Применение трассоискателей АО ЭРСТЕД

Трассоискатель является необходимым инструментом при проведении работ, связанных с обслуживанием подземных коммуникаций, к которым относятся: кабели связи (медножильные и оптические), силовые кабели и трубопроводы. Данная статья, возможно, поможет лучше ориентироваться во всём разнообразии существующих приборов. На примере приборов ЗАО «ЭРСТЕД» будут разобраны решения конкретных задач, возникающих перед кабельщиками, а также объяснены функциональные особенности приборов. Знание и понимание основных функциональных особенностей трассоискателей поможет покупателю сделать правильный выбор, что в свою очередь увеличит продуктивность работы персонала.

Вопрос 1. Каким образом можно обнаружить местоположения подземных коммуникаций?

С этой проблемой сталкиваются строительные организации, т.к. существующие карты подземных коммуникаций на участке застройки могут не соответствовать или быть неполными. Вследствие чего, при проведении земляных работ можно повредить имеющиеся коммуникации. Со схожей проблемой сталкиваются организации, занимающиеся прокладкой кабелей.

Решение 1. Для определения местоположения, подземная коммуникация должна быть источником магнитного поля. Силовые кабели и трубопроводы, оснащённые катодной защитой, являются источником сильного магнитного поля частоты 50Гц. Более того, они оказывают влияние на прочие коммуникации, которые из-за наводки, сами становятся источником магнитного поля частоты 50Гц. Трассоискатели (ТИ-05-3, ТДИ-05м3, ТДИ-МА) обладают функцией поиска на частоте 50Гц, а значит, могут быть использованы для решения этой проблемы.

Решение 2. Если работы ведутся на местности, значительно удалённой от источника поля 50Гц, то подземные коммуникации (например, бронированный оптический кабель) могут не определиться на частоте 50Гц. Тогда рекомендуется использовать собственный источник наводки – генератор с выносным индуктором (ИЗИ-6М) и произвести поиск коммуникаций на частотах работы генератора.

Вопрос 2. Возможно ли трассирование подземных коммуникаций без генератора?

Решение. Если ваше кабельное хозяйство состоит исключительно из силовых кабелей, то вы сможете обходиться без использования генератора. Находящийся под напряжением силовой кабель – прекрасный источник магнитного поля. В некоторых случаях (в зависимости от вашего опыта) вы сможете различать повреждения типа «обрыв» и «короткое замыкание» (ТИ-05-3, ТДИ-05м3, ТДИ-МА), а также воспользоваться контактным методом определения места возникновения повреждения изоляции (о чём будет сказано ниже). Для этого вам подойдут приборы ТДИ-05м3, ТДИ-МА. Однако, с увеличением плотности расположения коммуникаций, решать поставленные задачи будет сложнее.

Вопрос 3. Каким образом осуществляется трассирование с использованием генератора?

Использование генератора является оптимальным условием для проведения работ, связанных с поиском местопрохождения трассы и определения мест возникновения дефектов. Для улучшения помехозащищённости трассоискателя, выбираются частоты, не кратные пятидесятигерцовым гармоникам, – 893, 2430 и 8930Гц. Для всех трассодефектоискателей подойдут генераторы ИЗИ-6М или ИЗИ-100.

Решение 1. Можно подключить генератор непосредственно к коммуникации, тогда максимум мощности будет передаваться коммуникации. Расположив трассоискатель таким образом, чтобы его датчик размещался перпендикулярно плоскости земли, можно определить трассу методом максимума. Параллельное плоскости земли расположение датчика, позволяет определить трассу по методу минимума.

Решение 2. Генератором можно создать наводку на трассу при помощи выносного индуктора. Это применяется в случаях, когда невозможно подключиться непосредственно. Следует учесть, что сигнал будет отслеживаться не только в искомой трассе, но и во всех близкорасположенных коммуникациях.

Вопрос 4. Как определить глубину прокладки трассы?

Данная проблема решается только с использованием генератора. Во время трассирования, уровень принимаемого сигнала может резко измениться. Это может свидетельствовать об изменении глубины залегания либо о наличии дефекта. Определение глубины необходимо также при проведении раскопки.

Решение 1. Расположив трассоискатели ТИ-05-3, ТДИ-05м3, ТДИ-МА под углом 450 к плоскости земли, можно определить глубину прокладки трассы геометрическим способом.

Вопрос 5. Какие требования к приборам, предназначенным для работы вблизи ж/д полотна и ЛЭП?

Железная дорога и ЛЭП являются источником сильных электромагнитных полей, которые многократно превышают поле, исходящее от кабеля. Это обстоятельство накладывает определённые ограничения по типу используемых датчиков и значительно увеличивает требования к помехозащищённости приборов. Важно! Чувствительность катушки с ферритовым стержнем существенно снижается вблизи источников электромагнитных полей – линий электропередач, железных дорог, радиостанций. Приборы, оснащённые такими датчиками, либо не работают, либо дают ошибочные показания.

Решение. В приборе ТДИ-МА используется датчик без феррита (рамка). Кроме этого, реализована процессорная обработка сигнала, позволяющая выделять сигнал много меньший по сравнению с уровнем помехи.

 

Вопрос 6. Как локализовать место повреждения?

Из всех возможных методов локализации повреждений, контактный метод является самым эффективным. Любая подземная коммуникация, будь то силовой, связной, оптический кабели либо трубопровод, снабжена защитным покровом, препятствующим проникновению влаги и, как следствие, коррозии сердечников. В повреждения оболочки, влага проникает внутрь, таким образом, часть тока от генератора «течёт на землю». Замеряя в нескольких точках над кабелем контактную разность потенциалов, находится максимальное значение, которое и соответствует месту повреждения оболочки. Такие приборы называются дефектоискателями либо течеискателями.

Решение 1. А-рама прибора ТДИ-05М-3 представляет собой фиксированную базу для проведения измерений контактным методом. Показания прибора фиксируются стрелочным индикатором. В приборе реализован аттенюатор, позволяющий переключать диапазоны измерений.

Решение 2. Цифровой трассодефектоискатель ТДИ-МА снабжен функциями автоматической перестройки диапазонов измерений. В приборе реализована также функция памяти, позволяющая сравнивать показания утечки между собой. Кроме того, базу для измерений кабельщик выбирает сам, что является неотъемлемым преимуществом при работе в стеснённых условиях.

Вопрос 7. Как сузить область поиска места повреждения?

Во многом точность локализации утечки определяется характеристикой грунта. Поэтому возникает ситуация, когда на достаточно значительном расстоянии от места фактического повреждения, значения показаний течеискателей практически не изменяются. Это вызвано наличием емкостной составляющей в значении утечки.

Решение 1. Трассодефектоискатели ТДИ-05М-3, ТДИ-МА можно перевести в режим работы на пониженной частоте – 893Гц. Это в значительной степени позволит отфильтровать емкостную утечку.

Решение 2. Цифровой трассодефектоискатель ТДИ-МА имеет инфранизкую частоту работы – 7Гц, позволяющую максимально сузить область поиска утечки.

Вопрос 8. Как определить место несанкционированной врезки в трубопровод?

В месте несанкционированной врезки умышленно повреждена защитная оболочка трубы, а в качестве отвода может использоваться неметаллическая труба. Решение подобной задачи характерно для локализации места возникновения утечки, с оговоркой, прибор должен обладать высокой чувствительностью.

Решение. В данной ситуации необходимо определить место возникновения утечки с помощью цифрового прибора ТДИ-МА.

Вопрос 9. Какая мощность генератора необходима при работе?

 

Бытует мнение о том, что чем больше мощность, тем лучше. Однако превышение допустимого тока для кабеля связи ведёт к необратимому ухудшению изолирующей оболочки жилы и может вызвать новое повреждение. Основная цель повышение мощности в увеличении соотношения сигнал/шум на входе приёмника. Но можно решить данную задачу по-другому.

Решение 1. Цифровой трассодефектоискатель ТДИ-МА имеет высокую чувствительность, позволяющую ему работать с током 1мА в кабеле на глубине до 10м. Выходная мощность генератора ИЗИ-6М (до 6Вт) является для него достаточной.

Решение 2. Индуктивный датчик трассодефектоискателя ТДИ-05м3 установлен в плоскости А-рамы. Увеличенная поверхность датчика позволяет также добиться высокой чувствительности, позволяя использовать генератор ИЗИ-6М  мощностью до 6Вт.

Решение 3. Разветвлённая сеть трубопроводов вызывает достаточно сильное затухание сигнала от генератора. Для таких целей рекомендованы генератор ИЗИ-100.

 

Вопрос 10. Как найти место короткого замыкания между жилами?

Данный вид дефекта является самым сложным для локализации на местности. Короткое замыкание между жилами может быть вызвано нарушением технологии производства кабеля. Дефектный кабель может не иметь повреждения внешней оболочки, поэтому использовать течеискатель бессмысленно.

Решение 1. Изначально необходимо выделить короткозамкнутые жилы. Затем подключить к ним генератор. Следует иметь ввиду, что магнитное поле от кабеля, в этом случае, будет убывать пропорционально квадрату расстояния до кабеля. Поэтому для решения этой задачи подойдут только высокочувствительные приборы с трактом цифровой обработки – такие как ТДИ-МА. Затем следует двигаться вдоль трассы. В месте возникновения короткого замыкания будет наблюдаться всплеск уровня сигнала, а затем – практически полное его исчезновение через 0,5 метра.

Решение 2. Использовать альтернативный способ определения расстояния до места повреждения. Например, при помощи рефлектометра РИ-10М1, РИ-307 можно с абсолютной точностью (до 12,5 см) вычислить расстояние до места короткого замыкания. Затем, используя трассоискатель и измеритель дальности, отмерить расстояние до дефекта.

Заключение

С ростом количества и плотности расположения подземных коммуникаций, значительно возрастают и требования к скорости выполнения работ по их обслуживанию. Рассмотренные в статье методы определения дефекта на местности с помощью трассодефектоискателей, позволяют с абсолютной точностью определить место возникновения дефекта. Однако значительно увеличить скорость выполнения работ может применение совместно с трассопоисковым оборудованием также вспомогательных приборов – импульсных рефлектометров и измерительных мостов.

Именно с их помощью измеритель может определить расстояние до места повреждения, а потом уже с помощью трассодефектоискателя – определить абсолютно точно место раскопок. Немаловажным плюсом такого комплексного подхода является возможность детектировать множественные дефекты и определять их характер с помощью приборов РИ-10М1, РИ-307. К достоинству измерительного моста РИ-10М2 относится возможность определить расстояние до понижения сопротивления изоляции на ранней стадии возникновения дефекта.
Надеемся, что представленные материалы помогут вам определиться в выборе необходимого прибора, увеличить качество и сократить сроки выполнения работ.

Как выбрать трассоискатель? – ГиС

5 сентября 2018

Трассоискатель – прибор который используется для нахождения и определения глубины залегания подземных коммуникаций, находящихся под напряжением, таких как электро- кабели, кабели телефонных сетей, трубопроводы и т.п. Поэтому трассоискатель кабельных линий часто называют просто «кабелеискатель». С его помощью находят повреждения кабелей и трубопроводов, составляют схему их расположения, а также обследуют местность на наличие скрытых коммуникаций перед началом земляных и строительных работ.

Применение трассопоискового оборудования на строительных объектах повышает безопасность работы при прокладывании новых коммунальных сетей. А регулярный анализ позволяет оценить степень износа коммуникаций под землёй и, при необходимости, вовремя отремонтировать или заменить их.

Комплект трассоискателя включает в себя:

• Генератор – подает электромагнитный сигнал на кабели без напряжения и металлические трубопроводы. Для линий под напряжением используются индукционные клещи.
• Локатор – приемник, улавливающий волны от генератора в заданных диапазонах частот.
• Соединительные кабели.

Виды трассоискателей

Если вы решили купить трассоискатель, то стоит заранее ознакомиться с различными видами устройств, так как наличие тех или иных функций может значительно отразиться на цене.

Трассоискатели отличаются в зависимости от оснащенности устройства генератором, способного создавать переменный ток в обесточенных коммуникациях. Большинство современных кабелеискателей оснащено этим устройством и способны обнаружить металлические кабели и трубопроводы самостоятельно подпитывая их. Использование генератора совместно со специальными клещами позволяет с высокой точностью отслеживать коммуникацию на большой глубине залегания.

По режиму работы трассоискатели с генератором делятся на индукционные (способные работать в бесконтактном режиме) и с прямым подключением.

По конструкции и способу использования выделяют:

Универсальные трассоискатели

Самые современные трассоискатели способны справиться с большим числом поставленных задач. Они могут определить глубину на которой находится трубопровод или кабель, направление коммуникации и указать место прорыва или нарушения изоляции. Из многочисленных параллельно идущих линий кабелеискатели способны определить нужную и проверить ее целостность.

Акустические трассоискатели

Акустические локаторы имеет смысл использовать, когда нет прямого доступа к коммуникации. Они несколько ограничены в диапазоне измерений, но успешно показывают себя при поиске пластиковых трубопроводов.

Кабелеискатели

Кабельный трассоискатель обычно использует одну частоту – 33кГц. Этого достаточно для нахождения большинства коммуникаций. Более современные трассоискатели могут иметь дополнительные варианты используемых частот.

Трассоискатели с функцией поиска маркеров

Маркеры коммуникаций – это небольшие передатчики помещенные в пластиковый или иной защищенный корпус. Маркер, находящийся под землей работает автономно и легко определяется трассоискателем с функцией поиска маркеров. Благодаря этим устройствам можно определить пластиковые трубы и волоконно-оптические линии связи, а также другие коммуникации.

Где купить трассоискатель в Москве?

Среди многообразия трассоискателей в нашем интернет-магазине сложно растеряться, поэтому обращайтесь к нашим специалистам, и мы не только поможем выбрать трассоискатель подходящий именно Вам, но и, при необходимости, проведем демонстрацию работы или обучение Вашего персфонала по работе с устройством. У нас вы можете купить трассоискатель кабельных линий с генератором, последние новинки марки Radiodetection, а также большое количество аксессуаров.

Акустическая локация | Военная вики

в: Статьи с текстом из Википедии, Акустика, Противовоздушная оборона,

и еще 2

Просмотреть источник

Шведские солдаты, использующие акустический локатор в 1940 году

Акустическая локация — это наука об использовании звука для определения расстояния и направления чего-либо. Определение местоположения может осуществляться активно или пассивно, а также в газах (например, в атмосфере), жидкостях (например, в воде) и твердых телах (например, в земле).

• Активная акустическая локация включает в себя создание звука для создания эха, которое затем анализируется для определения местоположения рассматриваемого объекта.
• Пассивная акустическая локация предполагает обнаружение звука или вибрации, создаваемых обнаруживаемым объектом, которые затем анализируются для определения местоположения рассматриваемого объекта.

Оба этих метода при использовании в воде известны как гидролокаторы; широко используются пассивный гидролокатор и активный гидролокатор.

Акустические зеркала и тарелки могут использоваться как активно, так и пассивно для локализации. Микрофоны, используемые с этими устройствами, обеспечивают активную локализацию, а динамики обеспечивают пассивную локализацию. При использовании нескольких устройств они располагаются треугольно по отношению к источнику звука. В качестве военного средства противовоздушной обороны пассивная акустическая локация использовалась с середины Первой мировой войны

[1] до первых лет Второй мировой войны для обнаружения самолетов противника по шуму их двигателей. Он устарел до и во время Второй мировой войны из-за появления радара, который был гораздо более эффективным (но перехватываемым). Преимущество акустических методов заключалось в том, что они могли «видеть» за углами и над холмами из-за преломления звука.

Гражданское использование включает поиск диких животных ^[2] и определение места стрельбы из огнестрельного оружия. ^[3]

Содержимое

• 1 Военное использование
• 2 активных/пассивных локатора
  • 2.1 Сонар
  • 2.2 Биологическая эхолокация
  • 2.3 Определение времени прибытия
• 3 Сейсморазведка
• 4 Экотрейсер
  • 4.1 Типы
  • 4.2 Воздействие
• 5 Другое
• 6 См. также
• 7 Каталожные номера
• 8 Внешние ссылки

Военное использование

Звуковой локатор T3 1927

Военное использование включает обнаружение подводных лодок ^[4] и самолетов. ^[5]

Инструменты ПВО обычно состояли из больших рупоров или микрофонов, подсоединенных к ушам оператора с помощью трубок, очень похожих на очень большой стетоскоп. ^{[6] [7]}

900:06 Большая часть работ по зенитной звуковой локации была выполнена британцами. Они разработали обширную сеть звуковых зеркал, которые использовались с Первой мировой войны до Второй мировой войны. ^{[8] [9]} Звуковые зеркала обычно работают, используя подвижные микрофоны, чтобы найти угол, который максимизирует амплитуду принимаемого звука, который также является углом пеленга к цели. Два звуковых зеркала в разных положениях будут генерировать два разных пеленга, что позволяет использовать триангуляцию для определения положения источника звука.

По мере приближения Второй мировой войны радар стал надежной альтернативой звуковому местонахождению самолетов. Для обычных скоростей самолетов того времени звуковая локация давала предупреждение всего за несколько минут. ^[5] Станции акустической локации были оставлены в работе в качестве резерва для радаров, как это было во время Битвы за Британию. ^[10] Сегодня заброшенные участки все еще существуют и легкодоступны. ^[8] После Второй мировой войны звуковая дальность больше не играла роли в зенитных операциях.

Для обнаружения вражеской артиллерии см. звуковую дальность.

Активные/пассивные локаторы

Активные локаторы имеют какое-то устройство генерации сигналов в дополнение к прослушивающему устройству. Два устройства не обязательно должны располагаться вместе.

Сонар

SONAR (Звуковая навигация и определение дальности) — или гидролокатор — это метод, использующий распространение звука под водой (или иногда в воздухе) для навигации, связи или обнаружения других судов. Сонар бывает двух видов — активный и пассивный. Один активный гидролокатор может определять дальность и пеленг, а также измерять радиальную скорость. Однако одиночный пассивный гидролокатор может определять только пеленг напрямую, хотя анализ движения цели можно использовать для локализации на расстоянии в заданное время. Несколько пассивных гидролокаторов могут использоваться для определения дальности путем триангуляции или корреляции напрямую.

См. также: Сонар

Биологическая эхолокация

Дельфины, киты и летучие мыши используют эхолокацию для обнаружения добычи и обхода препятствий.

Локализация по времени прибытия

Имея громкоговорители/ультразвуковые передатчики, излучающие звук в известном месте и в определенное время, положение цели, оснащенной микрофоном/ультразвуковым приемником, можно оценить на основе времени прихода звука. Точность обычно низкая в условиях отсутствия прямой видимости, когда между передатчиками и приемниками есть препятствия. ^[11]

Сейсморазведка

Трехмерное эхолотное изображение каньона под Красным морем, выполненное исследовательским судном HMS Enterprise.

Сейсморазведка включает генерацию звуковых волн для измерения подземных сооружений. Источники волн обычно создаются ударными механизмами, расположенными вблизи поверхности земли или воды, как правило, падающими грузами, вибросейсмическими тележками или взрывчатыми веществами. Данные собираются с помощью геофонов, затем сохраняются и обрабатываются компьютером. Современные технологии позволяют создавать трехмерные изображения подземных горных пород с использованием такого оборудования.

См. также: Сейсмология отражений

Ecotracer

Ecotracer — акустический локатор, который использовался для определения присутствия и положения судов в тумане. Некоторые могли обнаруживать цели на расстоянии до 12 километров. Статические стены могли обнаруживать самолеты на расстоянии до 30 миль.

Типы

Было четыре основных типа систем: ^[12]

• Личные/носимые звуковые сигналы
• Переносные управляемые рога
• Статические тарелки
• Статические стены

Ударный

Американские акустические локаторы использовались в 1941 году для обнаружения нападения японцев на остров-крепость Коррехидор на Филиппинах.

Другое

Поскольку стоимость соответствующих датчиков и электроники снижается, использование технологии звуковой локации становится доступным для других целей, например, для обнаружения диких животных. ^[13]

См. также

• Акустическое зеркало, параболический микрофон
• Эхолокация животных, животные, излучающие звук и слушающие эхо для определения местоположения объектов или навигации
• Эхолокация человека, использование эхолокации слепыми людьми
• Акустическая навигация, практика использования слуховых сигналов и звуковых маркеров для навигации внутри и снаружи помещений
• Гидролокатор (, и , , , , , , ), для гидроциклов
• Эхолот, прослушивание эха звуковых импульсов для измерения расстояния до дна моря, частный случай гидролокатора
• Медицинская ультрасонография, использование эхо-сигналов ультразвука для исследования внутренних органов
• Сенсорная замена
• Японская военная туба, японский акустический локатор 1930-х годов
• Локализация звука

Ссылки

1. ↑ Как далеко это немецкое орудие? Как 63 немецких орудия были обнаружены только с помощью звуковых волн за один день , Ежемесячник Popular Science, декабрь 1918 г. , стр. 39, отсканировано Google Книгами: http://books.google.com/books?id=EikDAAAAMBAJ&pg=PA39
2. ↑ «Избранные проекты». Гринридж Сайенсиз Инк . http://www.greeneridge.com/projects.html. Проверено 16 мая 2006 г. .
3. ↑ Лоррейн Грин Мазероль и др. (декабрь 1999 г.). «Случайные проблемы с огнестрельным оружием и системы обнаружения выстрелов». http://www.ncjrs.gov/pdffiles1/nij/179274.pdf.
4. ↑ Кристиан Йоханссан и др.. «Отслеживание подводных лодок с использованием мультисенсорного синтеза и реактивного планирования для позиционирования пассивных гидроакустических буев» (PDF) . Архивировано из оригинала 07 июня 2011 г. http://web.archive.org/web/20110607151144/http://www.foi.se/fusion/fusion20.pdf. Проверено 16 мая 2006 г. .
5. ↑ ^5,0
   ^5,1 В. Ричмонд (2003). «Перед РАДАРОМ – акустическим обнаружением самолетов». http://www.design-technology.info/inventors/page29.htm.
6. ↑ Дуглас Селф. «Акустическая локация и звуковые зеркала». http://www.aqpl43.dsl.pipex.com/MUSEUM/COMMS/ear/ear.htm. Проверено 1 июня 2006 г. .
7. ↑ Джим Маллиган. «Фото звукового локатора» . http://www.skylighters.org/photos/slimages/slsloc.html. Проверено 15 мая 2006 г. .
8. ↑ ^{8,0 8,1} Фил Хайд (январь 2002 г.). «Звуковые зеркала на Южном берегу». http://www.doramusic.com/soundmirrors.htm. Проверено 13 мая 2006 г. .
9. ↑ Эндрю Грэнтэм (8 ноября 2005 г.). «Звуковые зеркала раннего предупреждения». http://www.andrewgrantham.co.uk/soundmirrors/.
10. ↑ Ли Бриммикомб Вудс (7 декабря 2005 г.). «Пылающая синева: Битва за Британию 1940 года» (PDF) . ООО «ГМТ Геймз». http://www.gmtgames.com/living_rules/TBB_Scenarios.pdf.
11. ↑ Чан, Ю.Т.; Tsui, WY, So, HC и Ching, PC (2006). «Локализация на основе времени прибытия в условиях NLOS». Общество автомобильных технологий IEEE. стр. 17–24. Идентификатор цифрового объекта: 10.1109/ТВТ.2005.861207. ISSN 0018-9545. http://ieeexplore.ieee. org/xpl/freeabs_all.jsp?tp=&arnumber=1583910&isnumber=33430.
12. ↑ http://www.aqpl43.dsl.pipex.com/MUSEUM/COMMS/ear/ear.htm
13. ↑ Джон Л. Списбергер (июнь 2001 г.). «Гиперболические ошибки определения местоположения из-за недостаточного количества приемников». стр. 3076–3079. Бибкод 2001ASAJ..109.3076S. Цифровой идентификатор объекта: 10.1121/1.1373442. PMID 11425152.

Внешние ссылки

• Введение в акустическую голографию.
• «Огромное ухо находит самолеты и сообщает их скорость» Popular Mechanics , декабрь 1930 г. Статья о детекторе звука французского самолета с фотографией.

На этой странице используется лицензированный Creative Commons контент из Википедии (просмотр авторов).

Контент сообщества доступен по лицензии CC-BY-SA, если не указано иное.

Сила слуха: военная наука о звуке Местоположение

Во время Первой мировой войны слушание было преобразовано в тактическую деятельность, от которой могло зависеть выживание человечества и даже страны.

британских солдат с четырехрупорным звуковым локатором. На этой фотографии запечатлены военные учения в межвоенный период.

Автор: Gascia Ouzounian

Согласно «Конец войны: графическая запись», фронтиспису грандиозного доклада, подготовленного по заказу помощника военного министра США во время Первой мировой войны, Великая война закончилась не взрывом, а, как в известном стихе хныканье.

Изображение, состоящее из шести горизонтальных линий на диафильме, изображало артиллерийские действия на американском фронте у реки Мозель ровно за минуту до и одну минуту после перемирия, 11:00 11 ноября 1918 года. сторона изображала артиллерийскую активность за одну минуту до перемирия и показывала шквал зубчатых линий («Все орудия ведут огонь»). На правой стороне, изображающей артиллерийскую активность через минуту после перемирия, остались только плавные линии («Все пушки молчат»). Два небольших провала около 11:01:01 были приписаны изобилию болвана, который дважды выстрелил из пистолета в честь прекращения огня. Помимо этих выстрелов, казалось, что артиллерийская активность полностью прекратилась, и что поле боя внезапно опустело от удушающих звуков выстрелов.

«Конец войны: графическая запись», изображающая артиллерийские действия на американском фронте у реки Мозель ровно за одну минуту до и одну минуту после перемирия, 11:00 11 ноября 1918 г.

Подпись к « Конец войны» утверждалось, что это была последняя запись артиллерийской активности на американском фронте, и что изображение было получено с американского звукового локатора. «Звуковая дальность, — говорилось в нем, — была важным средством определения позиций и калибров вражеских орудий». Когда изображение было воспроизведено в Journal of Electricity заявления, сделанные по этому поводу, были еще более грандиозными: «Воистину, история здесь была написана электрически!»

«Конец войны» был произведен с помощью одного из многочисленных методов акустической защиты, изобретенных во время Первой мировой войны. В начале войны концепция акустической защиты была почти неизвестна. Ни одна из основных армий не располагала надежными средствами отслеживания положения противника по издаваемым им звукам. Однако к концу войны каждая из них разработала новые технологии и приемы звуковой локации, как правило, в ответ на новые технологии нападения, и каждый использовал эти методы бесчисленное количество раз, тем самым создавая новые способы «акустической защиты».

Эта статья адаптирована из книги Гасии Узунян «Стереофоника: звук и пространство в науке, технике и искусстве».

Появление нового наступательного оружия, однако, не означало, что новые методы защиты были легко доступны. По словам Альфреда Роулинсона, лейтенанта-командующего Королевским военно-морским добровольческим резервом, противник был склонен прятаться за облаками. Как орудиям обороны поразить объект, который они не могли видеть? Ответ, по его словам, был «по-детски прост — а именно, хотя мы и не можем видим это, но мы можем слышать это. Следовательно, так как мы не можем прицеливаться нашими глазами , мы будем вынуждены стрелять, если вообще будем стрелять, используя для прицеливания наши уши ». Тем не менее, писал он, «предстояло пройти ужасно долгий путь, прежде чем теория, какой бы верной она ни была, можно было воплотить в жизнь».

До начала 20 века пространственный слух изучался почти исключительно с точки зрения физики звука или физиологии и психологии слуха. Во время войны она была преобразована в тактическую деятельность, понимаемую в стратегических терминах — как нечто, от чего может зависеть выживание человечества и даже страны. Восприятие слухового пространства, когда-то считавшееся подчиненным восприятию визуального пространства, было недавно понято как жизненно важный навык, а «сила слуха» внезапно была сопоставлена ​​с возможностями национальных государств.

Наблюдение за звуками: акустические прицелы, прослушивающие диски и параболоид Байо

Первые звуколокаторы, использовавшиеся во время Первой мировой войны, в значительной степени основывались на идее «видеть» звук. Некоторые из них были основаны на технологиях зрения и перенесли принципы, полученные из оптической науки, в акустическую область. В 1916 году лейтенант французской армии разработал viseur acoustique («акустический козырек»), портативное устройство, состоящее из зеркала и компаса. Солдат использовал инструмент, центрируя отражение своего лица в зеркале так, чтобы он мог видят его уши одинаково хорошо. Тогда компас, по-видимому, указывал бы направление звука.

Схема «акустического прицела» или «акустического визора» (viseur acoustique) (1916 г.), где «М» обозначает плоское зеркало, а «В» — компас.

В Англии были предприняты эксперименты с дисками для прослушивания, технология, основанная на идее, что, когда звуконепроницаемый диск ориентирован на источник звука, акустическое изображение будет формироваться в центре диска на стороне, противоположной стороне звук. Идея была предложена как акустический аналог пятна Араго в оптике, при котором яркая точка появляется в центре тени круглого объекта из-за волновой природы света.

В то время как такие технологии, как акустические визоры и подслушивающие диски, не были ни особенно эффективными, ни практичными, одна из самых устойчивых технологий акустической защиты, появившихся во время войны, параболоид Байо, также была основана на технологии зрения. Хотя в истории есть примеры акустических отражателей, первый параболический акустический отражатель, разработанный специально для использования в военных целях, был изобретен Рене Байо в 1915 году и имел форму тарелки или чаши. Байо, астроном из Тулузской обсерватории, смоделировал свое устройство на основе ньютоновского телескопа. Его дизайн был основан на предпосылке, что параболические зеркала должны обладать одинаковыми свойствами отражения независимо от того, отражали они свет или звук.

Фотографии Рене Байо (слева) и французского солдата (справа), маневрирующих на деревянном параболоиде Байо на крыше Парижской обсерватории в Медоне (из Baillaud 1980, 144). Авторские права © 1980, Рене Байо. Из частной коллекции Рене Байо.

В мемуарах Байо на серии фотографий показано развитие акустического параболоида в течение интенсивных, примерно годичных экспериментов. Мы находим инструменты все большего размера, от 60 сантиметров до 3 метров в диаметре; различной формы, благодаря чему блюдо выглядит не столько как вогнутое блюдо, сколько как глубокая миска; и различных конфигураций, включая ту, в которой четыре параболоида были сложены рядами по два. Один одитор, слушающий с помощью устройства, похожего на стетоскоп, в точке наибольшего внимания, становится двумя одиторами, которые слушают в тандеме, каждый из которых сидит на противоположных концах устройства, используя маховики для вращения тарелки. Мы также находим введение автоматического прокладчика курса, технологии визуализации, которая отслеживала движения аудиторов, тем самым производя визуальную запись траектории самолета.

Альт-азимутальное прослушивание: четырехтрубный звуковой локатор

Военные самолеты времен Первой мировой войны издавали несколько видов звуков: биение винта, звуки двигателя и вибрации, вызванные трением между воздухом и корпусом самолета. движущийся самолет. Однако самым громким и легко узнаваемым звуком был так называемый «выхлоп».

Звук выхлопа различных самолетов варьировался от 80 до 130 герц, и хотя эта высота несколько менялась, когда самолет находился в движении, это неизменно был низкочастотный звук. Чтобы отражать низкочастотные звуки самолетов, каждая из основных армий разработала локаторы звука трубы (также называемые локаторами звука рупора), которые заменили маленькие трубы артиллерийских дальномеров большими коническими трубами, которые могли отражать звуки низкой частоты. По словам А. В. Хилла, профессора физиологии Кембриджского университета и директора Зенитной экспериментальной секции в Англии в начале 20 века, первый тип локатора звука трубы, разработанный британской армией, имел только одну пару больших рупоров. , диаметр которого у устья составлял примерно 40 дюймов. Это устройство, впервые использованное в составе ПВО Лондона в 1917, мог определять только горизонтальный пеленг самолетов противника. Вторая модель, которая была разработана практически сразу, имела две пары рупоров и иногда называлась «четырехтрубным» или «четырехрожковым» звуколокатором. Одна пара рупоров использовалась для определения возвышения самолета (его высоты), а другая пара использовалась для определения его горизонтального пеленга (азимута).

Одна пара рупоров использовалась для определения места самолета (его высоты), а другая пара использовалась для определения его горизонтального пеленга (азимута).

«Альт-азимутальная» установка рупоров потребовала двух одиторов, которые использовали то, что можно было бы назвать «двойным бинауральным» режимом прослушивания. Каждый одитор слушал через бинауральный наушник, похожий на стетоскоп, который был подключен только к одному набору рупоров. Один одитор слушал только угол возвышения самолета, а другой слушал его горизонтальный пеленг. Таким образом, аудиторы объединили слуховых впечатлений, которые использовались для отслеживания самолета, что было установлено путем выравнивания уровня звука в двух ушах, процесс, который назывался «брекетинг звука».

Четырехтрубные звуковые локаторы были тяжелыми, трудоемкими устройствами, требующими значительных усилий для транспортировки и использования. Более того, прослушивание через локаторы звука трубы почти всегда производилось в неблагоприятных условиях, которые нельзя было воспроизвести ни в одной лаборатории. Военные аудиторы почти всегда работали в темноте, что уже было трудной задачей, и они часто слушали в плохую погоду и в хаотичных и ужасающих условиях боя. Известно, что солдаты мгновенно теряли слух в бою; и солдаты вспоминали, как «видели, как у артиллеристов кровоточили уши».

Повреждение слуха и усталость слушателя были обычным явлением при прослушивании через звуковые локаторы. Мало того, что слушатель был занят сложной и утомительной деятельностью в незнакомой и непредсказуемой обстановке, он почти наверняка был на грани смерти. В этом контексте «усиленное слушание» было крайним предложением.

Слуховой тренинг для звукорежиссеров: акустический гониометр

Учитывая опасный характер прослушивания в таких экстремальных условиях, военные аудиторы прошли обширную подготовку для развития своих навыков направленного прослушивания. В военном руководстве по акустическому гониометру, французскому устройству, есть отрывки из «Тренировки звукорежиссеров» и «Слуховой тренировки для слушателей». Эти отрывки подробно описывают различные упражнения по тренировке слуха, которые должен был выполнять военный ревизор, чтобы получить квалификацию для работы с акустическим гониометром, азимутальным звуковым локатором, в котором два комплекта из десяти маленьких сгруппированных рупоров заменили большие конические рупоры из четырех -локатор звука трубы.

Упражнения на прослушивание с помощью акустического угломера проводились в пять этапов. На первом этапе одитор слушал неподвижный источник звука на расстоянии примерно 100 метров. Помощник издавал звук, считая, хлопая в ладоши или играя в трубу. Затем ассистент переместился боком в другую точку, в то время как одитор переориентировал инструмент на него. Это первое упражнение послужило отсеиванию ненадежных слушателей. Если «акустические прицеливания» одитора слишком сильно отклонялись, одитор не допускался ко второму этапу.

Если одитор не практиковался каждый день, считалось, что он «быстро потеряет приобретенную эффективность».

На втором этапе ассистент имитировал движущийся источник звука, производя непрерывный звук при непрерывной ходьбе со скоростью примерно один метр в секунду на расстоянии примерно 150-200 метров от одитора. Одитор пытался следить за звуком, постоянно переориентируя гониометр на ассистента. Инструктор, стоявший между одитором и ассистентом, свистнул наугад. В эти моменты ассистент останавливался, и акустическое прицеливание одитора проверялось.

На третьем и четвертом этапах одитор следил за звуком реального самолета, сначала отслеживая его горизонтальный пеленг, а затем высоту. На пятом и заключительном этапе два одитора одновременно следили за самолетом, при этом один прислушивался к его горизонтальному азимуту, а другой — к высоте. Было решено, что одиторы «должны систематически обучаться каждый день» и что ежедневная практика слушания «абсолютно необходима». Считалось, что если одитор не будет заниматься каждый день, он «быстро потеряет приобретенную эффективность».

Звуковые траектории: телесайтометр Перрина

Фотография ранней модели телесайтометра Перрина с двумя мириафонами. Источник неизвестен.

Одним из самых механически сложных звуковых локаторов войны был телеситометр Перрена ( télésitemètre Perrin ), названный в честь французского физика Жана Батиста Перрена. Он был основан на предпосылке, что усиление звука, которое может быть достигнуто с помощью конического рупора, обязательно ограничивается размером и длиной рупора. Стремясь увеличить мощность звуколокатора, но не его размер, Перрин разработал приемник, в котором десятки элементарных рупоров были сгруппированы в шестиугольные гнезда, похожие на соты. Эти «первичные рупоры» были соединены с центральным рупором набором трубок, и каждый из двух одиторов бинаурально слушал через дополнительную трубку. Идея заключалась в том, что многоклеточные сборки рупоров, называемые «мириафонами», позволят устройству собирать значительное количество акустической энергии, в то время как сам инструмент останется относительно небольшим и, следовательно, применимым в контексте мобильной войны.

По данным А.В. Хилл, многие люди полагали, что телеситометр Перрина дает «более четкое положение центральности», чем локаторы звука трубы, и что ощущение прохождения звука между двумя ушами кажется «более выраженным» с телеситометром.

Новые рубежи слушания

Во время Первой мировой войны появился экспертный класс военных аудиторов, чья способность определять местоположение и направление звуков стала ключевым преимуществом в военных операциях. Во Франции военных аудиторов обучали ежедневно, и направленное слушание понималось как навык, который можно развить посредством тренировки слуха. В контексте акустической защиты «хорошим слушателем» не обязательно был тот, кто хорошо слышит. Скорее, хорошим слушателем был тот, кто мог использовать свое пространственное слуховое восприятие, чтобы найти и отследить источник звука.

В ходе войны технологии акустической защиты становились все более сложными не только с точки зрения их все более сложной конструкции, но и с точки зрения требуемых видов прослушивания. Появились совместные и совместные способы прослушивания, в которых участвовали несколько одиторов — и группы других — которые работали в тандеме, чтобы ощутить и интерпретировать акустическую активность. Особенно в последние годы войны прослушивание в контексте акустической защиты было явно групповым усилием.

Почти каждый акт защитного слушания включал в себя сложную последовательность процедур, требующих специальных знаний, сотрудничества между несколькими одиторами и другими наблюдателями и общения между группами людей. Таким образом, слушание стало фрагментарным процессом, который был разделен между многими людьми, каждому из которых была назначена отдельная часть «акта слушания». Между тем, сам акт прослушивания был реконфигурирован из единого, непрерывного, последовательного действия, осуществляемого отдельными лицами в повседневных контекстах, в набор систематизированных, дискретных действий, выполняемых группами аудиторов в экстремальных условиях войны.

Поскольку роль военного аудитора заключалась в том, чтобы слушать и постоянно сообщать о своих выводах, слушание было преобразовано в акт сбора данных. Военный аудитор обычно не интерпретировал 90 269 значений 90 270 звуков, а действовал как акустический датчик, основная роль которого заключалась в наблюдении и сообщении физических акустических данных. В этом смысле военное прослушивание было, по сути, механической задачей, предвосхитившей современные формы машинного прослушивания. Одиторы-люди выполняли ту функцию, которую сегодня выполняют машины, вводя в действие функциональные и в высшей степени рационализированные способы слушания: милитаризованные формы того, что ученый-звуковед Джонатан Стерн назвал «аудиальной техникой».

Благодаря акустической защите слушание было в равной степени реконфигурировано как ощущение, наблюдение или визуальное построение акустической энергии по сравнению с простым «слышанием» звука. В некоторых методах акустической защиты визуальное представление звука и расчеты, связанные с акустической активностью — например, определение влияния атмосферных условий, таких как ветер и температура, на распространение звука в конкретный день — заменили слух. Другими словами, для акустической защиты не всегда имело значение то, как «звучал» звук. Скорее, во многих случаях именно физическое поведение звука было наиболее значимой частью уравнения прослушивания.

Технологии акустической защиты позволили осязаемо ощутить звук как «вибрационное движение материи».

Если звук понимается не как нечто, что можно услышать, а скорее как что-то, что можно ощутить или даже наблюдать, то его определение также должно измениться. В начале войны звук обычно понимался как «воздействие, оказываемое на слуховой нерв определенными вибрационными движениями», определение, которое Хилл приводил в качестве стандарта. Однако это определение не всегда было применимо в контексте акустической защиты, поскольку иногда приходилось рассматривать звук, как писал один военачальник, «без привязки к его конечному обнаружению ухом». Поэтому Хилл предположил, что более подходящим определением звука было бы определение «вибрационного движения материи того типа, на которое реагирует орган слуха».