Full resolution (JPEG) - On this page / på denna sida - 1959, H. 23 - Ljudvågor i vattnet, egenskaper och användning, av Sigfrid Wennerberg
<< prev. page << föreg. sida << >> nästa sida >> next page >>
Below is the raw OCR text
from the above scanned image.
Do you see an error? Proofread the page now!
Här nedan syns maskintolkade texten från faksimilbilden ovan.
Ser du något fel? Korrekturläs sidan nu!
This page has never been proofread. / Denna sida har aldrig korrekturlästs.
efter fördröjningsledningsprincipen, dvs. den
mot ljudhastigheten omvänt proportionella
fasfördröjningen, som en ljudvåg undergår vid
transmission över en fast mätsträcka, mätes
elektriskt. I det aktuella instrumentet utföres
detta med en fasvridande kondensator. Denna
bringas genom en servoanordning att följa
ljudets fasfördröjning, och dess skala är
kalibrerad direkt i ljudhastighet. Den akustiska
fördröjningsledningen, fig. 11, kan nedsänkas i
havet eller monteras utanpå en ubåts skrov.
Noggrannheten för det här beskrivna
instrumentet är 0,5 m/s; upplösningsförmågan för
ljudhastighetsvariationer är bättre än 0,1 m/s.
I oceanerna är djupet i allmänhet så stort, att
trycktermen i uttrycket för ljudhastigheten
blir jämförelsevis stor. Då i ytskiktet
temperaturen avtar med djupet, får man en sådan
ljudhastighetsfördelning, att det bildas ett
ljudhastighetsminimum, ledskikt eller ljudkanal,
på ca 1 500 m djup, fig. 12, där ljudet utbreds
cylindriskt och således försvagas ringa med
avståndet.
Denna ljudkanal har fått användning i
"So-f ar "-systemet (Sonic /ixing and ranging), som
användes för navigering och sjöräddning bl.a.
i Stilla Oceanen. I det sistnämnda fallet
släpper en nödställd i vattnet ned en laddning, som
är inställd att detonera på kanaldjupet. Ljudet
från explosionen mottas vid tre
kustlyssnings-stationer, där med ledning av skillnaden i
gångtid mellan de mottagna signalerna
positionen kan beräknas med så stor noggrannhet, att
en räddningsexpedition kommer inom
räckhåll för nödradiosändare eller kan se optiska
nödsignaler. Det kan i detta sammanhang vara
av intresse, att man i amerikanska flottan ej
tycks vara främmande för tanken att göra
framtidens atomubåtar så tryckhållfasta, att de kan
framföras i ljudkanalen och därigenom få
mycket höga räckvidder för sina spanings- och
konmmnikationsanläggningar.
Utvecklingslinjer
Under och närmast efter det andra världskriget
skedde inom hydrofontekniken liksom inom
radarområdet huvudsakligen en apparatteknisk
utveckling. Denna präglades främst av höjda
uteffekter, mera lågbrusiga mottagare, ökad
precision (t.ex. nollmetod i stället för
maximi-metod för riktningsbestämning),
automatisering och ökad driftsäkerhet. Vidare kom man
tekniskt till rätta med den olägenhet som
ljudets låga utbredningshastighet innebär vid
system, som söker i en smal sektor i taget och
där det tar flera minuter att söka varvet runt.
Man införde här rundsökande system, där
ljudpulsen sänds ut i alla riktningar och
mottagaren genom elektronisk omkoppling i ett
kom-pensatorsystem mycket snabbt sveps runt
horisonten. Någon väsentlig ökning av
räckvidderna lyckades man dock icke åstadkomma.
Utvecklingen har medfört, att vågutbredningen
blivit den svaga länken i kedjan. Tidigare har
berörts djupbestämningsfel genom ljudavböj-
ning som ett exempel härpå. Ett annat exempel
hänför sig till den i havet rådande
mikrostrukturen, främst i form av horisontella gradienter,
som tidigare omnämndes. Dessa gradienter
medför, att gångtiden för en ljudvåg över en
viss geometrisk sträcka varierar med
sträckans position i förhållande till mikrostrukturen
eller, uttryckt på annat sätt, ljudvågfronten är
korrugerad. Detta innebär att såväl
avstånds-som riktningsbestämningen blir behäftad med
fel. Då åtminstone vattnet och ofta även
ljudkällan och ljudmottagaren är i rörelse, erhålles
också tidvariationer av ljudvågornas fas,
riktning ocli amplitud.
Mikrostrukturen ger vidare tillsammans med
uppslammade partiklar och levande
organismer upphov till både en absorptionsliknande
spridning, som adderar sig till den termiska
absorptionen, och en
reverberationskompo-nent, som adderar sig till ströekon från
bottnen och ytan och som kan vara dominant, då
dessa gränsytor befinner sig relativt långt
borta. I ett så grunt vatten som t.ex. Östersjön
utgör däremot bottenekon i allmänhet den
största reverberationskomponenten.
Det sagda understryker vikten av att man
känner havets egenskaper så noga som möjligt;
hydroakustiken är mycket starkt beroende av
hydrografin. Detta gäller såväl
vågutbredningsforskningen som den taktiska användningen av
färdiga system, där en noggrann kännedom om
vågutbredningen är nödvändig.
Vid sidan av den tekniska utvecklingen ocli
indirekta studier av havets egenskaper har
man i ökande omfattning bedrivit
grundläggande förutsättningslösa undersökningar av de
faktorer, som man vet eller förmodar
påverkar de hydroakustiska systemens egenskaper.
Fig. 10.
Blockschema för
ljudhastighets-mätare.
Fig. 11. Mät sönd
till
ljudhastighetsmätare.
TEKNISK TIDSKRIFT 1959 5 77
<< prev. page << föreg. sida << >> nästa sida >> next page >>
