Випромінювання звуку циліндричним п’єзокерамічним гідроакустичним перетворювачем з динамічно керованими параметрами

Abstract

Запропонована схема побудови циліндричного п’єзокерамічного гідроакустичного перетво- рювача, параметрами якого можна динамічно керувати в процесі експлуатації за допомогою оперативної зміни амплітуд і фаз електрично- го збудження зовнішньої та внутрішньої аси- метрично розміщених п’єзокерамічних оболо- нок перетворювача. Методом зв’язаних полів в багатозв’язних областях розв’язана наскрізна за- дача випромінювання звуку таким перетворюва- чем та одержані аналітичні співвідношення для кількісної оцінки параметрів його акустичних, механічних і електричних динамічних полів.

The existing approaches to control of parameters of hydroacoustic antennas and transducers that are a part of hydroacoustic stations are analyzed. It is shown that the use of the electrical side of the transducers is the basis of operational methods of dynamic control of the parameters of hydroacoustic transducers. The scheme of construction of the cylindrical piezoceramic hydroacoustic transducer which parameters can be dynamically controlled in the course of operation by means of operative change of amplitudes and phases of electric excitation of external and internal asymmetrically placed piezoceramic covers of the transducer is offered. In such a transducer, each of the shells performs two functions – energy conversion and the formation of acoustic energy in the environment. A feature of the fi rst function for piezoceramic shells is the interconnection of electric, mechanical and acoustic fi elds. The peculiarity of the second function is the interaction of the acoustic fi elds of the fi rst and second shells in the intershell space, associated with the repeated exchange between them of radiated and refl ected sound waves. The presence of an acoustic fi eld in both of these features connects the processes of energy conversion and its formation in each of the piezoceramic shells, as well as the transducers as a whole. The method of connected fi elds in multiconnected domains solves the end-to-end problem of sound radiation by such a transducer and analytical relations are obtained to quantify the parameters of its acoustic, mechanical and electrical dynamic fi elds. The calculated expressions for the further quantitative estimation of parameters of acoustic, mechanical and electric fi elds at operative change of amplitudes and phases of the electric voltages exciting piezoceramic covers of hydroacoustic transducers are received.