Рис. 4.17a. Рассчитанное относительное давление (XlO) в квадранте плоскости в ближнем поле решетки Научно-исследовательской лаборатории ВМС на озере Сенека [19]. Расстояние по оси Я=250,0000 см, или 10,000 длин волн. Частота 6 кГц, Я=25 см. Ломаной линией показана граница области, в пределах которой

давление однородно с точностью ±5%.

Рис. 4.176. Рассчитанные относительные фазы звукового давления в квадранте плоскости в ближнем поле решетки Научно-исследовательской лаборатории ВМС на озере Сенека [19]. Расстояние по оси Я=250,0000 см, или 10,000 длин волн. Частота 6 кГц. Расстояние между излучателями 20 см. п=26, т=36. Решетка 50 X 50. Ломаной линией показана граница области, в пределах которой фазовый угол имеет постоянное значение с точностью до 5°,

рис. 4.17. Вычисления показывают, что на нижней границе частотного диапазона постоянство амплитуды давления в пределах ±5% достигается на половине ширины решетки. Фазовые измерения обычно показывают постоянство фазы в пределах ±5° на большей площади, чем площадь с постоянной амплитудой.

По результатам экспериментов Тротт определил, что: 1) ширина и высота решетки должны в 2 раза превышать ширину и высоту градуируемого преобразователя, устанавливаемого в ближнем звуковом поле; 2) минимальное число элементов устанавливается из требования, что на самой высокой частоте расстояние между ними должно быть 0,8Х; 3) минимальная, или предельная, величина коэффициента спадания, ниже которой периферийные излучатели можно не учитывать, составляет 0,03 и 4) интенсивность излучателей, находящихся посредине между центром и краем решетки, должна быть в пределах 0,94-0,98 от максимальной. Граница области, в которой создается однородная плоская волна, меняется от места расположения указанньж излучателей до места расположения излучателей, интенсивность которых равна 0,80; это зависит от того, что вкладывается в понятия «равномерность» и «граница».

Последовательность операций в выборе функции спадания иллюстрируется следующим примером. Допустим, что требуется получить однородную зону плоской волны площадью 12ХХ12Х. Исходя из критерия верхней граничной частоты, который определяет, что расстояние между соседними элементами решетки d должно составлять 0,8Я, получим размеры области постоянного давления или постоянного значения функции спадания: 12Х/0,8Х= 15t. Полная ширина в таком случае будет в 2 раза больше области постоянного давления, т. е. 30d Полную ширину можно также определить как т+п. Тогда

т-\-п=ЪО, (4.14)

т - п=\Ъ. (4.15)

Из этих уравнений следует, что т должно быть равно 22 или 23 и п7. Фактически эти значения получены приближенным расчетом, поэтому следует рассмотреть различные комбинации вблизи этих чисел, как показано на рис. 4.16 и 4.17.

Значения функций спадания обычно берут из таблиц частичных сумм биномиального вероятностного распределения для г событий в п независимых испытаниях при вероятности в каждом отдельном испытании, равной V2-

Число п в этих таблицах соответствует степени бинома, принятой в конструкции решетки. Число г характеризует значение функции спадания, причем наибольшее г соответствует наименьшему значению функции. Например, на страницах 195 и 200 ра-