Разработка новых методов и средств исследования и освоения морских акваторий. Развитие методов диагностики и повышения эффективности функционирования сложных акустических систем

Объект исследования – акустические поля, технологии, технические средства и методы акустической диагностики сложных систем, вихревые структуры интерференционного поля в волноводе мелкого моря, разработка векторно-фазовых методов и средств. Цель работы – Теоретические и экспериментальные исследования методов и средств передачи и приема навигационной и связной информации в шельфовых зонах в открытом океане в интересах создания перспективны систем навигации и управления подводными объектами различного назначения. Исследование особенностей распространения гидроакустических сигналов для систем позиционирования и звукоподводной связи в акваториях Японского моря с целью обеспечения эффективного функционирования подводных объектов. Создание фундаментальных основ акустического зондирования структурных неоднородностей деятельного слоя океана с применением акустики высокого пространственного разрешения. Изучение закономерностей генерации дыхательных шумов и распространения естественных и искусственных акустических сигналов в дыхательной системе человека в интересах развития методов акустической диагностики. При выполнении этапа НИР 2023 года: Проведены теоретические исследования и морские экспериментальные работы в интересах обеспечения эффективного функционирования автономных необитаемых подводных аппаратов в шельфовых зонах, открытом океане и переходной зоне «шельф-открытый океан» на основе разработанных технологий, методов и средств излучения, приёма и обработки гидроакустических навигационных и связных сигналов. В частности, были получены результаты исследований особенностей проведения акустических дальномерных измерений на протяженных трассах. Разработан низкочастотный гидроакустический комплекс, который реализует синхронизированные излучение и прием сложных сигналов с определением величины средней температуры среды на глубинах сопряженных звуковых каналов, что позволяет обеспечивать ее кратковременное и периодическое, например, сезонное наблюдение для повышения эффективности систем позиционирования подводных объектов. Полученные с использованием комплекса результаты масштабного натурного эксперимента на акватории Японского моря показали, что разработанная аппаратура обеспечивает надежную передачу и прием акустических сигналов в морской среде на дистанциях свыше 1000 км в условиях размещения излучателя передающего тракта на шельфе и, следовательно, надёжную передачу команд управления на подводные объекты. Разработан эффективный акустический метод на основе рассеяния звука, позволяющий на различных частотах проводить изучение структуры звукорассеивающих слоев, включая пузырьки, планктон и другие микронеоднородности морской среды. В частности, проведена оценка и акустическая визуализация динамики звукорассеивающих слоев и подводных газовых факелов в заливе Петра Великого Японского моря. Показано, что применение рассеяния звука на различных частотах позволяет эффективно разделить вклад в рассеяние звука, обусловленный наличием планктона и воздушных пузырьков, а также позволяет дать независимую оценку газосодержания и концентрации планктона в верхнем слое моря. На экспериментальной выборке, включавшей больных с бронхиальной обструкцией и здоровых бессимптомных лиц впервые исследованы дискриминирующие возможности новых относительных полосовых спектрально-временных акустических параметров трахеальных шумов форсированного выдоха. Выявлено существенное преобладание значений удельных энергий, удельных средних мощностей высокочастотного диапазона (800-2000 Гц) и их соотношений со среднечастотными (200-800 Гц) энергиями и мощностями у больных в сравнении со здоровыми лицами. Обнаруженные закономерности согласуются с известными анатомо-морфологическими изменениями в проводящих дыхательных путях при обструктивной патологии легких и модельными представлениями о шумообразовании при форсированном выдохе. Предварительная оценка эффективности новых акустических параметров для контроля вентиляционной функции легких при наземном моделировании условий космических полетов и водолазных погружениях показала их чувствительность к изменениям в проводящих дыхательных путях, индуцированных постуральными воздействиями и гипербарической гипероксией, что расширяет потенциал использования акустического метода как в клинической практике, так и в решении задач специальной физиологии. Результаты исследований соответствуют мировому уровню новизны.