Приборы поиска рыбы и контроля орудий лова

1 2 КУРС ЛЕКЦИЙ ПРИБОРЫ ПОИСКА РЫБЫ И КОНТРОЛЯ ОРУДИЙ ЛОВА Для специальности: 35.02.11 “ Промышленное рыболовство” Всего 84 (уроков – 54, практических – 30) ГИДРОАКУСТИЧЕСКИЕ КОМПЛЕКСЫ. ПРИБОРЫ КОНТРОЛЯ ОРУДИЙ ЛОВА. Для специальности: 26.02.03 “Судовождение” Всего 70 (уроков – 40, практических – 30) В курсе лекций использована литература: 1. А.И.Тикунов – РЫБОПОИСКОВЫЕ ПРИБОРЫ И КОМПЛЕКСЫ, Л. Судостроение,1989 2. В.М.Букатый – ПРОМЫСЛОВАЯ ГИДРОАКУСТИКА И РЫБОЛОКАЦИЯ, М. Мир, 2003 3. Ю.А.Данилов, В.М.Букатый и др. - Учебно-методическое пособие РПТ-2000, Калининград, 2000 Автор – преподаватель СПбМРК Бондалетов Ю.А. 3 План занятий Страница Контр. Раб. Практ. Раб. Тема: Введение. Цели и задачи предмета Лабор. Раб.. 1 Лекция Номера и наименования разделов и тем Количество аудиторных часов В том числе Всего № занятия (лекции, лабораторные, практические и контрольные работы) 2 2 7 Раздел 1. Физические основы и элементы теории промысловых гидроакустических приборов 2 Тема 1.1. Основы теории промысловой и навигационной гидроакустики. Акустическое поле. Характеристика поля, единица измерения, скорость, энергия, мощность, интенсивность 2 2 8 3 Тема 1.2. Отражение и преломление, коэффициент, границы предела, морской грунт и его критерии. Акустические характеристики рыб 2 2 12 4 Тема 1.3 Интерференция, дифракция, рефракция и реверберация. Эффект Доплера 2 2 15 5 Тема 1.4. Излучение и прием акустических колебаний. Гидроакустические преобразователи, пьезоэлектрический и магнитострикционный эффекты. Параметрические излучатели Тема 1.5. Направленное действие антенн. Дискретные линейные, дуговые и цилиндрические многоэлементные антенные устройства 2 2 17 2 2 20 7 Тема 1.6 Промысловые гидроакустические приборы. Основной принцип гидролокациипринцип действия приборов 2 2 21 8 Тема 1.7. Эхолоты 2 2 25 9 Практическая работа №1 Тема: Эхолоты 2 6 2 26 4 Тема 1.8. Гидролокатор , принцип действия, характеристики, устройство Практическая работа № 2 Тема: Гидролокаторы 2 12 Тема 1.9. Приборы контроля орудий лова, назначение, устройство 2 13 Практическая работа №3 Тема : Траловые зонды Раздел 2. Технические основы, узлы и блоки промысловых гидроакустических приборов 2 14 Тема 2.1 Тактико-технические параметры гидроакустических приборов лава 2 2 33 15 Тема 2.2 Основные типы промысловых гтдроак приборов. Гидроакустические антенные устройства. 2 2 39 16 Тема 2.3 Поворотно-выдвижные устройства – ПВУ. Электронные сканирующие устройства и стабилизация ДН. 2 2 41 17 Тема 2.4. Передающие генераторные устройства 2 2 44 18 Тема 2.5 Устройство приема , обработки информации 2 2 45 19 Тема 2.6. Устройства воспроизведения и отображения информации 2 2 47 20 Практическая работа №4 Тема : Ознакомление с панелью управления эхолота “SIMRAD ES60” 2 2 49 21 Практическая работа №5 Тема : Отработка навыков эксплуатации эхолота “ SIMRAD ES60 “ 2 2 52 2 2 52 2 2 62 10 11 22 27 2 2 2 2 29 30 2 33 Практическая работа №6 Тема : Ознакомление с панелью управления гид-ра “Simrad”SR240 23 Практическая работа №7 Тема: Отработка навыков эксплуатации 5 гидр-ра “Simrad” 24 Контрольная работа №1 2 2 62 Раздел 3. Технические основы, узлы и блоки аппаратуры контроля параметров орудий лова 25 Тема 3.1. Классификация траловых зондов. Зонды с кабельной линией связи (проводной) 2 2 62 26 Тема 3.2. Принцип действия гидролокационных траловых зондов с гидроакустической линией связи 2 2 67 27 Практическая работа №8 2 Тема: Ознакомление с панелью управления зонда “Furuno 2 71 28 Практическая работа №9 2 Тема: Отработка навыков эксплуатации зонда “Furuno 2 71 29 Тема 3.4 Траловые блоки передачи информации степени наполнения трала рыбой “ Эридан” 2 2 72 30 Тема 3.5. Глубоководный гидроакустический комплекс “ Дейма” Раздел 4. Использование рыбопоисковых приборов и сетных зондов в промрыболовстве 2 2 74 31 Тема 4.1 Техника безопасности при управление приборами в условиях промысла. 2 2 78 32 Тема 4.2. Управление приборами в условиях помех 2 2 79 33 Тема4.3. Поиск рыбы с помощью гидроакустических приборов 2 2 81 34 Тема 4.4. Расшифровка эхограмм 2 2 83 35 Практическая работа№10 Тема : Поиск РС с помощью гидролокатора 2 2 87 36 Практическая работа№11 Тема : Определение параметров РС с помощью эхолота Практическая работа№12 2 2 87 2 2 87 37 6 Тема: Отработка практических навыков при работе с Зондом 38 Практическая работа№13 Тема: Отработка практических навыков по эксплуатации ГАРПП 2 2 87 39 Практическая работа№14 Тема: Отработка практ навыков по эксплуатации ГАРПП при поиске и облове РС 2 2 87 40 Практическая работа№15 Тема: Отработка практ навыков по эксплуатации ГАРПП при поиске и облове РС в условиях промысла Практическая работа№16 Тема: Отработка практ навыков по эксплуатации ГАРПП при поиске и облове РС в условиях промысла Практическая работа №17 Тема: Отработка практ навыков по эксплуатации ГАРПП при поиске и облове РС в условиях промысла 2 87 2 2 87 2 2 87 41 42 Всего за семестр Всего за учебный год 2 84 50 34 7 Занятие №1 Лекция 2/2 Тема: Введение. Цели и задачи предмета Материально-техническую основу рыбопромышленной отрасли составляет крупный океанический флот научно-исследовательских, поисковых, рыбодобывающих, перерабатывающих и транспортных судов, обеспечивающих поиск, лов, обработку и транспортировку готовой продукции. На флоте продолжается внедрение принципиально новой системы машин, приборов, технических средств судовождения и промысла. Компьютерно-электронная автоматизация позволяет с помощью ЭВМ, микропроцессоров создавать комплексные системы для решения задач морского промышленного рыболовства, в том числе для эффективного поиска и прицельного лова объектов промысла. Основными техническими средствами, которые обеспечивают получение наиболее полной и всесторонней информации об объектах промысла в Мировом океане, являются рыбопоисковые приборы и комплексы, основанные на использовании акустических принципов и метода эхолокации. Поиск объектов промысла осуществляют гидролокаторами и рыбопоисковыми эхолотами. Дальность действия гидролокаторов достигает 3500 ... 4000 м, эхолотов — 2000 м. С помощью современных гидролокаторов можно вести одновременный (круговой или секторный) обзор подводного пространства, что значительно облегчает поиск объектов промысла и расшифровку показаний. Применение микроЭВМ, цветных мониторов, режима одновременного кругового обзора подводной среды позволяет выполнять не только поиск, но и замет кошелькового невода, выводить трал на объект промысла. В настоящее время стала возможной за счет улучшения характеристик рыбопоисковых приборов, уменьшения их размеров и массы, использования новых материалов и конструкций установка этих приборов не только на крупнотоннажном флоте, но и на малых судах. Успешно внедрены на флоте приборы контроля за работой орудий лова, или сетные зонды, с помощью которых определяют глубину погружения орудий лова, вертикальное раскрытие трала, степень его наполнения рыбой, температуру воды и другие данные, позволяющие повышать эффективность промысла. Глубина погружения приборов контроля достигает 2000 ... 2500 м. На судах устанавливают приборы контроля с кабельной и акустической линиями связи, их сопрягают с эхолотами, гидролокаторами, что позволяет концентрировать всю информацию на одном мониторе. Новым перспективным направлением в гидроакустике является применение параметрических излучателей, основанных на использовании нелинейного взаимодействия акустических волн при их распространении в водной среде. Параметрические излучатели формируют узкую диаграмму направленности (ДН) с незначительным уровнем боковых лепестков, что расширяет возможности поиска в мелководных районах. Гидроакустика — одна из важнейших и перспективных областей науки и техники, многие задачи наиболее эффективно решают только с ее помощью. Так, гидроакустические приборы помогли открыть в океанических водах подводные звуковые каналы, по которым акустические волны распространяются на сверхдальние расстояния. Российские ученые сделали важнейшее открытие — существование огромных синоптических вихрей, которые аккумулируют около 90 % всей кинетической энергии океана и оказывают важнейшее влияние на развитие биологической жизни, распространение акустических волн, формирование климата и т. д. С помощью гидроакустических приборов с большой точностью нанесены глубины моря, рельеф и состав морского дна. Научно-исследовательские, поисковые и промысловые суда систематически выполняют эхометрические съемки для количественной оценки запасов промысловых объектов в Мировом океане, что позволяет оценивать запасы промысловых объектов, устанавливать квоты вылова, помогают в расстановке судов добывающего флота и их перемещении в течение года. С помощью гидроакустических средств обнаружены и исследованы в океане биологические организмы — зоо- и фитопланктон, количество которых очень велико. Гидроакустические приборы и комплексы обеспечивают и главную практическую задачу — поиск, обнаружение и прицельный лов всевозможных объектов промысла различными орудиями лова. Продолжаются интенсивные работы по разведке и освоению подводных месторождений полезных ископаемых, особенно в прибрежных районах. Основным методом таких работ является акустический метод. 8 В настоящее время разработаны гидроакустические приборы четвертого поколения на микросхемах с использованием компьютерной техники. Находят широкое применение электронные сканирующие устройства, новые типы гидроакустических антенн с электронной системой стабилизации, приемопередающих и индикаторных устройств с гибкими техническими и тактическими параметрами, что позволяет изменять в широком диапазоне частоту, мощность, длительность импульсов, дальность действия, разрешающую способность и т. д. Многие технические решения, не имеющие аналогов в мире, обеспечат достойное место отечественной гидроакустики в мировом рыболовстве. Занятие №2 лекция 2/4 Раздел 1. Физические основы и элементы теории промысловых гидроакустических приборов. Тема 1.1. Основы теории промысловой и навигационной гидроакустики. Акустическое поле. Характеристика поля, единица измерения, скорость, энергия, мощность, интенсивность. Процессы, происходящие при распространении акустических волн в водной среде, сложны и многообразны. Они приводят к изменению скорости и направления распространения волн. В водной среде происходит поглощение, рассеяние и отражение акустических волн. Отражения волн от различных объектов морской среды имеют практическое значение: их используют для поиска и обнаружения промысловых объектов. Экспериментальные данные интенсивности отражения от рыб применяют для решения промысловых задач и конструирования гидроакустической аппаратуры. Рефракционные явления существенно влияют на возможность обнаружения и распознавания объектов промысла, определения их координат (направления, расстояния, глубины погружения). Все эти процессы и явления возникают из-за того, что морская вода неоднородна по своей плотности, температуре, солености. В ней присутствуют пузырьки газов, биологические организмы, взвешенные частицы, создающие фоновые шумы. Шумы различного происхождения являются причинами помех. Помехи возникают и от влияния морского дна, поверхности моря. В некоторых случаях они бывают настолько интенсивными, что делают невозможным или значительно затрудняют обнаружение промысловых объектов. Неоднородность среды, условий распространения, широкий диапазон по частоте, другие факторы служат причиной сложных изменений при распространении акустических волн и при приеме отраженных колебаний (эхо-сигналов) гидроакустическими приборами. С учетом особых свойств акустических волн, условий их распространения в водной среде производят практический расчет и конструирование гидроакустических приборов различного назначения, с помощью которых измеряют глубину морского дна, определяют пространственное положение объектов промысла по отношению к судну, оценивают концентрацию рыбных скоплений, распознают видовой состав, определяют рельеф грунта, его состав и др. Знание основ гидроакустики, природы помех позволяет не только создавать устройства для повышения эффективности работы гидроакустических приборов, но и квалифицированно управлять ими, добиваясь максимального использования заложенных в приборах возможностей. Таким образом, важны понимание взаимосвязанных процессов и явлений, происходящих в водной среде при распространении акустических волн различных частоты, интенсивности, направленности, и выяснение возможностей использования этих волн для поиска промысловых объектов на различных глубинах, при разнообразных промысловых и погодных условиях, а также для решения навигационных и других задач при плавании и исследовании Мирового океана. Акустические колебания в море. Акустические колебания в водной среде — это частный случай механических колебаний в упругой среде. Они образуются благодаря наличию упругих связей между частицами жидкости и 9 воздействию на водную среду источников звука, которыми могут быть различные колебательные системы, создающие акустические колебания различной частоты. Акустические волны подразделяют на  инфразвуковые с частотой менее 16 Гц,  звуковые — от 16 до 2·104 Гц,  ультразвуковые — более 20 кГц  гиперзвуковые — более 103 МГц. В промысловой гидроакустике используют ультразвуковые колебания с частотой до нескольких сот килогерц. Если на водную среду воздействовать источником звука, то его энергия передается частицами жидкости, прилегающим к этому источнику. Эти частицы под действием упругих сил начнут совершать колебательные движения около положения равновесия с амплитудой, примерно равной размеру молекулы воды. Прилегающие к источнику звука частицы жидкости при своем колебании воздействуют на соседние частицы, вызывая соответственно их колебательные движения. Этому влиянию подвергаются и следующие частицы, более удаленные от источника звука. Каждая последующая частица из-за инерции совершает колебательные движения с некоторым запаздыванием. В водной среде образуются сгущения (когда частицы группируются) и разрежения (когда частицы расходятся). Сжатия и разрежения носят периодический характер и последовательно передаются от одного слоя к другому (рис. 1). Такой процесс называют волновым движением или распространением акустических волн, а пространство, в котором действуют акустические волны, — акустическим полем. Так как частицы жидкости совершают колебания лишь возле своего положения равновесия и не увлекаются акустической волной, то среда, участвующая в колебательном процессе, в целом остается неподвижной.Процесс распространения с определенной скоростью зон сжатия и разряжения частиц в среде называют ультразвуковой или акустической волной. Скорость, с которой частица жидкости колеблется относительно своего равновесного положения под действием проходящей звуковой волны, называют скоростью колебаний. Ее нельзя путать со скоростью распространения звука, значение которой постоянно для данных условий распространения в водной среде. Акустические колебания в жидкой среде являются продольными, т. е. частицы среды колеблются вдоль линии распространения волны. Линии, совпадающие с направлением распространения волны, называют акустическими лучами. Рис. 1. Образование акустических волн: 1 ... 6 — частицы жидкости; I и II— зоны разрежения и сжатия частиц среды, образуется поверхность — фронт волны Акустические волны в море распространяются в неоднородной среде и зависят от: 1. температура, 2. давление, 3. соленость, 4. ЗРС 5. химически разнородный состав, 6. границы моря. 1. Температура. Существует сезонный характер распределения температуры по глубине, определяемый влиянием Солнца. Солнечная энергия проникает в море на сравнительно небольшую глубину, и разница температур воды зависит от глубины. На некоторой глубине может образоваться так называемый слой температурного скачка (температурный градиент), когда температуры прилегающих слоев резко различаются. Слой температурного скачка изменяет траекторию акустических лучей. 10 В осенне-зимнее время поверхностный слой воды охлаждается, вода перемещается вследствие конвекции и образуется изотермический слой, который может распространяться на большую глубину. Перемешиванию воды способствуют сильные ветровые волнения, это явление называют турбулентным перемешиванием. В толще воды образуются глубинные и приповерхностные каналы, по которым акустические волны распространяются аномально. Неоднородность среды приводит к рефракционным явлениям, потерям при распространении акустических волн, образованию различных помех и др. 2. Соленость воды Меняется за счет притока пресных вод, турбулентных и конвекционных перемешиваний, морских течений. Вследствии чего имеет место разность в плотности воды, что значительно влияет на прохождение акустических волн. 3. Гидростатическое давление. Меняется с изменением глубины. 4. Неоднородность по своему составу. В водных слоях присутствуют пузырьки воздуха, газов, количество которых зависит от ветровых явлений, сезона, времени суток и т. д., также химический состав воды достаточно разнообразен. Например, в холодной воде пузырьков воздуха меньше, чем в теплой. Растворимость газов в теплой воде уменьшается и они частично выделяются в виде пузырьков. Особенно много пузырьков воздуха в приповерхностном слое из-за волнения моря, активного перемешивания слоев воды. Возникающий пузырьковый слой вызывает значительное поглощение энергии волн, их рассеяние. 5. Звукорассеивающие слои (ЗРС) В морской воде присутствуют взвешенные частицы, различные микроорганизмы, другие примеси. Практически во всех океанах Земли существуют огромные звукорассешающие слои (ЗРС) воды толщиной в 20 ... 50 м, в которых сконцентрированы зоо- и фитопланктон. Возле ЗРС зачастую ведут промысел, так как в таких районах, служащих кормовой базой для рыб, сосредоточиваются промысловые объекты. В то же время ЗРС служат причиной поглощения акустической энергии, возникновения помех. 6. Границы моря. Особые условия для распространения акустических волн создают границы моря — его поверхность и дно. Морское дно имеет различные структуру и состав, а состояние поверхности моря зависит от гидрометеорологических факторов. Основные параметры акустического поля. К основным параметрам акустического поля относят:  давление,  сопротивление,  энергия,  интенсивность  скорость звука. С изменением степени сжатия частиц среды изменяется акустическое давление: оно уменьшается по мере удаления от источника излучения.  Единица измерения акустического давления — паскаль (Па).  Уровень звука измеряется в децибелах (дБ).  Энергией акустического поля называют сумму кинетической энергии колеблющихся частиц и потенциальной энергии упругой деформации, измеряют ее в джоулях (Дж).  Мощность поля измеряют в ваттах (Вт).  Основной энергетической характеристикой акустического поля — интенсивностью звука — называют количество энергии, переносимое звуковой волной через площадку 1 м2, поставленную перпендикулярно к направлению распространения звуковой волны в единицу времени. Интенсивность звука - I = P/(4πR2), (Вт/м2) Где Р-мощность акустического поля, Вт; R-расстояние до излучателя. м. 11 Акустическое сопротивление — отношение акустического давления- р к колебательной скорости - v частиц среды p/v = ρс где —ρ плотность среды, кг/м3; с — скорость звука, м/с. Акустическое сопротивление — одна из важнейших характеристик среды, которая определяет условия отражения и преломления волн на границах двух сред. В системе СИ единица измерения акустического сопротивления Н·с/м3. От скорости звука зависят особенности распространения акустических волн в море. Так, если скорость звука непрерывно изменяется от точки к точке, возникает и непрерывное изменение направления акустического луча (рефракция), что существенно влияет на возможности обнаружения объектов промысла и определения их координат. Скорость звука в воде примерно в 4,5 раза больше, чем в воздухе, однако она не постоянна, а зависит от солености, температуры и давления. В морской воде скорость изменяется от 1420 до 1520 м/с. Cкорость звука возрастает с увеличением температуры, солености и гидростатического давления. Так, при увеличении глубины на 10 м скорость звука увеличивается на 0,175 м/с; повышение температуры на 1 °С увеличивает скорость звука приблизительно так же, как и увеличение глубины на 150 м; при увеличении солености на 1 °/ 00 скорость звука увеличивается на 1,14 м/с. Распространение акустических волн. Потери при распространении волн отражают сущность одного из многочисленных явлений распространения колебаний. Знание природы потерь, закономерностей, взаимосвязи с другими факторами очень важно в промысловой гидроакустике как для определения параметров гидроакустических приборов, так и для управления приборами в процессе промысла. Интенсивность звука излученной волны, достигшей того или иного объекта, значительно меньше начального уровня — интенсивности при излучении. Отраженные объектом волны (эхо-сигнал) при распространении до приемного устройства еще более уменьшаются по интенсивности из-за потерь. Основные источники потерь, приводящие к значительному уменьшению интенсивности, — это потери на расширение фронта волны и на затухание, определяющиеся поглощением и рассеянием звука морской средой. Кроме того, интенсивность снижается от влияния граничных сред, рефракционных явлений, флюктуации и др. Потери на расширение фронта волны. Значительно ослабляется интенсивность в результате сферического расхождения волнового фронта по времени. Действительно, если предположить, что источник звука находится в центре и другие потери отсутствуют, то излучаемая энергии равномерно распределяется по поверхности сферы вокруг источника излучения Можно сделать вывод, что интенсивность звука уменьшается, а потери возрастают пропорционально квадрату расстояния. Потери на затухание. Поглощение звука при распространении акустических волн в море связано с процессом превращения акустической энергии в тепловую. Установлено, что поглощение в морской и пресной воде неодинаково. Например, на частоте 50 кГц поглощение в морской воде в 30 раз больше, чем в пресной, что можно объяснить химической реакцией растворимых в этой воде солей под действием акустических колебаний. Значительное затухание колебаний происходит в пузырьковом слое за счет поглощения и рассеяния. Наибольшее поглощение акустической энергии вызывают мелкие пузырьки, когда их собственные колебания близки к резонансной частоте, а наибольшее рассеяние дают пузырьки крупных размеров. Поглощение энергии связано также с влиянием гидростатического давления: при увеличении глубины на 300 м поглощение уменьшается примерно на 2 %; на глубине 4500 м этот коэффициент уменьшается до 71 % своего значения на поверхности. Пузырьковые примеси и влияние гидростатического давления учитывают в практике промысла, в том числе и при непосредственном управлении гидроакустическими приборами: выби- 12 рают наиболее оптимальные частоты; используют выдвижные устройства для заглубления антенн гидролокаторов за область действия пузырькового слоя; применяют глубоководные комплексы, буксируемые на различных глубинах, и др. Занятие №3 Лекция 2/6 Тема 1.2. Отражение и преломление, коэффициент, границы предела, морской грунт и его критерии. Акустические характеристики рыб. Акустические волны при распространении встречают на своем пути морское дно, поверхность моря, объекты промысла и т. д., т. е. среды с разными акустическими и физическими свойствами. Если размеры поверхности раздела двух разнородных сред значительно больше длины волны, волна частично отражается, рассеивается, а частично преломляется, проходя в другую среду, меняя направление распространения (рис. 2). Согласно закону отражения, α о = α 1 , а по закону преломления sinαо /sin α 1 = с1/с2 = п, где п — показатель преломления; с1, с2 — скорости звука в двух средах; α о — угол падения; α 1 — угол отражения. Равенство углов падения и отражения сохраняется при любых значениях угла α. Направление распространения отраженной волны называют зеркальным отражением. Именно отражение волн от границ разнородных сред позволяет измерять глубину места под килем судна, обнаруживать промысловые объекты и распознавать их, измерять скорости течений и судна. Энергетическое соотношение падающей и отраженной (преломленной) волн характеризует коэффициент отражения, или преломления, q. Коэффициент наиболее наглядно выражается через акустическое (волновое) сопротивление среды ρс: q = ρ1c1/ ρ2c2 где ρ1, ρ2 — плотности сред. Если акустические сопротивления сред равны, вся энергия акустического поля первой среды полностью передается второй. Если же сопротивление первой среды значительно больше второй, вся падающая энергия остается в первой среде, изменяется только направление распространения. Если сопротивление двух сред различаются незначительно, часть акустических волн отражается, оставаясь в первой среде, а часть переходит во вторую. Так, волновые сопротивления воды и воздуха настолько различны, что практически вся энергия отражается от границ этих сред. Отражение акустических волн при падении на морское дно зависит от характера грунта: при каменистом грунте около 80 % энергии отражается, остальная передается грунту (морскому дну); при илистых и песчаных грунтах это соотношение значительно меняется. Передачу энергии из одной среды в другую также используют в практической гидроакустике. На некоторых судах излучатели (антенны) акустических волн устанавливают без прореза- 13 ния днища — в специальных выгородках, называемых танками. Такую установку антенн часто применяют у навигационных эхолотов — приборов для измерения глубины моря. В гидролокаторах и эхолотах антенны устанавливают в специальных обтекателях из металлов, стеклопластика, резины, применяют и так называемые звукопрозрачные мембраны. Отражение акустических волн от поверхности моря, рыбы и морского дна. Поверхность моря является границей раздела двух сред (вода— воздух) с резко отличающимися волновыми сопротивлениями. При распространении акустических волн в горизонтальном направлении часть энергии волн попадает на границу раздела двух сред — происходит отражение волн (рис. 3). Если поверхность моря гладкая, возникает зеркальное отражение акустических волн. Однако в общем случае в результате действия ветра поверхность моря неровная и величина неровностей, волн, ряби постоянно меняется. Кроме того, в приповерхностном слое образуется пузырьковая зона. Такие явления приводят к поглощению и рассеянию волн, что резко уменьшает дальность действия приборов. При силе ветра более 5 баллов энергия акустических волн значительно ослабляется. Ослабление становится особенно большим, когда судно идет навстречу ветровым волнам (образуются гребни пены, создается плотная пузырьковая завеса). При сильных волнениях пузырьки воздуха попадают под киль судна, что еще больше способствует затуханию акустических волн. Влияние ЗРС. Во всех океанах обнаружены ЗРС огромной протяженности — от одного континента до другого. В течение суток отмечают ярко выраженную вертикальную миграцию ЗРС: на рассвете они опускаются на 300 ... 400 м, а с наступлением темноты поднимаются к поверхности моря, что говорит о биологическом происхождении ЗРС. Исследования показали, что в ЗРС содержится колоссальное количество зоо- и фитопланктона разнообразных размеров и форм, образующих различные соединения. Суточное перемещение по глубине происходит на несколько сот метров, причем исследования подтвердили, что освещенность ЗРС остается практически постоянной. ЗРС регистрируют поисковыми приборами. При ведении промысла и поисковых работ в течение дня на малых глубинах, за исключением северных и южных высоких широт, ЗРС не обнаруживают. Концентрация организмов в ЗРС в ночное время вблизи поверхности моря затрудняет нахождение промысловых скоплений ниже ЗРС. В тоже время, как отмечалось, ЗРС служит кормом для рыб, которые концентрируются возле этих слоев и мигрируют вместе с ними. Отражение от рыб. Поиск рыб и других объектов промысла также основан на принципе эхолокации. Принимаемые эхо-сигналы позволяют собирать необходимую для успешного лова рыбы информацию. Однако характер и интенсивность эхо-сигналов зависят от отражательных способностей 14 тех или иных объектов промысла, отличающихся разнообразием видового состава, размерами, формами, концентрацией. В реальных условиях плотность концентрации изменяет постоянная миграция по вертикали и горизонтали. Перечисленные обстоятельства затрудняют поисковые работы. Интенсивность отраженных сигналов от рыб в первую очередь зависит от их размеров, видового состава, плотности скоплений. Известно, что волновое сопротивление рыб незначительно отличается от сопротивления морской среды, поэтому коэффициент отражения невелик (он значительно меньше, чем коэффициент отражения от границ сред). Коэффициент отражения от чешуи и костей рыб несколько выше, чем от мяса. Наибольшее отражение акустических волн происходит от плавательного пузыря, от газовых пузырьков, образующихся в пищеводном тракте: эхо-сигнал от плавательного пузыря составляет около 50 % в общем эхосигнале, полученном от рыбы. Величину, характеризующую отражательную способность, называют силой цели. Сила цели СЦ определяет уровень энергии эхо-сигнала, измеряют ее в децибелах. Отражение от морского дна. Морское дно представляет собой отражающую и рассеивающую границу среды с разнообразными особенностями. Верхний слой грунта дна моря, который соприкасается с водой, может иметь различные состав и конфигурацию, волновое сопротивление. В зависимости от волнового сопротивления и рельефа дна часть акустических волн отражается, часть преломляется. Коэффициент отражения зависит от состава грунта: для гранита — 70 ... 80 % , крупного камня — 60 ... 70 % , песка —50 %, ила — 10 % . В общем случае неровности морского дна вызывают рассеяние звуковой энергии, причем интенсивность рассеяния зависит не только от конфигурации дна, но и от размеров неровностей: если их размеры меньше длины волны — происходит отражение как от плоскости, если больше — возникает рассеяние. Чем меньше длина волны по сравнению с линейными размерами неровностей, тем больше рассеяние от морского дна. Возможно образование диффузного рассеяния, в этом случае энергия волн рассеивается равномерно по всем направлениям (рис.4). Часть энергии падающих волн переходит в грунт и поглощается, происходит также отражение волн от различных слоев грунта (что используют при акустическом исследовании морского дна, для разведки полезных ископаемых). Коэффициент поглощения в грунте зависит от частоты, угла скольжения волн, скорости их распространения в грунте и других причин: Рис.4. Рассеяние звуковых волн неровностями морского дна: 1 и 2 — падающие и рассеянные лучи Отражение акустических волн от морского дна используют как для навигационных целей, так и для промысла, особенно при донных и придонных тралениях, когда очень важно знать концентрацию скоплений, рельеф грунта и наличие подводных препятствий, затрудняющих промысел тралящими орудиями. Занятие №4 Лекция 2/8 Тема 1.3 Интерференция, дифракция, рефракция и реверберация. Эффект Доплера 15 Интерференция. Сложение двух или нескольких колебаний одинаковой частоты называют интерференцией. Явление интерференции волн широко используют в различных областях науки и техники, в частности и в гидроакустике. Именно этим явлением обусловлено направленное действие антенн. Интерференция возникает при формировании эхо-сигналов от промысловых скоплений рыб, протяженность которых может быть значительна как по вертикали, так и по горизонтали. Акустические волны, проникая в слои этих скоплений, многократно отражаются — происходит интерференция волн. В приемное устройство гидроакустических приборов поступают сигналы различных меняющихся амплитуд и форм, что следует учитывать при расшифровке показаний. Интерференция наблюдается также при отражении от морского дна, поверхности моря, глубинного ЗРС и т. д. Дифракция. Дифракцией называют способность акустических волн огибать препятствия, встречающиеся на пути их распространения. Это можно объяснить тем, что при достижении волнами препятствия возникают вторичные волны и в результате их интерференции образуется результирующая волна, которая распространяется дальше. Если размеры препятствия во много раз больше длины волны, волны не огибают препятствия и за ними образуется зона акустической тени; в этом случае справедливы законы геометрической акустики — происходит отражение и преломление волн. В гидроакустических приборах используют акустические волны частотой до нескольких сотен килогерц; при таких частотах волны отражаются практически от любых рыбных скоплений, в том числе и от одиночных рыб. Рефракция. Рефракцией называют искривление акустических лучей в неоднородной среде. Толщу морской воды можно рассматривать как неоднородную среду, состоящую из ряда слоев различной толщины с различными акустическими свойствами в зависимости от температуры, солености и давления. Как известно, скорость акустических волн зависит от среды, а поэтому они проходят неоднородные слои с разными скоростями, что и приводит к изменению направления распространения акустических лучей. Если скорость звука увеличивается с глубиной, такую рефракцию называют положительной, а если равномерно уменьшается — отрицательной (рис.5). При положительной рефракции, как видно из рис. 5, а, зона тени отсутствует, что создает благоприятные условия для поиска и обнаружения промысловых объектов с помощью гидролокаторов. При отрицательной рефракции (рис. 5, б) из-за появляющейся зоны тени обнаружение объектов промысла затрудняется, поэтому в процессе промысла необходимо регулярно оценивать условия распространения волн и определять режим работы гидролокаторов. Рис.5. Положительная (а) и отрицательная (б) рефракции волн Рис.6. Приповерхностный (а) и подводный (б) акустические каналы Особо следует сказать о звуковых (акустических) каналах, которые образуются в море. Такие каналы бывают приповерхностными и подводными. При определенных температурных режи- 16 мах в некоторых районах наблюдают возрастание скорости звука в приповерхностном слое воды и убывание скорости от нижней границы этого слоя (рис.6, а). При таких условиях акустические лучи, дойдя до нижней границы слоя, направляются вверх, а дойдя до поверхности моря, отражаются и направляются вниз. Таким образом, большая часть лучей все время остается в приповерхностном слое воды и они распространяются как в волноводе. За счет уменьшения потерь на рассеяние, концентрации энергии в небольшой толще воды дальность обнаружения объектов значительно увеличивается, однако ниже канала объекты останутся необнаруженными. Такие каналы называют приповерхностными. Реверберация После прекращения излучения на приемное устройство продолжает поступать спадающий по силе звук. Это явление — реверберация, или послезвучание, — обусловлено неодновременным приходом в точку приема отраженных или рассеянных акустических волн, т. е. реверберация возникает в результате рассеяния акустических волн поверхностью моря, морским дном и неоднородностями морской среды. Реверберационная помеха определенной амплитуды, спадающей по времени, может быть настолько значительной, что будет маскировать полезный сигнал от объектов промысла и это затрудняет их обнаружение. Реверберации можно условно разделить на поверхностную, объемную и донную, хотя в реальных морских условиях они действуют совместно. Поверхностная реверберация возникает за счет рассеяния акустических волн в приповерхностном слое в основном из-за многочисленных воздушных пузырьков, создаваемых волнующейся морской поверхностью. Объемная реверберация возникает за счет рассеяния звука неоднородностями в толще воды на различных глубинах. К неоднородностям относят взвешенные частицы главным образом биологического происхождения, в том числе зоо- и фитопланктон, которые концентрируются в слоях морской воды. Донную реверберацию вызывают неровности морского дна. Морское дно с разнообразными структурой и составом хорошо отражает и рассеивает акустические волны. Реверберация от морского дна носит сложный характер и ее интенсивность зависит главным образом от угла скольжения при падении волн на дно и типа дна, под которым подразумевают структуру осадочного слоя и его неровность. Эффект Доплера Эффект Доплера — это изменение частоты колебаний, воспринимаемых наблюдателем, при движении источника колебаний и наблюдателя относительно друг друга. Применительно к промысловой гидроакустике эффект Доплера заключается в том, что частота эхо-сигнала, поступающего на приемное устройство гидроакустического прибора, отличается от частоты сигнала, излучаемого этим прибором. Такой эффект происходит при сближении судна с объектом промысла или при удалении судна от этого объекта, такое же влияние оказывает и перемещение самого объекта. В первом случае частота принятого сигнала станет больше частоты зондирующего импульса, во втором —- меньше. С помощью специальных схем можно определить разность между излучаемой и принимаемой частотами, которую называют доплеровским сдвигом или доплеровской частотой. Эффект Доплера используют при определении скорости судна с помощью гидроакустических лагов. Такие лаги позволяют определять скорость судна относительно грунта, что исключительно важно для повышения точности и безопасности мореплавания. Развитие гидроакустических приборов и вычислительной техники позволило создать прибор для дистанционного измерения скорости и направления течений. Определение направлений и скоростей перемещений масс воды с помощью измерителей течений позволяет выбирать режимы работы судна, глубины и курсы при обловах скоплений. Аналогично можно изучать миграцию и других объектов промысла большой протяженности. Эффект Доплера используют для изучения структуры рыбных косяков и нахождения средних размеров рыб по определенной их скорости, так как предполагается, что скорость рыбы зависит от ее размеров. 17 Занятие №5 Лекция 2/10 Тема 1.4. Излучение и прием акустических колебаний. Гидроакустические преобразователи, пьезоэлектрический и магнитострикционный эффекты. Параметрические излучатели. Излучение и прием акустических колебаний. Для реализации принципа эхолокации в гидроакустических приборах устанавливают излучатели и приемники акустических колебаний, которые называют преобразователями или антеннами. Передающие (излучатели) антенны обеспечивают преобразование электрической энергии в механическую. Под действием электрического либо магнитного поля элементы антенны (например, пластины, стержни, кольца, из которых набирают антенну) начинают совершать колебания и в прилегающей среде образуются акустические волны. Передающие антенны способны создавать колебания в широком диапазоне ультразвуковых частот. Приемные антенны преобразуют акустические колебания в электрические. Одна и та же антенна может быть как излучателем, так и приемником, т. е. антенна обладает обратимым свойством, а поэтому в большинстве гидроакустических приборов используют одну приемопередающую антенну. Антенны ультразвукового диапазона изготавливают в основном из материалов двух типов — пьезоэлектрических и магнитострикционных. Наибольшее распространение получили пьезоэлектрические материалы. Пьезоэлектрический эффект. В антеннах используют прямой и обратный пьезоэлектрический эффект (пьезоэффект). Если на приемную антенну, выполненную из пьезоматериалов, падает акустическая волна, на электродах антенны возникают электрические заряды. Такой эффект называют прямым. Если к электродам передающей антенны подвести переменное напряжение, то под действием переменного электрического поля возникают механические колебания пластин или кристаллов с частотой этого поля. Такой эффект называется обратным. Пьезоэлектрические антенны изготавливают из природных или искусственно выращенных кристаллов, однако наибольшее применение в гидроакустике получила пьезокерамика, являющаяся поликристаллическим сегнетоэлектриком, в котором под действием электрического поля или механических напряжений возникает поляризация. Магнитострикционный эффект. В антеннах используют ферромагнитные материалы, для антенн отечественного производства чаще всего никель или сплавы железа с алюминием (альфер). В гидроакустических приборах широко применяют ферритовые антенны. Если на ферромагнитные материалы (пластины) подействовать переменным магнитным полем, их линейные размеры начинают изменяться. Этот эффект называют прямым магнитострикционный эффектом. Если на приемную антенну из ферромагнитных материалов падает акустическая волна, изменяется магнитное состояние этих материалов, т. е. возникает переменное магнитное поле. Этот эффект называют обратным магнитострикционным эффектом. Таким образом, обратный магнитострикционный эффект возможен только в поляризованных пластинах. Падающая акустическая волна вызывает деформацию пластин антенны, что приводит к изменению напряженности магнитного поля. При изменении напряженности магнитного поля в обмотке антенны индуцируется переменная ЭДС. Параметрические излучатели. Судовые гидроакустические станции (эхолоты, гидролокаторы) излучают волны значительной интенсивности. Такие колебания не подчиняются линейной теории —согласно 18 которому колебания разных частот не влияют друг на друга, т. е. когда результирующий эффект равен сумме эффектов, вызываемых каждым колебанием в отдельности. В результате нелинейных процессов распространение интенсивных акустических волн сопровождается рядом явлений. Во-первых, при распространении волн изменяется их форма, что объясняется разницей в скорости перемещения различных точек профиля волны. Скорость точек, находящихся в зонах сжатия, больше скорости точек, находящихся в зоне разрежения. Накапливающийся эффект изменения формы приводит к тому, что образуется волна пилообразной формы с большим числом гармоник, т. е. волновой процесс становится нелинейным. Второе исключительно важное явление — образование волн суммарной и разностной частоты. Если антенна гидролокатора или эхолота излучает высокочастотные волны накачки большой интенсивности на двух близких частотах, то в результате нелинейного эффекта в среде образуется зона взаимодействия Dв (рис.7). Зона взаимодействия, где образуются волны разностных частот, выполняет роль передающей антенны, ее называют параметрическим излучателем (ПИ). Размеры ПИ достаточно велики — достигают десятков метров. Так как от размеров антенн зависит их направленность, с помощью ПИ можно создать очень узкую ДН(диаграмма направленности). Рис.7. Зона взаимодействия при параметрическом режиме. ДН антенны равна 3 ... 5°, боковые лепестки практически полностью отсутствуют, что дает определенное преимущество при работе гидролокатора на промысле. Эти антенны находят применение и в буксируемых комплексах, работающих в стороне от судна на некоторой глубине, что снижает влияние шумов, а это особенно важно для узких ДН. Создают также глубоководные зонды, в которых используют режим ПИ, что позволяет:  исследовать рассеяние звука :ЗРС, поверхностью моря, морским дном, а также получить более полные сведения о подводных течениях, вихрях, перемещениях масс воды.  Узкая ДН повышает разрешающую способность приборов, позволяет обнаруживать и определять направления на объекты промысла с небольшими линейными размерами, концентрировать энергию в узком, направленном луче.  Сужение ширины ДН уменьшает реверберацию, что расширяет возможность обнаружения рыб возле морского дна и поверхности моря.  При поиске рыбы по горизонту в мелководных районах дальность обнаружения рыб во много раз превышает глубину моря в месте поиска, что невозможно при использовании обычных антенн из-за влияния боковых лепестков.  В ПИ практически отсутствуют боковые лепестки, и это важное достоинство ПИ. Возможность определения размерного состава очень важна для научноисследовательского флота, так как позволяет делать более достоверные прогнозы о размерном распределении промысловых скоплений. Данный метод можно использовать и в том случае, когда запрещен промысел рыб, не достигших определенного размера, при работе в лицензионных зонах и т. д. Основной недостаток ПИ — низкий КПД из-за того, что интенсивность волн разностной частоты меньше интенсивности волн накачки и не превышает 10 % их уровня. Частично этот недостаток компенсируют созданием узких ДН, что в некоторых условиях позволяет получить значительную дальность при измерении глубин моря, даже большую, чем при измерении глубин обычными способами. 19 Занятие № 6 Лекция 2/12 Тема 1.5. Направленное действие антенн. Дискретные линейные, дуговые и цилиндрические многоэлементные антенные устройства. Направленностью антенн называют их способность излучать или принимать акустические волны в одних направлениях в большей степени, чем в других. Направленность антенн обеспечивает концентрацию излучаемой энергии в выбранном направлении, что позволяет увеличивать дальность распространения акустических волн и дальность обнаружения промысловых объектов без увеличения мощности передающих устройств. Направленность при излучении и приеме позволяет определять с достаточной точностью пространственное положение объектов промысла по отношению к судну, что является главным условием для прицельного лова. Принцип взаимности объясняет одинаковые ДН антенн при излучении и приеме. Этот принцип дает возможность переносить результаты исследования направленных свойств антенн в режиме излучения на режим приема, и наоборот. В режиме излучения направленность определяется интерференцией волн, приходящих в данную точку среды от излучающей гидроакустической антенны. В режиме приема направленность определяется и объясняется интерференцией электрических напряжений, образующихся на выходных клеммах приемного устройства. Направленность антенн характеризуется определенными параметрами, главные из которых –  характеристика направленности,  коэффициент направленного действия,  ширина характеристики направленности по заданному уровню. Характеристику направленности можно задавать в виде диаграмм, построенных в полярной или прямоугольной системах координат (рис. 8, а, б). Рис. 8. Диаграмма направленности в полярных (а) и в прямоугольных (б) координатах, определение ширины характеристики направленности (в): f — частота; λ— длина волны; D — диаметр преобразователя; L—длина линейного преобразователя Угол θ обусловливает ширину ДН. В пределах угла амплитуда сигнала изменяется от максимального значения до минимального. На практике ширину характеристики определяют по давлению на уровне 0,707. Характеристики направленности у приемника и излучателя одинаковых размеров, работающих на одной и той же частоте, одинаковы. Как видно из рис. 8, существуют главный и боковые лепестки. Остроту направленного действия антенн при большом числе точечных преобразователей определяют по формуле sin α = λ / l, она зависит от отношения λ / l, т. е. от размеров антенны и длины волны (частоты). Чем меньше это отношение, тем меньше угол α, определяющий остроту направленного действия. Вот почему, используя ПИ, получают очень острые ДН. 20 Ширину ДН можно определить по номограмме (рис. 8, в). Характеристику направленности находят как отношение R = =Aо /Аα , где А0 — амплитуда результирующего колебания при α = 0; Аа — амплитуда в направлении под углом α. Коэффициент концентрации показывает, во сколько раз интенсивность сигнала, созданная направленным излучателем на некотором расстоянии от источника r, больше интенсивности, создаваемой ненаправленным излучателем на таком же расстоянии. Для некоторых типов антенн коэффициент концентрации К равен: К = 4πS/λ2 где S — площадь излучающей поверхности. Основной максимум, или главный лепесток, расположен по нормали к плоскости антенны. По мере отклонения акустических лучей от нормали разность хода лучей возрастает. Боковые лепестки оказывают значительное отрицательное влияние при поиске промысловых объектов, так как акустические антенны принимают эхо-сигналы, образующиеся за счет энергии этих лепестков, увеличивается реверберация, особенно при небольших глубинах. Уменьшает влияние дополнительных максимумов режим ПИ. Занятие №7 Лекция 2/14 Тема 1.6 Промысловые гидроакустические приборы. Основной принцип гидролокации, принцип действия приборов. Классификация и назначение гидроакустических приборов. В судовых гидроакустических приборах (системах активной гидролокации) используют главные свойства акустических волн — распространение в водной среде с определенной скоростью и отражение от подводных объектов, акустические характеристики которых в значительной степени отличаются от характеристик среды. Другими словами, в гидроакустических приборах используют метод эхолокации. Этот метод позволяет решать основные задачи промысла и навигации —  обнаруживать в море косяки рыб, другие промысловые скопления,  определять расстояние до интересующего объекта промысла,  измерять глубину под килем судна.  направление на обнаруженный косяк рыбы, т. е. находить координаты объекта промысла, что служит необходимым условием для прицельного лова.  Расстояние до объекта или глубина моря - D = ct/2, где с — скорость распространения акустических волн в море; t — время от начала излучения акустических волн антенной до начала приема эхо-сигнала. Принцип действия гидроакустических приборов. Приборы и комплексы, использующие акустические волны для решения промысловых и некоторых навигационных задач, называют гидроакустическими. С их помощью решают следующие задачи: o обнаружение объектов промысла, главным из которых являются рыбы; o установление координат обнаруженных промысловых скоплений —- расстояний, направлений, глубин расположения, протяженностей и др.; o приближенное определение видового состава и размеров рыб; o наполнение орудий лова рыбой; o оценку сырьевых ресурсов Мирового океана; o определение скоростей перемещения косяков рыб, течений, скорости судна; o измерение глубины моря; o определение структуры и рельефа морского дна и др. 21 Для решения перечисленных задач используют основные свойства гидроакустических волн и особые принципы построения узлов и блоков приборов. Так, применяют преимущественно импульсный режим работы передающих устройств, что позволяет устанавливать одну приемопередающую антенну и получать достаточную мощность в импульсе; специальные антенны и антенные системы, способные формировать различные ДН, в том числе вращающиеся; широкий диапазон ультразвуковых волн от единиц до сотен килогерц; круговой или секторный обзор подводного пространства с воспроизведением его на дисплеях различного типа; электронновычислительную технику и т. д. Рыбопоисковые и навигационные гидроакустические приборы в зависимости от направления обзора подводного пространства бывают:  вертикального действия (обзор в вертикальной плоскости),  горизонтального (обзор в горизонтальной плоскости) и  комбинированного действия (обзор в обеих плоскостях). Рассмотрим принцип измерения глубины под килем судна гидроакустическим прибором вертикального действия — эхолотом (рис.9). Рис. 9. Структурная схема эхолота: 1-геркон 2-токосъемная шина 3-магнит 4-бесконечная лента (ремень) 5-перо 6-рыба 7-грунт 8-линейка В состав эхолота входят:  приемная и передающая антенны (в эхолотах чаще применяют одну приемопередающую антенну с антенным коммутатором),  генератор ультразвуковых волн,  усилитель эхо-сигналов,  блок запуска  самописец (монитор). Основная часть самописца — бесконечный ремень, натянутый на шкивах. На ремне жестко укреплены перо и постоянный магнит. Одним концом перо прижимается к эхограммной бумаге, а вторым — к токосъемной шине. На токосъемной шине укрепляют магнито-управляемый контакт (геркон). Контакты геркона находятся в цепи запускающего устройства, а токосъемная шина связана с выходом усилителя. Ремень вместе с пером и магнитом приводится во вращение специальным электроприводом Д1 и движется с расчетной скоростью v. 22 В момент нахождения пера самописца на нулевом делении шкалы постоянный магнит замыкает контакты геркона, в блоке запуска вырабатывается запускающий импульс, который поступает на импульсный генератор. Генератор работает в ждущем режиме, т. е. до прихода запускающего импульса он не работает — происходит накопление энергии. С поступлением запускающего импульса на генератор начинает формироваться электрический импульс определенной длительности, частоты и мощности. Такой импульс называют зондирующим. Он поступает на антенну и антенна преобразует его в звуковые колебания, которые распространяются в водной среде. Напомним, что в момент излучения антенной импульса перо самописца находится против нуля шкалы, т. е. передающее и регистрирующее устройства работают синхронно. Зондирующий импульс, достигнув объекта промысла или морского дна, отражается от них — возникает эхо-сигнал. Эхо-сигнал возвращается к антенне, где преобразуется в электрический импульс. После многократного усиления в приемном устройстве он поступает на металлическую шину. Так как бесконечная лента вместе с пером вращается с расчетной скоростью, то за некоторое время Δt между моментом посылки сигнала и прихода эxa перо перемещается по шкале на некоторое расстояние l = vt, а так как Δt = 2D/c, то l= 2Dv/c. По этой формуле рассчитывают шкалу самописца для различных диапазонов. Таким образом, перо за время Δt проходит расстояние, пропорциональное глубине. В это мгновение электрический сигнал поступает на шину и далее на перо, которое и сделает на бумажной ленте самописца отметку против деления шкалы, соответствующего глубине морского дна или объекта промысла (под килем судна). Бумажная лента протягивается двигателем Д2. Следует сказать, что несмотря на разнообразие применяемых приборов, принцип их действия практически одинаков, разница заключается лишь в особенностях устройства блоков и узлов в зависимости от решаемых задач и выбранного технического решения. Рассмотрим принцип действия приборов с горизонтальным распределением сигнала по типовой схеме гидролокатора (рис.10). В гидролокаторе в качестве излучателей применяют специальные антенные системы, позволяющие просматривать (озвучивать) подводную обстановку вокруг судна с заданной скоростью. Кроме того, антенны формируют ДН определенной ширины. Антенны гидролокаторов помещают в специальное выдвижное устройство, обеспечивающее вынос антенны под киль судна на глубину до 1 ... 1,2 м. В качестве индикаторов применяют самописцы, электронные и цифровые отметчики, дисплеи различного исполнения. Рассмотрим работу гидролокатора с электронным и цифровым индикаторами. Синхронизатор гидролокатора через определенные интервалы времени формирует запускающий импульс ЗИ, поступающий по трем направлениям: в генератор, блок развертки и блок запуска цифрового индикатора. С приходом ЗИ в генератор там формируется мощный высокочастотный импульс, который поступает на антенну. Антенна создает акустические волны заданной направленности. ДН перемещается по горизонту с помощью поворотно-выдвижного устройства ИВУ или электронной сканирующей системы. В момент излучения импульса антенной ЗИ, поступая в блок развертки, обеспечивает формирование импульса развертки и на экране электронного индикатора образуется светящаяся линия, которая перемещается от центра экрана к его краю. 23 Рис.10. Структурная схема гидролокатора с электромеханическим поворотно-выдвижным устройством Между антенной и индикатором существует синхронная связь, обеспечивающая вращение развертки с частотой вращения ДН. Скорость развертки от центра к краю подбирается в зависимости от масштаба шкалы индикатора и пропорциональна скорости звука. За время распространения импульса до объекта промысла и обратно развертка пройдет некоторое расстояние от центра к краю в зависимости от выбранного масштаба и расстояния до выбранного объекта, кроме того, развертка развернется на некоторый угол по азимуту. Антенна принимает эхо-сигнал и после преобразования и усиления он в виде видеоимпульса поступает на электроннолучевую трубку (ЭЛТ) индикатора. В момент поступления видеоимпульса на экране возникает яркостная или амплитудная отметка цели. Используя визиры дальности и направления, определяют координаты обнаруженного объекта промысла. Блок запуска цифрового индикатора после прихода ЗИ вырабатывает импульс начала счета и посылает его в блок управления, который дает разрешающий сигнал в схему совпадений импульсов. В этом случае через схему совпадений начинают проходить счетные импульсы, поступающие от специального генератора. Импульсы подсчитываются счетными декадами и результаты подаются на табло цифрового указателя. Эхо-сигнал в определенный момент поступает на антенну и после преобразования и усиления подается на блок управления в качестве запрещающего импульса. Блок управления прекращает подачу счетных импульсов, с цифрового табло снимается отсчет расстояния и вырабатывается импульс сброса, затем цикл повторяется. Так как частота следования счетных импульсов пропор- 24 циональна скорости звука, число импульсов пропорционально расстоянию. К этой схеме можно подключить другие индикаторы или ЭВМ. В гидролокаторах в качестве воспроизводящих подводную обстановку устройств применяют электронные индикаторы, самописцы, ситуационные дисплеи. По назначению, принципу действия и устройству гидроакустические приборы подразделяют на следующие основные группы:  рыбопоисковые и навигационные эхолоты,  гидролокаторы (рыболокаторы),  приборы контроля за работой орудий лова. Занятие №8 Лекция 2/16 Тема 1.7. Эхолоты Рыбопоисковые эхолоты. Они предназначены для поиска промысловых объектов, определения их концентрации и видового состава, а также для измерения глубины моря под килем судна. Промысловые скопления обнаруживают на глубинах 1000 ... 1200 м, а морское дно — до 2000 м. Рыбопоисковые эхолоты выпускают одночастотными и двухчастотными (эхолот «Сарган ЭМ» на 20 и 135 кГц, эхолот «Прибой 101» на 25 кГц). Двухчастотные эхолоты позволяют изменять режим работы и параметры в зависимости от конкретных условий промысла, состояния моря и решаемых задач. В эхолотах применяют одну приемопередающую антенну, которую чаще всего изготавливают из пьезокерамических элементов. В качестве индикаторов широко используют электронные, в том числе с цветным изображением, что значительно улучшает наглядность отображения подводной обстановки, облегчает расшифровку показаний, увеличивает точность определения центра плотности косяков рыб. Находят применение кассетные магнитофоны, позволяющие вести запись в течение нескольких часов, а затем воспроизводить на том же индикаторе подводную обстановку. Для уменьшения влияния различных помех в эхолотах используют эффективные средства, например процессорную обработку эхо-сигналов, позволяющую практически полностью устранять эти помехи. Влияние качки судна на работу эхолота уменьшают с помощью различных систем стабилизации антенн. В некоторых эхолотах, которые устанавливают на небольших промысловых судах с небольшим экипажем, применяют звуковую, а а последнее время и речевую индикацию. Для осуществления такой индикации произносимые диктором значения глубины преобразуются в цифровую форму и хранятся в электронной памяти. Затем, когда это необходимо, цифровые значения глубины, измеренные в данный момент времени декодируются и воспроизводятся динамиком. Звуковая и речевая индикация позволяет не отвлекаться для слежения за глубиной при постановке орудий лова, при сложной окружающей обстановке и т. д. Существенные недостатки эхолотов - это сравнительно малая зона озвучивания и наблюдения, ограниченная небольшим объемом водной среды, расположенной только под килем судна, т. е. обнаружить рыбу в стороне от судна невозможно. Зона обнаружения зависит от ширины ДН. Однако с увеличением ширины ДН дальность действия при той же излучаемой мощности уменьшается. Благодаря относительной простоте устройства, компактности, удобству эксплуатации и небольшой стоимости эхолоты устанавливают на всех судах, тем более что они совмещают функции и навигационного эхолота. Навигационные эхолоты. Навигационные эхолоты относят к основным средствам, обеспечивающим безопасность мореплавания. Их устанавливают на судах всех классов для измерения глубины под килем судна. Навигационные эхолоты выпускают с двумя и одной приемопередающими антеннами, в них используют пьезоэлектрические и магнитострикционные материалы. Большее применение получили пьезоэлектрические, обладающие более высокой эффективностью и надежностью. В настоящее время существует несколько разновидностей эхолотов, отличающихся диапазоном измеряемых глубин, размерами, индикаторными устройствами, используемыми частотами. Они позволяют измерять глубины до нескольких тысяч метров с “ошибками” не превышающими 1 ... 2 % от измеряемой глубины. Для малых глубин работу ведут на повышенных частотах (до 200 кГц), для больших — от 20 до 50 кГц. Угол раствора главного максимума ДН антенн 25 составляет 10 ... 30°. В некоторых гидроакустических приборах антенны имеют острые ДН, что связано с применением многоэлементных антенн, параметрических излучателей. Использование антенн с острой направленностью, малым уровнем боковых лепестков значительно увеличивает диапазон измеряемых глубин, повышает точность измерения и записи рельефа дна и практически исключает ложные эхо-сигналы, появляющиеся за счет боковых лепестков. Большое значение придается месту и способу установки антенн, что повышает эффективность их работы. Обычно на судах антенны эхолотов устанавливают в прорези днища, но применяют установку и в герметичных танках, что позволяет заменять антенны без докования судна. На судах ледового плавания используют раздельные антенны — передаю щую и приемную, предохраняя их специальной защитной зву-копрозрачной мембраной. На крупнотоннажных судах в состав эхолота может входить до четырех приемопередающих антенн, установленных в различных точках судна. Выбирают и подключают антенны к передатчику и приемнику с помощью коммутатора., В состав эхолота входят приборы и блоки, указанные на рис. 9. В качестве индикаторов используют электромеханические и электронные приборы — самописцы, указатели глубины, цифровые индикаторы. Передающие устройства позволяют получать мощности в не сколько киловатт, длительность излучаемых импульсов может меняться в зависимости от измеряемой глубины: с ее увеличением увеличивается и длительность, В приемных устройствах используют различные схемы и устройства для подавления помех, в том числе микропроцессоры. В самописцах применяют электротермическую и электрохимическую бумагу (ЭТБ и ЭХБ). В качестве вспомогательных блоков в эхолотах устанавливают специальные сигнализаторы глубин. Сигнализаторы формируют световой и звуковой сигналы при выходе судна на опасную глубину, значение которой устанавливает оператор. Конструктивно сигнализаторы опасных глубин выполняют в виде отдельного прибора либо встраивают в указатель глубины эхолота. Применяют специальные эхолоты — промерные и глубоководные. Промерные эхолоты обеспечивают измерение глубин с большой точностью, когда ошибки не превышают нескольких санти метров. Глубоководные эхолоты предназначены для проведения гидрографических работ. Занятие №9 Практическая работа №1 2/18 Тема: Эхолоты Занятие №10 Лекция 2/20 Тема 1.8. Гидролокатор , принцип действия, характеристики, устройство. Гидролокаторы — это основные рыбопоисковые приборы для средне- и крупнотоннажных судов, так как они обладают главным преимуществом — обширной зоной обзора подводного пространства. С их помощью ведут поиск объектов промысла как в горизонтальной, так и в вертикальной плоскостях. В горизонтальной плоскости поиск осуществляют на значительном удалении от судна, а по мере сближения с обнаруженным косяком рыбы ось ДН антенны наклоняют в вертикальной плоскости, что позволяет следить за объектом промысла на всех фазах лова. Рыбопоисковые гидролокаторы работают в импульсном режиме в диапазонах дальности от 500 до 4000 м. Антенны гидролокаторов изготавливают в основном из пьезокерамики, однако применяют и магнитострикционные материалы. Антенны в гидролокаторах устанавливают в поворотных, выдвижных и стационарных устройствах. Наиболее просты по устройству гидролокаторы, в которых разворот антенны осуществляется электромеханическими устройствами, называемыми поворотно-выдвижными (ПВУ). Однако скорость обзора пространства в таких приборах незначительна, что уменьшает эффективность поиска, приводит к неполному обследованию пространства вокруг судна при его движении. В настоящее время получили распространение гидролокаторы одновременного кругового или секторного обзора с электронным сканированием '(перемещением) ДН. Такой обзор облегчает не только поиск, но и определение координат косяков рыб, выбор маневра, наблюдение за другими обнаруженными косяками при следовании курсом траления и позволяет выбирать сразу же после облова одного скопления новый объект. Осо- 26 бенно эффективно такой гидролокатор используют при кошельковом лове. Траловый лов на разных глубинах и промысел с помощью кошельковых неводов — это основные виды лова. При круговом обзоре в течение одного цикла излучения и приема на индикаторе воспроизводится все окружающее судно пространство. Применяют несколько вариантов обзора. Рассмотрим основные. Вариант 1. Антенна с помощью электронных схем обеспечивает одновременное всенаправленное излучение акустических волн. Прием осуществляется между излучениями узкой ДН, которая создается с помощью электронных схем и быстро перемещается по горизонту. Выходы приемного тракта гидролокатора последовательно подключаются к индикатору кругового обзора. Основной недостаток варианта — рассеяние всей энергии при излучении по окружности. Вариант 2. Антенна формирует острую ДН, которая быстро перемещается по горизонту с помощью электронных схем. Сканирование при приеме осуществляется так же, как и в варианте 1. Преимущество такого обзора заключается в том, что вся энергия концентрируется в узком луче, что повышает энергетический потенциал гидролокатора и увеличивает дальность действия. При секторном обзоре шириной в несколько десятков градусов акустические волны излучаются одной посылкой, в результате в заданном секторе образуется акустическое поле. При приеме происходит быстрое сканирование поля узкой ДН. Рассмотрим работу гидролокатора со сканирующей ДН (рис.11). Синхронизатор через заданные промежутки времени вырабатывает запускающие импульсы, приводящие в действие генератор и блок развертки индикатора. Коммутационное устройство подключает генератор к цилиндрической антенне, которая состоит из объединенных в секции пьезокерамических преобразователей, установленных по ее окружности. Антенна излучает акустические волны, в результате чего все окружающее пространство вокруг антенны озвучивается, и принимает эхо сигналы. Коммутационное устройство подключает секции преобразователей раздельно к предварительному усилителю. Сигналы после предварительного усиления поступают на блок формирования и сканирования. Лепесток ДН с помощью коммутационного устройства и блока формирования вращается с заданной скоростью. Рис. 11. Структурная схема гидролокатора со сканирующей ДН 27 К выходу основного усилителя подключен индикатор кругового обзора, на котором и воспроизводится подводная обстановка в заданном масштабе. Луч на экране индикатора разворачивается синхронно с изменением положения оси ДН, что позволяет определять направление на объект промысла. Начало движения развертки совпадает с моментом излучения сигнала, а скорость движения луча развертки пропорциональна выбранному диапазону измеряемого расстояния, что позволяет определять расстояние до объекта по шкале индикатора. Для повышения эффективности промысла и уменьшения влияния внешних факторов в гидролокаторах применяют многочастотные передающие устройства с автоматическим изменением длительности зондирующего импульса и ширины ДН. Так как прицельный лов рыбы осуществляется в изменяющейся обстановке, когда судно и косяки рыб перемещаются, необходимо вести постоянный учет и счисление пути судна, наблюдение за подводной обстановкой. Перспективным направлением в поисковой гидролокации является комплексное применение гидролокаторов и индикаторов подводной ситуации. Современные сканирующие гидролокаторы имеют цветные индикаторы ситуации, которые сопрягают также с гирокомпасами и лагами; на экране индикатора воспроизводится подводная обстановка в наиболее удобном для оператора виде в режимах истинного или относительного движения. В режиме истинного движения на экране индикатора судно, косяки рыб и орудия лова перемещаются с истинными скоростями и по истинным направлениям, что значительно облегчает анализ сложившейся ситуации и принятие решения. Воспроизведение на экране разнообразной и необходимой информации с достаточной точностью обеспечивает вычислительная техника. В гидролокаторах с механическим поворотом антенны применяют самописцы и электронные индикаторы с радиальной или линейной разверткой Промышленность выпускает гидролокаторы, различные параметры которых зависят от расчетной дальности действия: гидролокаторы малого радиуса действия (500 ... 700 м), среднего (до 2000 м) и большого радиуса действия (до 6000 м). Гидролокаторы с непрерывным излучением. Гидролокаторы с. непрерывным излучением используют в основном в научно-исследовательских целях. В такой аппаратуре применяют две антенны — передающую и приемную, так как прием и излучение сигналов происходят одновременно Гидролокатор работает следующим образом. Генератор вырабатывает колебания, которые изменяются по частоте по пилообразному закону. Эти колебания поступают в антенну и происходит излучение акустических волн, частота которых также в течение заданного периода изменяется по пилообразному закону. Колебания от генератора поступают одновременно и на смесительную камеру. Антенна принимает эхо-сигнал и после преобразования он поступает в смеситель, где образуется разностная частота. Усиленный сигнал подается на анализатор спектра, в котором сигнал разностной частоты поступает на многочисленные фильтры. Каждый из фильтров соответствует определенной разностной частоте, а следовательно, и расстоянию до цели. Выходы фильтров поочередно через видеоусилитель подаются на вход индикатора. Синхронно с подключением фильтров создается электронная развертка индикатора, что и позволяет с достаточной точностью измерять расстояния. Акустические антенны связаны синхронным приводом с отклоняющей системой, что обеспечивает определение направления на объект промысла. Гидролокаторы с буксируемыми антеннами. На судах промысловой разведки и научноисследовательских иногда применяют гидролокаторы с буксируемыми антеннами. Главное преимущество таких гидролокаторов — возможность максимально просматривать морскую среду независимо от гидрометеорологической обстановки. Известно, что в результате рефракционных явлений дальность действия уменьшается, но ее можно увеличить за счет образования акустических каналов, если антенну вывести на ось такого канала. На эффективность работы небуксируемых гидроакустических приборов влияет также наличие примесей, особенно пузырьков воздуха, экранирующих подкильные антеннь(. Другой немаловажный довод в пользу применения буксируемых антенн — ограничение верхнего предела мощности при излучении. Это существенно, так как при определенной мощности возникают кавитационные процессы, разрушающие поверхность антенн. Однако при увеличении гидростатического давления уменьшается кавитация, поэтому при погружении антенн возможно увеличение мощности, а значит, и энергетической дальности. Кроме того, при буксировке антенн 28 на глубине нет влияния шумовых помех судна и шумов моря, помех от кильватерной струи в кормовом секторе судна. Основные недостатки таких гидролокаторов — применение специального кабеля и специального оборудования для буксировки, сложность постановки и возможность повреждения кабеля. Кроме антенны в подводном блоке можно устанавливать элект-тронные блоки, позволяющие определять температуру воды. Возможно применение нескольких антенн для вертикального, горизонтального и бокового обзора морской среды. В подводном блоке можно устанавливать и приемопередающие устройства. Разновидностью гидролокаторов с буксируемыми антеннами является гидролокатор бокового обзора, предназначенный для просмотра широкой полосы придонного участка и морского дна, лежащей вдоль пути судна. Занятие №11 Практическая работа № 2 2/22 Тема: Гидролокаторы Занятие №12 Лекция 2/24 Тема 1.9. Приборы контроля орудий лова, назначение, устройство. Условием эффективной работы промысловых судов служит их оснащение не только гидролокаторами и поисковыми эхолотами, но и приборами, контролирующими работу орудий лова. Приборы контроля, или траловые (сетные) зонды, применяют в основном на судах, ведущих промысел рыб с помощью кошельковых неводов и пелагических (донных) тралов. Расширение пелагического промысла способствовало быстрому совершенствованию приборов контроля, а новый толчок в их развитии дал применение в приборах контроля микропроцессоров и новых методов кодирования акустических сигналов. Главное условие успешного лова — точное знание координат обнаруженных промысловых скоплений. Современные поисковые приборы с достаточной точностью определяют местоположение объектов промысла по отношению к судну, ведущему промысел, рассчитывают протяженность, направление перемещения и скорость косяков рыб, поддерживают с ними непрерывный эхоконтакт. Однако без контроля за глубиной и скоростью погружения кошелькового невода, за ходом трала в момент встречи с косяком удовлетворительный результат траления или кошельковапия не может быть гарантирован. Главные задачи приборов контроля — определение правильности постановки кошелькового невода, хода трала и наблюдение за расположением косяков рыб относительно ору дий лова. Траловые (сетные) зонды позволяют контролировать и определять:  глубину погружения кошелькового невода и горизонт хода трала;  вертикальное раскрытие трала (между его подборами);  заход рыбы в трал при прохождении его через косяк рыбы;  наличие рыбных скоплений выше и ниже трала;  отстояние трала от грунта и поверхности моря;  степень заполнения трала рыбой и температуру в зоне орудий лова;  расстояние между траловыми досками. Наличие такой обширной информации при наглядном воспроизведении ее на регистрирующих устройствах позволяет своевременно выводить орудия лова на заданную глубину, принимать решения о выборке орудий лова или продолжении траления, определять продолжительность, курсы и скорость траления. Эффективность промысла с применением приборов контроля значительно повысилась, что сделало эти приборы экономически выгодными. Приборы контроля подразделяют на приборы с кабельной и акустической линиями связи. Приборы контроля с кабельной линией связи. Такие приборы наиболее просты по устройству. Антенну устанавливают на верхней подборе трала и крепят так, чтобы излучающая поверхность была направлена вниз. На трале можно установить подобную антенну, когда излучение осуществляется как вверх, так и вниз (рис.12). 29 Антенны связаны с регистрирующим устройством специальным кабелем и подключены через коммутатор к судовому эхолоту или к гидролокатору. Информация отображается на индикаторах этого прибора. Таким образом, в состав кабельного тралового зонда входят только антенны, кабель, автоматическая кабельная лебедка с пультом управления и коммутатор для подключения Рис. 12. Прибор контроля с кабельной линией связи, установленный на трале: 1-монитор эхолота, 2-монитор гидролокатора, 3- монитор зонда, 4-антенна гидролокатора, 5-антенна эхолота, 6ваерная лебедка, 7-лебедка измеритель глубины эхолотный кабельный ИГЭК, 8-кабель трос ИГЭК, 9- зонд, 10 -трал антенн к передающему и приеморегистрирующему устройству судового гидроакустического прибора. В некоторых приборах контроля с кабельной линией( связи на трале помещают подводный блок, в котором кроме антенн есть лишь датчик температуры и датчик степени заполнения трала рыбой. Недостатками траловых зондов с кабельной линией являются необходимость применения кабеля, сложность постановки трала, особенно при волнении, громоздкость кабельной лебедки, возможность повреждения кабеля, синхронизация кабельной и траловой лебедок. Однако простота устройства, малая стоимость, отсутствие помех при передаче сигналов позволяют с успехом применять их на многих судах. Приборы контроля с акустической линией связи. Такие приборы наиболее перспективны, о чем свидетельствует растущий выпуск их во многих странах. Система контроля с акустической линией связи автономна и более совершенна, чем система с кабельной связью. На рис. 13, а показано, как работает траловый зонд с акустической связью. Рис.13. Прибор контроля с акустической линией связи а- установка на трале, б-пример записи 30 Основной прибор тралового зонда — подводный блок, в котором размещают электронную аппаратуру. Подводный блок — это малогабаритный эхолот с тремя антеннами. Две антенны обеспечивают формирование зондирующих импульсов, распространяющихся в направлении дна и поверхности моря. Отраженные эхо-сигналы, принимаемые антеннами, после усиления и преобразования подаются на третью антенну — антенну связи, которая излучает в направлении судна акустический сигнал. Акустический сигнал содержит всю информацию в закодированной форме. Судовую приемную антенну устанавливают в выдвижном устройстве в днище судна или на буксируемом параване. Антенна своей приемной поверхностью направлена так, чтобы принять направленный сигнал, передаваемый антенной связи. На судне установлены приемное и регистрирующее устройства. В качестве регистрирующего применяют многоперьевой самописец или электронный индикатор, на которых и воспроизводится подводная обстановка в зоне трала (рис. 13, б). Кроме эхолотной информации по каналу связи передаются сведения о температуре и степени заполнения трала рыбой. В последнее время особое внимание уделяют совершенствованию подводного блока. Так как надежность электронных схем довольно высока, электронную схему блоков делают полностью герметичной и заливают специальным синтетическим материалом. Таким образом, электронные узлы разборке не подлежат, они сконструированы с учетом возможных ударов при постановке и работают при температурах от —1.0 до +55 °С. В антеннах применяют пьезокерамику, ферриты, используют частоты от 1Б до 200 кГц. Подводные блоки можно погружать на глубину до 2500 м. В сетных зондах с акустическим каналом связи, в отличие от кабельных зондов, запись от всех косяков рыб происходит с одинаковой контрастностью независимо от их концентрации. Основное преимущество сетевого зонда с акустической линией связи — его автономность, так как отсутствует кабель связи с лебедкой, что облегчает постановку зонда. Главными недостатками таких зондов являются зависимость от гидрологических условий, влияние помех и ограниченное время непрерывной работы. Ограниченный срок непрерывной работы подводного прибора (из-за малой емкости источников питания) частично компенсируется организацией промысла по системе «Дубль» и установкой на тралах дополнительных блоков питания. В рассмотренных сетных зондах полученной информации достаточно для оценки наведения трала на косяк рыбы по вертикали. Приборы контроля наполнения трала рыбой. На промысловом флоте, поисковых и научноисследовательских судах находят применение приборы контроля наполнения трала рыбой («Эридан», «Оберон» и др.), позволяющие принимать решение о подъеме трала или продолжении траления в зависимости от степени наполнения его рыбой. Зачастую используют три степени наполнения, которые фиксируют специальные устройства (датчики); эти данные преобразуются в электрические сигналы, пропорциональные соответствующей степени наполния. Рис. 14. Система контроля наполнения мешка трала: 1-ячея мешка без рыбы, 2-строп натяжной, 3-ЭРИДАН, 4-пояс мешка, 5-мешок, 6-гидроакустический луч, 7ЭРИДАН, 8-натяжной строп, 9-ячея мешка с рыбой. 31 В некоторых приборах такие сигналы преобразуются в последовательность акустических импульсов, которые от датчиков направляются к траловому зонду, установленному на трале. С тралового зонда сигнал передается на судно, расшифровывается и воспроизводится на регистрирующем приборе, основные узлы его — датчик наполнения и передающее устройство (рис.14). Принцип действия заключается в следующем. Резиновый строп датчика охватывает часть периметра мешка трала. Когда трал начинает наполняться рыбой, резиновый строп растягивается и при этом изменяются электрические параметры датчика, например омическое сопротивление. Датчик связан с передающим устройством. Передающее устройство излучает серию импульсов, причем интервал между импульсами будет зависеть от изменения сопротивления электрической цепи датчика, которое, в свою очередь, зависит от степени наполнения трала. Импульсы от передатчика воздействуют на эхо-сигнал тралового зонда. После расшифровки суммарного сигнала зонда на борту судна самописец зарегистрирует сигналы от прибора наполнения в виде вертикальных линий, интервал между которыми показывает степень наполнения, причем чем больше наполнение, тем меньше интервалы. Получила распространение световая информация, когда на специальных индикаторах подсвечивают части изображенного тралового мешка (по мере его наполнения). В рассмотренных приборах контроля получаемой информации достаточно для оценок наведения трала на косяк рыбы в вертикальной плоскости и количества рыбы, зашедшей в трал, однако проблема обеспечения прицельного пелагического тралового лова подвижных косяков небольших размеров полностью не решена. Для принятия решения об изменении курса траления в целях облова более плотных косяков рыбы необходимо иметь сетные зонды гидролокационного типа либо комплексно использовать гидролокаторы и зонды с усовершенствованными системами управления тралом. Занятие №13 Практическая работа №3 2/26 Тема : Траловые зонды Занятие №14 Лекция 2/28 Раздел 2. Технические основы, узлы и блоки промысловых гидроакустических приборов Тема 2.1 Тактико-технические параметры гидроакустических приборов лова. Проектирование гидроакустических приборов начинают с технического задания, в котором задают технические и тактические параметры будущего прибора или комплекса, от которых зависят предельные возможности прибора, при ведении промысла или измерении глубины места. Тактические параметры устанавливают главное назначение рыбопоисковых приборов:  на максимально возможном расстоянии обнаруживать объекты промысла,  с достаточной точностью определять их координаты и расшифровывать полученную информацию с помощью индикаторных и регистрирующих устройств. Решение таких задач зависит от множества факторов, в том числе от частоты акустических волн, ширины ДН, мощности, длительности импульсов, чувствительности, коэффициента усиления и т. д. Невозможно да и нецелесообразно конструировать прибор с бесконечно большим диапазоном частот, мощностей, длительностей импульсов и др., поэтому для эхолотов и гидролокаторов выбирают некоторые оптимальные их значения, позволяющие решать конкретные ограниченные задачи. Выпускаемые промышленностью приборы имеют несколько частот, длительностей импульсов, ДН, мощностей и т. д., которые выбирает оператор в зависимости от решаемых задач и условий. Выбрать оптимальные режимы работы эхолотов и гидролокаторов можно с помощью компьютеров, в которые от специальных датчиков автоматически вводятся данные о промысловой обстановке в районе лова, состоянии среды, скорости и курсе судна, орудиях лова и др. Однако такое решение задач промысла и навигации не всегда целесообразно и экономически выгодно, так как приводит к усложнению приборов, увеличению стоимости. В связи с этим компьютеры применяют в основном для- обработки сигналов, выделения полезной информации и воспроизведения ее в наиболее удобной форме. 32 Отдельные операции в приборах выполняются полуавтоматически. Например, оператор выбирает и устанавливает диапазон измерений, а длительность импульсов устанавливается автоматически. Однако все главные решения на промысле по выбору режимов работы гидроакустических приборов принимает оператор. Знание взаимосвязи между техническими и тактическими параметрами определяет успешное решение задач промышленного рыболовства. Основное уравнение гидролокации Основное уравнение гидролокации устанавливает связь между явлениями, присущими морской среде, объектам обнаружения (морское дно, промысловые скопления) и самой аппаратуре. Принятый прибором эхо-сигнал состоит из двух основных составляющих — полезного сигнала от объекта обнаружения и фонового сигнала, который называют помехой. Основная помеха создается реверберацией, которая возвращает часть энергии, излучаемой гидролокатором. Поиск и обнаружение объекта промысла возможны в том случае, когда уровень полезного сигнала станет равным или несколько большим уровня помехи, которая лежит в частотной полосе полезного сигнала. Для простоты рассмотрения уравнения гидролокации воспользуемся условными обозначениями: УИ — уровень излучения, который характеризует интенсивность излучения на расстоянии 1 м в направлении акустической оси; ПН — показатель направленности, характеризующий ширину ДН в режиме приема; ПР — потери при распространении волн в среде до объекта от излучающей антенны и от объекта до приемной антенны; УР — уровень реверберации; СЦ — сила цели; ПО — порог обнаружения. Акустические волны с определенным УИ распространяются от антенны до объекта. По мере удаления от антенны У И уменьшается, а когда передний фронт волны достигнет объекта, УИ уменьшится на величину ПР, т. е. УИ1 = У И — ПР, где УИ1 — уровень излучения возле объекта. Уровень отраженного сигнала от объекта зависит от СЦ и станет равным У И — ПР + СЦ. При поступлении сигнала на приемную антенну его уровень уменьшится на величину ПР и в точке приема станет равным УИ — 2ПР + СЦ. Здесь присутствует сигнал помехи определенного уровня. Предположим, эта помеха возникла за счет реверберации и равна У Р. Тогда задачу обнаружения объекта промысла решаем при следующем равенстве: У И — 2ПР + СЦ = УР + ПО. Если учитывать все помехи, кроме реверберационных, УР можно заменить величиной УП — ПН, где УП — уровень собственных помех, т.е. У И – 2ПР + СЦ = УП - ПН + П0. В реальных условиях в эхо-сигнале присутствуют различные суммарные помехи и поэтому дальность действия на больших расстояниях, ограничивается реверберацией, состоянием среды и уровнем собственных шумов. Технические параметры. Основными техническими параметрами гидроакустических приборов являются  излучаемая мощность,  частота акустических колебаний,  длительность излучаемых импульсов и  частота излучаемых импульсов, 33  ширина ДН антенн,  коэффициент усиления и  порог обнаружения сигналов,  полоса пропускания частот. Излучаемая мощность — основная характеристика передающего устройства гидроакустических приборов — может быть от нескольких ватт до 10 ... 15 кВт. Среднее по времени значение мощности, отнесенное к единице площади, называют интенсивностью. Понятно, что с увеличением мощности и интенсивности увеличивается дальность действия приборов. Частота колебаний — это число периодов колебаний, совершаемых в единицу времени. Частоту измеряют в герцах. В промысловой гидроакустике применяют частоты от единиц до сотен килогерц. Морская среда оказывает различное действие на акустические волны разных частот. В гидроакустических приборах, предназначенных для дальнего обнаружения объектов, используют более низкие частоты, так как в этом случае поглощение волн незначительно. Однако при наличии в водной среде значительного количества пузырьков воздуха дальность действия резко уменьшается. В то же время эти пузырьки практически не оказывают действия на акустические колебания в диапазоне 150 ... 200 кГц. При частотах выше 100 кГц наблюдается значительное поглощение энергии. В многочастотных эхолотах и гидролокаторах оператор может выбирать частоту в зависимости от решаемых задач и условий. Применение той или иной частоты зависит также от назначения гидроакустической аппаратуры. В навигационных эхолотах используют в основном более низкие частоты, не превышающие 100 кГц, в поисковой аппаратуре --до 200 ... 250 кГц, в гидроакустических лагах — от 100 кГц до 2 МГц. Так как дальность действия зависит от частоты, существует оптимальная частота для определенного типа приборов. При оптимальной частоте достигается требуемая дальность действия при наименьшей излучаемой мощности. При поиске объектов промысла на расстояниях, меньших заданного, оптимальная частота возрастает. С учетом этого обстоятельства разрабатывают многочастотные гидроакустические приборы. Ширина ДН антенн — один из важных параметров гидроакустических приборов — зависит от частоты акустических колебаний и линейных размеров антенн. Ширину ДН измеряют в градусах и выбирают в зависимости от задач, решаемых экипажем судна, условий плавания и промысла. Для увеличения зоны поиска, при работе судна на малых глубинах и при сильной бортовой или килевой качке применяют широкие ДН, однако при этом происходит искажение в записях, уменьшается дальность действия за счет уменьшения концентрации энергии. Узкие ДН обеспечивают концентрацию энергии в небольшой зоне, что позволяет получать такую же дальность действия при меньшей излучаемой мощности, более надежно определять границы скопления рыб, обнаруживать промысловые скопления вблизи грунта или на свалах глубин, увеличивать разрешающую способность по направлению и точность определения направлений на обнаруженный объект промысла. Сужение ДН — один из эффективных способов уменьшения влияния реверберации. С помощью ПИ можно создать очень острую ДН, так как размеры ПИ достигают нескольких десятков метров. Недостаток узких диаграмм — значительное влияние качки, в результате которой теряется контакт с объектом промысла, а информация поступает с определенными пропусками, особенно при поиске рыбы на свалах глубин. Влияние качки эффективно уменьшают с помощью механической или электрической стабилизации ДН. Так как в гидролокаторах и эхолотах применяют многочастотные передающие устройства, появляется возможность оперативно использовать различные ДН в зависимости от сложившейся ситуации. Длительность излучаемых импульсов и частота их следования. Основным режимом работы гидроакустических приборов является импульсный режим. От генератора на антенну через заданные промежутки времени поступают импульсы, длительность которых может меняться в широких пределах: от десятых миллисекунды до 20 ... 30 мс. Известно, что при распространении акустические волны затухают и это ограничивает дальность действия приборов. Чем короче импульс, тем меньше интенсивность эхо-сигнала, поэтому для увеличения дальности действия длительность импульса повышают, что происходит автоматически при переключении диапазонов измеряемых глубин и расстояний. 34 Максимально допустимую длительность импульса ограничивает появление реверберации, которая, как известно, возрастает с увеличением длительности импульса. Если интенсивность реверберационной помехи растет, уменьшается возможность выделения полезных сигналов и ухудшается отношение сигнал/помеха. Длительность импульса влияет на такие тактические параметры, как разрешающая способность по дальности и мертвая зона. Для повышения разрешающей способности и сокращения мертвой зоны используют более короткие импульсы, однако существует пропорциональная зависимость дальности действия от длительности импульса. В связи с этим оператор устанавливает длительность импульсов в зависимости от конкретных решаемых задач. Диапазон изменения длительности импульсов особенно широк в гидролокаторах. Коэффициент усиления показывает, во сколько раз увеличивается напряжение эхосигнала в цепи от выхода антенны до выхода устройства воспроизведения. (В результате значительных потерь при распространении зондирующего импульса до объекта и эхо-сигнала от объекта до приемной антенны сигнал на входе очень мал и необходимо его многократно увеличивать.) Коэффициент усиления должен быть таким, чтобы при минимальном напряжении (пороговом уровне) появились отметки на регистрирующих устройствах. Изменение коэффициента усиления приводит к изменению дальности обнаружения объектов промысла. В приборах предусматривают как ручное» так и автоматическое изменение коэффициента усиления. Правильная его установка позволяет уменьшать искажения в записях, изменять ширину просматриваемой зоны, легче расшифровывать полученную информацию. Порог обнаружения При обработке гидролокаторной информации одна из главных задач — обнаружить эхо-сигнал на фоне помех, т. е. необходимо выбрать порог обнаружения — отношение сигнал/помеха. Обнаружение сигналов среди помех основано на применении различных методов фильтрации и процессорной обработки эхо-сигналов. Полоса пропускания. Для обеспечения благоприятного соотношения сигнал/помеха выбирают оптимальную полосу пропускания частот приемного тракта. На ширину полосы пропускания главным образом влияют длительность импульса, доплеровский сдвиг (при перемещении судна или цели), нестабильность частоты задающего генератора и др. Ширина полосы пропускания лежит в пределах I ... 3 % рабочей частоты гидроакустического прибора. Если полосы пропускания устанавливают выше оптимальной, обеспечивается лучшее воспроизведение формы импульса, но вместе с тем возрастает уровень помех. При полосе пропускания меньше оптимальной искажается форма сигнала и отношение сигнал/помеха наименее благоприятно. Тактические параметры. К основным тактическим параметрам относят  максимальную дальность действия,  мертвую зону,  разрешающую способность по дальности и направлению,  точность измерения расстояний и направлений. Дальность, или глубина обнаружения. Максимальное расстояние по горизонту или по глубине, на котором может быть обнаружен объект промысла или морское дно, определяет дальность. При вертикальной локации это будет только энергетическая дальность. Она зависит от технических параметров, свойств среды, силы цели и выражается основным уравнением гидролокации. При поиске в горизонтальном направлении горизонтальное расстояние от акустической антенны до границы тени называют геометрической дальностью: Как видно из рис.15, геометрическая дальность при отрицательной рефракции ограничивает максимальную дальность, какой бы ни была энергетическая. Распространение акустических волн с учетом рефракции описывают волновыми уравнениями, решение которых возможно с помощью ЭВМ. Влияния положительной рефракции можно не учитывать и оценивать обнаружения лишь энергетической дальностью гидролокатора. 35 Рис.15. Геометрическая дальность: А — антенна; β — угол наклона; h1 — глубина нахождения антенны; h2 — глубина объекта промысла Мертвой зоной или минимальной дальностью действия называют наименьшее расстояние до объекта, при котором индикаторное устройство фиксирует обнаружение объекта. Отраженный от близко расположенного объекта сигнал можно обнаружить на индикаторе только в том случае, когда сигнал поступает на приемную антенну после прекращения излучения зондирующего импульса. Таким образом, минимальная дальность действия зависит от длительности импульса, однако в реальных условиях мертвая зона несколько больше, так как необходимо учитывать, что после прекращения излучения приемное устройство оказывается на некоторое время закрытым. Разрешающей способностью по дальности называют то минимальное расстояние между двумя объектами, находящимися на линии одного акустического луча, при котором эти объекты будут видны на регистрирующих приборах раздельно (рис. 16). Рис. 16. Разрешающая способность по дальности: 1 ... 4 — объекты промысла Разрешающая способность по дальности главным образом зависит от длительности импульса и применяемого индикатора. Однако в реальных условиях на разрешающую способность по дальности существенно влияют ширина записи объектов на ленте самописца, разрешающая способность индикатора при работе на большой шкале дальности, ширина следа электронного луча и др. На разрешающую способность также влияют рельеф дна, расположение рыбы в скоплениях, угол направленности, качка и другие факторы, которые ее уменьшают, т. е. в реальных условиях она всегда меньше теоретически возможной. Точность измерения дистанций особенно важна при измерении глубин в навигационных целях и определении координат объектов промысла при разноглубинном прицельном лове. На точность измерения влияют  скорость судна,  условия распространения акустических волн, в том числе рефракционные явления,  точность измерения промежутков времени от момента излучения зондирующих импульсов до момента воспроизведения эхо-сигналов на регистрирующих устройствах. 36 Точность измерений дистанций в большей степени зависит от приборных погрешностей. Средняя приборная погрешность составляет 3 ... 5 % измеряемого расстояния. Для уменьшения погрешностей применяют высокостабильные кварцевые генераторы в многоперьевых самописцах. Разрешающей способностью по направлению называют тот минимальный угол между двумя объектами, находящимися на одном расстоянии от антенны судна, при котором эти объекты можно различить на регистрирующих приборах раздельно. Разрешающая способность зависит от ширины ДН, причем угловой размер объекта должен быть во много раз меньше ширины ДН (рис.17), т. е. при определении разрешающей способности по углу рассматривают точечные объекты. Рис.17. Разрешающая способность по направлению: а — вращение ДН; б — изображение целей на экране ЭЛТ: I...4 — объекты промысла; а — угол между объектами; |3 — ширина ДН На рисунке видно, что если α<β, точечные объекты сливаются, а при α> βна индикаторе фиксируются раздельно. Точность измерения угловых координат зависит от методов их измерения и отношения энергии эхо-сигнала к мощности помехи. Наиболее простой метод измерения — максимальный, когда направление определяют при горизонтальной локации по максимальному значению эхо-сигнала, т. е. по максимальному значению — направление на середину промыслового объекта, а по минимальному — направление на границы косяка. Существует несколько способов, реализующих максимальный метод измерения: формируется одна ДН, которая перемещается по горизонту с помощью электромеханического ПВУ; формируется ДН, которая сканирует электронным способом по горизонту. При перемещении ДН значение эхо-сигнала непрерывно меняется. В момент исчезновения эха снимают отсчет угловой координаты и таким образом определяют границы -скопления. Точное определение границ очень важно при облове косяков рыб кошельковым неводом. При большой ширине ДН точность измерения уменьшается. При острых характеристиках большее влияние на точность оказывают погрешности, связанные с работой индикаторных устройств особенно в гидролокаторах кругового обзора. В любом случае при измерении угловых координат следует применять более узкие ДН. 37 Занятие №15 Лекция 2/30 Тема 2.2 Основные типы промысловых гидроакустических приборов. Гидроакустические антенные устройства. Процесс совершенствования приборов продолжается, и через относительно небольшие промежутки времени появятся новые типы, в которых будут использованы более перспективные схемы, конструкции, материалы. Расширится применение микропроцессоров, систем автоматического управления, индикации и контроля. Будут уменьшены энергоемкость, металлоемкость, повышена надежность, приборы станут более унифицированными, экономически выгодными. Однако общие принципы построения будут сохранены, так как их действие и возможности жестко связаны с законами гидроакустики, радиоэлектроники и свойствами морской среды. Эффективность любых гидролокаторов, других гидроакустических приборов определяют главные показатели поиска и лова— быстрее, дальше и точнее, т. е. гидролокатор должен обладать быстродействием, которое связано не только с быстротой его включения, а главным образом с оперативным осмотром подводной промысловой обстановки вокруг судна и как можно на больших расстояниях. Затем требуется достаточная точность определения координат объекта промысла и его параметров для осуществления прицельного лова, а кроме того необходимо постоянное отображение объекта промысла на индикаторных устройствах, чтобы наблюдать за ним во всех фазах лова. Все эти и другие задачи решают современные приборы. Назначение и классификация антенн. Для излучения и приема акустических волн используют пьезоэлектрические и магнитострикционные преобразователи. Преобразователи, помещенные в специальный корпус и электрически связанные с приемопередающими трактами, называют антеннами. В антеннах не только преобразуется электрическая энергия в акустическую (и наоборот), но и формируется направленное излучение (характеристика направленности). Антенны классифицируют по ряду признаков.  По назначению и конструктивному исполнению они могут быть:  одночастотными или  двухчастотными с плоской рабочей поверхностью (плоские антенны);  одночастотными с цилиндрическими и сферическими поверхностями.  По способу формирования антенны подразделяют на интерференционные и параметрические.  По принципу действия они бывают  приемными,  передающими или  комбинированными (приемопередающими).  Используемые материалы обусловливают разделение антенн на пьезоэлектрические и магнитострикционные. Пьезоэлектрические антенны. Достоинствами пьезоэлектрических антенн являются их высокий КПД, широкий частотный диапазон и возможность изготовления акустических элементов (преобразователей) любой формы. Наибольшее распространение в антеннах получили преобразователи из пьезокерамики, на рабочую поверхность которых нанесены вжиганием металлические электроды. Конструкцию антенн определяют ее назначение, диапазон частот, заданная ДН. В некоторых эхолотах антенны состоят из одинаковых керамических призм, прикрепленных одним концом к мембране. 38 Рис. 18. Пьезоэлектрические антенны: а—НЭЛ-МЗБ; б—«Сарган ЭМ' / — пьеэоэлементы; 2 — крышка; 3 — кабель; 4 — гайка; 5 — мембрана; 6 — корпус; 7 — прокладка; 8 — букса; 9 — основание; 10 — амортизатор; 11 — преобразователь На рис. 18, а показана антенна эхолота НЭЛ-МЗБ. В этой антенне блок пьезоэлементов наклеен на стальную мембрану. Пьеэоэлементы вместе с мембраной вулканизированы, что уменьшает влияние вибрации корпуса судна на антенну и изолирует ее от внешней среды. Пьеэоэлементы установлены в корпусе и закрыты крышкой. Герметизацию обеспечивает резиновая прокладка. Электроды припаяны к кабелю, который также вулканизирован в специальной втулке. Антенну крепят болтами к корпусу судна и устанавливают в прорези днища. При подаче на активные элементы антенны электрических колебаний заданной частоты возникают продольные колебания преобразователей, которые передаются мембране, соприкасающейся с забортной водой, — возникают акустические волны. В гидролокаторах применяют многоэлементные антенны  плоской,  цилиндрической,  дуговой,  сферической форм. В гидролокаторах кругового обзора применяют в основном цилиндрические антенны. Цилиндрическая антенна гидролокатора «Угорь» состоит из 432 пьезокерамических преобразователей, которые размещены в 36 секциях и 12 ярусах на поверхности цилиндра по окружности. Такое размещение преобразователей обеспечивает перемещение ДН как в горизонтальной, так и в вертикальной плоскостях. Перспективны сферические антенны, в которых обеспечивается перемещение ДН в любом направлении под любым углом, что практически полностью исключает теневые зоны. В подобной антенне преобразователи размещают на всей сферической поверхности.. Магнитострикционные антенны используют в гидроакустике в настоящее время в меньшей степени, чем пьезоэлектрические, так как у них довольно низкий КПД (за исключением ферритовых антенн), ограниченный сверху частотный диапазон и их собственная частота зависят от температуры. Однако магнитострикционные антенны обладают и некоторыми преимуществами: большой механической прочностью, простотой изготовления, антикоррозийностью, надежностью и долговечностью. В гидроакустике довольно широко применяют ферритовые антенны с более высоким (до 85 ... 90 %) КПД, способные работать на более высоких частотах по сравнению с металлическими магнитострикционными антеннами. Кроме того, они обладают большей магнитострикцией и небольшими потерями на вихревые токи. В некоторых эхолотах используют стержневые магнитострикционные преобразователи из пластин никеля или ферритов. Эхолотные антенны, как правило, устанавливают в прорези днища таким образом, чтобы излучающая поверхность непосредственно соприкасалась с водой. Антенны эхолотов устанавливают и без прорезания днища — в специальных выгородках, заполняемых жидкостью, в состав которой кроме воды входят глицерин, касторовое масло и др. Возникающие в ан- 39 тенне колебания передаются вначале этой жидкости, а затем обшивке корпуса судна или специальной звукопрозрачной мембране. На судах большого водоизмещения можно применить несколько антенн, которые устанавливают в нескольких местах корпуса судна и выборочно включают в работу специальными коммутаторами. В гидролокаторах и некоторых рыбопоисковых эхолотах антенны помещают в специальные обтекатели из металла, стеклопластика или резины. Как известно, антенны некоторых гидроакустических преобразователей можно буксировать на специальных кабелях для вывода на глубину до 1500...2500 м, что позволяет увеличивать дальность обнаружения объектов промысла, а также исключать влияние шумов судна и слоев жидкости, содержащих воздушные пузырьки и другие источники помех. В приборах контроля за работой орудий лова (траловых зондах) антенны в составе подводного блока устанавливают непосредственно на сетном полотне или подборах трала. Наиболее сложны по устройству антенные системы гидролокаторов кругового обзора с электронным сканированием (перемещением) ДН. Антенны бескабельных сетных зондов изготавливают в основном из пьезокерамики. Дисковые пьезокерамические преобразователи обеспечивают получение ДН в 30 ... 40° при минимальных массах и линейных размерах. Занятие №16 Лекция 2/32 Тема 2.3 Поворотно-выдвижные устройства – ПВУ. Электронные сканирующие устройства и стабилизация ДН. Во всех судовых гидролокаторах антенны помещают в поворотно-выдвижные или выдвижные устройства. ПВУ обеспечивают вынос антенн за обводы корпуса судна на расстояние до 1,5 м, что уменьшает влияние турбулентных потоков, содержащих большое количество пузырьков воздуха, и собственных шумов судна на принятый эхо-сигнал. Такие устройства необходимы для обеспечения горизонтального поиска и определения координат рыбного скопления, причем направление главному максимума ДН они изменяют от +5 до — 90° по вертикали и на 360° по горизонтали. Гидролокаторы могут работать в круговом (всенаправленном), секторном и направленном (прожекторном) режимах с использованием непрерывного и шагового способов перемещения ДН электромеханическими и электронными устройствами. С применением на судах электронно-вычислительной техники появилась возможность накопления информации за несколько циклов шагового обзора, а затем ее воспроизведения на дисплеях. Шаговый способ обзора пространства называют электромеханическим в отличие от электронного, называемого электронным сканированием, когда ДН перемещается в горизонтальном и вертикальном направлениях при неподвижной антенне. В этом случае используют выдвижные устройства. Электронное сканирование расширяет возможности гидролокаторов, значительно повышает эффективность промысла, несколько упрощает устройство механических узлов антенной системы, так как не требует механизма поворота и наклона антенны. Применяют также комбинированные системы. В них электронное сканирование обеспечивает горизонтальный поиск, а для поиска в вертикальной плоскости используются электромеханические системы наклона антенны. Электронное сканирование характеристики направленности — это основной способ обзора подводного пространства вокруг судна. Быстрота обзора, автоматизация и возможность одновременного кругового или секторного наблюдения на индикаторах промысловой ситуации в динамическом ее изменении — главные достоинства способа. В гидролокаторах кругового или секторного обзора применяют цилиндрические, дуговые и сферические антенны. В корпусе такой антенны можно установить до 500 отдельных преобразователей (в гидролокаторе «Угорь» их 432). Антенна совместно с электронными блоками позволяет осуществлять сканирование ДН в двух плоскостях — горизонтальной и вертикальной. Рассмотрим способы формирования ДН и их сканирование. Круговой обзор с помощью сканирующих устройств осуществляют двумя способами: 40  со всенаправленным излучением и быстро-сканирующей узкой ДН при приеме;  с направленным излучением и статически сформированными лепестками ДН при приеме. Для защиты и улучшения гидродинамических условий антенны помещают в обтекатели различной формы и размеров: цилиндрические, сферические и каплеобразные (рис.19). Рис. 19. Обтекатели антенн: а — стационарный; б—д — убирающиеся внутрь (б, г — сферические; в — цилиндрический; д — каплеобразный) Цилиндрические обтекатели применяют на судах, скорость которых при поиске не более 10 уз. При больших скоростях в основном используют обтекатели каплеобразной формы, так как они создают наименьшие завихрения при движении судна, что сказывается на уровне шумов. Обтекатели должны обладать достаточной механической прочностью и, самое главное, быть звукопрозрачными, т. е. потери акустической энергии при прохождении через оболочку обтекателя должны быть минимальными. На рис. 19, а показан стационарный обтекатель крупнотоннажного судна, имеющего крупногабаритные и мощные гидролокаторы. Такие обтекатели выполняют из стали и титана, в них устанавливают дополнительные ребра жесткости, что позволяет в принципе отказаться от выдвижных устройств. На некоторых судах прошли испытания гибкие стационарные обтекатели, в нерабочем состоянии близкие по форме к обводам корпуса судна. При ведении поиска и облова обтекатели специальными насосами заполняют водой, они приобретают каплеобразную форму, в образовавшийся объем и выдвигают антенну. После окончания промысловых работ антенну поднимают, уменьшается внутреннее давление в обтекателе и он вновь приобретает форму обводов судна. Большое значение при ведении поиска имеет стабилизация ДН. В результате волнения моря угловые колебания антенны вызывают отклонения ДН от первоначального (заданного) направления. Если ДН достаточно узкая, то при качке возможна потеря контакта с объектом промысла или периодическое прекращение поступающей информации. В этом случае применение остронаправленных диаграмм невозможно, что, в свою очередь, уменьшает точность определения направлений, приводит к промахам в прицельном тралении. Таким образом, стабилизация антенн в горизонтальной плоскости — важнейшее условие эффективной работы гидроакустических приборов. Существует несколько видов стабилизации антенн или систем. Наиболее простая система — механическая, принцип действия которой заключается в том, что антенну устанавливают в 41 двухосном карданном подвесе и при качке излучающая поверхность остается в горизонтальной плоскости (рис.20). Рис. 20. Антенна с механической лизации: системой стаби- 1 — антенна; 2 — поплавок; 3 — клеммная коробка; 4 — кронштейн; Б — магнитоуправч ляемые контакты; 6 — карданный подвес При электронной стабилизации антенна испытывает качку вместе с судном, однако с помощью электронных схем сдвиг фаз, вызванный углами качки, компенсируется и таким образом фазовые соотношения в принимаемом сигнале остаются неизменными и ось ДН сохраняет заданное направление. Занятие №17 Лекция 2/34 Тема 2.4. Передающие генераторные устройства В передающий тракт гидроакустического прибора входят антенна и электронное передающее устройство, обеспечивающие подачу на обмотку антенны электрического сигнала заданной частоты, длительности, периода повторения и мощности, в результате чего и образуются акустические волны и зондирующие импульсы. В гидролокаторах и эхолотах для расширения их возможностей при поиске рыбных скоплений используют несколько частот в широком диапазоне: например, в гидролокаторе «Сарган» — 20 и 135 кГц, а в японском эхолоте CVS — 200 кГц и две из частот 15, 24, 28, 50 и 75 кГц. Для реализации такой задачи, во-первых, применяют генераторы высокой и низкой частоты, а во-вторых, устанавливают две антенны или используют многоэлементные антенны, которые подключаются по заданной программе. Изменение частоты зондирующего импульса позволяет изменять дальность действия, ширину ДН, разрешающую способность и др. Длительность импульса, частота его повторения, мощность в гидроакустических приборах — величины переменные, которые выбирают в зависимости от конкретных условий работы судна. При работе на малых диапазонах импульс имеет малую длительность, с увеличением диапазонов она растет, чем компенсируют потери и достигают достаточного уровня эхо-сигналов от промысловых объектов. Работу гидроакустических приборов в заданном режиме обеспечивают электронные устройства. Рассмотрим работу передающего устройства по типовой структурной схеме (рис. 21). 42 Рис.21. Структурная схема передающего устройства 1- Устройство синхронизации, формирующее управляющее напряжение — запускающий импульс ЗИ, обеспечивает синхронную работу трактов излучения и приема и позволяет измерять основной параметр — расстояние до пеленгуемого объекта. 2- Блок управления колебаниями, чаще всего называемый модулятором, изменяет один из параметров незатухающих колебаний. 3- Задающий генератор предназначен для формирования высокостабильных электрических колебаний в определенном диапазоне частот. 4- Предварительный (буферный) каскад ставят в том случае, когда мощности генератора недостаточно для раскачки усилителя 5- Усилитель мощности — это оконечный каскад, его нагрузкой служит акустическая система. В качестве усилителя мощности применяют генераторы, нагруженные на колебательные резонансные контуры. 6- Коммутатор приема-передачи — это функциональный блок, обеспечивающий своевременное подключение антенны к усилителю мощности. Кроме того, коммутаторы в отдельных случаях используют для сканирования и формирования ДН в пространстве. 7- Антенная (акустическая) система преобразует энергию электрических колебаний в акустические. 8- Блок питания 1 — стабилизированный низковольтный полупроводниковый источник питания. В современных гидроакустических приборах он обычно выдает напряжение 27 В. 9- Блок питания 2 — блок питания усилителя мощности — состоит из выпрямителя и накопителя, а выпрямитель — из трансформатора и диодного мостика. В качестве накопителя используют электролитические конденсаторы на выходе мостика. Значение емкости накопителя определяется максимальной длительностью излучения и его мощностью. В оконечных каскадах — усилителях мощности — применяют в основном транзисторы и тиристоры, и поэтому генераторы гидроакустических приборов называют транзисторными или тиристорными. Транзисторные генераторы. Такие генераторы применяют в эхолотах, траловых зондах, некоторых гидролокаторах, когда мощность в импульсе небольшая — до 1...2 кВт. Мощность импульса на выходе генератора зависит от используемых в усилителе полупроводниковых приборов и схемы, по которой он собран Тиристорные генераторы. Основными элементами таких генераторов являются кремниевые управляемые диоды – тиристоры. Тиристорные генераторы применяют при рабочих частотах до30-35 кГц. 43 Занятие №18 Лекция 2/36 Тема 2.5 Устройство приема , обработки информации Приемные устройства гидроакустических приборов Эхо-сигналы, поступившие в приемную антенну от объектов промысла, морского дна, подбор трала, различны по интенсивности, их можно наблюдать на фоне шумовых и реверберационных помех или маскироваться ими. Задача приемного устройства — выделить полезный сигнал и усилить его до такого значения, которое позволило бы воспроизводить этот полезный сигнал на любых индикаторных устройствах, применяемых в данном приборе. Таким образом, принятый сигнал необходимо обработать. Обработку подразделяют на первичную и вторичную. Первичная обработка сигнала. Она заключается в том, что из всех сигналов, принятых антенной, надо выделить полезный сигнал, т. е. обнаружить цель, отделить ее от помех и случайных сигналов и подать на индикаторные или регистрирующие устройства. Сигналы обрабатываются в приемном устройстве гидроакустического прибора. Тип гидроакустического прибора, выполняемые им функции и требования, предъявляемые к нему, определяют состав приемного устройства: сложные комплексы аналоговых и аналогоцифровых устройств из систем взаимосвязанных электронных блоков. На рис. 22 приведена типовая структурная схема приемного устройства двухчастотного гидролокатора с однолепестковой ДН и шаговым обзором подводного пространства. Приемная антенна преобразует принятый эхо-сигнал в электрический, который через антенный переключатель поступает на предварительный усилитель. В предварительном усилителе эхосигнал незначительно усиливается . рис. 22. Структурная схема приемного устройства гидролокатора с шаговым обзором. С предварительного усилителя сигнал поступает на фильтры высокой и низкой частоты ВЧ и НЧ. Полоса частот полезного сигнала сравнительно уже помех, поэтому фильтры приемного тракта, ограничивающие полосу пропускания, значительно снижают уровень помех, что способствует выделению полезного сигнала. После предварительного усилителя и фильтров суммарный сигнал подается на устройства выделения полезного сигнала: корреляторы, фильтры, схемы временной автоматической регулировки усиления ВАРУ, отсечки грунта и т. п. В общем случае усилители приемного тракта усиливают принятый сигнал примерно в (10...60) 106 раз. В некоторых гидроакустических приборах применяют схемы автоматического изменения контрастности АИК, которые облегчают расшифровку эхограмм при записи сигналов разной интен- 44 сивности. АИК изменяет коэффициент усиления в зависимости от интенсивности сигнала, что позволяет выравнивать контрастность записи промысловых объектов. Усиление сигнала, его выделение и преобразование осуществляются автоматически. Однако в гидролокаторах на пультах управления существуют ручные регуляторы усиления, установки уровней ограничения, переключатели коэффициента усиления. На рис.23. приведена структурная схема приемного устройства гидролокатора кругового обзора со сканирующим электронным устройством. Антенна гидролокатора состоит из определенного числа акустических преобразователей, связанных с предварительными усилителями. Для получения одновременного кругового обзора сигналы с блоков предварительных усилителей поступают на линии задержки, формирователь ДН, затем на основные усилители и фильтры. Выходы предварительных усилителей связаны со входами электронного коммутатора, который подключает к индикатору все зоны приема, кроме того, электронный коммутатор управляет и блоком развертки индикатора по азимуту. Изменяющиеся условия промысла требуют применения в гидроакустических приборах дополнительных устройств и схем, которые позволили бы вести поиск и лов рыбы более эффективно. Выбор оптимальных параметров гидроакустических приборов, выполнение условий по их установке на судне, применение новых акустических материалов и способов поиска и обзора не решают всех проблем. Рис.23. Структурная схема приемного устройства в гидролокаторе кругового обзора. Наиболее сложно расшифровывать сигналы от придонных скоплений рыб, когда сигналы, отраженные от грунта, маскируют их и сливаются с ними. Затрудняют расшифровку принятой информации различные помехи, особенно при промысле в мелком море или когда интенсивность эхосигналов от объектов промысла мала. Во всех гидроакустических приборах применяют временную автоматическую регулировку усиления (ВАРУ) для уменьшения реверберационной помехи и получения на выходе усилительного тракта сигналов одинаковой силы от равных по отражающим способностям объектов, находящихся на различных расстояниях от антенны. В приемных трактах современных гидроакустических приборов применяют цифровую обработку сигналов как более совершенную, при этом появляется возможность использования микропроцессорной техники. В приемном устройстве используют аналого-цифровые и цифроаналоговые преобразователи. Сигналы в цифровой форме могут быть сохранены, запомнены и введены в ЭВМ в необходимое время и в заданном темпе. Вторичная обработка сигналов. Начальная обработка сигналов при нормальном отношении сигнал/помеха позволяет выделять полезные сигналы на фоне шумов, однако в реальных морских условиях реверберационные, импульсные и другие помехи способны замаскировать сигнал. Кроме того, для эффективного промысла необходимо не только обнаружить цель, но и опреде- 45 лить ее координаты, скорость и направление перемещения и т. д. Действия, обеспечивающие решения этих задач, называют вторичной обработкой сигналов. Для вторичной обработки сигналов применяют специальные схемы и устройства.. Например , при поиске рыбы на грунте или возле него записи oт рыбы и грунта сливаются. Для разделения записей от рыбы и грунта применяют схемы «Отсечка грунта», «Белая линия», «Серая линия», «Контурная линия». Для вторичной обработки сигналов и выбора оптимальных режимов работы используют также микропроцессоры и микроЭВМ. Занятие №19 Лекция 2/38 Тема 2.6. Устройства воспроизведения и отображения информации Эхо-сигналы после усиления и преобразования поступают на индикаторные устройства, воспроизводящие их в таком виде и форме, которые позволяют получать исчерпывающие сведения о подводной обстановке в зоне действия гидроакустических приборов. С учетом этого индикаторные и регистрирующие, устройства прежде всего должны обеспечивать следующее:  наглядное воспроизведение подводной обстановки, способствующее принятию правильных решений по выбору курса траления, месту подстановки и выборке орудий лова, выбору объекта промысла, выполнению маневра судна и т. д.;  оперативное и точное определение координат объектов промысла;  возможность четкого распознавания полезных сигналов на фоне помех;  наглядное отображение эхо-сигналов в зависимости от видового состава, размеров объектов промысла и их расстояний от гидролокатора или эхолота и др. Индикаторные и регистрирующие устройства классифицируют по назначению, методам индикации сигналов, типу развертки в электронных индикаторах, числу определяемых координат и др. По методу воспроизведения электрических сигналов индикаторы и регистраторы делят на  самопишущие регистраторы, воспроизводящие сигналы на специальной бумаге;  электронные индикаторы с амплитудной или яркостной отметкой цели,  дисплеи;  цифровые, световые, звуковые и речевые индикаторы. Самопишущие регистраторы. В комплекте большинства гидроакустических приборов есть самописцы, обеспечивающие непрерывную запись подводной обстановки При подаче на перо самописца напряжения 40 ... 70 В ток проходит через токопроводящую бумагу (ее сопротивление около 10 кОм) и прожигает вехний слой — на светло-сером фоне появляется темная отметка, которая и будет записью эхо-сигнала. В эхолотах и гидролокаторах применяют самописцы с подвижными и неподвижными записывающими перьями. Самописцы с подвижными перьями (см. рис.9) регистрируют глубину места или горизонтальную дальность; при этом антенна посылает зондирующий импульс в момент прохождения записывающим пером нулевой отметки шкалы самописца. Наиболее простое и распространенное устройство — система, состоящая из «бесконечной» ленты, на которой установлены одно или несколько перьев и кулачок, замыкающий при вращении ленты механическую контактную посылочную группу или специальную электрическую цепь запуска. Бесконечную ленту с записывающим пером (или перьями) приводит во вращение специальный двигатель, частота вращения которого надежно стабилизируется. Электронные индикаторы. В комплекс любого гидролокатора или рыбопоискового эхолота входит электронный индикатор, широкое применение которого обусловлено рядом преимуществ перед самописцем. Перечислим основные. Изображение подводной промысловой обстановки очень наглядно. Действительно, объекты промысла на электронном индикаторе можно увидеть в точном соответствии с их пространственным положением и ориентированными относительно истинного меридиана или диаметральной плоскости судна, что безусловно облегчает ведение промысла. 46 Мониторы. Дисплеи.Эхолот SIMRAD ES60 Наиболее наглядное воспроизведение промысловой обстановки реализуется в ситуационных индикаторах-дисплеях. В них введена индикация не только объектов промысла, но и орудий лова, подводных опасностей, положений антенн по вертикали и горизонтали и др. Ситуационный дисплей имеет, как правило, два режима работы: относительного движения (метка судна на экране неподвижна) и истинного движения (метка судна перемещается в соответствии с действительным движением судна). Введение в состав дисплея микропроцессоров существенно уменьшает число ручных регулировок, а также дает возможность использовать управление с помощью клавишной панели, которая позволяет управлять большим числом параметров гидролокатора: усилением приемного тракта, полосой пропускания, длительностью излучаемого сигнала и др. Цифровые индикаторы. Эти индикаторы обеспечивают наиболее оперативное считывание дистанции, их применяют в навигационных эхолотах и рыбопоисковых приборах. В навигационных эхолотах цифровых индикаторов может быть несколько и их устанавливают, например, в ходовой и штурманской рубках. Выполняют цифровые индикаторы в виде отдельных приборов или совмещают с электронными. Звуковые индикаторы. В гидролокаторах используют звуковые индикаторы, которые повышают возможности обнаружения и анализа гидроакустических сигналов, так как одновременно поступает визуальная и слуховая информация. Обнаружение полезных эхо-сигналов возможно, если они отличаются от помех громкостью, тоном или тембром. Применение звуковых индикаторов целесообразно, так как оператору нет необходимости вести непрерывное наблюдение за индикаторами, что позволяет ему выполнять другие функции, связанные с управлением судна, орудиями лова и т. д. 47 Занятие №20 Практическая работа №4 2/40 Тема : Ознакомление с панелью управления эхолота “SIMRAD ES60” 1. ТЕХНИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ:          Частотные каналы: 1,2,3, и 4 Рабочие частоты: 12,18,27,38,50,70,120, и 200кГц Виды эхограмм o Эхограмма с привязкой к поверхности o Донное расширение o Траловая эхограмма Функция усиления o 20logR ВАРУ (соответствует усилению дна) o 20logR ВАРУ (соответствует усилению косяка) o 40logR ВАРУ (соответствует усилению для одиночной рыбы) Цветовая шкала: 12 цветов (3дБ на каждый цвет) Начальная глубина и диапазон : от 5 до 1500 м в режимах “ Ручное управление” , “Автоматический выбор диапазона” или ”Автоматический выбор начала” Частота посылок импульсов: регулируемая, максимальное значение -10 импульсов в секунду Устройство обнаружение дна И тд и тп 2. ИЗОБРАЖЕНИЯ НА ДИСПЛЕЕ: 2.1. Организация изображений на дисплее 2.1.1. Основное изображение Рис. Организация изображения на мониторе (общий вид) 48 Изображение на экране дисплея эхолота ES60 компонуется следующим образом (начиная от верха экрана):  Строка меню  Для каждого канала приемопередатчика: o Один заголовок o Два кадра эхосигналов  Строка текущего состояния Строка меню содержит в себе (см рис)  Главное меню эхолота  Заголовок для каждого канала содержит в себе текущий рабочий режим, частоту, глубины и цветовую гамму  Каждый Кадр эхосигналов состоит из (слева направо): изображения одиночных эхосигналов, изображения эхограммы и диапазона и амплитудной развертки. (Эти изображения подробно описаны в главе «Начало работы»).  Строка текущего состояния отображает текущее событие и номер галса, текущее время и другую, формируемую эхолотом, информацию. На рисунке, в качестве примера, показано основное изображение для одноканального эхолота. Оно содержит Заголовок и два Кадра эхосигналов. 2.2. Перемещение линий раздела Вы можете изменять вертикальный размер эхограмм посредством перемещения горизонтальной линии раздела между двумя эхограммами. Для этого: 1. Установите курсор на линию раздела. 2. Нажмите левую кнопку мыши. 3. Перетащите курсор вертикально вверх или вниз, удерживая нажатой левую кнопку мыши. 4. Отпустите левую кнопку мыши. Используя такие же операции, можно перемещать по экрану другие линии раздела:  горизонтальную линию между между верхним кадром эхосигналов и Заголовком;  вертикальную линию между изображением эхограммы и диапазона и Амплитудной разверткой;  вертикальную линию между изображением эхограммы и диапазона Изображением одиночных эхосигналов. 2.3. Прямой доступ к диалоговым окнам К отдельным диалоговым окнам возможен доступ непосредственно из различных изображений на дисплее. Установите курсор и кликните правой кнопкой мыши на:  строке 'Режим и Частота' в Заголовке для открытия диалогового окна 'Настройки Трансивера'.  числовом значении 'Глубина' в Заголовке для открытия диалогового окна 'Обнаружитель Дна'.  Цветовой шкале в Заголовке для открытия диалогового окна 'Цветовая Шкала'.  поле 'Диапазон' в изображении Эхограмма и Диапазон для открытия, в зависимости от текущего типа эхограммы, одного из диалоговых окон 'Диапазон'.  поле 'Эхограмма' в изображении Эхограмма и Диапазон для открытия диалогового окна 'Эхограмма'.  49 изображении 'Одиночный Эхосигнал' для открытия диалогового окна 'Траектория Эхосигнала 2.4. Строка меню Строка меню эхолота Е860 содержит в себе Главное Меню эхолота. Главное меню включает следующие пункты:  Файл  Вид  Опции  Установка оборудования  Шаг  Справка Работа этих меню подробно объясняется в «Справочном путеводителе». 2.5. Заголовок Заголовок в Е860 располагается непосредственно над двумя кадрами эхосигналов. Верх Заголовка располагается, соответственно, под Строкой Меню. В Заголовке содержится следующая информация:  Настройки трансивера: Текущий режим и частота  Обнаружение дна: Текущая глубина  Цветовая шкала Заголовок является принадлежностью частотного канала. Если отображается более одного частотного канала, то отображается Заголовок для каждого частотного канала. Из Заголовка обеспечивается непосредственный доступ к следующим диалоговым окнам: o - правый клик на поле Настроек трансивера (на сведениях о 'Режиме и частоте') обеспечивает открытие диалогового окна 'Настройки Трансивера'. 50   правый клик на поле 'Обнаружение дна' (на числовом значении 'Глубины') обеспечивает открытие диалогового окна 'Обнаружитель Дна'. правый клик на 'Цветовой шкале' обеспечивает открытие диалогового окна 'Цветовая Шкала'. 2.6. Кадры эхосигналов Обзор Основная часть информации в Е860 отображается на экране дисплея в виде Кадров эхосигналов. Кадры эхосигналов обычно отображаются парами по два кадра для каждого частотного канала. Каждый кадр эхосигналов содержит следующие изображения:  Изображение одиночных эхосигналов  Изображение эхограммы и диапазона  Амплитудная развертка Следует отметить, что изображение одиночных эхосигналов возможно только в версиях эхолота с режимом расщепленного луча. Одиночный эхосигнал Изображение одиночных сигналов содержит информацию об обнаруженных одиночных эхосигналах. На этом изображении видны две диаграммы: • Верхняя диаграмма представляет собой гистограмму распределения рыб по размерам в соответствии с одиночными эхосигналами, обнаруженными на эхограмме; • На нижней диаграмме показана позиция обнаруженных одиночных эхосигналов внутри акустического луча для текущего цикла зондирования (большие кружки) и трех предшествующих циклов зондирования (маленькие кружки). В верхнем правом углу отображается значение Биомассы, рассчитываемое как суммарная биомасса рыб, планктона и других объектов, отображенных на данный момент на эхограмме. Следует заметить, что цвета, используемые для отображения этой информации, определяются установками в диалоговом окне 'Цветовая шкала'. Если курсор установлен в пределах системы координат гистограммы, то появится маленькая желтая метка, представляющая точный отсчет силы цели в децибелах на позиции курсора. Вместо силы цели может быть показана длина рыбы (в сантиметрах или дюймах) или вес рыбы (в килограммах). 51 За дополнительной информацией об Изображении одиночных сигналов обращайтесь к главе «Начало работы». Эхограмма и Диапазон Изображение Эхограммы и Диапазона состоит из левого поля Эхограмма и правого поля Диапазон. Эти поля разделяются шкалой диапазона. Поле Эхограммы содержит информацию об акустических величинах, в то время как поле Диапазон используется для определения диапазона для поля Эхограмма. Для представления информации используются настройки диалогового окна 'Цветовая шкала'. При установке курсора на поле Эхограммы можно использовать колесико мыши для изменения настройки усиления и, соответственно, цветовой чувствительности дисплея. Каждый шаг колесика соответствует изменению усиления на 1 дБ. Такая же настройка усиления доступна из диалогового окна 'Цветовая шкала'. Всякий раз, когда курсор устанавливается на поле Эхограммы, появляется маленькая желтая метка. В метке отображается следующая информация: • Глубина на позиции курсора (слева); • Диаметр зоны, охватываемой характеристикой направленности акустического преобразователя (посередине); • Текущая установка усиления (Справа). Колесико мыши можно также использовать и для изменения диапазона. Для этого установите курсор в пределах поля Диапазона: • В эхограмме с привязкой к поверхности можно изменять диапазон, в то время как в эхограмме с привязкой к дну можно сдвигать начало диапазона. • Если вы нажимаете левую кнопку мыши и поворачиваете ее колесико, то в эхограмме с привязкой к поверхности будет сдвигаться начало диапазона, а в эхограмме с привязкой к дну будет изменяться величина диапазона. Более подробно об Эхограмме и Диапазоне см. в главе «Начало работы». Амплитудная развертка Амплитудная развертка является самой правой частью изображения и показывает в виде осциллографической развертки последний цикл зондирования в соответствии с настройками для изображения Эхограммы. На этом изображении отрисовывается ряд горизонтальных симметричных линий. Отклонение от центральной вертикальной оси и цвет линии отображают амплитуду принятого эхосигнала. Горизонтальная черная линия поперек этого изображения указывает текущее местоположение дна. 52 2.7. Строка текущего состояния Строка текущего состояния в Е860 располагается внизу экрана дисплея. В ней содержится следующая информация: • Сообщение, сопутствующее текущему режиму • Номер события • Регистрационные данные принтера (при подключенном принтере) • Текущая температура • Номер архивируемого галса • Навигационная информация (широта и долгота) • Время Следует отметить, что отсчет температуры воды возможен только, если к эхолоту подключен датчик температуры. Более детальное описание строки текущего состояния приводится в «Справочном путеводителе». 2.8. Предыстория и изображение на принтере Информация, представляемая на дисплее в виде эхограммы, будет немного отличаться от информации, представляемой на принтере или в архивных файлах. Основное различие заключается в том, что комментарии, добавляемые к эхограмме, полностью будут показываться только на принтере или в диалоговом окне 'Предыстория'.. 53 3. НАЧАЛО РАБОТЫ 3.1. Запуск Процедура включения питания После этой первоначальной подготовки вы можете открыть на компьютере программу эхолота Е860. Процедура включения питания детально описана в главе «Рабочие процедуры». Система меню Система меню базируется на стандартном интерфейсе Microsoft Windows®. Полное объяснение системы меню с описанием различных видов представлена в главе «Дисплейные изображения». Параметры окружающей среды Для получения правильных значений различных акустических параметров, рассчитываемых программой эхолота Е860, важно, чтобы программа эхолота Е860 была обеспечена точными параметрами, характеризующими окружающую среду, включая температуру и соленость морской воды, и скорость звука. Эти величины устанавливаются в диалоговом окне 'Окружающая среда'. Откройте меню Установка оборудования, выберите команду 'Окружающая среда' для того, чтобы открыть диалоговое окно 'Окружающая среда'. Если значения по умолчанию неприемлемы, введите величины солености, скорости звука и температуры воды. Эти величины используются для расчета глубин и коэффициента поглощения. Они должны быть как можно более точными. Для завершения кликните кнопку [ОК[. Более подробно диалоговое окно 'Окружающая среда' описано в главе «Справочный путеводитель». Дополнительные интерфейсы Для других внешних систем предусмотрены дополнительные интерфейсы. • Для привязки акустических данных к данным о позиции трала выберите команду Трал в меню Установка оборудования для того, чтобы установить интерфейс позиции трала. • Если необходимо подсоединить Е860 к системе кошелькового невода, выберите команду 'Кошельковый невод' в меню Установка оборудования для того, чтобы установить интерфейс системы кошелькового невода. Если нужно использовать датчик вертикальной качки или датчик температуры, выберите команду 'Вертикальная качка' или 'Температура' в меню Установка оборудования для того, чтобы установить эти интерфейсы. Более подробно диалоговые окна Траловый интерфейс, Датчик вертикальной качки, Температура, Кошельковый невод описаны в главе «Справочный путеводитель». 54 3.2. Управление Обзор Здесь описано несколько наиболее употребительных функций используемых во время нормальной работы. Рассматриваются следующие темы: • Выбор рабочего режима • Настройки приемопередатчика • Настройки обнаружителя дна • Цветовая шкала • Изображение одиночных эхосигналов • Изображение эхограммы и диапазона • Амплитудная развертка Выбор рабочего режима Теперь эхолот Е860 готов для активной работы. В первую очередь необходимо выбрать рабочий режим. Откройте меню 'Файл', выберите пункт 'Управление' для того, чтобы открыть диалоговое окно 'Управление'. В группе Режим для выбора нормального режима кликните кнопку 'Нормальный'. (В качестве альтернативы можно кликнуть кнопку 'Воспроизведение' для выбора режима воспроизведения, но после этого нужно также кликнуть кнопку 'Файлы' для того, чтобы выбрать воспроизводимый файл. Обратите внимание, что работа в режиме воспроизведения ограничит возможность изменения некоторых параметров в течение всего времени действия этого режима). Затем следует определить частоту повторения зондирующих импульсов. Для этого в групповом блоке Период Зондирования кликните кнопку 'Интервал' для ручной установки интервала между зондирующими импульсами. В качестве примера установите временной интервал равным 1 секунде и кликните кнопку [ОК] для завершения установки. Эхолот тотчас же перейдет в режим излучения зондирующих импульсов и через несколько мгновений на дисплее на поле эхограммы появится новая строка с эхосигналами. Различные поля, отображаемые на дисплее, подробно объясняются в главе «Дисплейные изображения». Настройки приемопередатчика Рабочий режим и частота приемопередатчика отображаются в левой части Заголовка. Специальное диалоговое окно- Настройки приемопередатчика - используется для установки различных параметров связанных с приемопередатчиком. Эти настройки включают режим приемопередатчика, заглубление поверхности акустического преобразователя, мощность передатчика и длительность импульса. Для того, чтобы открыть это диалоговое окно, установите в Заголовке курсор на информацию о режиме и частоте и кликните правую кнопку мыши. Установите предполагаемое заглубление поверхности акустического преобразователя и установите максимальное значение Мощности Передатчика. Установите среднее значение 1.024 мс (для 38 кГц) Длительности Импульса и кликните кнопку [ОК] для подтверждения настроек. В результате выбора такой длительности импульса будет обеспечиваться разрешение в 0,75 м и приемлемое соотношение сигнал/шум на рассматриваемых в этом примере глубинах. Обратите внимание! Если вы работаете в режиме воспроизведения, настройки приемопередатчика не могут быть изменены. За более подробной информацией обращайтесь к описанию диалогового окна 'Настройки приемопередатчика'. 55 Дополнительная информация о настройках приемопередатчика доступна при нажатии кнопки 'Дополнительные' в диалоговом окне 'Настройки приемопередатчика'. За более подробной информацией обращайтесь к описанию диалогового окна 'Дополнительные сведения о приемопередатчике'. Настройки обнаружителя дна Заголовок на экране дисплея используется также для отображения текущей глубины. Диалоговое окно 'Обнаружитель Дна' используется для установки различных параметров, связанных с обнаружением дна. К ним относится диапазон глубин, в котором Е860 осуществляет поиск дна. Для того чтобы открыть диалоговое окно 'Обнаружитель Дна', установите в Заголовке курсор на отображаемую глубину и кликните правую кнопку мыши. В нашем примере мы предположим, что глубина будет изменяться от 30 до 200 м. Поэтому установите Минимальную Глубину на 30 м, а Максимальную Глубину на 200 м. Кликните кнопку [ОК] для подтверждения настроек. Обратите внимание! Установка и Минимальной Глубины и Максимальной Глубины на 0 м заблокирует обнаружение дна. За более подробной информацией обращайтесь к описанию диалогового окна Обнаружитель Дна в главе «Справочный путеводитель». Цветовая шкала На поле Цветовой Шкалы размещается цветовая шкала, используемая для отображения акустических величин. Эти цвета используются в Изображении Одиночных Эхосигналов и в Изображении Эхограммы и Диапазона. Каждый цвет всегда соответствует диапазону интенсивности в 3 дБ. При использовании всех 12 цветов цветовой шкалы обеспечивается возможность преобразования в цвета диапазона интенсивностей в 36 дБ. Установите курсор на цветовую шкалу, кликните правую кнопку мыши для того, чтобы открыть диалоговое окно 'Цветовая Шкала'. Примите установки по умолчанию и кликните кнопку [ОК]. За более подробной информацией обращайтесь к описанию диалогового окна Цветовая Шкала. Изображение одиночных эхосигналов Изображение Одиночных Эхосигналов на экране дисплея содержит информацию об обнаруженных одиночных эхосигналах. На этом изображении видны две диаграммы. • На одной диаграмме отображается гистограмма распределения сил цели ТS для одиночных эхосигналов, обнаруженных на изображении Эхограмма и Диапазон. Для точного определения значения по оси X поместите курсор внутри системы координат и считайте с появившейся метки величину параметра. • На другой диаграмме показывается позиция обнаруженных одиночных эхосигналов внутри акустического луча для текущего цикла зондирования (большие кружки) и трех предшествующих циклов зондирования (маленькие кружки). В верхнем правом углу изображения отображается величина параметра 8д, рассчитываемого путем использования интегральных величин в изображении Эхограмма и Диапазон. 56 Установите курсор на изображение Одиночных Эхосигналов и кликните правую кнопку мыши для того, чтобы открыть диалоговое окно 'Траектория Эхосигнала'. Кликните кнопку 'Обнаружение Т8' для того, чтобы открыть диалоговое окно 'Параметры Обнаружения Т8\ Диалоговое окно 'Параметры Обнаружения Т8' содержит параметры, используемые программой Е860 для обнаружения одиночных эхосигналов. Эти параметры необходимы для принятия решения о том, какие эхосигналы могут быть признаны как одиночные. Таким образом, если приблизительный подсчет биомассы рыб основывается только на обнаружении одиночных эхосигналов, то эта оценка зависит от выбора параметров обнаружения одиночных эхосигналов. Если выбран режим запоминания необработанных акустических данных в процессе проведения съемки, то можно позднее изменить параметры обнаружения одиночных эхосигналов, используя режим воспроизведения. Это дает возможность исследовать восприимчивость оценки биомассы рыб к величинам параметров обнаружения одиночных эхосигналов. Кликните кнопку [ОК], чтобы принять установки по умолчанию и выйти из диалогового окна 'Параметры Обнаружения Т8'. Кликните еще раз кнопку [ОК], чтобы выйти из диалогового окна 'Траектория Эхосигнала'. За более подробной информацией о параметрах, связанных с обнаружением одиночных эхосигналов, обращайтесь к описанию диалогового окна 'Параметры Обнаружения Т8'. За более подробной информацией о настройках изображения Одиночных Эхосигналов обращайтесь к описанию диалогового окна 'Траектория Эхосигнала'. Изображение Эхограммы и Диапазона Изображение Эхограммы и Диапазона состоит из поля Эхограммы слева и поля Диапазона справа. Эти поля разделены шкалой диапазона. Поле Эхограммы содержит информацию об акустических величинах, в то время как поле Диапазона используется для установки диапазона, соответствующего полю Эхограммы. Поле Эхограммы Поле Эхограммы используется для отображения акустических величин для каждого цикла зондирования. Настройки в диалоговом окне 'Цветовая Шкала' используются для определения цветовой чувствительности эхограммы. Установите курсор на поле Эхограммы и кликните правую кнопку мыши для открытия диалогового окна 'Эхограмма'. Диалоговое окно 'Эхограмма' позволяет определить широкий круг параметров эхограммы. Ваш выбор будет сказываться на основных и второстепенных свойствах изображения Эхограммы в пределах установленного Диапазона. Также можно выбрать функцию ВАРУ, используемую для расчета акустических величин. Для примера, выберите режим Поверхность-Вручную для включения эхограммы с привязкой к поверхности. Затем выберите функцию ВАРУ 20 1оg для расчета значений параметра sv. Наконец, кликните кнопку [ОК] для подтверждения настроек. За более подробной информацией обращайтесь к описанию диалогового окна 'Эхограмма'. 57 Поле Диапазона Поле Диапазона позволяет вам считывать и устанавливать диапазон, используемый для поля Эхограммы. Текущий диапазон отображается на шкале диапазона. В диалоговом окне 'Диапазон' можно определить зону охвата для эхограммы. Установите курсор на поле 'Диапазон' и кликните правую кнопку мыши. Просмотрите диалоговые окна касающиеся других, в зависимости от вашего выбора в диалоговом окне 'Эхограмма', режимов Поверхность, Дно или Трал. В нашем случае проверьте, чтобы диалог 'Поверностный Диапазон' был открыт. Установите Диапазон равным 200 м и Старт Относительно Поверхности равным 0 м, затем кликните кнопку [ОК] для подтверждения настроек. За более подробной информацией обращайтесь к описанию диалогового окна 'Поверхностный Диапазон'. Примечания к изображению Эхограмма и Диапазон Для каждого канала отображаются две эхограммы. Вторая эхограмма для текущего канала может быть использована в настоящем примере для отображения распределения рыб вблизи дна. • Используйте диалог 'Эхограмма' в изображении второй Эхограммы для установки вида Эхограммы в режим Дно и выберите функцию ВАРУ 20 1оg для расчета значений параметра sv. • Используйте соответствующий этому режиму диалог 'Донный Диапазон' для установки Диапазона равным 20 м и параметра 'Стоп' Относительно Дна равным 5 м для того, чтобы отображать на эхограмме величины, рассчитываемые в пределах от 15 м выше обнаруженного дна и до 5 м ниже дна. Помните, что зона охвата, установленная для изображения Эхограммы, используется также в качестве границ для Обнаружителя Одиночного Эхосигнала. Когда курсор помещен на поле Эхограммы вы можете использовать колесико мыши для изменения настройки усиления и, соответственно, цветовой чувствительности дисплея. Каждый шаг колесика соответствует изменению усиления на 1 дБ. Такая же настройка усиления доступна из диалогового окна 'Цветовая шкала'. Всякий раз, когда курсор устанавливается на поле Эхограммы, появляется маленькая желтая метка. В метке отображается следующая информация: • Глубина на позиции курсора (слева); • Диаметр зоны, охватываемой характеристикой направленности акустического преобразователя, на текущей позиции курсора (посередине); • Текущая установка усиления (справа). Можно также использовать колесико мыши и для изменения диапазона. Для этого установите курсор в пределах поля Диапазона: - в эхограмме с привязкой к поверхности можно изменять диапазон, в то время как в эхограмме с привязкой к дну можно сдвигать начало диапазона; - при нажатии левой кнопки мыши и поворачивании ее колесика, в эхограмме с привязкой к поверхности будет сдвигаться начало диапазона, а в эхограмме с привязкой к дну будет изменяться величина диапазона. Амплитудная развертка Амплитудная развертка является самой правой частью изображения и показывает в виде осциллографической развертки последний цикл зондирования в соответствии с настройками для изображения Эхограммы. 58 На этом изображении отрисовывается ряд горизонтальных симметричных линий. Отклонение от центральной вертикальной оси и цвет линии отображают амплитуду принятого эхосигнала. Горизонтальная черная линия поперек этого изображения указывает текущее местоположение дна. 3.3. Запоминание данных Обзор Эта глава представляет краткое описание функции запоминания данных. Примечание. Выполнить все описанные здесь действия невозможно, если в составе вашего эхолота нет клавиатуры. Установка параметров запоминания Часто полезно запоминать некоторое количество эхолокационной информации, записываемой в процессе работы. Это позволяет изменять впоследствии некоторые параметры настройки при работе в режиме воспроизведения. Откройте меню Файл, выберите пункт 'Запись' для того, чтобы открыть диалоговое окно 'Запись'. Примечание. Запись невозможна при работе в режиме воспроизведения. Диалоговое окно 'Запись' позволяет устанавливать различные параметры, связанные с запоминанием данных. Вы можете определить конкретную директорию и предельные размеры файла. Кликните кнопку 'Просмотр' в окне 'Обзор'. Выберите желательную для записи файла директорию или введите имя директории непосредственно в текстовое окно. Если такая директория не существует, то она будет создана. Для сохранения необработанных данных установите флаг 'Сохранение Необработанных Данных' в активное состояние. Определите максимальные размеры файла посредством ввода желаемой величины в окошко 'Макс. Размер Файла' и кликните кнопку [ОК] для подтверждения настроек. Когда флаг 'Сохранение Необработанных Данных' установлен, будет осуществляться запись поступающих с приемопередатчика необработанных данных, содержащих амплитуду и угловые параметры для акустических преобразователей с расщепленным лучом. Запуск и остановка запоминания данных Для того, чтобы запустить и остановить запоминание данных используйте поле Галс в Строке текущего состояния. Поле Галс маркируется в виде LХХХХ и отображает номер галса эхосъемки. Установите курсор на поле Галс в Строке текущего состояния и кликните левую кнопку мыши. Обратите внимание на то, что номер галса эхосъемки увеличился, а цвет изменился с черного на красный. Для остановки записи данных вновь кликните поле Галс. Красный цвет указывает на то, что осуществляется запись данных. Когда запись останавливается, цвет изменяется обратно на черный. Имена файлов, используемых для запоминания данных, определяются номером 59 галса эхосъемки и датой и временем начала записи. Для каждого нового номера галса эхосъемки создается новый файл. Обратите внимание, что диапазон глубин, используемый при сборе и запоминании данных, определяется максимальной величиной установленного диапазона в изображении Эхограммы, в настройках обнаружителя дна и в настройках диалогового окна В1500. За более подробной информацией обращайтесь к описанию диалогового окна 'Запись' в «Справочном путеводителе». 4. РАБОЧИЕ ПРОЦЕДУРЫ Введение Эта глава содержит ряд процедур, используемых при эксплуатации эхолота Е860: Рассматриваются следующие темы: 4.1. Основные процедуры 4.2. Установка приемопередатчика 4.3. Запись и воспроизведение 4.1. Основные процедуры управления Обзор Эта глава представляет ряд употребительных процедур часто выполняемых в эхолоте Е860. • Изменения настроек эхограммы • Изменение диапазона • Изменение вертикального разрешения • Изменение мощности излучения • Установка минимальной и максимальной глубины • Подключение тревожной сигнализации глубины и предупреждения о потере дна • Добавление комментариев Изменения настроек эхограммы Для изменения настроек эхограммы: 1. Установите курсор на поле Эхограммы. 2. Кликните правую кнопку мыши. 3. Осмотрите диалоговое окно 'Эхограмма'. 4. Сделайте требуемые изменения. Изменение диапазона Для изменения диапазона: 1. Установите курсор на поле Диапазон. 2. Кликните правую кнопку мыши. 60 3. Осмотрите диалоговое окно 'Поверхностный Диапазон' или 'Донный Диапазон'. 4. Сделайте требуемые изменения. Или: 1. Поместите курсор на поле Диапазон. 2. Используйте колесико мыши для изменения диапазона. Изменение вертикального разрешения Вертикальное разрешение эхограммы увеличивается при уменьшении длительности импульса. Например, длительность импульса 1.024 мс обеспечивает вертикальное разрешение в 77 см, в то время как длительность импульса 0.256 мс обеспечивает вертикальное разрешение в 19.2 см. Если дистанция между двумя эхосигналами по вертикали меньше этой величины, то эти два эхосигнала будут отображаться как один. Для изменения длительности импульса: 1. Установите курсор на информацию о режиме и частоте в изображении Заголовка и кликните правую кнопку мыши. Откроется диалоговое окно 'Настройки Приемопередатчика'. 2. Передвиньте ползунок длительности импульса на желаемое значение длительности импульса. 3. Кликните кнопку [ОК]. Маленькая величина обеспечивает наилучшее разрешения, в то время как большие величины используются главным образом для навигации и лова рыбы в глубоководных районах. За более подробной информацией обращайтесь к описанию диалогового окна ]Настройки приемопередатчика]. Изменение мощности излучения Для изменения мощности излучения: 1. Установите курсор на информацию о режиме и частоте в изображении Заголовка и кликните правую кнопку мыши. Откроется диалоговое окно 'Настройки Приемопередатчика'. 2. Передвиньте ползунок мощности излучения на желаемое значение. 3. Кликните кнопку [ОК]. За более подробной информацией обращайтесь к описанию диалогового окна 'Настройки приемопередатчика'. Установка минимальной и максимальной глубины Установка минимальной и максимальной глубины задают эхолоту область поиска донного эхосигнала. Примечание. Установка и Минимальной Глубины и Максимальной Глубины на 0 м заблокирует обнаружение дна. 61 1. Установите курсор на числовое значение глубины в изображении Заголовка и кликните правую кнопку мыши. Откроется диалоговое окно 'Обнаружитель Дна'. 2. Установите желательные значения минимальной и максимальной глубины. 3. Кликните кнопку [ОК]. За более подробной информацией обращайтесь к описанию диалогового окна 'Обнаружитель Дна'. Подключение тревожной сигнализации глубины Вы можете установить тревожную сигнализацию отдельно для минимальной и максимальной глубины. Вы также можете дать возможность включения звуковой сигнализации при потере донной трассы. 1. Установите курсор на поле глубины в изображении Заголовка и кликните правую кнопку мыши. Откроется диалоговое окно 'Обнаружитель Дна'. 2. Установите значения для тревожной сигнализации минимальной и максимальной глубины. 3. Подключите тревожную сигнализацию посредством установки галочки в соответствующих окошках. 4. Если необходимо, подключите Предостережение о Потере Дна. 5. Кликните кнопку [ОК]. За более подробной информацией обращайтесь к описанию диалогового окна 'Обнаружитель Дна'. Добавление комментариев Можно добавить несколько различных комментариев к отображаемой на дисплее или распечатываемой информации. Все комментарии автоматически отображаются на дисплее, тогда как для их распечатки вам необходимо сделать соответствующее подключение. Предоставление возможности печати комментариев 1. Выберите пункт Печать в меню Файл. Откроется диалоговое окно Принтер и Предыстория. 2. Под словами Текст для принтера кликните окошко 'Комментарий'. 3. Для выхода кликните кнопку [ОК[. Комментарии будут распечатываться до тех пор, пока эта процедура не повторится. Ввод комментариев 1. Выберите пункт Комментарий в меню Файл. Откроется диалоговое окно 'Комментарий'. 2. Для ввода обычного текстового комментария, отображаемого на дисплее выполните следующее: - введите в окошко 'Текст' необходимый текст комментария. В этом случае к эхолоту должна быть подключена клавиатура. - кликните кнопку [ОК]. - введенный текст тотчас же отобразится, но повторяться он не будет. 3. Для добавления в качестве комментария текущего времени: - под надписью 'Время' кликните окошко 'Активный'; 62 - введите желательный интервал (в секундах) между комментариями; - кликните кнопку [ОК]. - комментарий будет повторяться через выбранный интервал до тех пор, пока он не будет отключен. 4. Для добавления комментария события выполните следующее: - под надписью 'Событие' выберите стартовый номер. - кликните кнопку 'Увеличение или Уменьшение для отсчета номера события' в прямом или обратном направлении. - кликните окошко 'Добавлять Время', если вы хотите, чтобы комментарий события включал в себя текущее время. - кликните окошко 'Добавлять Навигационную информацию', если хотите, чтобы комментарий события включал в себя текущуьо позицию судна. - каждый раз, когда нужно добавить комментарий к отображению на дисплее и/или на распечатке, кликните кнопку 'Событие' в Строке текущего состояния. Разрешение внешних комментариев Эхолот будет принимать внешние текстовые комментарии, когда они будут подаваться на вход последовательного порта. Эта функция включена постоянно. 4.2 Установка приемопередатчика Обзор Используйте следующие процедуры для установки, изменения или исключения частотных каналов из настроек эхолота. Универсальные приемопередатчики (GРТ), конструктивно подключенные к Еthегпеt - интерфейсу эхолота, распознаются системой автоматически. Когда открывается диалоговое окно 'Установка приемопередатчика' из меню Установка оборудования, отображается перечень приемопередатчиков. Для РС-приемопередатчика на съемных платах определяется также шина 1SА, и это отображается в этом же перечне. Одночастотный приемопередатчик занимает одну запись в перечне, а двухчастотный приемопередатчик занимает две записи. Каждая запись определяется как частотный канал, а строка отображает параметры этого канала. Записи в перечне частотных каналов показываются черным, зеленым или красным цветом, отождествляя их текущее состояние. За более подробной информацией о параметрах частотного канала обращайтесь к описанию диалогового окна 'Установка Приемопередатчика'. Для установки канала выполните следующее: 1. Выберите пункт 'Приемопередатчик' в меню Установка оборудо- вания. 2. Выберите 'Изменить' в диалоговом окне 'Режим Установки Приемопередатчика'. Откроется диалоговое окно 'Установка Приемопередатчика' для внесения изменений. 3. Кликните требуемую запись (одну из возможных строк черного цвета) в пе- 63 речне 'Выбор Частотного Канала'. 4. Определите акустический преобразователь посредством выбора наименования акустического преобразователя в перечне 'Выбор Преобразователя'. 5. Кликните кнопку [ОК] для подтверждения выбора и выхода из диалогового окна. 6. Перезапустите эхолот как описано ниже. Для исключения канала выполните следующее: 1. Выберите пункт 'Приемопередатчик' в меню Установка оборудования. 2. Выберите 'Изменить' в диалоговом окне 'Режим Установки Приемопередатчика'. Откроется диалоговое окно 'Установка Приемопередатчика' и у вас появится возможность произвести изменения. 3. Кликните требуемую запись в перечне Выбор Частотного Канала. 4. Выберите вариант NONE в перечне Выбор Преобразователя. 5. Кликните кнопку [ОК] для подтверждения выбора и выхода из диалогового окна. 6. Перезапустите эхолот как описано ниже. Для изменения 1Р-адреса выполните следующее: Эта процедура позволяет изменять 1Р-адрес уже выбранного Универсального Приемопередатчика (GРТ). 1. Выберите пункт 'Приемопередатчик' в меню Установка оборудования. 2. Выберите 'Изменить' в диалоговом окне 'Режим Приемопередатчика'. Откроется диалоговое окно Приемопередатчика' для внесения изменений 3. Выберите 'Универсальный Приемопередатчик', для которого необходимо произвести изменения. 4. Кликните кнопку 'Установить новый 1Р-адрес GРТ'. Откроется диалоговое окно '1Р адрес'. 5. Введите новый 1Р-адрес. Значение цифр адреса описывается в диалоговом окне '1Р адрес'. 6. Кликните кнопку [ОК] для подтверждения выбора и выхода из диалогового окна. 7. Кликните кнопку [ОК] для выхода из диалогового окна 'Установка Приемопередатчика'. 8. Перезапустите эхолот как описано ниже. Перезапуск эхолота Всякий раз, когда производились изменения в любом частотном канале, необходимо осуществлять перезапуск эхолота. 1. Выберите пункт Управление в меню Файл. Откроется диалоговое окно 'Управление'. 2. Выберите режим 'Нормальный' и кликните кнопку [ОК]. 64 4.3. Запись и воспроизведение Обзор Эхолот можно настроить на запись необработанных сигналов с акустического преобразователя на внутренний жесткий диск или другое записывающее устройство. Этот записанный сигнал может потом вводиться в программу обработки эхолота, как если бы он поступал непосредственно от приемопередатчика. При воспроизведении можно экспериментировать с некоторыми из настроек эхолота. Эта функция полезна для тренировки и демонстрации. Она также полезна для запоминания особенно интересных результатов наблюдения в рыбопромысловом районе. Запись Подготовка записи выполняется следующим образом. 1. Выберите пункт 'Запись' в меню Файл. Отметьте появление диалогового окна 'Запись'. 2. Выберите полный путь к каталогу с файлами эхосъемок. Каталог будет выбран, когда вы кликните кнопку [ОК]. Кликните кнопку 'Просмотр' для просмотра дисковых каталогов. Если требуемый каталог не существует, то создается новый. 3. Если нужно сохранить необработанные и/или выходные данные, то: - выберите необработанные данные. Необработанные данные с приемопередатчика сохра няются в обычных компьютерных файлах. Эти файлы содержат все необходимданные для воссоздания ситуации, существовавшей во время реальной эхосъемки. Таким образом, данные содержат в себе амплитуду, фазу, навигационную информацию, введенные комментарии и так далее. Программное обеспечение эхолота считывает эти файлы при воспроизведении. - выберите выходные данные. Это обработанные выходные данные, навигационная информация, сведения о глубине, комментарии и так далее. 4. Выберите первоначальный номер галса. 5. Введите максимальный размер каждого воспроизводимого файла. 6. Кликните кнопку [ОК]. За дополнительной информацией обращайтесь к диалоговому окну 'Запись'. Включение записи Для включения записи используйте поле Галс в строке текущего состояния. 1. Установите курсор на поле Галс. 2. Нажмите левую кнопку мыши. Номер галса увеличится на единицу и поле Галс будет отображаться красным цветом. За дополнительной информацией о поле Галс обращайтесь к диалоговому окну 'Строка текущего состояния'. Отключение записи Для отключения записи кликните поле Галс еще раз. Восстановился первоначальный цвет. 65 Воспроизведение При воспроизведении записанного сигнала период зондирования не ограничивается скоростью звука в воде. Следовательно, при воспроизведении возможна более высокая скорость зондирования, чем во время нормальной работы. Воспроизведение запускается следующим образом: 1. Выберите пункт Управление в меню Файл. Отметьте появление диалогового окна 'Управление'. 2. Кликните кнопку 'Воспроизведение'. 3. Кликните кнопку 'Файлы...' Отметьте появление диалогового окна 'Воспроизведение'. 4. Выберите каталог с помощью стандартного диалогового окна для выбора файла. 5. Кликните на файле(ах), который необходимо повторно воспроизвести. Отметьте, что выбранные файлы появляются в окошке с перечнем Выбранные файлы. 6. Кликните окошко 'Цикл', если хотите циклически воспроизводить выбранный файл(ы) от начала до конца бесконечно. 7. Кликните окошко 'Сохранить Выходные Данные', если хотите записывать файл(ы) в обработанном формате в процессе воспроизведения. Файлы сохраняются с тем же именем и в том же месте, что и файлы необработанных данных, но с файловым расширением *.ОUT 8. Кликните кнопку [ОК] для возврата в диалоговое окно 'Управление'. 9. В диалоговом окне 'Управление' кликните кнопку [ОК] для запуска воспроизведения. Если вы был выбран режим 'Цикл', воспроизведение остановится, когда будет обработан последний записанный период зондирования. 5. СПРАВОЧНЫЙ ПУТЕВОДИТЕЛЬ Введение Эта глава подробно описывает меню и диалоговые окна. • Главное Меню • Диалоговые окна 5.1. Главное меню Главное меню содержит следующие пункты: 5.1.1. Файл 5.1.2. Вид 5.1.3. Опции 5.1.4. Установка оборудования 5.1.5. Шаг 5.1.6. Справка Примечание. Ряд диалоговых окон доступны непосредственно при использовании правого клика на некоторых полях дисплейного изображения. 66 Файл Меню Файл содержит параметры управления излучением, команды для принтера и ввода комментариев. Вид Команды этого меню позволяют вам изменять расположение эхограмм на дисплее и показывать предысторию эхограмм. Опции Меню Опции содержит команды для основных настроек эхолота. Установка оборудования Это меню позволяет изменять установки приемопередатчика, навигационные параметры, параметры окружающей среды и согласование с датчиками. Шаг! В пошаговом режиме посредством левого клика на команде 'Шаг' подается команда излучить в данный момент времени один зондирующий импульс. Эта команда не активизирует какие-либо отдельные меню или диалоговые окна. Более подробно см. диалоговое окно 'Управление'. Справка Левый клик активизирует оперативную подсказку. 5.2. Диалоговые окна Введение Следующие главы подробно описывают все диалоговые окна, используемые в эхолоте 81ттйЕ860. Диалоговые окна представлены в алфавитном порядке: • Воспроизведение • Выбор Рыбы • Вывод Глубины • Датчик Вертикальной Качки • Датчик Температуры • Донный Диапазон • Дополнения к навигационному интерфейсу • Дополнительные сведения о приемопередатчике • Заводские Настройки • Запись • Комментарий • Компоновка • Кошельковый Невод • Навигационный Интерфейс • Настройка Параметров Печати • Настройки Приемопередатчика • Настройка RS232 67 • • • • • • • • • • • • • • • Обнаружитель Дна Окружающая Среда Поверхностный Диапазон Предыстория Принтер и Предыстория Траектория Эхосигнала Траловый Интерфейс Траловый Диапазон Управление Установка Приемопередатчика Цветовая Шкала Эхограмма Язык В1500 1Р адрес Воспроизведение Функция Запись записывает необработанный сигнал с акустического преобразователя на внутренний жесткий диск или другое записывающее устройство. Этот записанный сигнал может потом вводиться в программу обработки эхолота, как если бы он поступал непосредственно от приемопередатчика (Воспроизведение). Диалоговое окно 'Воспроизведение' доступно из диалогового окна 'Управление' при клике мышью на кнопке 'Файлы'. Диалоговое окно 'Запись' (доступно из меню Файл) регулирует процесс записи необработанного сигнала на жесткий диск, в то время как диалог 'Воспроизведение' управляет считыванием этого сигнала в программу обработки эхолота. Выбор Рыбы Диалоговое окно 'Выбор Рыбы' доступно из меню Установка оборудования. Настройки в этом диалоговом окне позволяют вам вручную изменять распределение рыб по размеру. Если в изображении Одиночных Эхосигналов появляется неточная информация или информация не соответствует действительному улову, числовые значения могут быть откорректированы. Выберите породу рыбы, которую ловите или предполагаете ловить, затем отрегулируйте размер. 68 Вывод Глубины Диалоговое окно 'Вывод Глубины' вызывается из диалоговых окон 'Датчик Вертикальной Качки', 'Траловый Интерфейс' и 'Навигационный интерфейс'. Эти окна, в свою очередь, доступны из меню Установка оборудования. Окно 'Вывод Глубины' позволяет управлять выводом данных о глубине. Вывод глубины – Установите галочку в этом окошке для включения вывода глубины. Донный диапазон Диалоговое окно 'Донный Диапазон' открывается, если вы кликните правой кнопкой мыши на поле диапазона в изображении Эхограмма и Диапазон при работе с эхограммой Донного Диапазона. Другие виды эхограмм описаны в диалоговом окне 'Эхограмма'. 'Диапазон' - этот параметр задает диапазон вертикальных глубин от края до края эхограммы. 'Стоп Относительно Дна' - этот параметр задает смещение нижней границы эхограммы по глубине относительно обнаруженного дна, при положительных значениях вниз Примечание. Также можно изменять диапазон, используя колесико мышки 69 Заводские Настройки Диалоговое окно 'Заводские Настройки' доступно из меню Опции. Оно не предоставляет конкретные параметры, а только позволяет подтвердить выбранную функцию. Эта функция обычно используется только когда необходимо возвратить эхолот в прежнее состояние после длительного использования или, если были допущены ошибоч ные установки в меню или диалоговых окнах, которые нужно быстро исправить. При выборе этой функции, в первую очередь, будет остановлена работа эхолота. Во-вторых, все персональные настройки, которые были введены, будут удалены. Это включает все выбранные для работы параметры, а также те изменения, которые вы произвели с компоновкой экрана эхолота. Не будут затронуты настройки, выполненные для системы обмена информацией (линии последовательной передачи) и инсталляции (приемопередатчики и акустические преобразователи). Единственный способ восстановить рабочие настройки — это ввести их все еще один раз. В-третьих, эхолот перезапускается, используя настройки, выбранные 8'ипгай по умолчанию. Они считаются типовыми, и это те же самые настройки, что и при первом включении эхолота. Запись Функция Запись/Воспроизведение записывает необработанные данные приемопередатчика на внутренний жесткий диск. Записанный сигнал может потом вводиться в программу обработки эхолота, как если бы он поступал непосредственно от акустического преобразователя. Диалог 'Запись' доступен из меню Файл. Он управляет записью необработанного сигнала на жесткий диск. Диалоговое окно 'Воспроизведение' (доступно из диалогового окна 'Управление') управляет считыванием этого сигнала в программу обработки данных эхолота 70 Обнаружитель Дна Диалоговое окно 'Обнаружитель Дна' откроется, если вы кликните правой кнопкой мыши на числовом значении глубины в изображении Заголовка на экране дисплея. Оно используется для установки наиболее правдоподобных верхнего и нижнего пределов глубины, которые будут использоваться в процессе работы эхолота. Эти пределы могут быть использованы для достижения "захвата дна" по глубине как только эхолот начинает излучать звуковые импульсы. Эхолоту необходим этот захват для определения точной глубины и слежения за ней во время работы, даже если глубина изменяется непрерывно. Это диалоговое окно используется также для установки тревожной сигнализации оповещающей о превышении максимального или минимального значения. 71 Параметры 'Минимальная Глубина' - обнаружитель дна начинает поиск донного эхосигнала с этой глубины. Обнаружитель не сработает на мелководье, если вы выберете слишком большое значение глубины, а хвост излучаемого импульса может вызвать проблемы, если будет установлено слишком маленькое значение. 'Максимальная Глубина' - поиск донного эхосигнала продолжается вниз до этой глубины всякий раз, когда теряется донная трасса. Введите немного большее значение глубины, чем наиболее глубокое место, которое вы предполагаете обследовать для того, чтобы избежать раздражающе длинных интервалов зондирования каждый раз, когда теряется донная трасса. Значение глубины 0 или меньшее, чем минимальная глубина, отключает обнаружитель дна. 'Сигнализация Потери Дна' - Сигнализация включается всякий раз, когда теряется донная трасса. Сигнализация представляется в виде сообщения в Строке текущего состояния и в виде звукового сигнала. 'Сигнализация Мин. Глубины' - Сигнал опасности включается всякий раз, когда глубина обнаруженного дна меньше, чем выбранный порог сигнализации. Предостережение представляется в виде отображаемого во временном окне сообщения и в виде звукового сигнала. 'Сигнализация Макс. Глубины' - Сигнал опасности включается всякий раз, когда глубина обнаруженного дна превышает порог сигнализации. Предостережение представляется в виде сообщения на экране дисплея и в виде звукового сигнала. Если значение глубины установлено в О, то эта функция блокируется. 'Мин. Уровень Обратного Спуска' - После получения обнаружителем дна предполагаемой глубины обнаруженная глубина автоматически корректируется путем пошагового возврата назад до достижения выбранной вами величины. Это позволяет эхолоту ЕS60 подтвердить, что определена точная глубина дна. Если величина, которую вы ввели, слишком большая (близкая к 0 дБ), корректировка будет незначительной. Значение по умолчанию составляет 50 дБ. 'Сглаживание Дна' - если донная трасса потерява, обнаруженная глубина дна повторяется максимум три последовательных цикла зондирования. 'Альтернативный Обнаружитель Дна' - этот обнаружитель дна похож на алгоритм обнаружителя дна эхолота Simrad ЕS380. Эта функция может быть полезна в ситуации с крутым уклоном дна. Окружающая Среда Диалоговое окно 'Окружающая Среда' доступно из меню Установка оборудования. Большинство эхолотов градуируется для скорости звука 1500 м/с. Если ЕS60 используется совместно с другими эхолотами, то полезно установить в такую же скорость звука, чтобы получать идентичные отсчеты глубины. 'Соленая вода/Пресная Вода' - потери распространения благодаря поглощению намного больше в морской воде, чем в пресной воде. Поэтому правильная компенсация этих потерь зависит от знания эхолотом типа окружающей воды. 'Скорость Звука' - для точного измерения глубины дна должна быть введена соответствующая скорость звука. Обычно 1470 м/с является оптимальным средним значением. Поверхностный Диапазон Диалоговое окно 'Поверхностный Диапазон' открывается, если кликнуть правой кнопкой мыши на поле диапазона в изображении Эхограмма и Диапазон при работе с эхограммой Поверхностного Диапазона. Другие виды эхограмм описаны в диалоговом окне 'Эхограмма'. 'Диапазон' - этот параметр задает диапазон вертикальных глубин от края до края эхо граммы. 'Старт Относительно Поверхности" - этот параметр задает глубину верхней границы эхограммы относительно рабочей поверхности акустического преобразователя. 73 Обратите внимание, что вы также можете изменять диапазон, используя колесико мыши. Это описано в главе «Кадры эхосигналов». Предыстория Диалоговое окно 'Предыстория' доступно из меню Вид. Оно отображает изображения эхограмм сохраненных ранее в процессе обычной работы эхолота. Эта функция значительно уменьшает потребность в распечатке эхограмм на бумаге. Воспроизведение осуществляется в отдельном окне, а эхолот нормально работает в фоновом режиме. Смотрите диалоговое окно 'Управление' для дополнительной информации о сохранении эхограмм. Эхограммы за прошедший период времени могут быть просмотрены с помощью линейки прокрутки в нижней части диалога: изображение самой старой эхограммы при прокрутке влево, изображение самой новой эхограммы при прокрутке вправо. Если нужно напечатать текущее изображение, кликните кнопку в правом нижнем углу, а последовательность эхограмм, кликните кнопку со знаком +. Эхограммы, хранящиеся в файлах предыстории, доступны на жестком диске в *.ВМР формате. Для этого в процессе инсталляции создается каталог: с:\Е860\Ы81огу. Запись, просмотр и распечатка информации в виде предыстории описываются в главе «Рабочие процедуры». Принтер и Предыстория Диалоговое окно 'Принтер и Предыстория' позволяет вам управлять выводом информации на входящий в систему цветной принтер. Диалог вызывается посредством команды 'Печать' в меню Файл. ИТОГО ЗА СЕМЕСТР __________________________40 ЧАСОВ____________ Занятие №21 Практическая работа №5 2/42 74 Тема : Отработка навыков эксплуатации эхолота “ SIMRAD ES60“ Занятие №22 Практическая работа №6 2/44 Тема : Ознакомление с панелью управления гид-ра “Simrad”SR240 (стр35-59) Описание гидролокатора SR240 Многолучевой гидролокатор дальнего действия SR240 фирмы Simrad (Норвегая) имеет сферическую антенну, обеспечивающую возможность получения информации о подводной обстановке с любого направления нижней полусферы. Он может работать и как однолучевой, и как гидролокатор одновременного секторного или кругового обзора, а также эхолот. Цветной монитор и встроенный компьютер обеспечивают большую наглядность представления информации, реализацию широкого набора режимов работы гидролокатора и гибкость управления этими режимами. Рис.21 Гидролокатор SR240 Основные характеристики гидролокатора SR240: 75 1. Рабочая частота гидролокатора 23,75 кГц. 2. Минимальный диапазон 200 м, максимальный - 6400 м. 3.Дальность обнаружения подводных объектов с силой цели 0 дБ достигает при благоприятных условиях 3000 м. 4.Ширина характеристики направленности в режиме приема 12°х 12°, в режиме излучения 12°*12° или 12°х360°. 5. Электронный наклон веера характеристик направленности обеспечивается от + 10° до минус 90°. Организация экрана Для отображения эхо-сигналов в зависимости от их интенсивности используется 32-цветная палитра. Гидроакустическая и служебная информация представляется на цветном мониторе с размером диагонали 20". Кроме того в секторе от 11 до 99 градусов (с ориентацией в любом азимутальном направлении) обеспечивается звуковая индикация - аудиоканал эхо-сигналов на частоте от 689 до 1033 Гц. В левой части экрана отображается видеограмма основного (в проекции на горизонтальную плоскость) или комбинированного (в горизонтальной и вертикальной плоскостях) изображения подводной обстановки. По углам видеограммы указывается цифровая информация: В левом верхнем углу: - угол наклона характеристики направленности и диапазон его изменения (в некоторых режимах указан в цифровой форме непосредственно над символом судна). В левом углу: - курсовой угол места, помеченного курсором, дистанция и глубина. 76 В левом нижнем: - курс, дистанция и скорость подводного объекта в режиме автосопровождения. В правом нижнем: - курс, дистанция и скорость косяка в режиме ручного сопровождения. Правая часть экрана в виде таблицы разделена натри области (сверху вниз): в верхней области указаны: - диапазон действия гидролокатора, курсовой угол аудиоканала и усиление гидролокатора; средняя область содержит основное и систему дополнительных меню, а также параметры настройки; в нижней области указаны - курс и скорость судна, а также дата. .Режимы работы Возможны девять различных режимов отображения, обеспечивающих пользователю широкий выбор вариантов применения прибора: 1) Нос вверх. 2)Север вверху. 3)Истинное движение. 4)180° по горизонту / аудио канал. 5)180° по горизонту / эхолот. 6)180° по горизонту / 180° по вер гикали. 7)270° по горизонту / 90° по вертикали. 8)Круговой обзор / 180° по вертикали. 9)Круговой обзор / 90° по вертикали / эхолот. Выбор режима выполняется посредством электронного меню. Для этой цели в поле меню есть подменю для выбора режима работы (MODE). В режиме НОС ВВЕРХ (BOW UP) символ судна расположен неподвижно в центре экрана, при этом изображение носа судна направлено вверх (рис. 22). Рис.23. НОС ВВЕРХ (BOW UP) Индикация эхо-сигналов может охватывать диапазон 360° вокруг судна и при установке режима КРУГОВОЙ ОБЗОР (OMNI) все эхосигналы будут корректироваться для каждой посылки. Расстояние от символа судна до границы круга с отметками эхо-сигналов равно выбранному диапазону. Перемещение эхо-сигналов по экрану учитывает курс и скорость судна и собственное движение целей. На рис. 23 представлен режим НОС ВВЕРХ с рыбным косяком в ручном и автоматическом режиме слежения за целью. Данные ручного слежения за целью видны в ниж- 77 ней правой стороне поля эхосигналов, а данные автоматического слежения за целью - в нижней левой стороне. В режиме СЕВЕР ВВЕРХУ (NORTH UP) направление на истинный север всегда ввер.ч, а символ судна неподвижен в центре экрана, при этом нос судна направлен но курсу судна (рис. 24). Эхо-сигналы будут также перемещаться здесь по экрану соответственно курсу и скорости судна, и как видно на рисунке, за судном и целью могут отображаться соответствующие линии курса. Курс и скорость судна, а также дата и время, указаны в нижней части поля меню. Рис.24. СЕВЕР ВВЕРХУ (NORTH UP) Индикатор угла наклона отображается в верхнем левом углу. Пеленг, дистанция и глубина, соответствующие крестику перемещаемого курсора, отображаются вверху в правой стороне поля эхо-сигналов. В режиме ИСТИННОЕ ДВИЖЕНИЕ изображение привязано к географическому местоположению с истинным севером вверху (рис. 25). Символ судна движется по экрану согласно показаниям курса и скорости. Все эхо-сигналы всегда находятся в правильном положении относительно судна и их перемещения на экране будут истинным воспроизведением перемещений целей в воде. Рис. 25. ИСТИННОЕ ДВИЖЕНИЕ При выборе функции ЦЕНТР ДИСПЛЕЯ (DISPLAY CENTRE). Когда символ судна окажется у края экрана, он будет автоматически перемещен в центр или в положение, определяемое кнопкой ЦЕНТР ДИСПЛЕЯ (DISPLAY CENTRE). Это положение восстанавливается в центре экрана всякий раз, когда меняется режим. 78 В режиме "180° по горизонту / аудио канал"(180°/AUDIO) в верхней половине экрана отображается сектор 180° по носу судна, а нижняя часть используется для записи аудио канала (рис.26). Рис. 26. Режим отображения информации "180° по горизонту / аудио канал"(180°/AUDIO) Аудио канал .представляется в виде непрерывной белой линии в горизонтальной плоскости и может разворачиваться в любом направлении. Записанные эхо-сигналы - это непосредственная копия эхо-сигналов под белой линией аудио канала. Поскольку аудио канал записывается за какой-то период времени, этот режим особенно удобен при обнаружении слабых эхо-сигналов в присутствии реверберации или шума. Запись последних 512 посылок хранится в памяти компьютера, даже если выбран другой режим. Это означает, что данную запись всегда можно воспроизвести при установке режима "180° по горизонту / аудио канал ". Следует учесть, что если установлен режим кругового обзора (OMNI), облучаемый сектор останется 360°, но воспроизведение будет только в секторе 180°. В режиме " 180° по горизонту / эхолот" (180° / ECHOSOUND) в верхней половине экрана отображается сектор 180° по носу судна, а нижняя часть используется для записи информации, поступающей с эхолота (рис. 27). Рис. 27. Режим отображения информации " 180° по горизошу / эхолот" (180° / ECHOSOUND) Это означает, что гидролокатор действует поочередно и как обычный гидролокатор, и как эхолот для каждой второйпосылки. Диапазон работы эхолота можно выбрать отдельно в меню. При установке данного режима нижняя часть экрана будет вначале темной, а затем запись будег выстраиваться на экране справа налево с сохранением последних 512 посылок. 79 В режиме "180° по горизонту/ 180° по вертикали" (180o/VERTICAL) в верхней половине экрана представлен сектор 180° по носу судна, а нижняя часть используется для представления информации в вертикальном разрезе (рис. 28). Таким образом, эхосигнал может быть представлен одновременно и в горизонтальном, и в вертикальном измерениях. Рис. 28. Режим отображения информации "180° по горизонту / 180° по вертикали" (1807VERTICAL) Пеленг вертикального разреза показан в горизонтальной плоскости белой линией аудио канала и может разворачиваться на любой угол с помощью ручки ручного наведения по горизонтали. Белая линия аудио канала отображает переднюю часть вертикального разреза в секторе 180° и всегда предварительно устанавливается справа в вертикальном отображении, в то время как задняя часть - слева. Диапазон вертикального разреза может быть выбран в меню подобно основным диапазонам гидролокатора или может быть установлен отдельно. Если выбранный диапазон вертикального разреза короче, чем диапазон гидролокатора, то вертикальный диапазон может быть представлен на горизонтальной картинке гидролокатора в виде белого круга, установленного в меню КОСМЕТИКА (COSMETICS). В дополнение к обычному индикатору наклона угол наклона также изображается на вертикальном разрезе двумя белыми линиями. Таким способом легко можно выбрать оптимальный угол наклона 'по эхо-сигналам в вертикальном разрезе и получить наиболее четкий рисунок эхо-сигнала в горизонтальном отображении. Режим "270° по горизонту / 90° по вертикали" (270°/VERTICAL) специально предназначен для ведения кошелькового лова. В этом режиме половина вертикального разреза отображается в нижнем леном углу при обычном замете невода по правому борту (рис.29). Если замет невода должен выполняться по левому борту, половина вертикального разреза будет отображаться в нижнем правом углу. Рис.29. Режим отображения информации "270° по горизонту / 90° по вертикали" (2707VERTICAL) 80 С помощью такого режима отображения легко поддерживать контакт с косяком как при вертикальном, так и при горизонтальном представлении информации, а также легко определять размерное распределение косяка. Положение косяка относительно дна - это еще одна важная информация в данном режиме отображения. На рис. 29 представлен типичный пример ситуации лова посредством кошелькового невода. При отображении в горизонтальной плоскости виден круг невода, а также линия курса цели и судна. Верхний квадратный маркер указывает положение, где начался замет невода, а нижний квадратный маркер указывает положение половины невода. В верхнем правом углу указан основной диапазон, который составляет 400 м. Диапазон вертикальною разреза в данном примере составляет 200 м. На разрезе представлено детальное отображение косяка и дна. Нижняя штриховая линия указывает общую глубину невода, а вертикальная линия слева - глубину погружения невода. Режим "Круговой обзор / 180° по вертикали" (OMNI/VERTICAL) специально предназначен для ведения тралового лова и обеспечивает полное представление о ситуации лова как в горизонтальной, так ив вертикальной плоскостях Рис. 30. Режим отображения информации "Круговой обзор /180° по вертикали" (OMNI/VERTICAL) Пеленг вертикального разреза на правой стороне такой же, как и в режиме "180° по горизонту / 180° по вертикали ", и обозначается белой линией аудио канала. Разрез на левой стороне в этом режиме обозначен пунктирной линией (длинный пунктир). Этот левосторонний разрез можно установить с помощью кнопки ОРУДИЕ ЛОВА (GEAR) таким образом, что он будет 180-градусным продолжением линии аудио канала или будет привязан к символу трала. На рис.30 дан типичный пример пелагического тралового лова. В данном случае вертикальный разрез с правой стороны привязан к рыбному косяку, а разрез с левой стороны - к символу трала. Вертикальное раскрытие трала изображено двумя штрихпуиктирными линиями в вертикальном представлении информации. Обычный индикатор наклона здесь заменен цифровой индикацией в центре в верхней части дисплея, обеспечивая тем самым больше пространства для отображения эхо-сигналов. Режим "Круговой обзор / 90° по вертикали / эхолот" (OMNI/ECHOSOUND) специально предназначен для ведения тралового лова, но в этом режиме вертикальный разрез с привязкой к тралу заменен на запись информации, поступаюшей с эхолота (рис. 31). Это обеспечивает более точную индикацию глубины в том случае, когда 81 луч гидролокатора отклоняется вследствие рефракции. Рис. 31. Режим отображения информации "Круговой обзор / 90° по вертикали / эхолот (OMNI/ECHOSOUND) Для того, чтобы получить представление о косяке с помощью эхолотной записи, судно должно пройти над целью. На рис.31 дана типичная ситуация пелагического тралового лова, где установлен автоматический режим наклона. Жирная точка впереди по курсу косяка показывает прогнозируемое через 8 мин положение косяка; установка этой опции выполняется в подменю ДВИЖЕНИЕ (MOVEMENT). Ниспадающая линия в записи эхолота показывает процесс погружения трала. Содержание подменю для косметики (COSMETICS) включает обычные функции ВКЛ/ВЫКЛ (ON/OFF) элементов служебной информации на экране (рис. 32). При установке всех функций этого меню в положение ON на экране отображаются следующие элементы служебной информации: 1) шкала курсовых углов (Bearing card); 2)картушка компаса (Compass card); 3)кольца дальности (Distance rings); 4)кольцо курсора (Cursor ring); 5)пеленг курсора (Cursor bearing); 6)маркер носа судна (Bow marker); 7)траектория движения (Course line); 8)минутные метки времени (Minute markers); 9)маркер ветра (Wind marker); 10) кольцо-диапазона вертикального разреза (Vertical ring). Рис.32. Содержание подменю для косметики (COSMETICS) ШКАЛА КУРСОВЫХ УГЛОВ (BEARING CARD) отображается белым цветом по краю круга с отметками эхо-сигналов с отсчетом углов относительно носа судна. Шкала имеет деления через каждые 10°. КАРТУШКА КОМПАСА (COMPASS CARD) также отображается по краю круга с отметками эхо-сигналов, но имеет желтый цвет. Поскольку положение картушки компаса связано с показаниями курса в нижнем правом углу и всегда зависит от правильной регулировки и наличия связи с гирокомпасом, отсчеты по этой шкале никогда не следует применять для целей навигации. КОЛЬЦА ДАЛЬНОСТИ (DISTANCE RINGS) изображены в виде белых пунктирных колец на горизонтальных картинках и в виде белых пунктирных линий на вертикальных кар- 82 тинках. Кольца и линии дальности делят весь рабочий диапазон на четыре части, что облегчает оценку дальности или глубину до цели. КОЛЬЦО КУРСОРА (CURSOR RING) представляет собой желтый пунктирный круг с радиусом, равным дистанции до желтого крестика курсора. Размер кольца будет меняться при манипулировании джойстиком курсора и тогда его можно использовать для измерений дистанции. ПЕЛЕНГ КУРСОРА (CURSOR BEARING) - это желтая линия от символа судна через желтый крестик курсора; может использоваться для измерений пеленга. МАРКЕР НОСА СУДНА (BOW MARKER) - это белая пунктирная линия, которая является продолжением по носу или направлением движения судна. Этот маркер очень удобен как визир при маневрировании судна. ТРАЕКТОРИЯ ДВИЖЕНИЯ (COURSE LINE) - это линия, которая отражает процессы движения судна и целей в виде траектории движения за символом. Протяженность линии курса зависит от маневрирования символа. Для стирания этой линии ее" необходимо "отключить" в этом меню. МИНУТНЫЕ МЕТКИ ВРЕМЕНИ (MINUTE MARKERS) показаны в виде маленьких кружков на траекториях судна и целей. При работе в режиме эхолота или режиме аудио канала они изображаются в виде маленьких линий в верхней части эхограмм. МАРКЕР ВЕТРА (WIND MARKER) показан в виде стрелочки по краю круга с отметками эхо-сигналов. Эту стрелку можно подстраивать вручную в меню WIND DATA (ДАННЫЕ О ВЕТРЕ) для указания направления ветра или течения или можно установить автоматический режим при подключении к гидролокатору судового датчика ветра. КОЛЬЦО ДИАПАЗОНА ВЕРТИКАЛЬНОГО РАЗРЕЗА (VERTICAL RING) показывает выбранный диапазон для вертикального разреза в виде белого круга на горизонтальной картинке. Это обеспечивает индикацию максимальной дистанции, на которой может отображаться цель в вертикальном разрезе. 83 Организация правой части экрана 84 Занятие №23 Практическая работа №7 2/46 Тема: Отработка навыков эксплуатации гидр-ра “Simrad” Занятие №24 Контрольная работа №1 2/48 Занятие №25 Лекция 2/50 Раздел 3. Технические основы, узлы и блоки аппаратуры контроля параметров орудий лова Тема 3.1. Классификация траловых зондов. Зонды с кабельной линией связи (проводной) У любого тралового зонда датчики, с помощью которых получают информацию, располагаются на трале, а регистрирующая аппаратура размещается на борту судна. Поэтому классификацию траловых зондов удобно проводить по двум основным признакам:  по принципу получения информации  и по способу передачи информации на борт судна. По принципу получения информации траловые зонды подразделяются на  зонды гидростатического типа  и зонды гидролокационного типа. По способу передачи информации на борт судна траловые зонды подразделяются также на два типа:  зонды с кабельной линией связи (проводной)  и зонды с гидроакустической линией связи (бескабельной). Гидростатические зонды способны выдавать информацию лишь о глубине погружения орудия лова и о температуре воды в зоне действия орудия лова. Информация о глубине добывается с помощью датчиков давления, а информация о температуре воды — с помощью термочувствительных датчиков: терморезисторов, транзисторов, пьезоэлементов. В зондах гидростатического типа информация от траловых датчиков на борт судна передается по гидроакустической линии связи. В силу своей малоинформативности зонды гидростатического типа широкого распространения не получили. Если они и находят применение, то исключительно на кошельковом лове рыбы для определения глубины погружения невода. Траловые зонды гидролокационного типа дают более богатую информацию для осуществления прицельного траления, поэтому они и получили самое широкое распространение в морском рыбном промысле в нашей стране и за рубежом. Большая часть информации у зондов гидролокационного типа добывается за счет эхозондирования водного пространства в зоне действия орудия лова. Зонды гидролокационного типа могут иметь либо кабельную, либо гидроакустическую линию связи между траловым и бортовым устройствами. Гидролокационные зонды с гидроакустической линией связи представляют собой автономные гидроакустические средства, в то время как их собратья с кабельной линией связи могут быть и автономными, и неавтономными средствами, выполняемыми в виде приставок к рыболокаторам. Принцип действия гидролокационных траловых зондов с кабельной линией связи Рассмотрим сначала принцип работы неавтономного тралового зонда. Такой зонд состоит из траловой антенны 4, кабеля связи 5, кабельной лебедки 6 и блока управления 7 (рис.33). В качестве усилителя эхосигналов 1, генератора посылок 3, устройств отображения информации 2 используются соответствующие устройства рыболокатора. В блоке управления предусматривается задание одного из трех режимов работы: режим поиска рыбы, когда рыболокатор, как обычно, осуществляет эхозондирование через свою штатную ан- 85 тенну 8; режим тралового зонда, когда рыболокатор ведет эхозондирование через траловую антенну зонда; режим совместной работы рыболокатора и тралового зонда, при котором эхозондирование ведется через посылку то с помощью антенны тралового зонда, то штатной антенны рыболокатора. Рис.33. Принцип работы неавтономного тралового зонда с кабельной линией связи. Траловая антенна крепится на верхней подборе трала обычно так, чтобы эхозондирование велось вниз от трала. При отдаче трала кабель связи с помощью кабельной лебедки травится синхронно с ваерами. Кабель связи одним концом через герметичный разъем соединяется с траловой антенной, а другим — через скользящие контакты на кабельной лебедке с блоком управления, через который в зависимости от заданного режима работы К усилителю и генератору рыболокатора подключается либо штатная днищевая антенна, либо траловая антенна. Кабель связи представляет собой медную жилу в эластичной изоляции, поверх которой навита стальная оплетка — броня, придающая кабелю прочность. Как видно, в работе усилителя, генератора, устройств отображения информации у рыболокатора, по сути, ничего не меняется и при включении режима тралового зонда: когда в самописце рыболокатора перо проходит нуль шкалы глубин, как всегда, запускается генератор, происходит излучение зондирующего импульса ко дну моря, а на перо самописца поступает напряжение нулевой отметки. Но нулевая отметка теперь будет означать верхнюю подбору трала: все расстояния в режиме тралового зонда измеряются относительно верхней подборы. После линии верхней подборы на эхограмме будут наблюдаться эхотрассы от нижней подборы и дна моря, рыбы ниже трала и между подборами, в устье трала (рис.34,а). Рис.34. Эхограммы неавтономного тралового зонда с кабельной линией связи: а-в режиме тралового зонда; 6 — в совместном режиме 86 Так как все расстояния регистрируются относительно верхней подборы трала, то неизбежны искажения в записях рельефа дна на этапах спуска и подъема трала: эхотрасса дна резко поднимается к нулевой линии при спуске трала (расстояние между тралом и дном быстро уменьшается) и резко опускается вниз (расстояние между тралом и дном быстро увеличивается). По эхограмме зонда контролируется отстояние трала от дна, вертикальное раскрытие трала (расстояние между подборами), попадание рыбы в трал (записи между подборами). В режиме совмещенной работы рыболокатора и тралового зонда, когда циклы излученияприема следуют через одну посылку то через штатную днищевую антенну рыболокатора, то через траловую антенну зонда, на эхограмме самописца попрежнему будет наблюдаться нулевая линия, но только теперь она будет иметь двойной смысл: она же и днище судна, она же и верхняя подбора трала. Дополнительно на эхограмме появится эхотрасса дна, полученная через днищевую антенну, и эхотрассы косяков под днищем судна (рис 34,6). Эхограмма в совместном режиме получается более информативной, но и более сложной и расшифровка ее требует определенного опыта. В некоторых типах неавтономных зондов с кабельной линией связи предусматривается эхозондирование вверх и вниз от трала. В этом случае в режиме зонда на эхограмме будет наблюдаться нулевая линия 1 (верхняя подбора), нижняя подбора 2, эхотрассы дна 4 и поверхности моря 5, эхотрассы косяков рыб ниже трала 5 и в устье трала 6 (рис. 35). Рис.35. Эхограмма неавтономного тралового зонда с кабельной линией связи при эхозондировании вверх и вниз от трала (А — спуск трала; В — подъем трала) При этом по конфигурации эхотрасса дна будет противоположной эхотрассе поверхности моря и отличить их друг от друга проблем не вызывает. Автономные траловые зонды с кабельной линией связи отличаются от неавтономных тем, что имеют в комплекте собственные усилитель эхосигналов, генератор посылок и устройства отображения информации, в качестве которых выступают либо регистраторы (самописцы), либо электронные индикаторы с цветным изображением эхосигналов, дающие электронные эхограммы. Такие зонды не требуют для своей работы наличия рыболокатора. Как следует из изложенного, траловые зонды с кабельной линией связи — это, по сути, те же рыболокаторы, но только с антеннами, вынесенными на трал. Зонд ИГЭК--УМ, ИГЭК-УМ — сетный зонд с кабельной линией связи — предназначен для измерения глубины хода трала (или состояния верхней его подборы от грунта), вертикального раскрытия всех типов тралов и фиксирования рыбы в устье и в зоне трала. Зонд работает совместно с судовыми гидроакустическими приборами («Сарган», «Прибой 101», SR240,Furuno и др.), применяют его на средне- и крупнотоннажных судах. В состав зонда входят акустическая антенна, кабель связи, переключающее устройство (коммутатор), кабельная лебедка с пультом управления. Акустическую антенну (траловый блок) устанавливают на трале (рис.36) и подключают коммутатором к эхолоту (гидролокатору) вместо судовой антенны. В этом случае сфориро- 87 ванный высокочастотный импульс от генератора эхолота поступает на антенну зонда, а эхо-сигнал от антенны — на усилитель эхолота. Диапазон, длительность и мощность зондирующего импульса устанавливаются с самописца эхолота. Антенна в ИГЭК-УМ — магнигострикционная, стержневого типа, ее помещают в корпус из стеклопластика, закрываемый с тыльной стороны крышкой. Обмотка антенны через герморазъем связана с кабелем. Максимальная глубина погружения 1500 м. Масса антенны для 19,7 и 25,5 кГц соответственно 32 и 24 кг. Рис. 36. Антенна зонда ИГЭК-УМ, установленная на трале: /, 2, 4, И — элементы крепления; 3 — дель; 5 — муфта; 6 — уздечка; 7 — штанга; в— антенна; 9 — корпус (щиток); 10 — отверстие для крепления; 12 — разъем В ИГЭК-УМ вместо описанной антенны можно применять гидроакустический траловый блок типа «Агат». Антенна в блоке пьезокерамическая, выполненная в полиуретановой оболочке, работает на частотах 19,7 и 25,5 кГц с ДН 30 или 35°, максимальная глубина ее погружения 2000 м, дальность регистрации грунта до 1000 м. Антенну помещают в корпус из пластика, масса антенного блока 20 и 16 кг для частот 19,5 и 25,5 кГц. Для связи антенны с генератором и индикатором гидролокатора или эхолота применяют кабель различных марок, отличающийся диаметром и длиной, —-«Рыбацкий» (одножильный кабель длиной 3600 м и диаметром 5,5 мм); КАБД4 (2200 м и 8,4 мм); КАБД-ФМ-2 (3600 м и 6,2 мм). С блоком «Агат» используют кабель типа KIT длиной до 4000 м. В блоке есть предварительный усилитель эхо-сигналов, однако «Агат» может работать и без усилителя, если на судне нет блока питания. Траловый блок можно устанавливать на трале излучающей поверхностью вверх или вниз. Переключающее устройство предназначено для подключения к судовому эхолоту (гидролокатору) антенны ИГЭК-УМ или штатной антенны эхолота. Переключающее устройство выполнено в виде коробки с открывающейся крышкой. На переднюю панель выведены два переключателя: верхний для коммутации антенн на два положения («Судно», «Трал»); нижний для регулировки усиления эхо-сигнала, приходящего от антенны ИГЭКУМ. Кабельная лебедка с пультом управления состоит из сварной станины, барабана с токосъемником, редуктора, кабелеукладчика и электродвигателя с встроенным дисковым тормозом. Управление лебедкой дистанционное. При спуске, выборке трала и во время траления лебедка работает автоматически без перегрузки двигателя, что обеспечивается включением соответствующих органов управления в пульте управления. Пульт управления представляет собой коробку с откидной крышкой, на которой укреплена инструкция по эксплуатации. На переднюю панель выведены следующие органы управления и сигнализации: контрольная лампа «Сеть», кнопочные выключатели «Подбирать медленно» и «Стоп», тумблер на два положения («Заторможено» и «Расторможено»), 88 четыре кнопочных выключателя с контрольными лампами для поддержания определенного натяжения кабеля. Зонд ИГЭК-супер. В 1986 г. разработан новый зонд с кабельным каналом связи, подобный зонду ИГЭК-УМ, но более совершенный. Он предназначен для установки на крупнотоннажных судах рыбопромыслового флота и может эксплуатироваться на повышенных скоростях траления (до 7 уз). Зонд рассчитан на совместную работу с рыбопоисковыми приборами «Сарган», «Сарган ЭМ», «Прибой 101», SR240, Furuno и другими с подобными рабочими частотами. Технические характеристики зонда ИГЭК-супер Рабочая частота в зависимости от комплектации 19,7 или 25,5 кГц Дальность обнаружения грунта (ил, песок) . . 1000 м Максимальная глубина траления . . . . . . . 2000 м м Дальность обнаружения цели (ЛЭнв="-0>* ) не менее 150 м Диапазон регистрации вертикального раскры тия трала 5...90 м Масса тралового блока 16...20 кг Средний срок службы до текущего ремонта . . 3,5 года Полный срок службы 10 лет В состав тралового зонда входят траловый блок, кабельная лебедка с пультом управления, блок питания с коммутатором, кабель связи КП-30-90 или КГ1-55-90 диаметрами 6,3 и 9,4 мм. Траловый блок состоит из пьезокерамической антенны, предварительного усилителя и монтажных деталей для крепления к тралу. Антенна покрыта пенополиуретановым компаундом. Питание на предварительный усилитель подают по кабелю от бортового блока питания. Зонд может работать и без усилителя (как зонд ИГЭК-УМ, но с лучшими характеристиками). Разработаны два варианта конструктивного исполнения блока: с жесткозакрепленной и со стабилизированной антеннами. Корпус тралового блока с жесткозакрепленной антенной изготавливают из пластика, его масса 14,5 либо 10 кг в зависимости от рабочей частоты (соответственно 25,5 и 19,7 кГц). Крепление тралового блока примерно такое же, как и в ИГЭК-УМ. Применение пластика не только облегчает массу блока, но и делает его более прочным во время эксплуатации на промысле. На рис.37 показан второй вариант тралового блока со стабилизированной антенной. В антенне применена пассивная стабилизация, обеспечивающая вертикальную ориентацию ДН по отношению к поверхности моря, грунту, нижней подборе трала при различных режимах траления и установки на любых тралах. Рис.37. Траловый блок ИГЭКсупер: / — кабель; 2 — зажим; 3 — скоба; 4 — уздечка; 5 — гермораэъем; в — траловый блок; 7 — штанга; 8 — фал; 9 — фальшподбора; 10 — верхняя подбора; // — предохранитель; 12 — заклепка; 13 — бол 89 Подводный блок можно устанавливать на трале впереди него. Новый тип тралового блока обеспечивает быстрые съем и установку его на трале и возможность сохранности тралового блока при потере трала. В устройстве крепления блока есть предохранитель с заклейкой. При потере трала она срезается и блок освобождается от трала. Однако это возможно только в том случае, когда блок крепят впереди трала. Лебедка с электроприводом осуществляет автоматическую отдачу и выборку кабеля синхронно с ваерами при скорости отдачи ваеров до 4 м/с и выборки — до 3 м/с. Емкость барабана лебедки 6000 м для кабеля диаметром 6,3 мм и 2800 — для 9,4 мм. Мощность, потребляемая лебедкой, около 16 кВт. Блок питания с коммутатором служит для подключения зонда к судовым гидроакустическим приборам, а также для согласования выхода генератора и входа усилителя судовых гидроакустических приборов с кабельной линией. Согласование улучшает отношение сигнал/шум приемного тракта и устраняет запись шумов электрической лебедки на бумаге самописца. На передней стенке блока питания установлен переключатель «Зонд траловый — эхолот», который обеспечивает воспроизведение информации на самописце или электронном индикаторе от зонда либо от судового эхолота. Занятие №26 Лекция 2/62 Тема3.2. Принцип действия гидролокационных траловых зондов с гидроакустической линией связи Большой недостаток траловых зондов с кабельной линией связи заключается в наличии самого кабеля связи и кабельной лебедки, что вызывает определенные эксплуатационные неудобства (необходимость синхронизации работы траловой и кабельной лебедок во избежание порывов или запутываний кабеля связи при отдаче и выборке трала, случающиеся порывы кабеля из-за его изнашивания, уход за кабелем). Эти недостатки побудили конструкторов разработать бескабельные траловые зонды с гидроакустической линией связи. Для получения информации о глубине хода трала, его раскрытии, температуре воды, наличии рыбы в зоне действия трала у тралового зонда с гидроакустической линией связи на верхней подборе трала крепится измерительно-передающее устройство (ИПУ), имеющее;  две приемо-излучающие антенны эхолокации вверх и вниз,  излучающую антенну связи  и датчик температуры.  генератор эхолокации,  усилитель эхосигналов,  генератор связи,  синхронизатор,  схему выработки импульса температуры.  автономный аккумуляторный источник питания. Синхронизатор через определенные промежутки времени поочередно подключает к выходу генератора эхолокации и усилителю эхосигналов то верхнюю, то нижнюю антенны эхолокации и одновременно с этим подключением вырабатывает пусковые импульсы, запускающие генератор эхолокции. С помощью эхолокационных антенн поочередно через посылку осуществляется эхозондирование то вверх, то вниз от трала (рис. 38). 90 Рис.38. Принцип работы тралового зонда с гидроакустической линией связи: 1 — измерительно-передающее устройство; 2 — буксируемая антенна связи; 3 — днищевая антенна связи; 4 — регистратор сигналов; 5 — кабельная лебедка; 6 — прибор защиты от помех; 7 — пульт управления лебедкой; 8 — зарядное устройство; 9 — кабель-трос; 10, 11 — зондирующие импульсы вверх и вниз; 12 — эхосигналы; 13 — сигналы связи Для приема звуковой волны связи на судне устанавливается приемная антенна связи (буксируемая на выстреле за кормой или выстреливаемая за днище судна как у рыболокаторов горизонтального поиска), подключенная к усилителю-преобразователю, обычно входящему в состав регистратора сигналов . Занятие №27 Практическая работа №8 2/64 Тема: Ознакомление с панелью управления зонда “Furuno Траловый зонд FURUNO CN-14A Описание тралового зонда CN-14A Характеристики тралового зонда 1. Рабочая частота эхолотов верхнего и нижнего направлений 75 кГц. 2. Рабочая частота тракта связи 50 кГц. 3. Ширина характеристик направленности антенн эхолотных трактов и тракта связи 28°. 4. Длительность зондирующего импульса составляет 1 мс. 5. Рабочие диапазоны эхолота верхнего направления 10, 60, 120, 180, 280, 400, 500 и 600 м, эхолота нижнего направления - 5, 10,20, 40, 60, 120, 180 и 400 м. 6. Фазировка диапазонов эхолотов осуществляется в пределах от 0 до 650 м с шагом в 1 м. 7. Максимальная глубина погружения подводною блока 1800 м. 8. Подводный блок начинает работать, когда глубина его погружения превышает 10 м. 91 Организация экрана Траловый зонд CN-14A отображает на цветном дисплее  раскрытие трала,  положение трала относительно дна и поверхности моря,  заход рыбы в трал. Эхо-сигналы от рыб, поверхности моря, дна и нижней подборы отображаются 8 цветами в зависимости от их интенсивности па цветном дисплее с размером экрана по диагонали 14" (рис. 39). Рис. 39. Экран тралового зонда CN14A Основные органы управления режимов работы тралового зонда CN-14A 1. Переключатель MODE на следующие четыре положения предназначен для установки режимов отображения гидроакустической информации тралового зонда. а) В положении переключателя "↑ " на всю высоту рабочего поля дисплея выводятся эхо-сигналы верхнего направления зондирования тралового блока. б) В положении переключателя " ↓ " на всю высоту рабочего ноля дисплея выводятся эхо-сигналы нижнего направления зондирования тралового блока. в) В положении переключателя " ↑↓ " на верхнюю половину рабочего поля дисплея выводятся эхо-сигналы верхнего направления зондирования, а на нижнюю половину рабочего поля - эхо-сигналы нижнего направления зондирования тралового блока. В положении переключателя "↓↓" верхние 65% рабочего поли дисплея отводятся для комбинированного отображения гидроакустической информации верхнего и нижнего направлений зондирования. В этом режиме верхний край 92 рабочего поля совмещается с отметками эхо-сигналов от поверхности моря, а общая точка начала верхнего и начала нижнего направлений зондирования соответствует глубине нахождения тралового блока (верхней подборы трала). Такой режим позволяет оператору наблюдать процесс погружения трала на рабочую глубину и отслеживать вертикальные перемещения трала при маневрах судна и изменениях длины ваеров. Нижние 35 % рабочею поля дисплея отводятся в этом режиме для дополнительного отображения эхо-сигналов нижнего направления зондирования, например, для получения более крупного масштаба изображения. 2. Два переключателя, помеченные общим символом "││"', предназначены для независимого переключения диапазонов зондирования верхнего и нижнего направлений. Переключатель "↑ "в общем случае обеспечивает выбор диапазона верхнего направления зондирования, а в режиме ↓↓" - суммарный диапазон верхнею окна изображения. Выбор'диапазонов осуществляется в соответствии с табл. 1. Таблица 1 Позиция переключателя и соответствующий ему диапазон Позиция переключателя 1 2 3 4 5 6 7 Диапазон, м 10 60 120 180 280 400 500 8 600 Переключатель ↓ обеспечивает выбор диапазона нижнего направления зондирования в соответствии с табл. 2. Таблица 2 Позиция переключателя и соответствующий ему диапазон Позиция переключателя 1 2 3 4 5 6 7 8 Диапазон, м 5 10 20 40 60 120 180 400 3. Переключатель "←" предназначен для установки скорости протяжки изображения в горизонтальном направлении. В положении переключателя " О " протяжка изображения блокируется (изображение "замораживается") до момента перевода переключателя в любое другое положение. В положении переключателя " 1 " изображение перемещается на одну вертикальную строку через каждые четыре цикла излучения-приема. В положении переключателя " 2 " изображение перемещается на одну вертикальную строку через каждые два цикла излучения-приема. В положении переключателя ". 3 " изображение перемещается на одну вертикальную строку после каждого цикла излучения-приема. 4. Переключатель ТХ PRR (на функциональной панели представлена только часть позиций переключателя, относящихся к варианту тралового зонда с литерой "А") обеспечивает сопряжение режимов бортовой части аппаратуры с установленным в траловом блоке периодом следования зондирующих импульсов. Переключатель ТХ PRR также предназначен для аналогичного сопряжения аппаратуры при работе дисплея CN-14A в составе траловых зондов типа FNR-700 МК-Ш или FNR-80. Положение переключателя " 1 " соответствует периоду следования зондирующих импульсов 30 имп/мин и максимальному диапазону регистрации 700 м. Положение переключателя " 2 " соответствует периоду следования зондирующих импульсов 45 имп/мин и максимальному диапазону регистрации 455 м. Положение переключателя " 3 " соответствует периоду следования зондирующих импульсов 90 имп/мин и максимальному диапазону регистрации 200 м. Положение переключателя " 4 " используется только при работе дисплея CN-140 в составе траловых зондов типа FNR-700 МК-Ш или FNR-80. При установке в тренажере переключателя ТХ PRR в положение " 4 " режим работы тралового зонда устанавливается аналогичным режиму при положении переключателя *' 3 ". 93 5. Переключатель CATCH MONITOR предназначен для установки сигнализации степени заполнения кутка трала. В положении переключателя "О " все виды сигнализации отключаются. режимов В положении переключателя ▌ включается вывод состояния датчиков заполнения трала в нижний левый угол экрана. В положениях переключателя " 1 ", " 2 ", " 3 " и "4 " дополнительно к визуальной индикации степени заполнения трала включается акустический сигнализатор срабатывания датчиков заполнения. Акустический сигнализатор включается при срабатывании датчика с номером, соответствующим установленной позиции переключателя. 6. Тумблер TEMP MARKER на два фиксированных положения предназначен для включения (положение "▌") и отключения (положение "О") вывода на экран шкалы и графика температуры воды на горизонте хода трала. 7. Тумблер MARKER на два фиксированных положения предназначен для включения (положение "▌ ") и отключения (положение "О ") на экране дисплеев сопрягаемых с траловым зондом эхолотов фирмы '"FURUNO" маркера глубины нахождения трала. В тренажере работа тумблера MARKER не имитируется. 8. Тумблер VRM на при положения предназначен для управления положением на экране дисплея тралового зонда горизонтального визира глубины, обеспечивающего отсчет глубины залегания подводного объекта, зафиксированного в любой точке рабочего поля экрана. При нахождении тумблера в среднем фиксированном положении положение визира глубины не изменяется. При переводе тумблера в верхнее не фиксируемое положение " ↑" визир глубины смещается вверх по экрану, а при переводе в нижнее не фиксируемое положение " ↓' - вниз по экрану. " на два фиксированных положения предназначен для включения 9. Тумблер " (положение " ▌") и отключения (положение "О ") режима подавления интерференционных помех от других рыбопоисковых приборов. 10.Два плавных регулятора " " обеспечивают независимую установку коэффициентов усиления для нижнего (в группе регуляторов с общим символом " ↑") и верхнего (в группе регуляторов с общим символом " ↓ ") направлений зондирования. 11.Два плавных регулятора " " обеспечивают независимую установку порога отсечки шумов для нижнего (в группе регуляторов с общим символом "↓") и верхнего (в группе регуляторов с общим символом " ↑") направлений зондирования. 12.Трехразрядное табло "▌▌ " (на функциональной панели отсутствует) предназначено для установки и индикации величины фазировки диапазонов. Величина фазировки можег изменяться от 0 до 650 м с шагом по 1 м. Переустановка величины фазировки может осуществляться путем независимого переключения цифр в любом из разрядов табло посредством последовательного нажатия кнопки под выбранным разрядом (в тренажере эта операция осуществляется посредством установки указателя мыши на изображение соответствующей кнопки и нажатия левой кнопки мыши). Установленная фазировка не учитывается в режиме отображения " ↑↓". а также для нижнего направления зондирования в режиме " ↓↓". Занятие №28 Практическая работа №9 2/66 Тема: Отработка навыков эксплуатации зонда “Furuno 94 Занятие №29 Лекция 2/68 Тема 3.4 Траловые блоки передачи информации степени наполнения трала рыбой “ Эридан” Назначение и основные характеристики. Прибор «Эридан» предназначен для дистанционного определения степени наполнения трала рыбой. На рыбопромысловых судах любого типа он работает совместно с траловыми зондами отечественного и зарубежного производства, имеющими эхолотную частоту 25,5; 30,8; 50 или 75 кГц. Максимальная глубина погружения 2000 м. Прибор фиксирует три степени наполнения трала. Минимальный фиксируемый улов рыбы примерно 2 т. Передающее устройство прибора излучает акустические колебания на одной из указанных частот сериями импульсов. Период следования серий зависит от степени наполнения трала. При отсутствии рыбы в трале (или когда улов менее 2 т) этот период равен 8 мин, для первой степени наполнения — 4, для второй — 2 и для третьей 1 мин. Информация о наполнении трала воспроизводится на бумаге самописца тралового зонда в виде вертикальных линий (рис.40, а). Рис.40. Эхограмма прибора «Эридан» (а) и установка прибора на трале 1 - антенна; 2 — корпус передатчика; 3 — тяга; 4 — резиновый строп; 5 — датчик наполнения; 6 — кабель связи 95 Это предусмотрено специально, так как импульсы от передатчика «Эридан» создают гидроакустическую помеху для эхолотных антенн тралового зонда. Возможен прием сигналов от передатчика и непосредственно на буксируемые антенны траловых зондов. Питание передатчика прибора «Эридан» автономное и осуществляется от элементов «Орион», 273 и т. п. Среднее время непрерывной работы 60 ч. При использовании аккумуляторов от тралового зонда ФНР-700 время работы увеличивается до 150 ч. Питание передатчика автоматически включается при его погружении вместе с тралом на глубину 10... 15 м. Прибор работает при любых скоростях траления и волнении моря, позволяющих вести промысел с использованием тралового зонда. В комплект прибора входят передатчик, датчик наполнения и соединительные кабели (рис.40,6). На судно поставляют три одинаковых комплекта. Передатчик и датчик наполнения размещают в мешке трала, как показано на рисунке. Передатчик устанавливают так, чтобы передающая антенна была направлена в сторону тралового зонда. В корпусе передатчика расположены гидростатический выключатель, блок питания, антенна и электронная часть, обеспечивающая формирование высокочастотных колебаний определенных длительности и периода повторения. В комплекте прибора есть две антенны, используемые в зависимости от частоты. Одну применяют для работы на частотах 25,5 и 30,8 кГц, вторую — 50 и 75 кГц. Размеры второй антенны значительно меньше размеров первой. Датчик наполнения состоит из корпуса, резинового стропа и магнитоуправляемых контактов, обеспечивающих изменение омического сопротивления электрической цепи датчика. Резиновый строп датчика охватывает часть параметра мешка трала. Длина резинового стропа 1 м и рассчитана на максимальные размеры мешка. Принцип работы. При погружении трала вместе с прибором на глубину более 10...15м автоматически включается питание передатчика, который начинает формировать высокочастотные импульсы. Вначале интервал между импульсами 8 мин. В процессе лова трал заполняется рыбой, соответственно диаметр мешка увеличивается и резиновый строи датчика растягивается. При этом в зависимости от степени наполнения трала рыбой дискретно изменяется омическое сопротивление электрической цепи датчика (от 150 до 2250 Ом). Датчик связан с передатчиком прибора, и в результате изменения сопротивления электрической цепи начинает изменяться временной интервал между сериями импульсов. Этому интервалу, равному 1 мин, соответствует максимальный или заданный улов. Импульсы от передатчика воздействуют на приемную часть тралового зонда, и в передаваемой зондам информации содержатся сигналы степени наполнения мешка трала рыбой. На самописце тралового зонда или эхолота фиксируются сигналы прибора «Эридан». Временной интервал между линиями показывает степень наполнения трала. Опыт эксплуатации прибора «Эридан» показал его эффективность. Тем не менее ему присущи и определенные недостатки: частые повреждения резиновых стропов, малый срок непрерывной работы, сложность перезарядки аккумуляторов, повреждение блоков на палубе при выборке тралов, недостаточные надежность и помехоустойчивость и др. Применение приборов контроля наполнения трала «Эридан» обеспечивает значительный экономический эффект за счет снижения времени траления при сохранении среднего вылова, уменьшения повреждения рыбы в трале из-за перелова, снижения аварийности тралов и др. 96 Занятие №30 Лекция 2/60 Тема 3.5. Глубоководный гидроакустический комплекс “ Дейма” Назначение комплекса и основные характеристики. Рыбопромысловый комплекс «Дейма» предназначен для глубоководного поиска рыбных скоплений, контроля за работой орудий лова и измерения температуры на глубине хода трала. Комплекс устанавливают на средне- и крупнотоннажных рыбопромысловых, поисковых и научноисследовательских судах флота рыбной промышленности. Комплекс может работать в двух режимах — «Поиск» и «Траловый зонд». В режиме «Поиск» «Дейма» работает как буксируемый гидролокатор (буксируемый акустический носитель), обеспечивающий вертикальный поиск рыбных скоплений и измерение температуры. В режиме «Траловый зонд» «Дейма» работает как сетный зонд, определяя горизонт хода трала относительно грунта и поверхности моря, вертикальное раскрытие трала, две степени наполнения трала рыбой и температуру на горизонте его хода. Кроме того, с помощью зонда контролируют наличие рыбы в устье трала, над тралом и под ним. С применением дополнительной антенны можно определять горизонтальное раскрытие трала и расстояние между его досками. Комплекс «Дейма» используют для промысла донной и придонной рыбы. В этом случае буксировка акустического носителя на небольших расстояниях от грунта дает возможность эффективно вести поиск и промысел рыбы. Технические характеристики комплекса «Дейма» Рабочая частота в варианте «Поиск» ...... 19,8 кГц Рабочая частота в варианте «Траловый зонд» . - . 49,5 кГц, Рабочая частота канала наполнения трала рыбой 55,6 кГц Длительность зондирующих импульсов ..... I и 2,5 мс Скорость буксировки носителя . . . . . . . . . 7 уз Предельное волнение моря при буксировке ... 6 баллов Глубина обнаружения разреженных скоплений придонной и пелагической рыбы от горизонта хода носителя не менее . . . . . . . . . . . . 1400 м Максимальная глубина хода носителя яря бук сировке 2000 м Диапазон измерения температур с абсолютной погрешностью ±0,25 °С . . . . . . . . . . . 0..,30°С Дальность обнаружения: поверхности воды и илистого грунта не менее 1000 м одиночной рыбы в трале не менее . ... 150 м Диапазон измерения раскрытия трала: вертикального . . . . . . . . . . . , 2...60 м горизонтального . . . . . . . . . . . . . . . 7..,120 м Диапазон измерения расстояния между траловы ми досками . . . . . . . . . . . . . . . . . 20...150 м Минимальный фиксируемый улов 2т Время непрерывной работы передающего блока80 ч » » » всех приборов ... 24 ч Масса всего комплекса . . . . . . . . . . . . . . 5000 кг Длина кабель-троса . . . . . . . . . . . . . . 5000...5550 м Устройство приборов комплекса. В состав комплекса входят буксируемый акустический носитель, траловый зонд, бортовой блок, самописец, электронный индикатор, кабельная лебедка, комплект измерения горизонтального раскрытия трала, комплект измерения наполнения трала рыбой. 97 Буксируемый акустический носитель представляет собой гидродинамическую решеткузаглубитель, в нижней части которого расположен кожух-обтекатель. Внутри обтекателя на шарнирной подвеске находится электронный блок в герметическом корпусе с прикрепленной к нему антенной (рис.41). На крышке электронного блока установлен датчик температуры. К стропам носителя присоединяют кабель-трос. Длина двух крайних стропов постоянна, а третьего может изменяться, так как по команде с борта судна электронный включатель разъединителя освобождает дополнительный капроновый строп. Рис.41. Буксируемый акустический носитель комплекса «Дейма»: / — антенна; 2 — датчик температуры; 3 — электронный блок; 4 — обтекатель; 5 — кабель-трос; 6 — стропы Траловый зонд (рис. 42) представляет собой стекло-пластиковый корпус из верхней и нижней крышек, соединенных между собой по контуру винтами. По углам корпуса установлены четыре металлических угольника с пружинами для привязки к тралу. Внутри корпуса размещен контейнер, в заднем торце которого находится приемная антенна канала наполнения. Передний торец контейнера герметически закрыт крышкой, на которой установлены датчик температуры и герморазъем подключения антенн «Низ», «Верх» и кабель-троса. На нижней крышке контейнера закреплены две магнито-стрикционные антенны («Верх» и «Низ»). В контейнере размещены электронный блок, в состав которого входит передающий тракт, электронный переключатель (коммутатор), измеритель температуры и предварительный усилитель эхосигналов. Рис. 42. Траловый зонд комплекса «Дейма»: 1 — датчик; 2 — герморазъем; 3, 4 в 5 — антенны «Верх», приемная и «Низ» 98 Комплект измерителя наполнения трала рыбой имеет датчик наполнения, кабель связи и передающий блок. В передающем блоке применена пьезокерамическая антенна. В комплект измерения горизонтального раскрытия входят две магнитострикционные антенны и арматура для их подключения к траловому зонду; подключают их вместо антенны «Верх». Принципиальная схема работы комплекса «Дейма» в варианте (а) «Поиск За судном буксируется носитель на кабель-тросе, по которому от бортового блока подается питание на электронный блок НБА. Бортовой блок питается от судовой сети. Поскольку кабель-трос имеет одну изолированную жилу (второй проводник — экран кабеля), в ней одновременно присутствуют следующие напряжения: питание НБА, импульсы запуска, импульсы температуры и эхо-сигналы. Чтобы разделить эти напряжения и подать их в соответствующие узлы комплекса, ряд элементов выполняет функцию развязки. Работа блоков комплекса синхронизируется запускающим устройством самописца (геркон с магнитом). При замыкании контактов геркона в бортовом блоке вырабатывается запускающий импульс опеределенной длительности, который по кабель-тросу подается на НБА. В электронном блоке НБА запускающий импульс поступает в передающий тракт, где формируются импульсы управления, обеспечивающие работу генератора зондирующих импульсов. Нагрузкой передающего тракта служит антенна, преобразующая электрические импульсы посылки в акустическую энергию. Переключение длительности импульсов посылки производится переключателем «НБА-1-2,5 мс», расположенным в бортовом блоке. Эхо-сигналы от объекта принимает та же антенна и преобразует их в электрические сигналы, которые поступают в предварительный усилитель. Одновременно туда же поступают сигналы из измерителя температуры. Через схему развязки усиленные эхо-сигналы и сигналы, несущие информацию о температуре, поступают по кабель-тросу в бортовой блок; после усиления они регистрируются на самописце и электронном индикаторе. В усилитель бортового блока поступают также сигналы калибратора, расположенного в бортовом блоке. Они записываются на бумаге самописца. Мощность излучения автоматически меняется при переключении диапазона самописца. Максимальная мощность излучения на диапазоне «800». 99 Расстояния до грунта и рыбных скоплений определяют по шкале глубин, а температуру воды на горизонте хода НБА — по шкале температур самописца. В комплексе предусмотрена схема «Белая линия», которая включается нажатием кнопки на панели бортового блока. Работа комплекса «Дейма» в режиме «Траловый зонд» Кабель-трос подключают к траловому зонду, установленному на верхней подборе трала. Функциональная работа в этом режиме аналогична работе в режиме «Поиск» с учетом следующих особенностей. Для эхолокации пространства над верхней подборой и под ней установлены две антенны («Верх» и «Низ») и предусмотрены три режима их работы («Верх», «Низ» и «Совместно»). В режиме «Верх» на бумаге самописца регистрируется обстановка над тралом; в режиме «Низ» — под тралом; в режиме «Совместно» на одной половине бумаги регистрируются эхо-сигналы из зоны над верхней подборой, а на второй половине — из зоны под нею. Любой режим выбирают с помощью блока телеуправления, расположенного на борту судна. В бортовом блоке имеется мнемосхема, показывающая, какая антенна работает в данный момент. Обе антенны магнитострикционные. Для устранения излучения и приема эхосигналов тыльной стороной антенн последние оборудованы звуконепроницаемыми акустическими экранами. В режиме«Траловый зонд» для определения степени наполнения мешка трала рыбой используют схему канала измерения наполнения. Она состоит из датчика наполнения и передающего блока, соединенных кабелем длиной 5 м и установленных на траловом мешке. Передающий блок имеет автономное питание (шесть элементов типа «Марс») и гидроакустический включатель, который срабатывает при погружении в воду на глубину 15 м и подает питание в схему. Одного комплекта батарей достаточно для непрерывной работы в течение 80 ч. 100 При срабатывании датчика наполнения изменяется частота следования импульса посылки передающего блока. Сигналы передающего блока по акустической линии связи поступают на приемную антенну тралового зонда, обрабатываются и по кабель-тросу подаются на судовой стрелочный индикатор. Антенны канала наполнения пьезокерамические. Датчик наполнения имеет три ступени — нулевую, первую и вторую. Нулевая ступень всегда включена и служит для контроля работоспособности акустической линии связи. По мере наполнения мешка рыбой и соответственно растяжения стропа датчика наполнения срабатывает первая, а затем вторая ступень. Для контроля горизонтального раскрытия трала на боковых его подборах устанавливают дополнительные антенны и подключают их вместо антенны «Верх». Расстояние между боковыми подборами измеряют по шкале самописца, причем отсчет следует умножать на два, так как измеряется промежуток времени прохождения прямого сигнала, а не отраженного. Занятие №31 Лекция 2/62 Раздел 4. Использование рыбопоисковых приборов и сетных зондов в промрыболовстве Тема 4.1 Техника безопасности при управление приборами в условиях промысла. Специалисты промышленного рыболовства, штурманский состав должны знать основные специальные требования к гидроакустической аппаратуре и правила эксплуатации, а главное, уметь использовать приборы в меняющейся промысловой, гидрометеорологической обстановке. Так как практически во всех приборах используются высокое напряжение, повышенные токи, то соблюдение правил техники безопасности — важнейшее требование при эксплуатации приборов. Важными моментами являются обобщение опыта эксплуатации приборов по собранной информации за определенный срок работы (за рейс, за год, за несколько лет) и использование этого опыта для повышения эффективности промысла и безопасности мореплавания. Эффективное применение гидроакустических приборов и комплексов связано с грамотным выполнением технических и организационных мероприятий. Прежде всего любой прибор перед включением должен тщательно готовиться. Включение прибора в действие, выбор режима его работы без предварительной проверки и подготовки, изложенной в инструкциях по управлению, недопустимы. Особенно это важно в том случае, когда был длительный- перерыв в работе приборов или они эксплуатировались разными лицами. Если при подготовке прибора к пуску обнаружены отклонения от требований или неполадки, то включение его в работу не допускается. К обязательным техническим мероприятиям относится своевременное обслуживание приборов, которое заключается во внешнем и внутреннем осмотре, проверке в действии. При внешнем осмотре проверяют надежность крепления и амортизации блоков, разъемов, крышек и т. д.; герметичность уплотнений забортной аппаратуры; отсутствие механических повреждений, заеданий во вращающихся частях; исправность запорных устройств и систем блокировки; наличие и соответствие номиналам предохранителей. Техника безопасности и специальные требования при эксплуатации приборов Специфика устройства приборов определяет ряд обязательных требований:  категорически запрещается включать самописцы приборов при отсутствии в них бумаги;  при проверке работы аппаратуры на различных диапазонах переключение фазировок следует производить при работающем самописце; 101  ПВУ рыбопоисковых гидролокаторов рекомендуется опускать в рабочее положение при глубинах под килем не менее 10 м. При подходе к берегу, порту или ледовому полю, при проходе мелководных районов, а также во время плавания вблизи льдов на дистанции менее 3 миль во избежание поломки штока ПВУ необходимо своевременно поднять; их следует поднимать также перед выключением поискового гидролокатора;  перед первой постановкой орудий лова гидроакустику (электронавигатору) совместно с мастером по добыче необходимо проверить правильность и надежность крепления антенны к подборе трала;  при выборке трала надо следить за синхронностью выборки ваеров и кабеля связи, не допуская его чрезмерной слабины или натяжения, что может привести к повреждению или обрыву;  при появлении на кабеле связи колышек, вспучивании верхнего слоя бровки или обрывов проволоки на место повреждения следует наложить марку из смоляной траловой пряди;  по окончании рейса необходимо произвести смазку кабеля связи по всей длине. Проверять техническое состояние и опробовать электрическую кабельную лебедку и эхолотную часть в действии следует перед выходом судна на промысел; при возвращении судна с промысла; после ремонта и расконсервации. Электрическую кабельную лебедку проверяет старший мастер по добыче, эхолотную часть — гидроакустик (электрорадионавигатор) совместно с мастером по добыче. Основные положения «Правил» сводятся к следующему:  запрещается проведение профилактических работ на работающей аппаратуре, и перед началом их проведения необходимо убедиться в отсутствии напряжения;  после выключения аппаратуры необходимо снять предохранители, через которые может быть включено напряжение на блоки гидроакустических приборов, повесить на входной рубильник табличку «Не включать, работают люди», а после вскрытия блоков убедиться в отсутствии напряжения на конденсаторах, особенно в высоковольтных блоках (генератор, электронный отметчик);  в случае крайней необходимости работы с аппаратурой под током следует принять меры предосторожности: быть в перчатках, галошах и стоять на резиновом коврике, не применять ножовок, напильников, не оставлять обнаженными части тела, которыми можно коснуться элементов, находящихся под напряжением предохранители заменяют только при отсутствии напряжения и только калиброванными плавкими вставками;  в выгородке акустической антенны следует работать, используя только взрывобезопасные переносные фонари;  профилактику агрегатов питания следует производить только при снятом напряжении, а зачищать коллектор при работающем агрегате — только специальным приспособлением;  замену электровакуумных приборов производят также при снятом напряжении;  запрещается работать поодиночке в шахте гидроакустических приборов. Занятие №32 Лекция 2/64 Тема4.2. Управление приборами в условиях помех Поверхностная и объемная реверберации проявляются при работе приборов в режимах кругового и прожекторного обзоров. При круговом режиме работы реверберацию наблюдают в виде сплошных засветок экрана ЭЛТ на начальном (после посылки) участке движения кольцевой развертки, затухающего звучания громкоговорителя, почернения бумаги 102 регистратора. Это явление усиливается во время шторма, в местах наличия водорослей и микроорганизмов, температурных и других неоднородностей воды. Реверберация может быть настолько значительной, что на ее фоне трудно будет различать полезные эхо-сигналы. Чаще всего такие случаи возникают при работе на малых углах наклона ДН в условиях волнения моря, дифферента или крена судна. При малых углах наклона ДН в своем вращении в горизонтальной плоскости «цепляет» поверхность воды, и помехи усугубляются совместным действием качки с дифферентом и креном судна. Поскольку реверберация в этом случае наиболее интенсивна, полностью избавиться от нее невозможно. Существенно снижают указанную помеху с помощью правильного выбора режима работы усилительного тракта, оптимальной установкой адаптивного порога, глубины ВАРУ, а также выходной мощности и длительности импульса. При работе станции на малых глубинах поиск затрудняет донная реверберация, так как даже при малых углах наклона ДН за счет боковых лепестков, дифферента или крена судна эхолоти-руется дно. При этом отражения от грунта и донная реверберация экранируют полезные эхо-сигналы от рыбных скоплений. Действие помех донной реверберации при круговом режиме обзора существенно снижают с помощью устройства с адаптивным порогом и адаптивным усилением. Помехи от соседних судов и их гидроакустической аппаратуры. При работе гидроакустической аппаратуры на проходящем рядом судне в показаниях станций обоих судов возникают помехи: на бумажной ленте регистраторов эти сигналы записываются хаотически по всей ее ширине, на экране электронного индикатора они наблюдаются в виде яркостных хаотичных дугообразных засветок. Яркостные засветки экрана не затрудняют распознавание полезных эхо-сигналов, так как режим одновременного кругового обзора позволяет оператору быстро ориентироваться в промысловой обстановке по экрану ЭЛТ и различать полезные эхо-сигналы на фоне помех. Для уменьшения таких помех следует установить оптимальный диапазон и изменить частоту посылок таким образом, чтобы помехи поступали на вход приемного тракта во время обратного хода развертки. Помехи от шумов судна. Шум судна создается различными источниками: работающими механизмами, винтом, подруливающими устройствами, а также корпусом судна при обтекании его водой. С увеличением частоты вращения винта и скорости судна суммарный уровень шума и его частотный спектр возрастают, изменяются его статические характеристики (характер флюктуации). Вибрация корпуса судна передается акустической антенне непосредственно, а также через гидроакустические колебания, принимаемые антенной. Помехи, создаваемые механическими источниками, могут быть снижены амортизацией и хорошей центровкой механизмов, уменьшением вибрации корпуса судна, поддержанием подводной части корпуса в хорошем состоянии, правильным выбором установки антенны. В некоторых случаях при дифференте судна на корму и больших скоростях на циркуляции (например, замет кошелькового невода) возникают дополнительные шумы, которые наблюдаются в кормовом секторе шириной до 120°, и их экранирующее действие может вызвать потерю эхо-контакта с целью. Для снижения нежелательного действия таких помех судоводителю необходимо правильно выбирать тактику поиска и лова, желательно замет невода производить с ходу, без предварительного обхода косяка. Гидродинамические помехи. На обтекателе акустической антенны и обшивке днища вблизи антенны при движении судна создаются возмущения воды, а на больших скоростях может возникнуть кавитация. Возмущения среды воздействуют на акустическую антенну, вследствие чего на экране электронного индикатора наблюдаются помехи. На бумажной ленте регистратора эти помехи проявляются в виде множества мелких точек, на экране ЭЛТ картина подобна помехам от шума собственного судна. Указанные помехи уменьшают применением обтекателя оптимальной формы и спуском антенны на оптимальное расстояние от днища судна. 103 Помехи от планктона и пузырьков газа. Планктон и пузырьки растворенных в воде газов также Создают помехи, которые складываются из шумов живых организмов, шумовых колебаний, возникающих при захлопывании пузырьков газа, а также помех вследствие отражения ультразвуковых колебаний от этих объектов. Шумы, создаваемые планктоном, а также от пузырьков газа занимают большой частотный спектр и могут восприниматься акустической антенной и наблюдаться на экране электронного индикатора. Причем уровень этих помех одинаков, они равномерно распределяются по всей ширине бумаги регистратора в виде серой, состоящей из отдельных мелких точек полосы, а их характер не зависит от работы излучающего тракта станции. На экране электронного индикатора подобные помехи всегда наблюдают в виде расфокусированных дугообразных отражений. В громкоговорителе прослушивается «пение» до момента посылки ультразвукового импульса, так как после излучения акустической энергии этот шум, хотя и остается, но перекрывается реверберацией. Электрические помехи. Причина таких помех —плохое состояние контактов, отсутствие искрогасящих устройств, неудовлетворительная работа электродвигателей станции и других судовых приборов, подключенных к одной сети или расположенных поблизости от гидроакустических приборов судна. Они также возникают при плохой экранировке кабелей и входных цепей приемного тракта станции. Электрические помехи видны как яркие всплески на экране электронного индикатора или яркие точки на эхограммах регистратора. При электромагнитных наводках на экране электронного индикатора появляется множество всплесков небольшой амплитуды, а на бумаге регистратора — не очень контрастные сплошные полосы. Если при установке и монтаже приборов соблюдают технические условия и аппаратуру эксплуатируют согласно инструкции, электрические помехи отсутствуют или незначительны. Выявляют источник электрических помех, последовательно выключая устройства, могущие создавать подобные помехи. Занятие №33 Лекция 2/66 Тема4.3. Поиск рыбы с помощью гидроакустических приборов Горизонтальный поиск пелагической рыбы гидролокатором на средних и больших расстояниях. Приступая к поиску рыбы, с учетом гидрологических условий плавания выбирают оптимальную скорость судна, при которой эхо-сигналы от рыб будут записываться и воспроизводиться с достаточной четкостью и без пропусков. Выбирают оптимальные значения технических и тактических характеристик гидролокатора: максимальную длительность импульса, так как с ее увеличением увеличивается энергетическая дальность действия гидролокатора (если при этом возрастают реверберационные помехи, существенно маскирующие полезный сигнал, то длительность следует несколько уменьшить); узкую ДН, так как при этом дальность действия увеличивается; более низкую рабочую частоту гидролокатора, что также увеличивает дальность действия (однако если образовались слои воды с большим содержанием воздушных пузырьков, следует перейти на повышенные частоты); максимальную мощность в импульсе и наибольший диапазон на индикаторах; максимальное усиление, однако если помехи значительны, усиление следует несколько уменьшить; глубину ВАРУ с таким расчетом, чтобы записи помех были равномерны по всей ширине бумаги. Если поиск ведется гидролокатором с электромеханической системой разворота и наклона антенны, то следует правильно выбрать режим ее работы и подобрать лучшие углы 104 наклона. Антенну переводят в автоматический режим горизонтального поиска, а угол наклона устанавливают в пределах 0...30. При поиске непрерывно прослушивают сигналы по звуковому каналу и наблюдают за записями на ленте самописца и отметками на индикаторе. При обнаружении промысловых объектов несколько уменьшают усиление эхо-сигнала и судно ложится на курс сближения. Управление антенной по горизонту переводят на ручной режим. Определяют координаты и параметры косяка рыбы по шкалам и номограммам индикаторов. Уменьшают диапазон для увеличения масштаба записи, уменьшают усиление, включают схемы подавления помех, ВАРУ устанавливают в такое положение, при котором реверберационные помехи не маскируют полезный сигнал. После обнаружения промыслового скопления и принятия решения по его облову трал выводят на заданную глубину с использованием сетных зондов. Информация от гидролокатора и сетного зонда позволяет управлять горизонтом хода трала, курсом и скоростью судна, принимать решения о выборке трала при заполнении его рыбой. Кроме контроля за ходом трала и промысловой обстановкой в его зоне можно обследовать подводное пространство гидролокатором на КУ 30...45° левого и правого борта. Если обнаружен более крупный косяк рыб, курс судна можно изменить, однако при использовании сетного зонда с акустическим каналом связи резкое изменение курса более чем на 20° приводит к потере эхо-контакта с траловым зондом^ t/ Для поддержания непрерывного эхо-контакта управление антенной переводят на ручной режим. При исчезновении эхо-контакта следует развернуть антенну в противоположную сторону на несколько градусов и восстановить эхо-контакт. Особенно важно поддерживать постоянный эхо-контакт при кошельковом промысле. На циркуляции следует непрерывно подворачивать антенну. Этот процесс облегчается при сопряжении гидролокатора с гирокомпасом, когда антенну устанавливают по рассчитанному пеленгу. Если ведут облов быстро перемещающихся косяков рыбы, такой, как скумбрия, тунец и т. п., используют режим автосопровождения (при его наличии) и замет осуществляют на повышенных скоростях. Режим автосопровождения в горизонтальной плоскости и ручное управление вертикальным перемещением антенны применяют на расстояниях до косяка рыбы более 750 м и глубине его нахождения более 40 м от поверхности. Поиск рыбы на малых расстояниях и глубинах (менее 200... 300 м). Поиск пелагической рыбы на небольших расстояниях определяет выбор других характеристик приборов. В том числе устанавливают диапазон на индикаторах несколько больше глубины места или предполагаемого расстояния поиска; минимальную длительность импульсов; минимальную мощность в излучении; повышенную частоту (особенно при сильных помехах); широкую ДН; небольшое усиление эхо-сигналов. Антенну переводят в ручной режим горизонтального поиска и автоматический режим ее наклона в установленном секторе. При поиске придонной рыбы следует уменьшать ширину ДН и применять стабилизацию антенн, так как при широкой ДН из-за сферического фронта волны и качки возникают большие ошибки при обнаружении скоплений рыбы. На индикаторах эхо-сигналы от рыб маскируются эхо-сигналами от неровностей дна, находящихся не только под килем судна, но и в стороне от судна — в зоне крайних лучей широкой ДН. Узкие стабилизированные ДН позволяют более эффективно обнаруживать придонную рыбу и получать на индикаторах более достоверные данные об ее концентрации. Для увеличения скорости обследования придонного участка целесообразно применять эхолоты с электронным сканированием узкой ДН в плоскости, перпендикулярной к направлению движения судна. Опытным операторам в некоторых случаях при работе на глубинах со сравнительно небольшими наклонами ДН антенны по вертикали удается обнаруживать и фиксировать придонные рыбные скопления в стороне от судна (в том числе и впереди судна). В результате можно проводить прицельные донные траления, особенно при наличии у грунта плотных скоплений рыбы. 105 Однако эффективность большинства существующих рыболока-торов при наклонном зондировании в случае поиска придонной рыбы в стороне от судна низка. Возможности обнаружения придонной рыбы рыболокаторами при наклонном зондировании в основном ограничиваются донной реверберацией, уровень которой в общем случае превышает уровень эхо-сигналов от рыбы и полностью маскируют все отраженные от рыбы сигналы, приходящие с тех участков, в которых рыба и дно находятся на одинаковом расстоянии от антенны прибора. Следовательно, выделить эхо-сигналы от рыбы в этой зоне можно тогда, когда уровень донной реверберации будет ниже уровня эхо-сигналов от рыбы, для чего необходимо существенно сужать ДН в одной или обеих плоскостях. Кроме того, следует применять более высокие частоты и уменьшать длительность импульсов. Занятие №34 Лекция 2/68 Тема 4.4. Расшифровка эхограмм Одно из важнейших направлений в совершенствовании гидроакустических приборов — создание надежных систем по обработке информации и ее воспроизведению на индикаторных устройствах. Ранее рассмотренные системы микропроцессорной обработки сигналов, цветные индикаторы, ситуационные дисплеи и другие позволяют с достаточной достоверностью судить о результатах поиска, определять параметры промысловых объектов. Но все же умение расшифровывать записи по эхограммам самописцев не потеряло своего значения, так как для большинства объектов существуют типичные записи, по которым можно судить о наличии в данном районе рыбы, а также определять профиль морского дна и характеристику грунта, наличие в районах промысла пищи для рыб и, ориентировочно, ожидаемый улов и его видовой состав. Ниже приведены некоторые эхограммы самописцев. 106 Определяя характер объекта и его координаты относительно судна на эхограмме самописца, следует учитывать и различные факторы. Например, вид эхо-сигнала определяется длительностью и мощностью излучаемого импульса, рабочей частотой прибора, ДН приемоизлучающей системы, относительной скоростью перемещения судна и объекта, его размерами и отражательной способностью, режимом работы приемного тракта, способом и масштабом индикации. Понятно, что при этом следует учитывать и косвенные данные: распределение температуры морской воды, погоду в районе промысла, наличие и состав планктона, ассортимент улова и т. п. Эхолотирование одиночной рыбы и мелкого рыбного косяка. Чувствительность современных рыбопоисковых приборов позволяет обнаруживать небольшие рыбные косяки и даже одиночные экземпляры рыбы и фиксировать эхо-сигналы от них на бумаге самописца. Эти объекты на \бумаге изображаются в виде штрихов. Толщина штриха определяется длительностью излучаемого импульса, а высота записи — шириной ДН, чувствительностью прибора. Горизонтальная протяженность зависит от скорости относительного перемещения судна и рыбы, а также расстояния до нее: чем меньше эта скорость, тем запись получается более растянутой. По эхограмме можно приближенно определить горизонтальную протяженность косяка по известной скорости судна и времени записи косяка. Вертикальный размер косяка приближенно определяют по высоте записи. Эхолотирование плотных стай пелагической рыбы. Для активных видов промысла, таких как траловый разноглубинный и кошельковый лов, наибольший интерес представляют плотные косяки пелагической рыбы с большим вертикальным и горизон тальным развитием. Для облова таких косяков необходимо знать их плотность, глубину погружения и размеры. Запись глубины погружения верхней кромки косяка, снятая по шкале самописца, может отличаться от действительной, если косяк находится не под килем судна, а в стороне от его диаметральной плоскости. Ошибка в определении горизонта залегания крупной стаи обусловлена ДН и тем больше, чем шире эта диаграмма. Ошибка может достигать 5... 10 % от действительной глубины, причем всегда в сторону завышения. К пелагическим рыбам, обитающим в толще воды, относятся сельдь, сайра, тунец, скумбрия, ставрида и др. Промысел пелагических рыб в основном ведут разноглубинным тралом, кошельковыми и ставными неводами. Каждому времени года и суток соответствуют определенные образ жизни рыб разных пород и их поведение, зависящие от биологического состояния, возраста, кормовой базы, гидрологических и метеорологических факторов. Этим следует руководствоваться при поиске районов обитания рыб, при расшифровке показаний гидроакустических поисковых приборов. Установлены определенные закономерности в распределении и поведении различных пород рыб в освоенных промысловых районах, что позволяет сделать некоторые выводы, касающиеся поведения пелагических рыб:  пелагическая рыба ведет, как правило, стайный образ жизни; размер стай, их плотность могут изменяться в широких пределах;  чем мельче рыба, тем более плотные косяки она образует; следовательно, и эхосигнал от косяка мелкой рыбы интенсивней, чем от рыбы более крупного вида;  многие виды пелагических рыб совершают значительные суточные вертикальные миграции: в дневное время держатся на большой глубине (либо на грунте), а с наступлением темноты поднимаются в верхние горизонты;  сезонные горизонтальные миграции, определяемые кормовой базой, местами нерестилищ и гидрологическим режимом, в течение длительного времени остаются практически неизменными;  суточные горизонтальные миграции (не/ связанные с сезонными) у большинства пелагических рыб незначительны; 107  в дневное время, находясь на большой глубине, рыба малоподвижна, с подъемом в верхние слои воды в темное время суток косяки часто рассыпаются и становятся более подвижными. Большинство косяков, стай пелагических рыб фиксируются поисковыми приборами в виде четких, компактных, с ровными верхними и несколько рваными нижними краями пятен на бумаге самописца. Рассмотрим характеристики показаний гидроакустических поисковых приборов для некоторых пелагических рыб. Сельдь встречается в большинстве районов Мирового океана. Днем стаи сельди более плотные и находятся на больших глубинах (в зимнее время глубина залегания 300...400 м). С наступлением темноты, в зависимости от времени года и освещенности, стаи поднимаются до глубины 0...120 м, при этом плотность уменьшается. На бумаге самописца небольшие сельдяные стаи фиксируются в виде черточек — «столбиков». Такая сельдь подвижна и с подъемом в верхние слои воды хорошо облавливается дрифтер-ными сетями. В ночное время записи теряют стайный характер и выглядят «рассыпчатыми», «песочными» пятнами. Плотные косяки зимующей сельди изображаются в виде больших ярких пятен с четкими верхними и размытыми нижними краями. Косяки малоподвижны и могут облавливаться разноглубинными тралами. С подъемом в верхние горизонты их можно облавливать кошельковыми неводами. Сайра — стайная пелагическая рыба — обитает в верхних слоях воды и в отличие от сельди больших вертикальных миграций не совершает. Записи сайры на эхограмме по виду напоминают сельдяные, но они менее компактны. Сардина, сардинелла образуют очень плотные с большим вертикальным развитием локальные стаи. В дневное время стаи малоподвижны и находятся на большой глубине, часто над самым грунтом, хорошо фиксируются поисковой аппаратурой. Стаи записываются на бумаге самописца в виде четких ярких пятен с ровными краями. В темное время суток стаи поднимаются к поверхности воды и рассыпаются. На самописце наблюдается неравномерное помутнение бумаги, а местами встречаются просветы. Скумбрия регистрируется поисковой аппаратурой как в локальных стаях, так и в рассредоточенных скоплениях. Записывается в виде пятен, вытянутых по вертикали. Эхолотирование донной рыбы. К донным обитателям океана, большую часть времени находящимся на грунте, относят тресковых, камбалу, окуня, зубатку, хека, минтай, палтуса, макру-руса, крабов и др. Обнаружить, правильно классифицировать видовой состав и оценить количественно эхолотируемую донную рыбу труднее, чем пелагическую, ввиду того, что эхограммы с записью придонных рыб весьма разнообразны. Треска ведет придонный образ жизни. Отдельные экземпляры держатся обособленно, в плотные стаи собираются редко. Скопления могут занимать большие площади, но высота их незначительна. Запись рыбы у дна неяркая. В ночное время треска отрывается от грунта в поисках пищи, еще больше рассредоточиваются, эхограмма бледнеет, на ней видны отдельные экземпляры рыб. Треска может создавать и очень плотные скопления, при этом граница между рыбой и морским дном едва просматривается. Окунь, как и тресковые, относится к типичным обитателям придонных слоев воды. Часто держится на рельефных, с глубокими впадинами, каменистых грунтах. Плотные локальные стаи не образует. В дневное время, когда окунь находится на грунте, обнаружить его приборами с индикацией на самописце довольно трудно. С наступлением темноты окунь отрывается от дна и рассыпается в довольно толстом слое воды. В это время он хорошо фиксируется на поисковой аппаратуре. (Эхо-сигналы от рыбы и дна сливаются, поэтому следует разделять их «белой» линией, а для более четкой записи можно установить большую скорость протяжки бумаги.) Хек образует большие скопления нелокального характера, которые могут быть весьма плотными и занимать большие' площади. Днем рыба держится у дна довольно толстым сло- 108 ем и хорошо фиксируется эхолотом. Запись достаточно яркая, с рельефной верхней кромкой, часто местами наблюдаются пропуски различной ширины. Камбала — рыба, ведущая преимущественно донный образ жизни. Даже в темное время суток она отрывается от грунта на незначительное расстояние. На самописце она фиксируется в виде помутнения небольших яркости и высоты. Минтай образует плотные скопления на большой площади и сравнительно легко обнаруживается поисковыми приборами. Записи минтая напоминают записи эхо-сигналов от хека, но расположены, как правило, ближе к дну, его изображение несколько ярче и меньше по вертикальному развитию. Эхолотирование грунта и других объектов. При поиске рыбы гидроакустическими приборами на бумаге самописца эхо-сигналы наблюдают не только от отдельных рыб и их группировок, но и от множества других объектов: морского дна (с находящимися на нем затонувшими судами, отдельными камнями значительных размеров, губкой и т. п.), планктона растительного и животного, большого температурного градиента («скачка»), возмущения илистых грунтов и т. д. По интенсивности и своему характеру эхо-сигналы эти очень разнообразны и требуется умение правильно их классифицировать. Песчаный, илистый, каменистый, ровный или рельефный грунты фиксируются индикаторами поисковых приборов по-разному, что позволяет по данным эхограмм определить его профиль и состав. Это имеет весьма важное значение в условиях тралового донного промысла. Своебразия в форме эхо-сигналов объясняются различными отражательными способностями грунта, а также профилем морского дна. Эхо-трасса от ровной поверхности дна более узкая, чем от наклонной или с глубокими впадинами, хотя она и намного шире эхо-трассы от точечного объекта. Утолщение ее происходит вследствие приема запаздывающих эхо-сигналов от периферийных лучей ДН (а также от боковых ее лепестков) и будет тем больше, чем шире эта диаграмма. Если судно находится над свалом глубин, т. е. в месте, где изобаты на карте расположены близко друг к другу, то эхо-трасса дна еще удлинится. При эхолотировании глубоких узких впадин, в сечении соизмеримых с зоной действия эхолота на глубине места, действительная глубина и глубина самой впадины искажаются, причем всегда в сторону уменьшения. Глубину такого узкого каньона ориентировочно можно получить, прибавив к отсчету глубины нижней его точки приращение толщины эхо-трассы в этой точке. При эхолотировании илистых грунтов эхо-трасса утолщается вследствие влияния донной реверберации. Такое наблюдается и в местах скопления губки, мелких камней, водорослей. Верхняя кромка записи песчаного грунта четкая, толщина записи незначительная. Еще более четкая и яркая верхняя кромка получается в местах скопления каменистых плит. При работе эхолота на крупной зыби дно записывается в виде «гребенки». На малых глубинах при определенном усилении можно получить второе, третье эхо за одну посылку зондирующего импульса. Когда поисковый прибор работает в 200-метровом диапазоне без упреждения посылки, на бумаге будут регистрироваться глубины от 750 до 950 м. Таким образом, эхо от грунта на втором обороте пера может экранировать рыбные скопления в толще воды и тем самым затруднять чтение эхограмм. В мелком море плотный косяк рыбы, находящийся вблизи поверхности воды или недалеко от грунта, имеет второе изображение косяка под линией дна. Затонувшее судно, большой камень записываются на бумаге в виде узкого выступа. Животный и растительный планктон (зоо- и фитопланктон) также находится в приповерхностных, реже в глубинных, слоях воды. Капшак, калянус, лимацина, бокоплав-темисто, медуза, черноглазка, сифонофора, мелкие водоросли регистрируются приборами в виде неравномерных помутнений бумаги. Толщина записи и ее яркость могут быть значительными и будут экранировать запись пелагических рыб, затрудняя их поиск. Температурный скачок или другой резкий градиент скорости звука фиксируются на самописце эхолота тонкой неяркой полоской. 109 Занятие №35 Практическая работа№10 2/70 Тема : Поиск РС с помощью гидролокатора Занятие №36 Практическая работа№11 2/72 Тема : Определение параметров РС с помощью эхолота Занятие №37 Практическая работа№12 2/74 Тема: Отработка практических навыков при работе с Зондом Занятие №38 Практическая работа№13 2/76 Тема: Отработка практических навыков по эксплуатации ГАРПП Занятие №39 Практическая работа№14 2/78 Тема: Отработка практ навыков по эксплуатации ГАРПП при поиске и облове РС Занятие №40 Практическая работа№15 2/80 Тема: Отработка практ навыков по эксплуатации ГАРПП при поиске и облове РС в условиях промысла Занятие №41 Практическая работа№16 2/82 Тема: Отработка практ навыков по эксплуатации ГАРПП при поиске и облове РС в условиях промысла Занятие №42 Практическая работа №17 2/84 Тема: Отработка практ навыков по эксплуатации ГАРПП при поиске и облове РС в условиях промысла