Hydroakustyka

Hydroakustyka w teorii i praktyce. Jakich zjawisk dotyczy?

Czy zagadnienia związane z hydroakustyką mogą być na tyle interesujące, by pisać o tym artykuły dla szerszego kręgu odbiorców, w szczególności dla osób niemających z tą dziedziną na co dzień nic do czynienia? Żartobliwie podchodząc do sprawy, można powiedzieć, że temat jest nośny, ponieważ rzecz dotyczy wody (po łacinie hydro), która jest ośrodkiem wielce nam przyjaznym, wręcz niezbędnym do życia, i w którym nasze ciała swobodnie mogą się utrzymywać na jego powierzchni.

Czym jest hydroakustyka?

Wiemy już, co znaczy słowo „hydro”, czas więc na wyjaśnienie pojęcia „akustyka”. Źródłosłowem tego pojęcia jest starogreckie wyrażenia „akuo”, czyli po polsku „słyszę”. Ludzkie ucho rejestruje fale dźwiękowe o częstotliwościach mieszczących się w paśmie około 16 Hz -20 Hz. Jednak akustyka jako odrębny dział fizyki i techniki zajmuje się także falami o innych częstotliwościach, a w szczególności zagadnieniami związanymi z ich powstawaniem, propagacją i oddziaływaniem. Fala akustyczna jest zawsze wywoływana mechanicznym impulsem i, w przeciwieństwie do fali elektromagnetycznej, która rozprzestrzenia się nawet w pustej przestrzeni, może rozchodzić się jedynie w jakimś sprężystym ośrodku np. w powietrzu lub w każdym innym gazie, metalu, skale czy właśnie w wodzie. Doszliśmy do sedna: hydroakustyka bada fale sprężyste rozchodzące się w wodzie. Wiedząc już jakiego zjawiska omawiana przez nas w tym miejscu dziedzina nauki dotyczy, zastanówmy się, czemu może służyć. W zrozumieniu praktycznego znaczenia (z punktu widzenia człowieka) hydroakustyki pomogli nam specjaliści z Centrum Techniki Okrętowej w Gdańsku.

Hydroakustyka w zastosowaniach praktycznych

Wiedza o rozchodzeniu się fal akustycznych w wodzie i umiejętność mierzenia różnych parametrów tego zjawiska ma pierwszorzędne znaczenie dla potrzeb łączności oraz lokalizowania czy też opisywania różnych obiektów w morzach i jeziorach. Narzędzia i systemy stosowane w hydroakustyce pozwalają tworzyć dokładne mapy dna różnorodnych akwenów oraz zdalne i bezpieczne ocenianie stanu technicznego konstrukcji i podwodnej infrastruktury, a także umożliwiają w razie potrzeby monitorowanie ruchu statków, łodzi i okrętów, tak nawodnych, jak i podwodnych. Hydroakustyka oddaje także nieocenione usługi w badaniach modelowych wszelkich pływających konstrukcji, a rybakom umożliwia szybką i dokładną lokalizację ławic rybnych. Wśród oprzyrządowania stosowanego do takich celów można wymienić m.in.:

  • sonary skanujące,
  • kamery akustyczne,
  • pojazdy podwodne,
  • urządzenia do pomiaru rozkładu prędkości w wodzie,
  • sonary do wykrywania podwodnych przeszkód,
  • podwodne urządzenia GPS.

Badania i urządzenia hydroakustyczne umożliwiają też budowę systemów ostrzegających przed tak groźnymi i katastroficznymi w skutkach zjawiskach, jakimi są fale tsunami.