к /Еелпчениз каустического давления, развиваемого аятешюй при-*?рио.в l.fi H оолэе раз.

Третьи глава посвящена экспериментальному подтверк-

дешю проведенных расчетов я' щкдагаеннак методов повысили 8$-.'. ФекткЕности иглучзювдп! здтенн.

Результаты эксперимзнтадыш исследований noicaaaai бдивкоз совпадение дашш, полученных на натур«*ьа исгшстшк, с результатами, когорь'з определены расчетным-путей, что'подтвержда- -ет работоспособность разработанных к зкспериизкталько.' шробиро- '' ванных методик и расчетных кодовой ».¿вучгадйх'штёвв.

ассп^рженталько апробированы- расчетные "''распределении, обеспечивающие постоянство. колзбатедыад асоростеЗ преобразователей в антенне, внбо постоянство давлений на излучеяаей. по' верхиости антенны, подтвердило правильность расчета этих распределений. В * результате ' продешютрировааа аффективно®»' их введения в 'ь^висииости от требований, предъявляемых к антенна. , ; КРАТКИЕ ВЫВОДЫ ГО, РАБОТЕ ''"■'•' ".. '

j Основные результаты ЕссвэдоЕаиий.^повучешше в. ходе выпбд-кения'дисоертациояной работы, состоят в сведущем. 1 ■ у'Д. Развиты' и: уорверсекствовапы ijstobu расчета круговых ци--• réuMai Стоящи'-• да •Гаоракехак щ^образоваяв-

, учесть'-'не тошед ' акустическое • взаимодействие"

.'/.•■ преЫзразсшгйелей в чтение в области резонансных частот И его , аависямость- от..-адектрофивитеских параметров преобразозатеве&но я обеспечить' проведение ррльшого обьеыа инженерны* расчетов да-., ргметроа ' антеяп полностьз характеркауквдх реяш излучения в щ- : роком..'диапазоне волиовьк размеров-гштешм 'при ра&яишых значз- ' - V »»их параметров входгщк в-нзе пресфаговашелей. V '.' ',

■ ;. 2. '.Выявлены -и. изучены•ао^езциаганао'.восмакноогй'.круговых'. дадаирпческих ' антенн с различный расподокешйм -;фада'¿х .центров ж преобравователей в зависимости о^всщюЕЫл.разг^еров антенн, к преобразователей, а также дата-• распределения/подводат' к

.- .5 -

преобразователя1* элэктр ческзи »огбуадештй.ГГскг,?.' го,что в режима излучения,пря котором условие 'независимости проебралователой по полъ з антение выполняется 'т.е.aisvcTav^cv^w взаимодействием преобразователей vonra лр'-яебречь) шжкмалънуп э&жкгигяссть , издучонпа моуло обеспечить,исходя иг слздуисза соображений.

В том случае, когда лльт^рнатизку'! рта^аия язлизтсз режимы работы эдтенны "рп рабочик секторах -i£ú° :: 2ф0 -180°, наиболее з^фекишнин релизом, ¿беспочкванзии нагск-мальвое a'tycTiwocKce давление, является рехям излучения рабочим сектором 2*0 -iso® при волксеых размерах пр^сбразоаатолей d/X < 0,45-0,6 " разномерном ампллтутком p¿<n;:>*;;«:/>H;r,> т.ог электрических напряжений (|üa,l-1). Увеличение, волчозего размера пресфрагователя so значений -0,8 о- -ч«шз сокращения числа канатов з аатонпв и объема бортовой аппаратуры . устройства приводит « у?лакьз9Н!?з гкустическо. J давлений до SOS и укещие-юга козффяциевта шидеэтргш* до 40Х.

Введение косинусоида 'ьяого амплитудного ра^пределс-ия с голы» овееввчеязя "asee ?а?кс?«!рного рвепреде. енкя скустическо-. го давленая па поверхности чзлучения в слу'ае работы азтенны а реякде ¡-"лзитациоико. j ограничения приводит к снижения акустического давления ка величину г~ S5Í, однако, при этом коэффициент концентрации яееколгко погксается (до ¡ЮХ.,.

. В с учае. 5гзгда представляется вевмохкооть вы "эра вел!-чины рчбглего сектора л актнне при равномерном распределении подводн-шх к полувс.левым 'преобразователях а'^ктркчесюк напряжений Ül'ai-l), максимальное акустическое давление Роти1Г,ех обеспечивается рабочст сектс он, величина которого зависит от волнового размера актекяы (ka). Однако, достижение Po.-uríiX еодит к потере в коэффициенте концентрации по сравнении с его

- 16 г ,_'... ; :;"•. .

максимальным вяшоние*« до 20Ж. . .• . •.;.

Введение косииусондааьного ешдатудаого распределения 'псд-. водишх электрических напряжений (|1Ы-сш Ы приводит к сни- " хвнню акустического давления т ведшчгтV "до 45%. Однако, . при 8том виде распределения ■ коэффициент концентрация .увеличивается при некоторых вначешик й/Х до. 1,6 раз. Кроме того, в а там случае при выборе рабочего сектора, ток котором акустическое дав--лекие максимально, одновременно практдаеа^^гагввтсядают-"и-мум коэффициента.концентрации. ?

; Дана количвствешш оценка влияния акустического ' вваиао-. действия в!-",ркоэффективнък .преобразователей на: параметры антенны. Установлено,что при КПД преобразователя- в алтеннэ тиО.Б вди- ' яниэ гкуст^еского взаимодействия ¿за параметра антенны ыенеЗ *•' величиныдоедав,¡ого ашитуян^фавов^ с

че^б влияшём^. акустического . 'вза^мсщействия 1^обравЬва»елб4'-'.' ' иогтолйрекеб{>в<йД:/;'.;;:. '-л: ■л.''; ■ '',.

/при; '^1-^пределении'' пбдвод^вд к- <•

: прЛувоадо^'ц^рае<»йвлям. электрических возбуждений ' ' Достигается „при рабочем , сектор©

;' - прг^Меоки' ве8авнсадо\':от. волнового размера", аатеп- .. - '

■ ь^.Пр^.кбсш^совдалвном /''ёаспределешга«одвсщадк"аяекдалаокис; ■ ■

■ возбуждений максимальная: эффективность обеспечивается при- рабо- ', чем ректоре 246-160®." .','■• ' '.' ; л ■ ■ . '

., , Увеличение в^эктивиости калучеишг.ачтенн ка, 10-187. дости-' -гаетсяу'использованием преобразователей ,'о волнс>выкй,'размерами. ^ .. с1/х<0»3.незазиоимо от того каковы волновые размеры антенны;вца--'"'.' чекия - ее рабочего сектора,вид распределения подводимых к ¿е преобразователям электрически;: возбуздений.а также выполняется .•л услогке независимости преобравоватечей.'•• ,' • ' '" " :• ••

Л-' ■ ' " ' './ : - 17 - Л..Л '

г 3. Виявдтни у слови., каксшазъкого излучетл а случае ■ . | прзтп>явдеи5!я предельных требований к преобразователям антенны ; ; по' техтгоесхс?."?/ рэоурсу.Усганов/ено.чго • дл- реалшацки реюша . {• '• постоянства колебательных скоростей преобразователей,кото-'' ; рий.ках известно,является ' олхимальвш для . обеспо'. лшя максимального- технического ресурса -'шшгны, необходимо-.- определить ; I распределение лодаодаш* { метрических вогвукдеикЛ ке системы '. лилейных алгебраической уравнений, ¡»торсе' является- в' некотором гчисле }тадпенсац!инЕШ,СБОЕпщм на нет акустическое вваюгодейс-;Евие преобразователей.' ' . . . .

' , . 4.Обнаружено ансмадмгов дроявл'ико частотной завися :зотя ' 1 ког^фп^тепта кспцэнтращи (Ки) актзяеы вблизи резонансной часто; ту эгусттесга! взаишщейогвуюгщ преобразог тедс-л.ваклзчаздееся ;■ в том.что на некоторой'частот" ндае резонанса эта завигамссть "• .лневг резкий спад,а затеи, сто»-'гл ■ резкий ' яогъеи. Установлена, что это явление зависит от электрофизических:параметров преобразователей ситенкы.а частности, от их дояротностд; я КГД.В "; свяви с этим обнару. »по,' то резкое укэиназииэ ,'.ц антенны обусловлено вознякпсзешгем иоксей диссштативной г.г-яны, подобной -ак ... ,' !!."г,увасмсй позерхпозт«сй г-олне, характерной для■локально реаги-. рьяней тше^аясной поверхностно гтоадей ке' источников ыплих по "Ксрамешш с джшой вояяц.Аяаяогйчвого явления для гчдиндричес-, ; , кш знтеня, ястоядих изпэлуволнозыя преобразователей в литера- -туре «писано на было,-: ;,' '

, 6.Выведены' алалитй-.еский 'выражения и дана ларамет-

'• ров антенн, разовые ■' центры преобразователей.,-которых ^-образую?

треугольную решетку. Даны рвкомз:- :адиа. по. рагнюяаяьчдиу исиоль- . • .- ьовач/ц) .антенн ^адого типа. ■•-' .../■' , ■ .г

, ' . 6.Разработаны и пред:?.т.онн'мегодц повышения эффективности

- 18 г

г";.энн при работе их в условиях каэитационного огра-mi^np-.KcTcpae сводятся к тому,что аффективной работы антен в этих условиях необходим обеспечение выравнивание давлений на их т?оверхкости,для чего требуется расч г распределений подводимых злектргпс-сгая возбуждений на основе приведенных аналитических соотношений. - ,

7. Выведены шшиг.1ческие вырчкенкя „ для определения «юля давлетг на поверхности излучения. В'резул гатё расчета лпреде-лены максимумы давления, являшиеся потенциальными гсзми вов-нг'Зозрлия каз"тации, куда необходимо разместить датчики кави-тзции.

Предлсже14 приближенный простой способ обнаружения кавита-

циэако о"зонах вой. Изложена методика расчета распределений

подводимых электрических напряжений, обеспечивающих равномер- •

ность поля давлений на поверхности излучения, приводящих к по! - - - * ' вшдапо, эффективности излучения .ка 30 - 60%.

Определено, что установка датчиков кавитации, размещенных . в- кавит^шйны 'огаыгых* зонах,' в условиях изменяющихся, в сароких ■пределах, кавитациошш порогов способствуют повышению зффэктив-.носиГкзлученугя 2 'и (5олзо раз. ,

.8. Экспериментальными 'исследованиями параметров . шкетов . круговых цилиндрических антенн из порашевых преобразователей подтверждена корректность допущений, сделанных при разработке математической исцели аятениы применительно. к физической «одели, прототипами которой явлаотея''иссдедуешэ макеты. Сопоставле-, :жгк полученных з:ссяер;шектальинх' даяшх с теорэтичесюаш результатами подтверждена" - лчойя^сть ггаолвзваяшг • полученных гиалитическкх соотношений для описания свойств -свуковы? полей реальных антенн и их преобразователей. V: .. . - ■■."'■..

31:спершентальниыи ::оследозанкя>я предложенных методов и средств обнаруяшм кавитации подтверждена работоспособность этих методов и возможность их использования при создшпш созре-ь.<*тяи излучащик алтзнн.

Экспериментально апробированы выявленные в ре» /льтате теоретических исследований пути позааепи эффективности излучения путеы обеспечения равномернсзти колебятелъких скоросте4, преобразователей л равномерности звуковых давлений на поверхности чалучепия.

В ходе ' выполнения научно - ксследоватольсг-х и сгнтно-конструкторских работ НПО "Славуэтг." осуществлено виэдреп..о результатов диссертационной работы а практику проектирования акустическим антенн различного назначения. Ряд чь 'яическия решений. выявленных в ходе проведения исследований, признаны как рзпеиия, обладгюсте новивноЛ и ваазвдены авторскими свидетельствами. ■

Основные результаты д|. лертации отражены в следуюции риСо-i так автора:

1. Добровольский Ю.Ю.. Кот/коз A.B. О избуядении цил.:нд-рич«скоЛ регетки ревопаторов акустическими излучателями, Теэг-гн докладов на IY Всессювпом cmwoi .yite по физике акустодикамичес-ют< явлений и опгозяустже, секция Д, 1585. Ашхабад о. 62.

■ 2. До.розольсм:й Ю.Ю., Ксдгуков A.B. Об йог.зз®нт диаграм-iv направленности цилиндрической антенн.1) вследствии вэаимодейс-Т-из оз элементов. 5.елведсмственнъй сборнк ШнВУ.. РСФСР ЛН СССР, т, Владивосток, 1989, о.64.

гг. Добровольский К).,J., Kc...'/мов A.B. Влияние взаимодейс-твил на КГШ пре брааователя при его установке в круговую цилиндрическую решетку. Те исы докладов Г/ Дальневосточной вкус-

- 20.- _

ткчеокой аз?"^5реащш "Акусгкчоскш штоды п средства исододоза.-шы скаапа", секция II - Теория направленный и фо;г/скруадгс Ciioxey. Владивосток, 1935, с. 71.

4.. Добровольский Ю.S., Кошуков A.B. 0 : фазовой центра nopsi!äsoro элемента акустической -шазвдшеской антенной решет-га. Тегисы 11 Всесоюзной конференции "Техника и методика вогда-

рования океана", секцгя В, Наманггя, lßS7,_c.l6. ___ ;

6. Коаукоз Д.В., Дшчевский И.В. Волоконно-оптический датчик кавитации. Тезисы докладов X научно-технической конФэ-ренцяй молодых ученых «'спевдаа ,тов ЛИТО Океанприбср, Ленинград, 1987. с.138.

Ö. Кошуков A.B., Добровольский Ю.Ю. Способ определения кавитациорчо опасных участков на 'поверхности многозлекентнОй гидроакустическс-й антешш, а.с. 111552342 от '¿5.04.63. '

| 7. Добровольский Ю.Ю., -Кошуков A.B. О коэффициенте,концентрации' акустических icpyrosia .цилиндрических- антенных рзше-гок..'Акустический куриал. вш..1, T.XXXIY, 1088. - с. 174-176..

Коагук^в A.B., Карновсюй A.M., Скокин К.С. О работе акустической антенны. при наличии границы -раздела сред. Messy-' аовсккй'сборник Антенны и преобразователи", Владивосток,-' 1088, с.25-28,',' ' '■ ' Л

• 0. Кошуков A.B. ■ Зависимость.параметров цилиндрических антенн, на частоте, рзвонанса от их волновых размеров. . Вопроси кораблестроения, серия ГА. вып.52, 19S8. с.. ",

Ю, Когеуков A.B.»Стояновский И.Г. способ обнаружения кавитации,-а.с. N8U4873 от 14.04.78. • ■ "• . ',

11- Коэуков A.B. ,С1'ояновсгои1 й.г. Устройство 'для определения навигационной прочности жидкости, а.с. N765726 от 12.06.78. 1?: Кошуков .A.B. / Разукова А/Н. Устройство для определения