связанным с выполнением научно-исследовательских и опытно-конструкторских работ в лаборатории, к контролю качества продукции на заводе и к измерениям аппаратуры, отремонтированной на кораблестроительных верфях, предъявляются совершенно различные требования. Факторы, влияющие на выбор метода ближнего поля, рассматриваются ниже.

Метод DRL и метод решетки Тротта содержат в себе некоторые приближения. Одно из них заключается в том, что элементы, отстоящие друг от друга на расстояние, равное или меньшее 0,8Я, аппроксимируют сплошную плоскость. Это приближение является общим для того и другого метода. Другие приближения бтносятся только к одному из этих методов.

Имеются замечания, что допущение о взаимосвязи давления и градиента давления в уравнении (4.2) является наиболее слабым звеном метода DRL. Это может служить причиной некоторых ошибок при измерении диаграмм направленности на углах, в значительной степени удаленных от основного луча. Еще важнее otMeTHTb то обстоятельство, что сам метод не дает способа оценки ошибок, обусловленных приближением (4.2).

В методе решетки Тротта также используется предположение о круговой симметрии. Однако конструкция решетки Тротта может быть испытана зондированием и составлением карты ближнего поля. Следовательно, величину ошибок, возникающих вследствие принятых приближений или несовершенства конструкции и ее выполнения, можно измерить. Например, 10-метровая линейная группа излучателей, используемая в решетке рис. 4.24, первоначально была сконструирована в виде трех соединенных друг с другом линий длиной по 3,35 м. Несмотря на то что соединительные фланцы этих линий были ажурны и акустически прозрачны, все же использование их приводило к искажению звукового поля. Причина этого явления небыла установлена, но переход на одиночную непрерывную 10-метровую линейную группу излучателей позволил избежать искажений.

Метод ближнего поля был разработан главным образом для экономии места, и это является его основным достоинством. Необходимость экономии пространства исходит из двух требований. Первое требование, рассмотренное в разд. 3.2 и 4.1, связано с минимизацией помех от границ небольших объемов воды. Второе связано с тем, что во всех электроакустических измерениях важно поддерживать известные относительные ориентации и расстояния между излучателем и гидрофоном. Чтобы можно было испытывать преобразователи на полигонах в больших и глубоких внутренних озерах или в океане, нужно использовать плавучие платформы. Для реализации преимуществ, которые дают измерения в условиях свободного поля, преобразователи должны быть установлены довольно глубоко. На практике этому условию

обычно соответствуют глубины порядка 30 м и более. Тогда если расстояние между излучателем и гидрофоном равно 30 м или более, то это ведет к большим трудностям при установке-фиксированной ориентации гидрофона относительно излучателя. Нестабильность платформы и среды, а также недостаточная-жесткость механических конструкций креплений могут вызвать, значительные ошибки в установлении относительного положения излучателя и гидрофона. Эти ошибки сводятся к минимуму, когда координатники излучателя и гидрофона соединены в единой конструкции. Чем меньше расстояние между излучателем и гидрофоном, тем легче выполнимы и более эффективны такие-конструкции. Метод ближнего поля удобен для реализации жестких координатников.

Оба метода ближнего поля значительно экономят место. В этом смысле метод DRL имеет небольшое преимущество перед методом решетки Тротта. Поверхность интегрирования в методе DRL можно выбрать в непосредственной близости от рабочей поверхности градуируемого преобразователя, и поэтому она меньше, чем при использовании решетки Тротта, размеры которой примерно в 2 раза превышают ширину градуируемого преобразователя. Теоретически нет оснований считать, что решетка Тротта должна быть только плоской, но в настоящее время разработаны и практически используются только такие решетки.

Однако преимущества метода DRL, связанные с экономией пространства, проявляются только при градуировке преобразо-вателей более или менее правильной формы. Ведь в методе DRL. поверхности интегрирования нужно выбирать в непосредственной близости от преобразователей, и они должны повторять их форму. Решетку Тротта можно использовать для градуировки преобразователей любой формы. Если поверхность интегрирования в методе DRL можно уподобить плащу-дождевику, то-в методе Тротта решетку можно сравнить с зонтом.

Метод ближнего поля наиболее целесообразно использовать для градуировки больших преобразователей в диапазоне частот-1-10 кГц. Ограничение на высоких частотах определяется расстоянием между элементами в решетке Тротта, равным 0,8Я,. или расстоянием между двумя соседними точками измерений гидрофоном-зондом в методе DRL. Размеры элементов в решетке Тротта и измерительного гидрофона в методе DRL должны быть достаточно малы, чтобы быть акустически невидимыми-(их максимальные размеры не должны превышать 0,1Х). Метод, ближнего поля можно было бы использовать на низких ультразвуковых частотах, но в этом диапазоне он не имеет больших преимуществ перед обычными методами.

У самого метода ближнего поля нет ограничений на низких частотах. Однако на частотах ниже 1 кГц направленные:

Преобразователи приобретают громадные размеры, поэтому и механизм сканирования в методе DRL, и решетка Тротта должны были бы быть очень большими. Вместе с тем при длинах волн, равных 1,5 м и более, расстояния между уровнями измерения гидрофоном-зондом или между соседними излучателями в решетке Тротта возрастают и не обязательно должны устанавливаться очень точно. В этом случае можно было бы не предъявлять слишком жестких требований к механизму сканирования и к конструкции решетки. Механизм сканирования зондового гидрофона в методе DRL, по всей вероятности, легче приспособить к различным размерам преобразователей, нежели решетку Тротта, и, следовательно,,! обеспечить с его помощью градуировку в более широком диапазоне частот.

Решетка Тротта обеспечивает непосредственную выдачу результатов измерений в реальном масштабе времени. Этот метод совместим с обычными измерениями. Если имеется в наличии решетка, то не требуется больше никакого другого специального оборудования и обучения персонала.

Измерения и вычисления по методу DRL проводятся последовательно. Значит, выходные данные тотчас же получить нельзя. Однако последовательные действия обеспечивают изучение звукового поля от точки к точке, что полезно для определения структуры поля.

Метод DRL очень специфичен тем, что совершенно не похож на обычные методы: он требует специальной методики измерений и специально подготовленного персонала. Этот метод никак нельзя считать универсальным. В тех случаях, когда схема измерений и форма преобразователей одинаковы, универсальность не имеет значения и неудобства метода не проявляются.

Для сканирования зондовым гидрофоном в методе DRL нужна более сложная механическая система, чем для простого вращения градуируемого преобразователя. Сканирование связано с конструированием дистанционно управляемой механической системы координатно-поворотного устройства, необходимость в которой возникает при работе в закрытой камере высокого давления или на конце глубинной подвески.

Метод DRL требует первоначальных больших капиталовложений при конструировании и изготовлении системы сканирования зондового гидрофона, относительно небольшого количества электронных генераторов и измерительного оборудования, а также использования электронной вычислительной машины. Все это является сравнительно обычным делом механической, электронной и вычислительной техники.

Для метода решетки Тротта также требуется относительно небольшое число обычных электронных приборов, но они уже могут иметься в комплекте обычного градуировочного оборудо-