Для одиночного п'єзокерамічного циліндричного колового радіально поляризованого перетворювача з розрізними електродами під час розв'язання задачі прийому звуку в наскрізній постановці розраховано напруги на навантаженнях електродів і досліджено формування характеристик напрямленості перетворювача як результату лінійних операцій додавання прямих та інверсних сполучень електричних напруг на вході суматора залежно від величин електричних навантажень у діапазоні частот.

Розглянуто теоретичні методи розрахунку та визначено фізичні процеси зв'язаності коливань в багатомодових перетворювачах. Досліджено найбільш широко застосовані типи електропружних циліндричних та стержньових тіл, які є основою відповідних акустичних перетворювачів гідроакустичних пристроїв різного призначення. Для вказаних електропружних об'єктів розв'язано задачі гідроелектропружності з використанням "функцій включення електродів". Визначено вплив зв'язаності та багатомодовості на дифракційну взаємодію прийомних і випромінювальних перетворювачів. Аналіз теоретичних результатів та їх фізична інтерпретація забезпечили формулювання пропозицій щодо технічної реалізації гідроакустичних пристроїв з використанням багатомодових перетворювачів і систем.

Розглянуто теоретичні та практичні проблеми виникнення, поширення, вимірювання шумів і вібрацій, а також захисту від них. Розкрито питання розрахункових оцінок очікуваних рівнів шуму та вібрацій у науковій і інженерній практиці. Охарактеризовано особливості впливу шумових і вібраційних навантажень на організм людини й основні сучасні критерії їх оцінювання. Наведено класифікаційні ознаки шумів і вібрацій, розкрито методи вимірювання їх параметрів і способи оцінювання результатів вимірювань.

Одержано розв'язок задачі стаціонарної гідроелектропружності для режиму прийому звукових хвиль антенними решітками на основі п'езокерамічних стержнів з повністю електродованими торцевими гранями з використанням основних положень прикладної теорії електропружності, адекватної гіпотезам Кихргофа - Лява, а також основних рівнянь акустики, які довизначено умовами спряження на робочих активних поверхнях.

На основі розрахункової моделі підводного циліндричного п'єзокерамічного перетворювача у вигляді тонкої п'єзокерамічної оболонки нескінечної довжини, яку розміщено в перехідному шарі пружного матеріалу, розв'язано задачу про випромінювання звукових хвиль для випадку повного електродування його активної поверхні. Виконано постановку задачі прийому та одержано аналітичний розв'язок для основних фізичних полів з врахуванням зв'язаності системи оболонка - шар - робоче середовище.

На основі електропружної моделі сферичного п'єзокерамічного перетворювача у вигляді тонкої п'єзокерамічної оболонки, яку розміщено в перехідному шарі пружного матеріалу, розв'язано задачу про прийом звукових хвиль для випадку повного електродування активної поверхні перетворювача. Виконано постановку задачі прийому та одержано аналітичний розв'язок для основних фізичних полів з врахуванням зв'язаності системи робоче середовище - шар - оболонка.

На основі електропружної моделі гідроакустичного прийомного сферичного п'єзокерамічного перетворювача у вигляді тонкої п'єзокерамічної оболонки показано особливості модового складу основних фізичних полів перетворювача під час використання типових видів електродування його активної поверхні.

На основі електропружної моделі сферичного п'єзокерамічного перетворювача у вигляді тонкої п'єзокерамічної оболонки з розрізними електродами розглянуто й уточнено умови зовнішнього електричного навантаження в наскрізній задачі прийому звуку.

Індекс рубрикатора НБУВ: З843.413

Рубрики:

П'єзоелектрики

Шифр НБУВ: Ж69367 Пошук видання у каталогах НБУВ 

Із використанням основних положень прикладної теорії електропружності, адекватної гіпотезам Кірхгофа - Лява, а також основних рівнянь акустики, які визначено за умов спряжeння на робочих активних поверхнях, одержано розв'язок задачі стаціонарної гідроелектропружності для режиму випромінювання звукових хвиль антенними решітками на базі п'єзокерамічних стрижнів з повністю електродованими торцевими гранями.

На основі електропружної моделі сферичного п'єзокерамічного перетворювача у вигляді тонкої п'єзокерамічної оболонки, яку заповнено акустичним середовищем, розв'язана задача про прийом звукових хвиль для випадку повного електродування активної поверхні перетворювача. Виконано постановку задачі прийому та одержано аналітичний розв'язок для основних фізичних полів з врахуванням зв'язаності системи "робоче середовище - оболонка - внутрішнє середовище".

На базі електропружної моделі поодинокого сферичного п'єзокерамічного перетворювача у вигляді суцільної тонкої п'єзокерамічної оболонки з розрізними електродами - розв'язано задачу прийому в наскрізній постановці. Електродування подано парою симетричних напівсферичних електродів, які розділено по екватору сфери та навантажено на окремі незалежні електричні опори.

Визначено характер спотворення компонент різночастотного імпульсного коду в підводному звуковому каналі. Одержано результати викривлення сигналу для системи звукопідводного зв'язку на базі радіогідоакустичних буїв. Аналіз проведено для випадку поширення одномодового збудження. Встановлено і проілюстровано характер зміни просторово-часової структури інформаційного акустичного сигналу за рахунок дисперсії на різних відстанях розповсюдження. Проілюстровано, що при розповсюдженні у хвилеводі імпульсних акустичних сигналів в них нагромаджуються характерні спотворення типу "розмиття" імпульсу в часі і просторі. Як наслідок, зростає затримка енергонесучої частини в порівнянні з поширенням імпульсного сигналу за відсутності дисперсії. Вказані ефекти не беруться до уваги при використанні наближень променевої акустики, що може суттєво погіршувати якість розробки систем звукопідводного зв'язку.

На основі результатів розв'язання наскрізної задачі про прийом звуку сферичним електропружним перетворювачем з розрізними електродами, який представлено у вигляді суцільної тонкої п'єзокерамічної оболонки, отримано вирази для відшукання невідомих коефіцієнтів центрально-симетричних та вісесиметричних складових повного розв'язку задачі. Електродування надано парою симетричних напівсферичних електродів, які розділено по екватору сфери та навантажено на окремі незалежні електричні опори.

На основі результатів розв'язання наскрізної задачі про прийом звуку сферичним електропружним перетворювачем з розрізними електродами, який представлено у вигляді суцільної тонкої п'єзокерамічної оболонки, та одержаних виразів для відшукання невідомих коефіцієнтів центрально-симетричних та вісесиметричних складових повного розв'язку задачі показано напрямки адитивної обробки вихідних електричних сигналів для отримання певної просторової вибірковості. Електродування надано парою симетричних напівсферичних електродів, які розділено по екватору сфери та навантажено на окремі незалежні електричні опори.

Для створення проекту широкосмугового аналізатора спектру паралельного типу в діапазоні звукових частот застосовано основні принципи графічного програмування середовища LabView. Частотні канали аналізатора подано в традиційному для акустичних вимірювань вигляді - у вигляді октавних, напівоктавних та третиннооктавних фільтрів. В проекті передбачена система калібрування та налаштування аналізатора з використанням тонального та шумоподібного калібруючих сигналів, а також передбачена можливість індикації результатів в лінійному та логарифмічному масштабі.

Для створення проекту широкосмугового аналізатора спектру комбінованого типу в діапазоні звукових частот застосовано основні принципи графічного програмування середовища LABVIEW. Частотні канали аналізатора надано в традиційному для акустичних вимірювань виді - у вигляді октавних, напівоктавних та третино октавних фільтрів. В кожному частотному каналу передбачається обчислення спектру шляхом швидкого перетворення Фур'є в межах смуги, що визначена цим каналом. В проекті передбачена система калібрування та налаштування аналізатора з використанням тонального та шумоподібного калібруючих сигналів, а також передбачена можливість індикації результатів в лінійному та логарифмічному масштабі.

Виявлення малих літальних апаратів (МЛА) або дронів ускладнюється їх низькою помітністю, як в електромагнітному, так і в акустичному діапазонах довжин хвиль, а також особливістю траєкторії їх польоту. Висота польоту може змінюватися від одиниць до десятків метрів, а динаміка руху - від зависання до прискорення в довільному напрямку. Використання радіолокації надає змогу виявляти дрони на відкритих територіях на відстані до 1000 м. Акустичні методи спостереження забезпечують виявлення за умов складного рельєфу і наявності зелених насаджень. Дальність виявлення залежить від обраного приймального пристрою, рівня випромінювання об'єкта і рівня акустичних перешкод в зоні спостереження. Розробка алгоритму розрахунку максимальної дальності виявлення за заданими характеристиками виявлення представляється актуальним завданням. Для виявлення літаючих об'єктів запропоновано використовувати приймач, що забезпечує некогерентне оброблення акустичних сигналів - типовий тракт виявлення. Алгоритм розрахунку максимальної дальності виявлення МЛА заснований на статистичній теорії виявлення шумоподібних сигналів замаскованих перешкодами. Передбачається, що акустичні характеристики дрона як об'єкта випромінювання і перешкоди як акустичного шуму в районі застосування засоби виявлення відомі. Характеристики виявлення - ймовірності виявлення і хибної тривоги задаються довільно. Послідовність розрахунку максимальної дальності виявлення МЛА зводиться до встановлення типу, ефективної смуги частот і рівня сигналу випромінювання, визначення рівня перешкоди в зоні прийому, розрахунку параметра виявлення за характеристиками, розрахунку максимальної дальності виявлення. Висновки: для виявлення МЛА за акустичним випромінюванням запропоновано використовувати приймач - типовий тракт виявлення. Наведено алгоритм розрахунку ймовірності виявлення шумового сигналу і встановлено правило прийняття рішення. Запропоновано алгоритм розрахунку максимальної відстані виявлення МЛА за заданими характеристиками виявлення і акустичними характеристиками дрона і перешкод. Важливим фактором оцінки дальності є розподіл температури повітря за висотою і напрямок руху повітряних мас. Тому алгоритм слід удосконалити з урахуванням метеорологічної ситуації.

На прикладі плоско-паралельного, безкінечного по довжині, регулярного хвилеводу з комбінованими межами показано можливі ситуації та закономірності формування векторного поля інтенсивності в мілкому морі. У цьому випадку для різних горизонтів розташування акустичного монохроматичного джерела малих хвильових розмірів отримано розрахункові дані щодо утворення локально-вихрових і сідлових ділянок поля інтенсивності в області низьких частот (30 - 120 Гц). При врахуванні лише однорідних нормальних хвиль встановлено , що виникнення особливих точок поля відбувається відповідно до взаємодії амплітудно-фазових особливостей розподілень тисків і складових коливальних швидкостей у вертикальних перерізах хвилеводу, а також залежно від горизонту розміщення джерела, частоти, глибини моря. Також показано вплив ізольованих нулів тиску та ізольованих нулів складових коливальної швидкості на формування сінгулярних точок типу "вихор", "сідло". Визначено суттєву неоднорідність поля інтенсивності в робочому середовищі за модулем і напрямком, а також встановлено, що розташування особливих точок і відповідних вихрових і сідлових структур в умовах задачі є асиметричним, навіть для ситуації розміщення джерела звуку на вісі хвилеводу.

Розглянуто проблему первинної класифікації автономних рухомих технічних засобів дослідження моря. На базі класичної моделі мілкого моря, поданого плоским хвилеводом з комбінованими границями, розглянуто особливі точки векторного поля інтенсивності звукового сигналу, який створюється монохроматичним точковим джерелом і встановлено залежності позиціонування джерел звуку від змінення фази прийнятого сигналу. Наведено результати розрахунків векторного поля інтенсивності та девіаційних характеристик прийнятого сигналу, що відповідають певній сукупності вихідних умов. При цьому встановлено відповідність таких параметрів прийнятого сигналу як знак, величину і періодичність проявів девіації частоти хвилі-носія - певним розподіленням векторного поля інтенсивності та встановлено однозначний зв'язок результатів аналізу девіаційних характеристик і горизонтів розміщення джерела звуку (що і відповідає первинним класифікаційним ознакам джерела).