Море Чёрное, оттенки серые. 2. 9. Немного теории

       Как проходил второй выход, я уже описал.

       По возвращению встретили нас настороженно. Уж слишком всё было неожиданно. Всё не работало, не работало, а потом вдруг раз…и заработало.

       Ну и что? Был конец мая, а в июне обычно начиналась проверка боевой подготовки за первое полугодие. В первых числах июня намечались дивизионные учения.
       Мы пришли в заданный квадрат, опустили контейнер, включили комплекс и… через пятнадцать минут учения были завершены. Дивизион получил  пятерку с плюсом. Задача учений заключалась в обнаружении подводной лодки.

       Наше обучение в учебке началось с ознакомления с принципами работы гидроакустиков, истории развития и современного состояния этого раздела вооружения современных кораблей и подводных лодок. Преподаватель с восторгом нам рассказывал о том, что в прошлом году установлен рекорд дальности обнаружения подлодки. Её сумели обнаружить на дистанции 11 кабельтовых (1,1 морских мили) – это чуть-чуть больше двух километров.

       По кинофильмам всем знакома работа акустиков. Моряк в наушниках на подводной лодке слушает море, потом докладывает:
       -По пеленгу 302 градуса слышен шум винтов. По характеру шума классифицирую цель, как эскадренный миноносец. Цель приближается (шум нарастает).

       За этим следуют разрывы глубинных бомб, и у моряка начинает течь из ушей кровь.
       Да, бывает и так, особенно у подводников. Но по шуму можно определить лишь с какой стороны находится цель. А если лодка крадется, еле шевеля лопастями?  Как определить где она: очень близко, но еле шумит, или шумит громко, но очень далеко? Куда бросать глубинные бомбы, и на какую глубину ставить взрыватели?

       Подводники поступают просто – всплывают на перископную глубину, и смотрят по указанному пеленгу (угол по часовой стрелке между целью и курсом корабля).

       Противолодочникам сложней, сколько ни смотри, под водой ничего не видно. Лодка может быть как в 20 метрах, так и в двадцати километрах от корабля. Поступили просто. Придумали гидролокатор.

       Как он работает? Да так же, как и радиолокатор, только вместо радиолуча посылает вперёд луч ультразвука. В воздухе ультразвук быстро затухает, в отличии от электромагнитных колебаний, а воде наоборот. Только есть одна особенность. Скорость звука в воде сильно зависит от температуры. Чем температура ниже, тем скорость выше.

       А знаете вы о ещё об одной особенности воды? Плотность воды становится выше, как и у всех веществ, по мере охлаждения (а следовательно, скорость звука выше), но… только до+4 градусов Цельсия. При дальнейшем остывании вода становится легче,  и всплывает, перемешиваясь с более теплым верхним слоем, а лед, тот вообще всплывает на поверхность.

       Температура на дне всех морей и океанов на глубинах более километра равна четырем градусам тепла. Вода на поверхности может закипеть, но на дно опустится, только остыв до 4-х градусов. Она на экваторе только нагревается, и,  следовательно, вниз опуститься не может, а вот на полюсах остывает и медленно опускается на дно, откуда также медленно, в течение тысячи лет , расползается по всем морям и океанам, вытесняя со дна более теплую воду.

       Так возникают течения. Придонные холодные от полюсов к экватору, и поверхностные теплые от экватора к полюсам. Тема интересная, связана с теорией глобального похолодания, но к акустики отношения не имеющая.

       Возвратимся же к звуку. Представьте внизу холодный слой воды. Взошло солнце, поверхность нагрелась и прогрелась на определенную глубину, затем ночью вновь остыла. Возник слоеный пирог: холодный слой, теплый слой и вновь холодный слой.

       В связи с разной скоростью звука возникает эффект акустической линзы, когда звук фокусируется и сам формируется в луч, который не затухая может двигаться в воде десятки, сотни, и даже тысячи километров (наблюдались случаи, когда песни гренландских китов могли в воде слышать на расстоянии до двух тысяч километров).

       Теперь представьте, что вы опустили излучатель в слой холодной воды. Что случилось? Правильно. Звук рассеялся. А теперь в теплый слой ограниченный с двух сторон холодной. Вы нашли звуковой канал? Точно!

       До этого излучатели крепились на днище корабля, направляя ультразвуковой луч вниз и в стороны. Эхо возвращалось в одних случаях, и терялось в других. Опытные подводники вовсю использовали это свойство, подныривая под такие слоеные пироги.

       Ленинградцы привезли с собой термобарограф. Он представлял из себя опускаемую на длинном шнуре пластинку, которую царапала игла, перемещающаяся вертикально при изменении давления, а горизонтально – температуры. Пластину медленно опускали на нужную глубину, а достав её, изучали кривую, которая рисовала график распределения температурных слоев в зависимости от глубины.

       Они научили нас пользоваться им и оставили его нам. Ассом в этом деле стал «сапожник» из Винницы, мой годок и товарищ Васька Диденко. Он занимался этой  и другими операция в первом трюме, и мы освоили все тонкости поиска звуковых каналов.

       Предыдущими станциями, работающими узкими направленными лучами, обнаружить подлодку было очень сложно. Луч мог пройти буквально в метре от корпуса и акустик на корабле ничего не слышал, а подводники знали,  откуда и куда перемещается луч, и легко уклонялись, избегая обнаружения. Акустик на корабле  после каждой посылки поворачивал излучатель по горизонтали или вертикали на три градуса, и напряженно вслушивался, не раздастся ли эхо.

       Рядом двигались другие  корабли дивизиона с такими же эхолокаторами. Так в ряд они перепахивали море, подобно тракторам вспахивающим пашню. Обнаружение лодки означало победу, но было таким редким явлением, что акустику, который её обнаружил, тут же не сходя с места, когда действительно подтверждался контакт с лодкой, объявляли десять суток отпуска.

         Читать далее http://www.proza.ru/2015/12/20/407