АНАЛІЗ МОЖЛИВИХ ШЛЯХІВ ТЕХНІЧНОЇ РЕАЛІЗАЦІЇ ПОТУЖНОГО АКУСТИЧНОГО ВИПРОМІНЮВАННЯ ГІДРОАКУСТИЧНИМИ СТАНЦІЯМИ
DOI:
https://doi.org/10.34169/2414-0651.2022.4(36).86-91Ключові слова:
гідроакустична станція, акустична потужність, фактори обмеження потужності, збуджуючі напругиАнотація
Збільшення дальності дії гідроакустичних станцій визначається можливостями збільшення ефективного випромінювання ними акустичних потужностей. Але ці можливості обмежуються рядом фізичних факторів, пов’язаних з електричними, механічними і акустичними полями випромінювачів гідроакустичних станцій. Кожне із вказаних фізичних полів створює для гідроакустичної станції свої обмежуючі фактори в режимі випромінювання енергії. В акустичному полі обмежуючим фактором виступає явище кавітації і пов'язаний з ним поріг кавітації рідини. Це обумовлює зростання механічних напружень в конструкціях гідроакустичних перетворювачів. Наявність механічного поля є причиною появи фізичних факторів, обмежуючих величину випромінювання, оскільки п’єзокераміка критична до розтягуючих зусиль. Максимальна випромінювана потужність визначається максимальною електричною потужністю, яку можна «закачати» в п’єзокерамічний перетворювач. Остання ж обмежується допустимими значеннями напруженості електричного поля. Саме їх величина є обмежувальним фізичним фактором зі сторони електричного поля. Наявність при випромінюванні звуку процесу перетворення електричної енергії в механічну, а механічної в акустичну обов’язково породжує появу теплового поля, обумовлюючого розігрів п’єзокерамічних перетворювачів. Визначено ці обмежуючі фізичні фактори і встановлено зв'язок їх впливу на величину випромінюваної потужності гідроакустичної станції. Показана залежність цього впливу від шляхів технічної реалізації електричного збудження гідроакустичних випромінювачів. Проведено якісний аналіз переваг і недоліків трьох принципово різних шляхів електричного збудження випромінювачів при збільшенні ними випромінюваної потужності. Встановлено існуючий стан розрахункового забезпечення практичної реалізації наведених шляхів збільшення випромінюваних потужностей гідроакустичних станцій.
Завантаження
Посилання
Koryakyn, Yu.A., Smyrnov, S.A. & Yakovlev, H.V. (2005). “Korabelnaia hydroakustycheskaia tekhnyka: sostoianіe i aktualnye problemyˮ [Ship hydroacoustic equipment: state and current], Nauka, SPb. 410 p.
Sherman, C.H. & Butler, J.L. (2007). Transducers and Arrays for Underwater Sound. New York: Springer-Verlag Publ. 680 p. DOI: https://doi.org/10.1007/978-0-387-33139-3
Grinchenko, V.T., Vovk, I.V. & Matsypura, V.T. (2007). “Osnovy akustikiˮ [Fundamentals of acoustics], Nauk. Dumka. K. 640 p.
Grinchenko, V.T., Vovk, I.V. & Matsypura, V.T. (2018). Acoustic Wave Problems. Begell House. 439 p. DOI: https://doi.org/10.1615/978-1-56700-459-5.0
“Spravochnik po gidroakustikeˮ [Handbook of hydroacoustics], Shipbuilding, L. 1988. 552 p.
Derepa, A., Leiko, O., Pozdniakova, O. & Maiboroda, O. (2020). On the peculiarities of matching an electric generator with an electromechanical energy transducers. 2020 IEEE 40th Intern. Conf. on Electronics and nanotechnology (ELNANO). K.: KPI. April 22−24. Pp. 842—847. DOI: https://doi.org/10.1109/ELNANO50318.2020.9088812
Nizhnik, O.І. (2017). “Vipromіniuvannia gіdroakustichnyh signalіv planarnymy antennymy reshіtkamy, utvorenymy іz cilіndrichnyh pezokeramіchnyh peretvoriuvachіvˮ [Radiation of sonar signals by planar antenna arrays formed from cylindrical piezoceramic transducers]. Dis. … Kand. Tekhn. Nauk. NTUU KPІ. Available at: /files/dissertation/dis_NyzhnykO.I.pdf.
Chepkov, I.B., Lapitskii, S.V., Zinkovskii, A.P., Leiko, A.G. & Derepa, A.V. (2019). Analysis of resonance states of the system of hydroacoustic piezoceramic radiators taking into account their interaction with the screen. Strength Mater. No 6. Pp. 25—35. DOI: https://doi.org/10.1007/s11223-020-00134-5
Gusak, Z.T. (2017). “Vipromіniuvannia gіdroakustichnykh signalіv cilіndrichnymy pezokeramіchnymi peretvoriuvachami z ekranamiˮ [Radiation of sonar signals by cylindrical piezoceramic transducers with screens]. Dis. … Kand. Tekhn. Nauk. NTUU KPІ. Available at: /files/dissertation/dis_Gusak_Z.T.pdf.
Starovoit, Ya.І. (2020). “Teoretichnі osnovy proiektuvannia krugovykh antennykh reshіtok, utvorenykh іz tzilіndrichnykh piezokeramіchnykh vipromіniuvachіv і ekranu“ [Theoretical bases of designing circular antenna arrays formed from cylindrical piezoceramic emitters and screen]. Dis. … Kand. Tekhn. Nauk. NTUU KPІ. Available at: /files/dissertation/dis_Starovoit%20Y.I.pdf.
Sviatnenko, A.O. (2020). “Tsilіndrichnі piezokeramіchnі vypromіniuvachі z vnutrіshnіmy ekranamiˮ [Cylindrical piezoceramic emitters with internal screens]. NTUU KPІ. Available at: /files/dissertation/dis%20Sviatnenko%20A.O.pdf.
Drozdenko, А.I. & Leiko, A.G. (2018). “Izluchenie maksimalnoi akusticheskoi moshchnosti systemami gidroakusticheskikh tsilindricheskikh pezokeramicheskih preobrazovatelei s okruzhnoi poliarizatsieiˮ [Radiation of maximum acoustic power by systems of hydroacoustic cylindrical piezoceramic transducers with circumferential polarization], Mikrosistemy. Elektronika. Akustika. Vol. 23. № 1. Рp. 58—65. DOI: https://doi.org/10.20535/2523-4455.2018.23.2.121316
Downloads
Опубліковано
Як цитувати
Номер
Розділ
Ліцензія
Авторське право (c) 2022 Анатолій Дерепа ,Оксана Кочарян ,Олександр Лейко ,Катерина Шишкова
Ця робота ліцензується відповідно до Creative Commons Attribution 4.0 International License.
