Файл: Прохоров, Е. С. Звуковая сигнализация судов на реках и водохранилищах учеб. пособие для студентов-судоводителей и плавсостава.pdf

Рассеяние звука становится заметным при наличии капель ди­ аметром более 10 мкм и возрастает с увеличением частоты звука. Потери на трение зависят от относительной скорости движения воздушного потока и капли. При увеличении размера капель и частоты звука степень участия капель в колебаниях уменьшается и потери на трение возрастают. При распространении звука в ме­ стах сжатий происходит испарение капель, а в местах разреже­ ний—конденсация водяного пара. Этот процесс, протекая нерав­ новесно, сопровождается поглощением звуковой энергии.

Поглощение в тумане на частотах, используемых в звуковой сигнализации, за счет указанных процессов невелико и дает не­

Так как в туманах градиенты температуры малы и могут на­ блюдаться температурные инверсии, то при отсутствии ветра ус­ ловия для распространения звука в слабом тумане являются благоприятными. На рис. 16 приведен график спада силы звука с расстоянием в тумане без ветра. Измерения проведены на Горь­ ковском водохранилище при дальности видимости около 300 м и частоте сигнала в октаве 500 Гц. Ослабление звука на втором и последующих километрах в этих условиях составляет 4 дб/км. Для источника звука с уровнем 116 дб, который использовался в эксперименте, дальность слышимости при уровне помех 65 дб превышала 1,5 км, а для более мощного источника, например, с уровнем 124 дб, составила бы более 3,5 км-

35

При наличии ветра ослабление звука в тумане, в основном, Определяется рефракцией звуковых лучей и турбулентностью воздуха. Результаты измерений ослабления звука в тумане, при­ водимые разными авторами, значительно отличаются друг от дру­

вне области тумана. Неполный учет^всех факторов затрудняет сравнение результатов этих экспериментов.

Дождь, мгла и мелкий снег, уменьшаядальность видимости, существенного ослабления звука не вызывают. Ослабление звука

вать уровень помех в месте приема сигнала.

Сильное ослабление звука может наблюдаться при выпадении снега в виде крупных хлопьев (размером порядка 1 см). Так, в одном из экспериментов в ноябре месяце на Волге во время на­ чавшегося снегопада уровень силы звука на расстоянии 500 м от источника понизился на 8 дб.

ЭФФЕКТИВНОСТЬ ДЕЙ СТВИ Я ЗВУКОВОЙ СИ ГН А Л И ЗА Ц И И

Эффективность действия звуковой сигнализации прежде всего определяется дальностью действия звукосигнальных средств су­ дов в разных метеоусловиях. Дальность действия зависит от мощ­ ности источника и спектрального состава сигнала, звукопрозрач­ ности атмосферы и спектральных уровней шума в месте приема.

Сигнал слышен, когда его уровень силы звука в октавной по­ лосе частот не ниже уровня шума в этой же полосе частот. Оце­ нить дальность действия звукосигнального средства можно как предельное расстояние, на котором уровень силы звука сигнала уменьшится из-за ослабления в атмосфере до уровня помех в ме­ сте приема в данной октавной полосе. Обозначим разность меж­ ду уровнем силы звука в 10 м от источника и уровнем шума в ме­ сте приема в соответствующей октавной полосе через ДL. По­ скольку наибольшее влияние на распространение звука в атмо­ сфере оказывает ветер, а безветренная погода наблюдается срав­ нительно редко, то в первую очередь важно знать дальность дей­ ствия сигнализации при наличии ветра.

По кривым спада уровня силы звука, аналогичным приведен­ ным на рис. 5, для разных частот, скоростей и направлений ветра получены средние коэффициенты ослабления звука в атмосфере для 'первого и последующих километров. Зная разницу между уровнем силы звука на 10 м от источника и уровнем шума в ме­ сте приема в соответствующей октавной полосе частот, по коэф-

36

фициентам ослабления можно рассчитать дальность слышимости сигнала. На рис. 17 представлены результаты расчета при рас­ пространении сигнала по ветру и против ветра для четырех ок­ тавных полос, наиболее важных для звуковой сигнализации (125, 250, 500 и 1000 Гц). Для частот выше 1000 Гц расчеты не приво­ дятся, т. к. из-за сильного ослабления в атмосфере они практиче­ ски бесполезны для осуществления звуковой сигнализации.

Дальность слышимости поперек ветра приблизительно может быть определена как среднеарифметическое из дальности по вет­ ру и против ветра. Для оценки дальности слышимости в судово­ дительской практике достаточно этих направлений ветра. При анализе аварий, когда требуется определить, мог ли услышать судоводитель звуковой сигнал, необходим более точный учет на­ правления ветра. В этом случае можно построить круговую диаг­

лежа'І' на окружности. Проводя аналогичные построения, мржно радиус круговой диаграммы находить как полусумму дальностей слышимости по ветру и против ветра, а смещение источника от центра окружности находить, как полуразность указанных даль­ ностей. Угол и в этом случае отсчитывается от точки, где нахо­

На практике для определения дальности-слышимости необхо­ димо поступить следующим образом:

1)оценить скорость и направление ветра (например, по при­ бору Ольшамовского);

2)определить А L в четырех октавах, используемых для зву­ ковой сигнализации. В тех случаях, когда AL во всех октавах одинаково или с ростом частоты уменьшается, или увеличивается не более, чем на 3 <50 при переходе от октавы к октаве, дальность

слышимости определяется по октаве с наименьшей частотой; - 3) в иных случаях по графикам определить дальность слыши­

мости для каждой октавы и принять за дальность слышимости максимальное из определенных расстояний. Если требуется-опре­ делить дальность слышимости .приду ел ах, отличных от ® — 0 (гіо

37

ветру) и ф= 180° (против ветра), нужно произвести вычисления по приведенной формуле для октавы, дающей максимальное рас­

составляет около 1,2 км, а найденная как полусумма дальностей слышимости по ветру и против ветра будет 1,25 км (радиус ок­ ружности). Этот расчет подтверждает, что для направления по­ перек ветра дальность слышимости приблизительно можно брать как полусумму дальностей слышимости по ветру и против ветра.

38