Системы многоабонентной электромагнитной связи и управления биообъектами в электропроводящих средах

Рублев, Виктор Петрович

Физические поля корабля, океана, атмосферы и их взаимодействие

автореферат диссертации по кораблестроению, 05.08.06, диссертация на тему:Системы многоабонентной электромагнитной связи и управления биообъектами в электропроводящих средах

кандидата технических наук: Рублев, Виктор Петрович
город: Владивосток
год: 2007
специальность ВАК РФ: 05.08.06

Диссертация по кораблестроению на тему «Системы многоабонентной электромагнитной связи и управления биообъектами в электропроводящих средах»

Автореферат диссертации по теме "Системы многоабонентной электромагнитной связи и управления биообъектами в электропроводящих средах"

003055793

На правах рукописи

[

Рублев Виктор Петрович

СИСТЕМЫ МНОГОАБОНЕНТНОИ ЭЛЕКТРОМАГНИТНОЙ СВЯЗИ И УПРАВЛЕНИЯ БИООБЪЕКТАМИ В ЭЛЕКТРОПРОВОДЯЩИХ СРЕДАХ

Специальность 05.08.06. - Физические поля корабля, океана и атмосферы и их взаимодействие

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Владивосток 2007

003055793

Работа выполнена на кафедре «Гидроакустика и ультразвуковая техника» Дальневосточного государственного технического университета (ДВПИ им. В.В.Куйбышева)

Научный руководитель:

доктор физико-математических наук, профессор Короченцев Владимир Иванович

Официальные оппоненты:

доктор технических наук, профессор Розенбаум Анатолий Наумович

доктор технических наук, профессор Кузнецов Юрий Авивович

Ведущая организация: в/ч 90720

Защита состоится « 2 ? » ОП 2007 г. в часов

на заседании диссертационного совета 05.08.06 при Дальневосточном государственном техническом университете по адресу:

690950, г. Владивосток, ГСП, ул. Пушкинская, 10, тел. (4232) 26-08-03, факс (4232) 26-64-88.

С диссертацией можно ознакомиться в читальном зале ДВГТУ. Автореферат разослан « » Q РТ°\ 2007 г.

Ученый секретарь диссертационного совета

Борисов Е. К.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. Из обширного ряда проблем, возникающих при практическом освоении природных ресурсов океана, следует отметить трудности в осуществлении связи в водной среде и дне океана, а также проблему сохранения ихтиофауны при добыче промысловых водных организмов. В морской среде широко используются гидроакустические каналы связи. Однако при работе в «мелком море» в придонных и приповерхностных слоях в виду наличия многолучевой помехи, возникающей из-за отражения акустических сигналов от дна и поверхности моря, разборчивость речи и надежность каналов управления подводных аппаратов не удовлетворяют современным требованиям. Актуальность проблемы заключается в том, что надежно работающей в различных условиях систем подводной связи практически нет.

На Дальневосточном бассейне планируется строительство нефтепровода и нефтезаправочных терминалов, при этом будут проводиться сложные гидротехнические работы и понадобится подводная связь, надежно функционирующая в различных условиях.

Для физического моделирования неоднородной структуры морского дна предложено проведение экспериментальных работ в известных по электрическим и магнитным свойствам полигонах (рудниках, шахтах и т.д.). Проведенные эксперименты с реальными системами связи показали возможность передачи информации в подземных каналах связи. Это позволяет рекомендовать использование каналов электромагнитной связи не только в морской воде, но и в морском дне. Применение электрических полей в ряде случаев способствует и сохранению ихтиофауны при освоении биоресурсов Океана.

Современный этап промышленного рыболовства характеризуется активным поиском способов более рационального использования существующих сырьевых ресурсов. Принципиальные вопросы освоения биоресурсов Мирового океана и рационального регулирования промысловых нагрузок требуют совершенствования технологий лова, основанных на приемах дистанционного управления поведением биообъектов физическими полями (акустическими, электрическими). Одним из путей совершенствования технологий лова является комплексное применение электрических полей при управлении поведением объектов промысла.

Решению сформулированных проблем посвящена диссертационная работа. Актуальность разработки обусловлена необходимостью совершенствования технических решений, направленных на развитие и повышение эффективности освоения природных ресурсов. Исследования проводилась в соответствии с целевыми программами по тематике Института автоматики и процессов управления ДВО РАН, Дальневосточного государственного технического университета (ДВГТУ), Дальневосточного филиала научно-производственного объединения промрыболовства.

Целью диссертационной работы является теоретическое обоснование связи в проводящих средах, разработка систем многоабонентной связи в морской воде и в грунтовых породах морского дна и устройств управления поведением морских биообъектов.

Для достижения поставленной цели были решены следующие задачи.

1. Разработаны теоретические модели электромагнитных каналов связи в электропроводящих средах (в морской воде и в фунтовых породах морского дна) на токах проводимости.

2. Определены оптимальные параметры электромагнитных полей для каналов связи в проводящих средах с учетом комплексной компоненты распространения у.

3. Выполнено теоретическое обоснование того, что в безграничных проводящих средах на расстояниях, меньших 1-И,5 скин-слоев при определенных рабочих частотах, в электромагнитном поле излучения преобладают радиальные составляющие напряженности Ег в направлении вдоль оси диполя (0 = 0, 180 ), а на расстояниях, больших 1-Н,5 скин-слоев, преобладают тангенциальные составляющие Eg в направлении, перпендикулярном оси диполя

(в = 90°, 270°).

4. Проведена экспериментальная проверка систем подземной и подводной связи на токах проводимости.

5. Теоретически и экспериментально обоснованы параметры электрических полей при управлении поведением морских гидробионтов.

6. Разработаны и внедрены в эксплуатацию системы электромагнитной связи для аквалангистов и автономное электрооборудование для креветочных тралов различных типов.

Методы исследования. При решении поставленных задач использовались методы физического и математического моделирования каналов связи и управления поведением морских гидробионтов. Экспериментальные исследования проводились с использованием аппаратуры, разработанной и изготовленной под руководством и при непосредственном участии автора.

Научная новизна работы.

1. Теоретически обоснованы методы количественной оценки компонент электромагнитных полей в проводящих средах и методы определения параметров формирования полей на определенных расстояниях от излучающего диполя в замкнутых объемах и безграничном пространстве.

2. По результатам проведенных теоретических и экспериментальных исследований определены параметры электромагнитных полей и разработаны технические требования для проектирования средств связи в проводящих средах (море и дно океана).

3. Экспериментально доказана принципиальная возможность создания систем электромагнитной связи в морской среде и горных породах, а также по каналам «вода - земля - вода» и «вода - воздух - вода».

4. Разработана и внедрена в практику конструкторских разработок методика инженерных расчетов параметров электромагнитных полей для воздействия на ряд морских объектов промысла.

5. В результате опытной эксплуатации разработанных устройств на акваториях Тихого океана, Черного и Карского морей доказана возможность органи-

зации электромагнитного канала связи в морской среде с различными электрическими свойствами.

6. На основании полученных результатов разработаны рекомендации по дальнейшему совершенствованию новой техники освоения природных ресурсов с использованием электромагнитных полей.

Практическая значимость и реализация результатов работы определяется разработкой оригинальных методов и приборов, которые позволяют решить прикладные проблемы при освоении природных ресурсов океана и земной коры. Результаты исследований, проведенных автором, использованы при разработке устройств подводной связи и управления поведением водных организмов, доведенных до стадии рабочей конструкторской документации и принятых ведомственной комиссией.

Опытная эксплуатация комплектов переговорного устройства для легково-долазов проводилась специалистами Сахалинского ДальморНИИпроекта, Преображенской БРФ Приморрыбпрома, ЭМБ «Гдазковка» Приморрыбпрома, Подводной археологической экспедицией «Энергия», ЭМБ «Посъет» и ДВ филиала НПО промрыболовства в различных условиях реальных подводно-технических работ. В опытной эксплуатации переговорное устройство использовалось при проведении исследовательских и судоремонтных работ в открытом море, подводных киносъемках в археологической экспедиции, обслуживании выростных хозяйств марикультуры. При экспонировании на ВДНХ СССР "Выставке достижений изобретателей и рационализаторов Приморского края" подводное переговорное радиотелефонное устройство отмечено двумя бронзовыми медалями ВДНХ СССР.

Электрооборудование креветочных тралов, защищенное авторским свидетельством и спроектированное с использованием методики инженерных расчетов, разработанной автором, использовалось при участии автора на промысле креветок, лангустов, омаров и рака-медведя в заливе Аляска, Анадырьском заливе, Уссурийском заливе и побережье Вьетнама. С применением электрооборудования везде наблюдалось значительное повышение уловов ракообразных.

На основании экспериментальных исследований впервые доказана принципиальная возможность применения методов и систем с применением электрических полей для наркотизации лососевых рыб ДВ бассейна при заборе икры и молок на рыборазводном заводе. Проведены наблюдения инкубации оплодотворенной икры до стадии выклева и развития мальков в стандартных условиях от рыб, подверженных электронаркотизации. Определены параметры воздействия, при которых технологический отход оплодотворенной икры составил около 3 % (допустимый технологический отход — 5 %).

Публикации и апробация работы. По теме диссертации опубликовано 22 печатных работы, в том числе три авторских свидетельства. Принято положительное решение о регистрации патента РФ «Способ связи между акванавтами и устройство по нему». Результаты исследований, приведенных в диссертации, использовались в 10 отчетах по НИР и в двух конструкторских проектах, доведенных до стадии рабочей конструкторской документации (РКД); оформлены технические описания, инструкции по эксплуатации, программы и методики

испытаний общим числом более пятнадцати наименований. Результаты исследований докладывались на заседании Секции № 3 Научного совета ГКНТ СССР по проблеме "Изучение океанов и морей и использование их ресурсов" (Москва, 1983г); совместных советско-вьетнамских переговорах по проведению научно-поисковых и экспериментальных работ в экономической зоне СРВ (Хайфон, СРВ, 1984,1987гг); II, III, IV Всероссийских симпозиумах «Сейсмоакусти-ка переходных зон» (Владивосток, 2001, 2003, 2005гг); Международной научно-технической конференции «Технические проблемы освоения Мирового океана» (Владивосток, 2005г); XLVIII и XLIX Всероссийской межвузовской научно-технической конференции (Владивосток, 2005, 2006гг); XVIII сессия Российского акустического общества (Таганрог, 2006г); техсоветах ДВ филиала НПО промрыболовства (Владивосток, 1972-1987гг), ВРПО Дальрыба (19841987гг), Дальрыбтехцентра и фирмы "Невод" (Владивосток, 1988-1999гг). Содержание диссертации докладывались на научных семинарах кафедры гидроакустики и ультразвуковой техники (ГА и УЗТ) ДВГТУ, в/ч 90720.

Личный вклад автора. Фактический материал, на основании которого подготовлена диссертация, получен в результате исследований автора, проведенных самостоятельно и с сотрудниками ДВ филиала НПО промрыболовства (Коган С.Я.,Кудрявцев A.M., Прокопец Е. Н., Троельников В.В.), Института эва-люционной морфологии и экологии животных (ИЭМЭЖ АН СССР, Ольшанский В.М., Корсаков Г.О), Тихоокеанского института рыболовства и океанографии (ТИНРО, Шибков А.Н.) и ДВГТУ. Лично автором и коллективами под его руководством выполнены конструкторские и схемотехнические разработки систем подводной электромагнитной связи, исследованы воздействия электромагнитных полей на биологические организмы и определена эффективность их использования в натурных условиях. Автором разрабатывались методики проведения экспериментальных работ и осуществлялось руководство их проведением. Частично оборудование, необходимое для экспериментальных исследований, было разработано и изготовлено автором самостоятельно. Экспериментально-технические и визуальные исследования воздействия электромагнитных полей на биологические объекты проводились при непосредственном участии автора с погружением на обитаемом подводном аппарате БНК «Тетис» на глубины до 240 м. Основные научные положения, связанные с разработкой и экспериментально-физическим обоснованием технических решений, вошедших в диссертацию, получены при решающем вкладе автора.

На защиту выносятся следующие положения:

1. Теоретические модели каналов связи на токах проводимости в электропроводящих средах.

2. Результаты экспериментальных исследований каналов электромагнитной связи в морской воде и эквиваленте донных пород (земной среде), а так же результаты воздействия электрических полей на морские биообъекты.

3. Результаты внедрения методов расчетной оценки параметров электромагнитных полей в практику конструкторских разработок технических средств электромагнитной связи и воздействия электрических полей на морские биообъекты.

Структура и объем работы. Работа состоит из введения, четырех глав, заключения, списка использованных источников (107наименований) и приложений, включает титульный лист и оглавление, 128 страниц печатного текста, 42 рисунка и 6 таблиц. Каждая глава начинается вводными замечаниями и заканчивается выводами.

Выражаю благодарность и глубокую признательность научному консультанту в области биофизики доктору физико-математических наук Ольшанскому Владимиру Менделевичу и всем, кто оказал содействие в проведении морских и полевых экспериментальных работ.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении сформулирована тема диссертации, ее цель и задачи, обоснована актуальность темы исследований, научно-техническая новизна, достоверность выводов и практическая значимость, сформулированы основные положения, выносимые на защиту.

В первой главе приведен анализ результатов, касающихся вопросов разработки систем связи в электропроводящих средах (в морской среде и земных породах). Показаны преимущества использования электромагнитных полей в системах подводной связи в мелком море, возможность связи при наличии акустических неоднородностей, а также возможность связи непосредственно с берега.

Одним из видов обеспечения проведения подводно-технических работ является гидроакустическая звукоподводная связь. Однако этим системам присущи характерные недостатки: недостаточная разборчивость речи, наличие мультипликативных полей и другие. Это происходит потому, что системы гидроакустической связи ближнего действия работают в основном вблизи дна или поверхности моря, что обуславливает появление специфических помех в связи с многолучевым распространением сигнала. Действие многолучевой помехи выражается в замираниях сигнала на приемной части канала связи и в частотных искажениях принятого сигнала. Сложность борьбы с такой помехой заключается в высокой степени ее корреляции с излучаемым сигналом. Исследованию повышения эффективности гидроакустических систем связи посвящена, например, диссертационная работа Шабаева Е. В.

Одним из методов повышения эффективности систем подводной связи в мелком море и подземной связи является применение электромагнитных полей. В системах передачи информации в воздушной среде широкое применение получили радиоволны. Для связи на большие расстояния применяются короткие, длинные и сверхдлинные волны. Однако в связи со значительным затуханием в морской среде радиоволны в системах подводной связи оказались неприемлемы. Например, радиоволна частотой 10 кГц при прохождении через морскую воду ослабевает более, чем в 200 млн. раз каждые 50 м, при частоте 1 МГц такое затухание имеет место каждые 5 м. Столь сильное затухание доказывало нецелесообразность применения электромагнитных полей для связи в морской среде. Тем не менее постоянный рост потребности в подводной связной аппаратуре способствовали регулярному возобновлению попыток осуществления подводной связи на электромагнитной основе. Во второй половине прошлого столетия интенсивно осваивалась «поверхностная волна», т.е. рассматривались те

задачи, в которых трассы связи включают в себя участки, проходящие в проводящих средах, но наибольшая ее часть приходится на диэлектрическую (обычно воздушную) среду, т.е. имеется возможность волнового распространения сигнала. Этим задачам посвящены, например, публикации Bannister P.R., Walther J.A., Burrows M.L., Протасов В.Р., Бондарчук А.И., Ольшанский В.М. Однако слабое теоретическое обеспечение этого технического направления было связано главным образом с принципиальной непригодностью многих теоретических подходов, ставших традиционными в области радиосвязи. Чисто эмпирический подход к разработке устройств связи на токах проводимости приводил к большому количеству ошибок в трактовке полученных результатов. Так в 1965-1967 годах были опубликованы сообщения об успешной передаче высокочастотных сигналов в море, а также о новом типе волн - «гидронических и плазмонических волнах». По мнению автора диссертационной работы источником поверхностных волн на любых частотах является поверхность морской воды с токами проводимости между электродами передающей антенны.

В главе приведены анализ фоновых электромагнитных полей в морской среде, оценка эффективности электрических дипольных антенн в режимах излучения и приема, а также рассмотрены современные системы и методы дальней связи, глубинной электроразведки и мониторинга сейсмической активности земной коры. Также в главе отмечено, что в горнорудной промышленности, в рудниках и шахтах используется в основном или проводная связь, или индукционные системы, обеспечивающие связь на небольших расстояниях от протяженного фидера, проложенного в выработках разрезов.

Основываясь на теоретических предположениях и собственных экспериментальных исследованиях, в качестве системы связи в проводящих средах предложена система связи без использования несущей частоты с непосредственным усилением речевых сигналов.

Во второй главе приведены результаты разработки систем подводной и подземной электромагнитной связи, описаны методы инженерных расчетов параметров поля электрического диполя в проводящих средах. Обоснованы рекомендации по ориентации приемо-передающих дипольных антенн в системах электромагнитной связи. Приведены результаты экспериментачьных исследований и опытной эксплуатации переговорного радиотелефонного устройства для аквалангистов.

Если импеданс среды между электродами диполя антенны носит емкостной характер, то ток в антенне определяется токами смещения, а среда является диэлектриком (вакуум, воздух). Если импеданс среды носит активный характер (обусловлен суммарным распределенным сопротивлением), то ток в антенне определяется током проводимости, а среда является проводящей (например, морская вода). Среды, у которых активная и реактивная составляющие импеданса соизмеримы, являются полупроводящими (породы залегания земной коры).,

При работе систем связи в электропроводящих средах (например, в морской воде) происходят сложные электрохимические процессы на электродах приемопередающих антенн. При этом носители электрического тока (электроны) по

проводам передаются к электроду антенны, где «передают» свою энергию ионам раствора солей морской воды, которую в свою очередь «возбуждают» свободные электроны второго электрода электрического диполя антенны и по проводам возвращают носители тока в генератор излучателя. Импеданс антенны обусловленный этими факторами, определяется многими величинами: типом материала электродов, их площадью; частотой электрического тока; плотностью тока; состоянием поверхности электродов; химическим составом воды, ее температурой; режимом эксплуатации антенны в предшествующий промежуток времени (влияния времени релаксации среды т ) и т.п.

В разработках систем подводной связи представляют интерес три случая поля электрического диполя в морской среде: для бесконечной однородной среды; для полубесконечной среды (среды с границей); для слоистых сред. Распространение электромагнитных полей в бесконечной однородной среде имеет место в том случае, когда расстояние между приемником и передатчиком много меньше суммарной глубины погружения их и расстояния до дна и много мень-ще величины скин - слоя (рис.1), т. е.

г«(й, + йг)»Л, (1)

г«[2г-(А1+А2)]»<5, (2)

причем последнее условие менее жестко, так как дно тоже слабопроводящая среда.

Воздух

Вола

Грунт

Рис. 1. Расположение излучателя (1) и приемника (2) относительно границ раздела сред.

В научно-технической литературе для описания характера распространения электромагнитного сигнала введен термин «вверх - вдоль — вниз», то есть от источника к поверхности моря, далее вдоль поверхности (поверхностная волна), затем от поверхности к точке регистрации. При этом дальность связи по сравнению с безграничной морской средой значительно увеличивается, так как затухание сигнала при распространении в воздухе (диэлектрической среде) меньше, чем в морской воде (проводящей среде). В придонном варианте наблюдается та же картина, но с несколько большим затуханием сигнала в полупроводящей среде морского дна.

В диэлектрической среде критерием оценки параметров электромагнитного поля является длина волны. В проводящей среде критерием является 5— толщина скин-слоя, то есть расстояние, на котором амплитуда напряженности поля падает в е = 2,71 раз. Эффективность работы систем подводной связи определяется энергетическими характеристиками. Поэтому при разработке систем электромагнитной связи следует учитывать, что если аппаратура рассчитана на максимальную дальность связи в безграничной морской среде, то в придонных или приповерхностных вариантах качество связи повышается, так как к прямым

сигналам добавляются сигналы, прошедшие по воздуху или грунту с меньшими потерями.

Установившееся поле от короткого (по сравнению с длиной волны) электрического диполя длиной / и током в диполе / = /„ ■ е'°" в безграничной однородной изотропной среде с удельной электропроводностью а, диэлектрической проницаемостью е, магнитной проницаемостью /г на произвольной частоте и произвольном расстоянии от источника описывается известными формулами распространения:

(3)

2л(ет + )Ы£) г

II Sin0

4 л(сг + J те)

•(l + уг + Г2г2)-е-", (4)

+ (5)

(6)

Яг= 0, (7)

Нв= О, (8)

где константа распространения у, равна:

Y — V- sfto)1 + jmpia , (9)

где со = litf - угловая частота; j = V^l - мнимая единица.

Выражения (3) (9) справедливы для любых сред, включая проводящие (сое « сг) и диэлектрические (сое » ег). Однако в диэлектрических и проводящих средах мы имеем дело с разными частотно пространственными масштабами (длиной волны Я и толщиной скин-слоя 5 соответственно), физически определяемыми индуктивными, емкостными и резистивными свойствами среды, а математически — безразмерным расстоянием у г .

Одним из самых важных различий сред является возможность волнового распространения в диэлектрической среде и невозможность — в проводящей. Различие между ними не терминологическое и не математическое, а физическое. И для диэлектрической и дом проводящей среды при анализе частотных свойств электромагнитного поля можно выделить три случая: |;г|«1, \уг\«1 и

»1. Для поля диполя в диэлектрической среде эти три случая соо гветст-вуют общепринятому выделению трех аппроксимационных зон: ближней, промежуточной и дальней зоны.

В сферической системе координат при расположении оси диполя вдоль полярной оси (рис.2) при условии а » сое (токи смещения пренебрежительно малы по сравнению с токами проводимости, случай морской среды), hi + А2 »<5, константу распределения можно записать в виде:

y = {\ + j)p, (10)

где /3 = 2л-\0~3 -Jfir [м"1], о

1(0,0,0)

■^Ф Зф

ЕГЛГ

Рис.2. Расположение излучателя (1) и приемника (2) в бесконечной морской среде.

8 - толщина скин-слоя, т. е. глубина в проводящей среде, на которой амплитуда нормально падающей плоской волны уменьшается в е раз или приблизительно на 63%; а - проводимость среды.

Тогда выражения (3) - (5) при замене у на (1 + ¡)р и преобразований, приведенных в диссертационной работе, примут вид:

(11)

Н.

2 жаг} р$тв 4 тсаг1 р$тв 4т-2

•ИИ -

(12) (13)

где р = 1-1 - дипольный момент электрического диполя;

/—ток в диполе;

/ — длина электрического диполя;

величина/®-равна количеству скин-слоев между точками излучения и приема.

При этом ИН^О + А^ + И2-^ . (14)

\РгЩ = 7(1 + + ■ е-», (15)

Таким образом, формулы распространения электромагнитных полей в бесконечной однородной среде (самые жесткие условия) интересны для анализа при разработке связи между аквалангистами, подводными аппаратами, систем телеметрии и телеуправления.

Для расчета электрических и магнитных компонент поля при излучении электрического диполя выражения (11) (13) можно записать в виде:

где

Ег =Р-А„ (16)

Ед =Р-А2, (17)

Нр=р-А}, (18)

4-2?-МП 'Ом' (19)

" Ом' V. (20)

' 1 " л,2 (21)

Отсюда следует, что определяющим фактором дальности действия систем электромагнитной связи в проводящих средах является дипольный момент. Если известны компоненты напряженности поля шумов при определенных условиях работы системы связи, то, применяя соотношения сигнал /шум равный трем, можно из выражений (16)(18) определить величину дипольного момента, необходимого для обеспечения заданной дальности связи при определенной ориентации приемопередающих антенн:

з Е„ Р = -

Р =

3 Е„

А 3 н„

р=-

(22)

(23)

(24)

где ЕШг, Ещв.Ещу - составляющие поля электромагнитных шумов.

Расстояние г, м

1Е-10 Коэффициент А1

Рис. 3. Зависимость коэффициента А] от расстояния г для морской среды при в - 0°

Расстояние г, м

ооооооооооооооооооооо

Рис. 4. Зависимость коэффициента А2 от расстояния г для морской среды при в = 90°

Таким образом, вычислив коэффициенты (А1—АЗ) для фиксированных частот (величина скин-слоя зависит от частоты), при заданном дипольном моменте излучающего диполя можно оценить компоненты поля на определенном расстоянии от излучателя.

На рис. 3,4 приведены диаграммы зависимости расчетных коэффициентов от расстояния. Анализ приведенных диаграмм показывает, что при удалении от источника излучения и увеличении рабочей частоты коэффициенты А1 и А2, а следовательно и компоненты поля Ег и Ее уменьшаются, однако характер изменения расчетных коэффициентов различен. Исходя из диаграмм можно сделать вывод, что при проектировании средств связи целесообразно использовать полосу более низких частот.

Опгошение А1/А2

Расстояние г, м

Рис. 5. Зависимость отношения коэффициентов А1/А2 от расстояния г

Для определения характера изменения расчетных коэффициентов на рис. 5 приведена диаграмма зависимости расчетного отношения коэффициентов А1/А2 для морской среды. Диапазон частот приведенный на диаграммах выбран с целью наглядности.

Значения скин-слоев для приведенных частот: для 10Гц - 79,6м; для 250Гц -15,9м; для 500Гц - 11,25м. Из диаграммы, приведенной на рис. 5, следует, что на расстояниях, меньших 1,5 скин-слоев при определенных рабочих частотах, в электромагнитном поле излучения преобладают радиальные составляющие напряженности Ег в направлении вдоль оси диполя (в = 0°, 180°), а на расстояниях, больших 1,5 скин-слоев, преобладают тангенциальные составляющие Ев в направлении, перпендикулярном оси диполя (в = 90°, 270°). Выводы проведенного анализа позволяют оценить параметры поля излучения при разработке электромагнитных каналов связи в морской среде.

Из анализа приведенных диаграмм следует, что при разработке систем электромагнитной связи в проводящих средах на расстояниях, меньших 1—1,5 скин-слоев среды, целесообразно электрические диполи приемо-передающих антенн располагать вдоль воображаемой линии связи, а на расстояниях, больших 1-1,5 скин-слоев среды - перпендикулярно линии связи. На основании разработанных методов расчетных оценок параметров поля электрического диполя приведены примеры разработок электромагнитных систем связи в морской среде и горных породах.

На базе результатов проведенных исследований были сконструированы и изготовлены устройства речевой связи между аквалангистами на токах проводимости. Преимущества речевой связи на токах проводимости перед акустической связью — лучшая разборчивость речи, отсутствие реверберации; сохранение связи при наличии между партнерами водорослей, подводных скал, аэрированных слоев воды. Малая зависимость (при дальностях до 30 м) от ориентации отмечались во всех экспериментах и испытаниях. Система подводной радиотелефонной связи, предназначенная для симплексной связи между аквалангистами и обеспечивающим судном, в которой применен принцип модуляции электрического токового поля, состоит из двух полукомплектов. Подводная станция включает в себя электронный блок с питанием в боксе, рассчитанном на глубину 60 м, микрофон, смонтированный в маске, и головные телефоны костной проводимости (ушная раковина открыта, свободна для продувания), а также электроды дипольной антенны, размещенные на голени и запястье аквалангиста. Надводная станция имеет длинную антенну -30 м. Модуляция осуществляется в полосе звуковых частот 300-3000 Гц.

Технические характеристики: дальность связи (в режиме «аквалангаст — аквалангист» 70 - 80 м; на мелководье (глубины до 20 м) — более 100 м. Связь между берегом (судном) и аквалангистами - более 150 м. Возможна связь непосредственно с береговой черты."

При проектировании переговорного устройства были решены следующие проблемы. При работе аквалангиста в приповерхностном слое в приемнике наводились передачи радиовещательных станций. При этом в различных конст-

рукциях предусилителя (режимы включения с общей базой или общим эммите-ром) детектирование происходило на базовом переходе входного полупроводникового элемента и дальнейшее отстраивание от этой помехи было невозможным. Для согласования с низким сопротивлением морской среды (единицы Ом) автором был применен согласующий трансформатор с оригинальным включением, вторичная обмотка которого входила в состав П-образного ЬС фильтра нижних частот. При подавлении несущей частоты радиовещательных станций отсекалась и модулирующая НЧ-информация.

Методы оценки компонент электромагнитного поля в морской среде применимы при разработке систем беспроводной связи в горнорудной промышленности. В работе приведен анализ электрических свойств пород и руд Приморья, а также одного из рудников Дальнегорского рудного района. Для примера приведена оценка электрических свойств гранита, известняка и песчаника. В диссертации приведены расчетные коэффициенты А! и Аг для различных частот связи и различных расстояний. Рекомендации по расположению приемных и излучающих диполей такие же, как и для связи в морской воде. Если учесть, что, например, для гранита при изменении частоты связи от 10 Гц до 1000 Гц величина скин-слоя меняется от 2388,5 м до 238,8 м, то предложенные рекомендации выглядят внушительно.

Практическое освоение ресурсов Мирового океана выявило целесообразность использование электромагнитных полей не только при разработке технических средств, но и при управлении поведением водных организмов.

В третьей главе отмечены физические особенности использования электрических полей на траловом промысле ракообразных, а также реакция рыб на электрические поля в воде. Приведен пример разработки электрооборудования креветочных тралов для промысла ракообразных и управления их поведением.

Основные промысловые виды ракообразных (креветки, омары, лангусты и т.д.) ведут активный ночной образ жизни. Ночью они обитают в придонных слоях воды, образуя промысловые скопления, а днем зарываются в ил и донный песок, прячась от хищников. Поэтому при траловом промысле ракообразных для обеспечения эффективных круглосуточных донных тралений традиционно загружают грунтропы тралов или размещают перед нижней подборой «мутники» (тяжелые цепи) для вспахивания грунта и извлечения из него зарывшихся особей ракообразных. Подобные методы промысла, очевидно, наносят невосполнимый урон флоре и фауне морской среды.

Применение импульсных электрических полей при траловом промысле ракообразных значительно снижает нагрузку на среду обитания морских организмов. Воздействие на все виды ракообразных импульсными электрическими полями определенных параметров приводит к рефлекторному сокращению хвостового плавника и принудительному всплытию над грунтом. Таким образом, наведение импульсных электрических полей в предустьевой зоне трала позволяет вести придонный траловый промысел ракообразных, не нарушая донный слой и исключая вредные воздействия на ихтиофауну и флору.

Из экспериментальных аквариумных исследований следует, что при напряженности электрического поля менее 1 В/см наблюдалась слабая ответная ре-

акция ракообразных, а при напряженности более 4-5 В/см особи «сжимались» и обездвиживались. Эффективное воздействие наблюдалось в диапазоне напряженности поля 1,5 -■- 3 В/см.

В диссертационной работе приведена методика расчета элементов электронной схемы и навесного оборудования для обеспечения напряженности импульсного электрического поля, равной 1,8 В/см, для трала ДТ - 43/33,4 м. На стадии разработки технического проекта электрооборудования креветочных тралов методика утверждена заместителем начальника ДВ филиала НПО пром-рыболовства.

В четвертой главе приведены результаты экспериментальных исследований эффективности использования электромагнитных полей в разработках технических средств освоения природных ресурсов.

Конструкция переговорного устройства для аквалангистов приведена на рис 6.

1'ис 6. Переговорное устройство для аквалангистов

На акватории острова Рейнеке с помощью линейной излучающей антенны (токоведущие провода с металлическими пластинами на концах) длиной около 250 м, эффективность которой была повышена за счет использования особенности местности, была обеспечена односторонняя речевая связь на расстоянии 2 км (при базе приемного диполя 2 м). Мощность излучения берегового передатчика не превышала при этом 5 Вт.

На акватории бухты Потрокл (бухта 1) и бухты Соболь (бухта 2) были проведены испытания системы звукоподводной связи на токах проводимости в морской среде. Схема проведения эксперимента приведена рис. 4. На акватории бухты Потрокл в районе береговой черты были размещены электроды антенны станции №1. Расстояние между электродами составляло 15 - 20 м. Станция №2 последовательно устанавливалась в районе береговой черты бухты Потрокл на удалении от первой станции на 100 и более метров для оценки дальности передачи сообщений между станциями, оценки влияния электрического фона от

промышленных объектов на качество принимаемых сообщений. Сообщения передавались с помощью микрофонов, подключенных на вход станций. Качество переданной информации оценивалась на слух с помощью наушников и для дальнейшей обработки регистрировалась на автономный магнитофон.

Результаты испытаний:

- на фоне индустриальных помех в бухте Потрокл была установлена односторонняя речевая связь «берег - бетонный причальный пирс» на расстоянии более 300 м. При этом диполь антенны приемной станции №2 был расположен с тыльной стороны пирса (для гидроакустической связи подобные условия непреодолимы, так как бетонный пирс является преградой для акустических волн). Выходная мощность передающей антенны не превышала

5 Вт;

- во всех экспериментах связь осуществлялась иа фоне электромагнитных помех индустриальных частот, при этом уровень помех в бухте Потрокл превышал уровень помех в бухте Соболь;

- была установлена односторонняя речевая связь с берега бухты Потрокл до станции №2, электроды диполя которой были закопаны в грунт на расстоянии 60 — 70м от станции X»! (связь по каналу «вода - земля»), при этом база диполя антенны станции №2 составляла 10м. В этом случае регистрировался суммарный сигнал по каналам "вода-грунт" и "вода-воздух-грунт".

Проверялась аозмощность организации связи по каналу «вода — земля» в режиме телеграфии о использованием импульсного генератора. Была установлена односторонняя телеграфная связь в направления «вода - земля».В направлении «земля — вода» установить связь в режиме телефонии и телеграфии не удалось.

Кроме того, установлена устойчивая двухсторонняя связь между бухтой Соболь и бухтой Потрокл через грунтовый перешеек на расстоянии между станциями около 100 м. В этом случае регистрировался суммарный сигнал по каналам "вода-грунт-вода" и "вода-воздух-вода". Все сеансы связи записывались на магнитную ленту.

Подземная связь.

Экспериментальные работы проводились на рудниках "Верхний" и "Николаевский" специалистами ДВГТУ по тематике Института автоматики и процессов управления (ИАПУ ДВО РАН) при непосредственном участии автора. Рудник "Верхний" расположен в Дальнегорском горном образовании и состоит из горизонтальных «выработок» от 188 м ниже уровня моря до 440 м выше уровня моря. Схема рудника "Верхний" показана на рис.8.

Рудное поле месторождения состоит из основного полиметаллического «рудного тела» и сопутствующей ему рудной минерализации в виде жил, прожилков и отдельных гнездовых образований. Данные об электрических свойствах пород и руд были определены ранее специалистами Всесоюзного научно-исследовательского института разведочной геофизики (ВИРГ, г.Ленинград), при проведении работ по шахтно-скважинной радиоволновой разведке.

Было проведено несколько серий экспериментов с использованием стандартного оборудования связи, в частности двух радиостанций Р-130М и двух

Рис.8 Схема рудника "Верхний

радиостанций Р-143. Указанные станции коротковолновые, приемопередающие, симплексные, телефонно-телеграфные, с однополосной модуляцией и кварцевой стабилизацией частоты. Максимальная выходная мощность Р-130М составляет 40 Вт, Р-143 до 10 Вт. Одной нестандартной частью оборудования радиостанции Р-130М для выполнения эксперимента явилась антенна - симметричный вибратор с параметрами 2x25 м и 2x15 м. Чувствительность приемного блока радиостанции Р-130М при отношении сигнал-шум, равном 3/1, и выходном напряжении на головных телефонах телефонной гарнитуры, равном 1,5 В, при проведении эксперимента составила для телеграфного режима 2 мкВ и для телефонного однополосного режима 3 мкВ. Расстояние между радиостанциями варьировалось в пределах 1000 - 1200 м (точки Ж и 3 на рис. В). При экспериментальных работах с двумя станциями Р-143 использовались штыревые «антенны Куликова» АШ-1,5 м и симметричные диполи 2 х 25 м. Измерения проводились на низкочастотном выходе радиостанции с выключенным АРУ в телеграфном режиме. Во всех случаях устанавливалась устойчивая речевая связь, а затем проводились измерения. Базовая станция ( рис.8) была размещена на горизонте +262 м (т.А) в середине «рудного тела» (в зоне залегания пород с наименьшим удельным сопротивлением), т. е. были выбраны самые жесткие условия распространения электромагнитных волн, причем в месте расположения станции вдоль выработки уложены металлические трубы, которые предположительно оказывают отрицательное влияние на передаваемый сигнал. Была осуществлена устойчивая речевая и телеграфная связь между базовой станцией и оператором на горизонте — 188 м (точки Д и Г на рис.8) на расстоянии более 500 м как на антенны АШ-1,5 , так и на диполи 2 х 25 м. При перемещении станции вдоль горизонта +262 м (работа с антеннами АШ-1,5 м) до выхода из «рудного тела» сохранялась устойчивая речевая связь на расстоянии более 800 м, которая при дальнейшем перемещении резко прекратилась (точка Е на рис.8). Возможность подземной связи была также проверена на руднике «Николаевский». На расстоянии порядка 400 м была установлена двухсторонняя речевая связь с использованием двух симметричных диполей 2* 25 м.

Электрооборудование креветочных тралов использовалось при участии автора на промысле креветок, лангустов, омаров, рака-медведя в заливе Аляска, Анадырьском заливе, Уссурийском заливе, на акватории о. Шри-Ланка и побережье Вьетнама. С применением электрооборудования везде наблюдалось значительное повышение уловов ракообразных. Экспериментальные исследования в экономической зоне СРВ проводились с использованием обитаемого двухместного буксируемого подводного аппарата БНК «Тетис» под руководством и при непосредственном участии автора на глубинах до 250 м. Целью экспериментальных работ являлось определение параметров электрических полей, эффективно воздействующих на ракообразных, и определение целесообразности использования электрооборудования на промысле рака-медведя. При предварительных аквариумных исследованиях были определены ориентировочные параметры электрических полей, эффективно воздействующие на ракообразных. Но ракообразные плохо адаптировались к перепаду давления в 16 - 20 атм. (при этом в аквариуме поддерживалась температура придонных слоев воды (16 -

1В°С). Дальнейшие исследования проводились на БНК «Тетис». Блок питания, прибор контроля и выключатель питания находились внутри прочного корпуса БНК «Тетис». При подключении блока питания к импульсному генератору, последний начинал вырабатывать электрические импульсы, подаваемые через токопроводящий кабель на электроды. За электродами, тянущимися по грунту, можно было наблюдать через иллюминатор в прочном корпусе БНК. При попадании ракообразных (рака-медведя, омаров, креветок и лангустов) в зону действия электрического поля хорошо наблюдалось их перемещение вверх и в сторону от электродов. Наблюдаемые объекты поднимались от грунта на высоту от 0,5 до 1,5 м. Следовательно параметры электрооборудования выбраны верно и появляется возможность вести промысел ракообразных в придонном варианте, сохраняя фауну и флору морского дна. Экспериментальные работы на промысле рака-медведя в экономической зоне Вьетнама показали, что применение электрических полей приводит к повышению уловов ракообразных на 120 %. В других приведенных ранее промысловых районах наблюдались аналогичные результаты.

Экспериментальные исследования по воздействию электрических полей на лососевых рыб проводились на Калининском рыбоводном заводе Сахалин-рыбвода специалистами ДВ филиала НПО промрыболовства и ИЭМЭЖ АН СССР под руководством и при участии автора. На акватории реки рыборазвод-ного завода проведены исследования реакции рыб на постоянные и импульсные электрические поля. При этом напряжение на электродах составляло 35 38 В, частота импульсного напряжения —1^2 Гц, расстояние между электродами варьировалось от 2 - Зм до 15 - 18м. В определенных случаях наблюдалась анодная реакция рыб (т. е. они направлялись четко к аноду). При включении импульсного тока резко покидали эту зону. Для проведения экспериментальных работ по электронаркотизации лососей автором были разработаны и изготовлены генераторы, обеспечивающие параметры полей, определенных по результатам опубликованных исследований, проведенных на других породах рыб. Из условия работ по забору икры и молок на рыборазводных заводах идеальным методом обездвиживания производителей является наркотизация их в воде с последующим извлечением их из воды специальным подъемником и транспортировкой по желобу с проточной водой к разделочному столу. В этом случае при подъеме из воды рыба не бьется, и, следовательно, отсутствуют механические воздействия на молоки и икру. Для определения параметров наркотизирующих электрических полей были разработаны различные экспериментальные установки и специальная экспериментальная аппаратура. Схема одной из экспериментальных установок приведена на рис.9.

В экспериментальных работах исследовалась реакция лососей на наркотизирующее воздействие тока промышленной частоты, поля медленно нарастающего биполярного и униполярного импульсного тока, поля униполярного импульсного тока с крутым передним фронтом, поля биполярного импульсного тока с крутым задним фронтом, мощного униполярного импульсного поля с большой скважностью следования импульсов, а также определение реакции лососей на постоянный (импульсный) ток.

Рис.9. Схема экспериментальной установки

В результате проведенных экспериментальных работ определены оптимальные параметры наркотизирующих полей и произведена закладка на инкубацию оплодотворенной икры, взятой у лососей, обездвиженных электрическим током. Проведены наблюдения за развитием опытной икры, определен процент отхода икры при выклеве мальков.

Наименьший отход наблюдался при обездвиживании лосося электрическим током промышленной частоты с резким спадом заднего фронта при максимальной напряженности электрического тока Emax = 5,32 В/см, максимальной плотности тока у центрального электрода 6 = 2,0 -10 "3 А/см2 и времени воздействия t- 12 с. При этом отход икры составлял 2,9% (допустимый технологический отход - 5%). При воздействии на производителей импульсным биполярным током с максимальной напряженностью электрического поля Еа^ = 11,3 В/см, длительностью импульса т = 0,6 мс, периодом следования импульсов г = 60 с отход икры составил 9,6%.

В заключении сформулированы следующие результаты и выводы:

1. Разработаны теоретические модели каналов связи на токах проводимости в электропроводящих средах.

2. На основании разработанных методов расчетных оценок параметров поля электрического диполя разработаны макеты и опытные образцы систем связи в морской среде и горных породах.

3. Проведены экспериментальные исследования и опытная эксплуатация систем подводной и подземной электромагнитной связи.

4. Обоснованы физические особенности использования электрических полей на траловом промысле ракообразных с целью повышения эффективности лова при снижении отрицательных воздействий на фауну и флору морского дна. Разработана утвержденная методика инженерных расчетов параметров электрооборудования для креветочных тралов различных типов.

5. Определены параметры электрических полей, эффективно воздействующих на морские биообъекты при добыче ракообразных и искусственном разведении лососевых рыб.

ПУБЛИКАЦИИ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ

1. Рублев В.П. Исполнительное устройство на тиристорах // Радио. - 1976.

- № 10. - С.34.

2. A.c. № 589943 СССР. М.Кл.2 А 01К 73/02. Устройство для предотвращения

выхода рыбы из трала / Головнев В.Н., Мингазутдинов А.Н., Рублев В.П. (СССР).- № 23059226/28-13; заявл. 26.12.75; опубл. 30.01.78, Б юл. № 4.

3. Рублев В.П. Беспроводное переговорное устройство для лепсоводолазов // Тех. листок - Владивосток: Изд-во ОНТИ ЦПКТБ Дальрыбы,

№ Д-124(1549), - 1981.- 4с.

4. Рублев В.П. Подводное переговорное радиотелефонное устройство // Выставка достижений изобретателей и рационализаторов Приморского края. Тех. листок ВДНХ СССР. - Владивосток: Изд-во ОНТИ ЦПКТБ Дальрыбы -1982.-4 с.

5. Рублев В.П., Симоненко В.Н. Переговорное устройство для лепсоводолазов //

Спортсмен - подводник. - 1982. - Вып.68. - С. 30-33.

6. A.c. №1352679 СССР. А 01 К 75/00. Устройство для регистрации схода частей кошелькового невода / Рублев В.П., Семененко В.Н, Берштейн Ф.Д., Кудрявцев A.M. - № 4015486; заявл. 29.12.85; опубл. 15.07.1989.

7. A.c. №1510810 СССР. А 01 К 79/02. Устройство для электролова водных организмов / Рублев В.П., Кудрявцев A.M. - № 4234824; заявл. 31.03.87; опубл. 01.05.89, бюл. № 36.

8. Короченцев В.И., Пивоваров A.A., В.П. Рублев, Л.В. Губко Исследование упругих волн в клине «атмосфера — гидросфера - литосфера» // Матер. II Всероссийского симпоз. «Сейсмоакустика переходных зон». - Владивосток: Изд-во Дальнаука, 2001. - С.102-105.

9. Шевкун С.А., Рублев В.П. Исследование поля электрического диполя в эл-

липтических замкнутых объемах // Дальневосточная конф. студентов, аспирантов и молодых ученых по математическому моделированию. Тезисы докладов. - Владивосток: Изд-во Дальнаука, 2002. - С.50-51.

10. Короченцев В.И., Рублев В.П., Чайко В.П. Экспериментальные исследования подземной радиосвязи // Труды ДВГТУ - Владивосток: Изд-во ДВГТУ, 2003. вып. 133. - С.5-8.

11. Рублев В.П., Короченцев В.И. Приближенная модель расчета параметров электромагнитного канала телеметрии в морской среде // Матер, докл. Ме-ждунар. науч.-техн. конф. «Технические проблемы освоения Мирового океана» » - Владивосток: Изд-во Дальнаука, 2005. - С.207-210.

12. Короченцев В.И., Рублев В.П. Экспериментальные исследования распространения электромагнитных волн в проводящих средах. // Матер. IV Всероссийского симпоз. «Сейсмоакустика переходных зон» - Владивосток: Изд-во ДВГУ, 2005. - С. 98 -101.

13. Рублев В.П. Модель расчета параметров электромагнитного канала связи в морской среде // Матер. XLVIII Всероссийской межвузовской научно технической конференции. - Владивосток: Изд-во ТОВВМИ, 2005. - С.142-144.

14. Рублев В.П. Применение электрических полей при траловом промысле ракообразных // Матер. Междунар. науч.-технич. конф. «Технические проблемы освоения Мирового океана». - Владивосток: Изд-во Дальнаука, 2005. -С.399-340.

15. Рублев В.П. Электрооборудование тралов для промысла ракообразных // Дальневосточное региональное рыбное хозяйство. - Владивосток: Изд-во Дальрыбтехника, 2005. № 4(5). - С. 90-92.

16. Рублев В.П., Короченцев В.И. Система подземной радиотелефонной многоабонентной связи // Каталог инновационных проектов, - Владивосток: Изд-во ТЕХНОРАТЭС, 2006,- С. 50.

17. Рублев В.П. Электрооборудование тралов для промысла ракообразных // Там же. 2006.-С. 51.

18. Рублев В.П. Система подводной радиотелефонной связи для легководолазов // Там же. 2006. - С. 52.

19. Рублев В.П. Оптимизация речевой многоабонентной связи в мелком море // Сборник трудов XVIII сессии Российского акустического общества, в 3-х т.

- М.: ГЕОС. 2006. Т. 2. - С. 310-313.

20. Короченцев В.И., Рублев В.П. Система подземной радиотелефонной многоабонентной связи // Там же. 2006. Т. 1. - С. 315-318.

21. Рублев В.П. Электромагнитный канал речевой связи в мелком море // Проблемы и методы разработки и эксплуатации вооружения и военной техники; сборник статей, вып. 60 - Владивосток: Изд-во ТОВВМИ, 2006.

- С. 209-212.

22. Короченцев В.И., Рублев В.П. Экспериментальные исследования подводной и подземной связи // Там же. 2006. - С. 190-193.

Рублев Виктор Петрович

СИСТЕМЫ МНОГОАБОНЕНТНОЙ ЭЛЕКТРОМАГНИТНОЙ СВЯЗИ И УПРАВЛЕНИЯ БИООБЪЕКТАМИ В ЭЛЕКТРОПРОВОДЯЩИХ СРЕДАХ

Автореферат

Подписано в печать 14.02.07. Формат 60x84/16 Печать офсетная. Усл. печ. л. 1,4. Уч.-изд. л 1,0 Тираж 100 экз. Заказ 027

Типография издательства ДВГТУ. 690950, Владивосток, Пушкинская, 10

Оглавление автор диссертации — кандидата технических наук Рублев, Виктор Петрович

Список терминов, условных обозначений и сокращений.

Введение.

Глава 1. Анализ каналов связи и в проводящих средах.

1.1. Системы гидроакустической связи ближнего действия.

1.2. Электромагнитные каналы связи в морской среде.

1.3. Физическая специфика использования электромагнитных каналов связи в электропроводящих средах.

1.4. Фоновые электромагнитные поля в морской среде.

1.5. Оценка эффективности электрических дипольных антенн в режимах излучения и приема.

1.6. Характеристика горных пород Приморья.

1.7.Системы дальней связи, электромагнитного зондирования горных пород и связи в рудниках.

Выводы по главе.

Глава 2. Примеры разработок систем связи в проводящих средах.

2.1. Поле электрического диполя в безграничных средах.

2.2. Поле электрического диполя в безграничной проводящей среде.

2.3. Расчет компонент электромагнитного поля для систем связи в морской среде.

2.4. Подводное переговорное устройство для легководолазов.

2.5. Расчет компонент поля электрического диполя в горных породах.

Выводы по главе.

Глава 3. Примеры разработок систем управления поведением биологических водных объектов.

3.1. Некоторые методы освоения и воспроизводства морских биоресурсов.

3.2.Реакция рыб на электрические поля в воде.

3.3. Физические особенности использования электрических полей на траловом промысле ракообразных.

3.4. Методика расчета параметров автономного электрооборудования креветочных тралов.

Выводы по главе.

Глава 4. Результаты экспериментальных исследований эффективности использования электрических полей в разработоках технических средств освоения природных ресурсов.

4.1. Экспериментальные исследования подводной электромагнитной связи.

4.2. Опытная эксплуатация подводного радиотелефонного устройства для легководолазов.

4.3. Экспериментальные исследования подземной связи.

4.4.0пытная эксплуатация электрооборудования креветочных тралов.

4.5.Экспериментальные исследования электронаркотизации лососей.

Выводы по главе.

Введение 2007 год, диссертация по кораблестроению, Рублев, Виктор Петрович

Развитие цивилизации и обеспечение жизненных интересов человечества связаны с освоением природных ресурсов Земли. До недавнего времени ошибочно считалось, что биоресурсы Мирового океана неисчерпаемы, а природные запасы Земли беспредельны. Однако бурный технический прогресс и хищническое использование природных ресурсов во второй половине прошлого века привели к загрязнению окружающей среды, оскудению природных ресурсов, наличию частых техногенных аварий и катастроф. Поэтому на современном этапе наиболее актуальными являются исследования в области разработки методов энергосберегающих технологий и средств освоения природных ресурсов с соблюдением норм сохранения окружающей среды.

Реализация и защита интересов Российской Федерации в области изучения, освоения и использования Мирового океана, а также добычи полезных ископаемых в интересах устойчивого экономического развития государства обеспечивается достижениями отечественной науки, фундаментальными и прикладными исследованиями и разработками, связанными с практической деятельностью.

Из обширного ряда проблем, возникающих при практическом освоении природных ресурсов Мирового океана следует отметить определенные трудности в осуществлении связи в водной среде и толще морского дна, а также проблему сохранения ихтиофауны при добыче промысловых водных организмов.

Для геологических пород морского дна и водной среды морских глубин, как объектов физических исследований, характерно большое разнообразие термогидродинамических процессов, которые происходят в них при изменении различных внутренних и внешних условий и приводят к флюктуации их физических полей. При этом основными физическими полями являются акустические, гидродинамические, электрические, магнитные, электромагнитные и гравитационные. Каждое из перечисленных полей обуславливается своими физическими факторами и применяется при разработке технических средств освоения природных ресурсов.

В настоящее время при решении задач детальной и эксплуатационной разведки полезных ископаемых на многих месторождениях широко используются подземные радиоволновые методы (ПРВМ). В системах подводной связи, телеметрии, гидролокации, разведки полезных ископаемых на морском дне, а также в промышленном рыбоводстве особенно широко применяется гидроакустика. Но при всех несомненных достоинствах следует отметить, что ПРВМ решают узкие задачи геологоразведки, а гидроакустические системы, если подходить к ним с меркой современных требований, имеют ряд недостатков. Основным из них является зависимость от гидрологических условий. Сильно сказывается, например, наличие более или менее значительных температурных градиентов. В районах с небольшими глубинами распространение звукового луча происходит с неоднократными отражениями от дна и поверхности, сопровождающимися потерями звуковой энергии и наличием синфазных помех. Потери также имеют место при отражении лучей от промежуточных слоев, обусловленных наличием температурного градиента. Кроме того, в районе температурного скачка часто концентрируются планктонные слои, что в свою очередь приводит к значительной потере интенсивности звукового поля и т.д.

От указанных недостатков в определенной степени свободны системы с электромагнитным каналами связи, использующие электропроводные свойства водной среды и грунта.

На основании вышеизложенного, цель и задачи исследования можно сформулировать следующим образом.

Цель - теоретическое обоснование связи в проводящих средах, разработка систем многоабонентной связи в морской воде и в грунтовых породах морского дна и создание устройств управления поведением морских биообъектов.

Для достижения поставленной цели были решены следующие задачи:

1. Разработаны теоретические модели электромагнитных каналов связи в электропроводящих средах (в морской воде и в грунтовых породах морского дна) на токах проводимости.

180), а на расстояниях, больших 1-И,5 скин-слоев, преобладают тангенциальо ные составляющие Eg в направлении, перпендикулярном оси диполя (в = 90, 270°).

4. Проведена экспериментальная проверка систем подземной и подводной связи на токах проводимости.

Актуальность проблемы. Освоение шельфовой зоны Мирового океана и добыча полезных ископаемых требует разработки надежных систем речевой связи и каналов дистанционного управления различными приборами и устройствами. В морской среде широко используются гидроакустические каналы связи, телеуправления и телеметрии, а в горнодобывающей промышленности традиционно применяются проводные системы. Однако при работе в «мелком море» и в придонных и приповерхностных слоях в виду наличия многолучевой помехи, возникающей из-за отражения акустических сигналов от дна и поверхности моря, разборчивость речи и надежность каналов управления не удовлетворяют современным требованиям [50]. Разработка и эксплуатация проводных и индукционных систем управления и связи в рудниках и шахтах требуют значительных финансовых затрат [97]. Актуальность проблемы заключается в том, что надежно работающей в различных условиях подводной и подземной связи практически нет, а ведь планируется строительство нефтепровода и нефтеза-правочных терминалов на ДВ бассейне. При этом будут проводиться сложные гидротехнические работы, и понадобится подводная связь, надежно функциа-нирующая в различных условиях. Применение электрических полей в ряде случаев способствует и сохранению ихтиофауны при освоении биоресурсов Океана

Современный этап промышленного рыболовства характеризуется активным поиском способов более рационального использования существующих сырьевых ресурсов. Принципиальные вопросы освоения биоресурсов Мирового океана и рационального регулирования промысловых нагрузок требуют совершенствования технологий лова, основанных на приемах дистанционного управления поведением биообъектов. Одним из путей совершенствования технологий лова является комплексное применение электрических полей при управлении поведением объектов промысла.

Научная достоверность результатов исследований обусловлена обширным экспериментальным материалом, собранным на протяжении 15 лет. Достоверность полученных данных подтверждается применением апробированных методик экспериментальных работ, повторяемостью результатов экспериментов, согласованием экспериментальных и теоретических оценок, а также внедрением результатов исследований в различных конструкторских разработках новой техники.

Материалы диссертационных исследований включены в отчеты ряда НИР "Электромагнитный канал управления подводными приборами" (ДВ филиал НПО промрыболовства, 1981г., № гос. per. 8040513), "Устройство для забоя производителей лосося" (ДВ филиал НПО промрыболовства, 1982,1983гг., № гос. per. 01824017022), "Распространение радиоволн в естественных волноводах земной коры" Межотраслевая программа сотрудничества Министерства образования и Министерства обороны РФ (ДВНТУ, 2001г.), "Поисковые исследования возможности использования подземных радиоволноводов для создания закрытых и устойчивых радиоканалов приема-передачи информации большой дальности", шифр "Твязь" (ИАПУ ДВО РАН, 2001,2002 гг.), "Разработка и исследование новых принципов прогноза катастрофических природных явлений" (ДВГТУ, 2003г.), "Разработка и исследование новых принципов прогноза катастрофических природных явлений на границе раздела литосфера-океанатмосфера" (ДВГТУ, 2004,2005гг.), «Исследование способов и методов повышения эффективности подземной радиосвязи» (ИАПУ ДВО РАН, 2006г.).

Работа содержит новые научные результаты, наиболее важными из которых являются следующие:

5. В результате опытной эксплуатации разработанных устройств на акваториях Тихого океана, Черного и Карского морей доказана возможность организации электромагнитного канала связи в морской среде с различными электрическими свойствами.

Новизна результатов работы подтверждена сравнением с известным уровнем развития науки и техники, а также расширением знаний об условиях освоения природных ресурсов.

Практическая значимость и реализация результатов работы определяется разработкой оригинальных методов и приборов, которые позволяют реп шить прикладные проблемы при освоении природных ресурсов. Результаты исследований, проведенных автором, использованы при разработке устройств подводной связи и управления поведением водных организмов, доведенных до стадий РКД и принятых ведомственной комиссией.

Опытная эксплуатация комплектов переговорного устройства для легко-водолазов, защищенного патентом РФ, проводилась специалистами Сахалинского ДальморНИИпроекта, Преображенской БРФ Приморрыбпрома, ЭМБ «Гдазковка» Приморрыбпрома, Подводной археологической экспедицией «Энергия», ЭМБ «Посъет» и ДВ филиала НПО промрыболовства в различных условиях реальных подводно-технических работ. В опытной эксплуатации переговорное устройство использовалось при проведении исследовательских и судоремонтных работ в открытом море, подводных киносъемках в археологической экспедиции, обслуживании выростных хозяйств марикультуры. За экспонирование на ВДНХ СССР "Выставке достижений изобретателей и рационализаторов Приморского края" подводного переговорного радиотелефонного устройства автор удостоен бронзовой медали ВДНХ СССР.

Электрооборудование креветочных тралов, защищенное АС и спроектированное с использованием методики инженерных расчетов, разработанной автором, использовалось при участии автора на промысле креветок, лангустов, омаров и рака-медведя в заливе Аляска, Анадырьском заливе, Уссурийском заливе и побережье Вьетнама. С применением электрооборудования везде наблюдалось значительное повышение уловов.

На основании экспериментальных исследований впервые доказана принципиальная возможность применения методов и систем с применением электрических полей для наркотизации лососевых рыб ДВ бассейна при заборе икры и молок на рыборазводном заводе. Проведены наблюдения инкубации оплодотворенной икры до стадии выклева и развития мальков в стандартных условиях от рыб, подверженных электронаркотизации. Определены параметры воздействия^ при котором технологический отход оплодотворенной икры составил 2,9 % (допустимый технологический отход - 5 %).

Публикации и апробация работы. По теме диссертации опубликовано двадцать две печатных работы, в том числе три авторских свидетельства. Принято положительное решение о регистрации патента РФ «Способ связи между акванавтами и устройство по нему». Результаты исследований, приведенных в диссертации, использовались в десяти отчетах по НИР и в двух конструктоских проектах, доведенных до стадии рабочей конструкторской документации (РКД); оформлены технические описания, инструкции по эксплуатации, программы и методики испытаний общим числом более пятнадцати наименований. Результаты исследований докладывались на заседании Секции № 3 Научного совета ГКНТ СССР по проблеме "Изучение океанов и морей и использование их ресурсов" (Москва, 1983г); совместных советско-вьетнамских переговорах по проведению научно-поисковых и экспериментальных работ в экономической зоне СРВ (Хайфон, СРВ, 1984,1987 гг); II, III, IV Всероссийских симп о-зиумах «Сейсмоакустика переходных зон» (Владивосток, 2001, 2003, 2005гг); Международной научно-технической конференции «Технические проблемы освоения Мирового океана» (Владивосток, 2005г); XLVIII и XLIX Всероссийской межвузовской научно-технической конференции (Владивосток, 2005, 2006гг); XVIII сессия Российского акустического общества (Таганрог, 2006 г); техсоветах ДВ филиала НПО промрыболовства (Владивосток, 1972-1987гг), ВРПО Дальрыба (1984-1987гг), Дальрыбтехцентра и фирмы "Невод" (Владивосток, 1988-1999гг). Содержание диссертации докладывались на научных семинарах кафедры гидроакустики и ультразвуковой техники (ГА и УЗТ) ДВГТУ, в/ч 90720.

На защиту выносятся следующие положения:

1. Теоретические модели каналов связи на токах проводимости в электропроводящих средах.

Структура и объем работы. Работа состоит из введения, четырех глав, заключения, списка использованных источников (114 наименований) и приложений, включает титульный лист и оглавление, 129 страниц печатного текста, 42 рисунка и 6 таблиц. Каждая глава начинается вводными замечаниями и заканчивается выводами.

Во введении сформулирована тема диссертации, ее цель и задачи, обоснована ее актуальность темы исследований, научно-техническая новизна, достоверность выводов и практическая значимость, сформулированы основные положения, выносимые на защиту.

В первой главе приведен анализ результатов исследований отечественных и зарубежных специалистов, касающихся вопросов разработки систем связи в электропроводящих средах (в морской среде и земных породах). Рассмотрена физическая специфика использования электромагнитных каналов связи в электропроводящих средах и приведена оценка эффективности дипольных антенн.

Во второй главе приведены расчетные формулы и методы инженерных расчетов для оценки параметров поля электрического диполя в проводящих средах. Обоснованы рекомендации по ориентации приемо-передающих дипольных антенн в системах электромагнитной связи. На расстояниях, меньших 1,5 скин-слоев среды, целесообразно электрические диполи приемо - передающих антенн располагать вдоль воображаемой линии связи, а на расстояниях, больших 1,5 скин-слоев среды - перпендикулярно линии связи. Приведены результаты разработки и экспериментальных исследований переговорного радиотелефонного устройства для аквалангистов.

В третьей главе приведены примеры разработок систем управления поведением водных организмов при воздействии на них импульсных электрических полей. Описаны устройства автономных электрогенераторов для тралового промысла ракообразных, а также методы электронаркотизации лососевых рыб при заборе их половых продуктов на рыборазводных заводах.

В четвертой главе приведены результаты экспериментальных исследований систем подводной и подземной электромагнитной связи. Описаны результаты СНЧ связи между бухтами через грунтовый мыс, а также подводной связи с преградой (бетонный пирс). По результатам исследований разработана система электромагнитной связи для аквалангистов, приведены результаты ее опытной эксплуатации. Также описаны результаты экспериментальных исследований беспроводной подземной связи. В главе приведены результаты экспериментальных исследований по электронаркотизации лососевых рыб на рыборазводном заводе, а также подводных наблюдений за работой импульсных электрогенераторов на траловом промысле ракообразных.

В заключении обобщен изложенный материал, сформулированы выводы, показаны новизна результатов и перспективы дальнейших исследований.

Заключение диссертация на тему "Системы многоабонентной электромагнитной связи и управления биообъектами в электропроводящих средах"

Выводы по главе

На основании требований, сформулированных в предыдущих главах, разработана и изготовлена аппаратура для экспериментальных исследований подводной связи, а также для электронаркотизации лососей.

Проведены экспериментальные исследования, определены параметры электромагнитных полей для связи в различных средах в различных условиях, а также выявлены параметры электрических полей для электронаркотизации лососей ДВ бассейна.

Проведены наблюдения инкубации оплодотворенной икры до стадии выкле-ва и развития мальков в стандартных условиях от рыб, подверженных электронаркотизации.

На основании экспериментальных исследований осуществлены конструкторские разработки до стадии рабочей конструкторской документации (РКД) подводного радиотелефонного устройства для легководолазов, а также электрооборудования креветочных тралов [102, 103].

Изготовлены мелкосерийные партии упомянутых устройств, организована и проведена их опытная эксплуатация в морях Дальневосточного и Западного бассейнов в различных условиях деятельности различными производственными управлениями.

Заключение

В диссертационной работе представлены научно обоснованные и экспериментально апробированные исследования параметров электромагнитных полей, направленные на развитие технических средств освоения природных ресурсов Океана. Внедрение в практику разработок технических средств результатов проведенных исследований позволит существенно ускорить процесс получения новых знаний о Мировом океане.

В диссертации представлен анализ достижений и проблем в исследовании параметров электромагнитных полей в проводящих средах. Рассмотрена физическая специфика использования электромагнитных каналов связи в морской среде и аналоге морского дна (в горнорудных породах).

Показаны преимущества использования электромагнитных полей в системах подводной связи в мелком море, отсутствие ограничений по направленности связи, возможность связи при наличии гидроакустических препятствий, а также возможность связи непосредственно с береговой черты.

Приведены расчетные формулы для оценки поля электрического диполя в безграничных проводящих и полупроводящих средах с учетом комплексной константы распространения у. Приведены оценки компонент поля. Определ е-но, что на расстояниях, меньших 1-И,5 скин-слоев при определенных рабочих частотах, в электромагнитном поле излучения преобладают радиальные составляющие напряженности Ег в направлении вдоль оси диполя (0 = 0°, 180°), а на расстояниях, больших 1-4,5 скин-слоев, преобладают тангенциальные составляющие Е0 в направлении, перпендикулярном оси диполя (0 = 90°, 270°). Выводы проведенного анализа позволяют оценить параметры поля излучения при разработке электромагнитных каналов связи в морской среде и горных породах.

Определено, что при разработке систем электромагнитной связи в проводящих и полупроводящих средах на расстояниях, меньших 1-4,5 скин-слоев среды, целесообразно электрические диполи приемо-передающих антенн располагать вдоль воображаемой линии связи, а на расстояниях, больших HI,5 скин-слоев среды - перпендикулярно линии связи. На основании разработанных методов расчетных оценок параметров поля электрического диполя приведены примеры разработок электромагнитных систем связи в морской среде и горных породах.

На основании исследований, теоретических и экспериментальных данных выбраны параметры электрических полей для проведения экспериментальных работ по определению степени воздействия электрического тока на лососевых рыб Дальневосточного бассейна.

В диссертационной работе приведены примеры разработок систем управления поведением промысловых водных организмов, в частности, электронаркотизации производителей лососей на рыборазводных заводах для их обездвиживания при заборе икры и молок, а также применение электрических полей при траловом промысле ракообразных.

На основании исследовательских и экспериментальных данных обоснованы физические особенности использования электрических полей на траловом промысле ракообразных с целью повышения эффективности лова при снижении отрицательных воздействий на фауну и флору морского дна.

Разработана утвержденная методика инженерных расчетов параметров автономного электрооборудования креветочных тралов.

Разработана и изготовлена аппаратура для экспериментальных исследований подводной связи, а также для электронаркотизации лососей.

Приведены результаты экспериментальных исследований по электронаркотизации лососевых рыб на рыборазводном заводе, а также подводных наблюдений за работой импульсных электрогенераторов на траловом промысле ракообразных на глубинах до 240 м.

Проведены наблюдения инкубации оплодотворенной икры до стадии вы-клева и развития мальков в стандартных условиях от рыб, подверженных электронаркотизации.

Результаты исследований, приведенных в диссертационной работе, использованы при составлении десяти отчетов по НИР, а также при разработке устройств электромагнитной подводной связи и управления поведением водных организмов, доведенных до стадий РКД и внедрения в промышленность, например [102,103].

Таким образом, в диссертационной работе получены следующие результаты.

1. Разработаны теоретические модели каналов связи на токах проводимости в электропроводящих средах.

Дальнейшие исследования электромагнитных полей в проводящих и полупроводящих средах в выбранном направлении позволят также выработать рекомендации по разработке систем дальней связи с подводными аппаратами через коренные породы морского дна и усовершенствованию системы дальней связи и электромагнитного зондирования горных пород (СНЧ-радиоустановки).

Библиография Рублев, Виктор Петрович, диссертация по теме Физические поля корабля, океана, атмосферы и их взаимодействие

1. Акиндинов, В.В. Электромагнитные поля в морской воде (обзор) / В.В.Акиндинов, В.И. Нарышкин, A.M. Рязанцев // Радиотехника и электроника; Т.21; вып. 5. М.: Наука, 1976. - С.913 - 944.

2. Александров, М.С. Флуктуации электромагнитного поля Земли в диапазоне СНЧ / М.С. Александров, З.И. Бакленева, Н.Д. Гландштейн и др., -М.: Наука, 1*972.

3. Алиханов, JI. Вместо проводов земной шар / JL Алиханов // Техника-молодежи; № 11. -М.: Молодая гвардия, 1980. - С.36-39.

4. А.с. 589943 СССР, М. Кл.2 А 01 К 73 / 02. Устройство для предотвращения выхода рыбы из трала / В.Н. Головнев, А.И. Мингазутдинов, В.П. Рублев (СССР). № 23059226/28 - 13; заявл. 26.12.74; опубл. 30.01.78; бюл. № 4. - 2с.: ил.

5. А.с. 1352679 СССР, А 01 К 75 / 02. Устройство для регистрации схода частей кошелькового невода / В.П. Рублев, В.И. Семененко, Ф.Д. Бер-штейн, A.M. Кудрявцев (СССР). № 4015486/28-13; заявл. 29.12.85.

6. А.с. 1510810 СССР, А 01 К 79 / 02. Устройство для электролова водных организмов / В.П. Рублев, A.M. Кудрявцев (СССР). № 4234824 / 28 -13; заявл. 31.03.87; опубл. 01.05.89; бюл. № 36. - 2с.: ил.

7. Балашканд, М. И. Новые источники сейсморазветки, безопасные для ихтиофауны / М.И. Балашканд, Э.Х. Беликов, С.А. Ловля и др.; М.: Наука, 1980. - 80 с.

8. Барыбин, А.А. Справочник по теоретическим основам радиоэлектроники / А.А. Барыбин, О.Г.Вендик, Ю.Н. Горин и др.; М.: Энергия, 1977. - 504 с. (В 2-х томах; Том 1).

9. Басов, Б.М. Электрические поля рыб в их экологии / Б. М. Басов // Основные особенности поведения и ориентации рыб. М.: Наука, 1974. -С.107-121.

10. Бивейнис, И. Последействие электрических полей на водных животных / И. Бивейнис, Ю. Вирбицкас, Г. Данюлите Г. и др.; Вильнюс: Мокслас, 1977.- 167 с.

11. Буленков, С.Е. Справочник водолаза / С.Е. Буленков; М.: Воениздат, 1973.

12. Буленков, С.Е. Справочник водолаза подводника / С.Е. Буленков; -Изд. 2-е, доп. -М.: Воениздат, 1977 .

13. Говорков, В.А. Электрические и магнитные поля / В.А. Говорков; М.: Энергия, 1968.

14. Данюлите, Г.П. О реакции рыб на импульсный ток. / Г.П. Данюлите, К.И. Приц // Вопросы ихниологии; т.5; вып.2. М.: Наука, 1965.

15. Долуханов, М. Радиоволны звуковых и ультразвуковых частот / М. До-луханов // Радио; № 3. М.: ДОСААФ, 1965. - С.17.

16. Иоссель, Ю.Я. Расчет электрической емкости / Ю.Я. Иоссель, Э.С. Кочанов, М.Г. Струнский М.Г.; Л.: Энергия, 1969.

17. Калантаров, П.Л. Расчет индуктивностей / П.Л Калантаров, Л.А. Цейтлин; Л.: Госэнергоиздат, 1955.

18. Каневский, И.Н. Поле электрического диполя в земной коре / И.Н. Каневский, С.А Шевкун, Л.И. Губко, В.П. Рублев // Матер. III Всерос. сим-поз. «Сейсмоакустика переходных зон». Владивосток: Изд-во ДВГУ, 2003.- С.126-128.

19. Карнишин, В.В. Антенны в проводящей среде (обзор) / В.В. Карнишин, В.В. Акиндинов // Радиотехника и электроника; Т. 27; Вып.Н. М.: Наука, 1982.- С.265 - 293.

20. Короченцев, В.И. Исследование упругих волн в клине «атмосфера -гидросфера литосфера» / В.И. Короченцев, А.А Пивоваров, В.П. Рублев, J1.B. Губко // Матер. II Вс ерос. симпоз. «Сейсмоакустика переходных зон». - Владивосток: Дальнаука, 2001. - С.102-105.

21. Короченцев, В.И. Экспериментальные исследования распространения электромагнитных волн в проводящих средах. / В.И. Короченцев, В.П. Рублев // Матер. IV Всерос, симпоз. «Сейсмоакустика переходных зон».- Владивосток: Изд-во ДВГУ, 2005. С. 98-101.

22. Короченцев, В.И. Экспериментальные исследования подземной радиосвязи. / В.И Короченцев, В.П. Рублев, A.B. Чайко // Труды ДВГТУ, вып. 133. Владивосток: Изд-во ДВГТУ, 2003. - С. 5-8.

23. Кочанов, Э.С. Измерения токов проводимости электрических полей в

24. СНЧ. (Обзор) / Э.С Кочанов, Е.Ф. Зимин // Труды ДВГТУ, вып. 133. -М.: Наука, 1982.-С. 249-267.

25. Кудрявцев, В.И. Перспективы подводной передачи информации с применением электромагнитных методов / В.И Кудрявцев, В.М Ольшанский, В.Р. Протасов // Рыбное хозяйство; N 7. М.: ЦНИИТЭИРХ, 1985. -С. 48-51.

26. Лавров, Г.А. Приземные и подземные антенны / Г.А. Лавров, A.C. Князев; М.: 1965. - 472 с.

27. Лопатин, Б.А. Кондуктометрия / Б.А. Лопатин; Новосибирск: СО АН СССР, 1964.

28. Ляпкин, Б.В. О механизме генерирования и восприятия электрических сигналов неэлектрическими рыбами. / Б.В Ляпкин, В.Р. Протасов // Новое в гидробионике. М.: Наука, 1980. - С . 7-9.

29. Малькявичус, С.К. К вопросу выбора оптимальных параметров тока при расчете импульсных генераторов электролова рыбы. / С.К. Малькявичус, B.B Титов, Л.Вольф // Экспресс информация; Промышленное рыболовство; Сер. 2. М.: ЦНИИТЭИРХ, 1974. - С. 1-11.

30. Меренов, И.В. Легководолазное дело / И.В Меренов; Изд. 3-е, перераб. и доп.- М.: Транспорт, 1977 .

31. Ольшанский, В.М. Перспективы применения электромагнитного канала в промышленном рыболовстве / В.М Ольшанский, В.Р. Протасов // Там же, 1983.- С. 15-16.

32. Ольшанский, В.М. Бионическое моделирование электросистем слабоэлектрических рыб / В.М. Ольшанский; М.: Наука, 1990. - 112 с.

33. Протасов, В.Р. Биоэлектрические поля в жизни рыб / В.Р. Протасов; М.: ЦНИИТЭИРХ, 1972. - 228 с.

34. Протасов, В.Р. Введение в электроэкологию / В.Р. Протасов, А.И Бондарчук, В.М. Ольшанский; М.: Наука, 1982. - 336 с.

35. Псаломщиков, В. Электричество без проводов. / В. Псаломщиков // НЛО; №3. 2003.-С. 10-11.

36. Рублев, В.П. Беспроводное переговорное устройство для легководола-зов / В.П. Рублев // Тех. листок. № Д-124 (1549). Владивосток: ОНТИ ЦПКТБ ВРПО Дальрыба, 1981. - 4 с.

37. Рублев, В.П. Исполнительное устройство на тиристорах / В.П. Рублев // Радио; № 10. М.: ДОСААФ, 1976. - С. 34.

38. Рублев, В.П. Приближенная модель расчета параметров электромагнитного канала телеметрии в морской среде. / В.П Рублев, В.И. Короченцев //

39. Матер, докл. Междунар. научно-техн. конф. «Технические проблемы освоения Мирового океана». Владивосток: Дальнаука, 2005.- С. 207-210.

40. Рублев, В.П. Модель расчета параметров электромагнитного канала связи в морской среде. / В.П. Рублев // Матер. 48-й Всероссийской межвузовской научно-технической конференции. Владивосток: Изд-во ТОВВМИ, 2005.- С 142-144.

41. Рублев, В.П. Применение электрических полей при траловом промысле ракообразных. / В.П. Рублев // Матер. Междунар. научно-техн. конф. «Технические проблемы освоения Мирового океана». Владивосток: Дальнаука, 2005. - С. 399-340.

42. Рублев, В.П. Переговорное устройство для легководолазов / В.П Рублев, В.Н. Симоненко // Спортсмен подводник; Вып.68. - М.: ДОСААФ, 1982.-С. 30-33.

43. Рублев, В.П. Подводное переговорное радиотелефонное устройство / В.П Рублев, В.Н. Симоненко // Тех. листок ВДНХ СССР. Владивосток: ОНТИ ЦПКТБ ВРПО Дальрыба, 1982. - 4 с.

44. Рублев, В.П. Электрооборудование тралов для промысла ракообразных / В.П. Рублев // Дальневосточное региональное рыбное хозяйство. Владивосток: Изд-во Дальрыбтехника, 2005. № 4(5). - С. 90-92.

45. Самойлова, Т. Таинственный узник, или беспроволочный телеграф. / Т. Самойлова // НЛО; № 5. 2003. С. 10 - 11.

46. Связь на сверхдлинных волнах. Electronic Decign 1962, 22/Х1, № 24, Р 36-37/ Радио; № 7. М.: ДОСААФ, 1963. - С. 6.

47. Соловьев, И.В. Морская радиоэлектроника: Справочник / В.И. Соловьев, Г.Н. Корольков, A.A. Бараненко и др.; Под ред. В.А. Кравченко. -СПб.: Политехника, 2003. 246 с.

48. Федосеенков, B.C. Определение импедансов антенн электромагнитных систем связи для приборов контроля параметров орудий лова / В.С Федосеенков, А.Н. Шибков // Поведение рыб и орудия лова. Владивосток: Изд-во ТИНРО, 1983.

49. Федоров, Н. Н. Основы электродинамики: Учеб. пособие для вузов / Н. Н Федоров; М.: Высш. школа, 1980. - 399 с.

50. Хармут, Х.Ф. Несинусоидальные волны в радиолокации и радиосвязи / Х.Ф. Хармут; М.: Радио и связь, 1985.-376 с.

51. Шабаев, Е.В. Исследование и построение гидроакустических систем связи ближнего действия. Автореферат канд. дис. / Е.В. Шабаев; Владивосток: ДВГТУ, 1998.- 24 с

52. Шабалин, В.Н. Навигационное обеспечение подводных работ в рыбном хозяйстве / В.Н. Шабалин // Обз. информ.; Сер. Промысловая радиоэлектронная аппаратура и подводная техника; вып. 1. М.: ЦНИИТЭИРХ, 1978,-С. 1-80.

53. Шентяков, В. А. Возможности использования электрических полей импульсного тока в промышленном рыболовстве / В. А. Шентяков // Обз. информ.; Пром. рыб во; Сер. 2; вып. 5. - М.: ЦНИИТЭИРХ, 1974,-С. 1-34.

54. Шентяков, Л.Ф. Воздействие электрического тока на производителей и икру рыб / Л.Ф. Шентяков // Рыбохозяйственное использование внутренних водоемов; Вып.6. М.: ЦНИИТЭИРХ, 1970. - С. 1-8.

55. Шибков, А.Н. Применение электромагнитного поля для связи между промысловым судном и орудием лова / А.Н. Шибков // Пром. рыб во; Вып.9. - Владивосток: Изд-во ТИНРО, 1979.- С. 91 -94.

56. Рублев, В.П. Система подземной радиотелефонной многоабонентной связи / В.П. Рублев, В.И. Короченцев // Каталог инновационных проектов, Владивосток: Изд-во ТЕХНОРАТЭС, 2006.- С. 50.

57. Рублев, В.П. Электрооборудование тралов для промысла ракообразных / В.П. Рублев // Там же. 2006. С. 51.

58. Рублев, В.П. Система подводной радиотелефонной связи для легководо-лазов // Там же. 2006. С. 52.

59. Рублев, В.П. Оптимизация речевой многоабонентной связи в мелком море / В.П.Рублев // Сборник трудов XVIII сессии Российского акустического общества, в 3-х т. М.: ГЕОС. 2006. Т. 2. - С. 310-313.

60. Короченцев, В.И. Система подземной радиотелефонной многоабонентной связи / В.И. Короченцев, В.П. Рублев // Там же. 2006. Т.1. С. 315318.

61. Рублев, В.П. Электромагнитный канал речевой связи в мелком море /

62. В.П. Рублев // Проблемы и методы разработки и эксплуатации вооружения и военной техники; сборник статей, вып. 60 Владивосток: Изд-во ТОВВМИ, 2006. - С. 209-212.

63. Короченцев, В.И. Экспериментальные исследования подводной и подземной связи / В.И. Короченцев, В.П. Рублев // Там же. 2006. С. 190193.

64. Anderson W.Z. Submerged Antennas University of New Mexico, Tech Memo, TM-2, 1961.

65. Bannister P.R, New simplified formulas for ELF subsurface-tosubsurface propagation//IEEE J. Ocean. Eng. 1984. Vol.9, № 3. P.154-163.

66. Bannister, P.R. Simplified formulas for ELF propagation at shorter distances. Radio Sei., 1986. Vol. 21, P.529.

67. Bennett, M.V.L. Comparative Physiology: Electric organs. Ann.Rev.Physiol. 1970. №32. P.471-528.

68. Bhattacharyya B.K. The Electromagnetic Fields of a Subsurface Helical Antenna // IEEE Trans. Antennas and Propag. 1972. July. P.525-527

69. Burrows M.L. Bared-End Ground for an Insulated Buried Antenna Cable // IEEE Trans. 1974, Vol. COM-22, № 4. P.404-408

70. Burrows M.L. Optimizing the Current Distribution in a Buried Linear Antenna // IEEE Trans. 1974, Vol. COM-22, № 4. P.409-411

71. Burrows M.L. ELF communication antennas. Peregrinus, 1978. P.80.

72. Divine J. Low-power 2-way transmitter signals between air, water // Ibid. 1966. Vol.11, №256. P. 1-16.

73. Electroreception / Ed.T.H.Bullock, W.Heiligenberg. N.Y.: Wiley, 1986. 722 p.

74. Fessenden C.T., Cheng D.H.S. Development of a trailing-wire E-field Submarine antennas for ELF reception // IEEE Trans. 1974, Vol. COM-22, № 4. P.428-437

75. Franceschetti G. On the influence of the thickness of excitation gap on antenna performance //AGARD conf. Proc. № 77 "Electromagnetics of the Sea" June 1970, P.7.

76. Handbook of sensory physioplogy // Ed. A.Fessard. B. Heidelberg, N.Y.: Springer, 1974. Vol.3/3: Electroreceptors and other specialized receptors in lower vertebrates. 334 p.

77. Kalmijn Ad. J. The detection of electric fields from inanimate sources other than electric organs // Handbook of sensory physioplogy/Ed. A.Fessard, N.Y.: Springer, 1974. Vol.3/3, P. 147-201.

78. Keiser B.E. Early development of the project Sanguine radiating system // IEEE Trans. Commun. 1974. Vol.22, № 4. P.364-370.

79. Knudsen E.I. Spatial aspects of the electric fields generated by weakly electric fish//J. Сотр. Physiol. 1975. Vol. 99, P.103-118.

80. Kraichman M.B. Handbook of electromagnetic propagation in conducting media. Wash. (D.C.): US Gov. print, off. 1970. 110 p.

81. MacLeod N. Electric Diver Communication Non-acoustic System Can Operate in Noisy Environments//Sea Technology, 1977, 18, №5, P.21-48.

82. Rowe H.E. Extremely low frequency (ELF) communication to submarines // IEEE Trans. Commun. 1974. Vol.22, № 4. P.371-385.

83. Scheich H., Bullock Т.Н. The detection of electric fields from electric organs // Handbook of sensory physiology/Ed. A.Fessard. N.Y.: Springer, 1974. Vol.3/3. P.201-256.

84. Shibkov A., Gerasimov C., Tyuveev A. Electromagnetic field from the horizontal electric dipole in a conductive layer // Pacific Sci. Rev. Vol. 2. FESTU KNU, 2000. P. 124 - 125.

85. Soderberg E.F., Finkl M. A comparison of ELF atmospheric noise spectra measured above and in the sea//Proc. AGARD Conf. Electromagn. Sea. P. 1971. №77. P.l-5.

86. Szabo T. Anatomy of the specialized lateral line organs of electroreception. // Handbook of sensory physioplogy/Ed. A.Fessard, N.Y.: Springer, 1974. Vol.3/3, P.l-58.

87. Tacconi G. The measurements of the ELF horisontal electric field component of the background noise in the sea // ELF-VLF Radio wave propagation / Ed. J.Holtet. 1974. P.239-243.

88. UNDERWATER WIRELESS COMMUNICATIONS информационный проспект системы электромагнитной подводной связи SWL фирмы NICHIBOREN CO., LTD. Токио, Япония.

89. Walther J. A. Applications of underwater fields // IEEE '71 Eng. Ocean Environ. Conf. 1971. P. 167-170.

90. Williscroft Lt.R.G., MacLeod N.C., A Non-acoustic Long Distance Underwater Communications System // in MTS-IEEE OCEANS 78 Proceedings. Washington: MTS, 1978, P. 105-108.

91. Публикации в электронном виде

92. Аппарат подземной связи "Донецк-1М". Форум Radioscanner.Ru PressRoom.http://\vwvv.radioscanner.ru/foruin/index.php?action=vthread&topic-13984&foru m=17&page=-l

93. Компания "Информационная индустрия" осуществила первъй этап создания комплекса подземной связи на ОАО "Шахта "Заречная. Информационная Индустрия. Пресс Релиз, 31.10.2005vvww.pressroorri.ru/7ID-458614&PRD=37037

94. Кононов Ю.М., Жамалетдинов А.А. Системы СНЧ-радиосвязи и мониторинга среды: перспективное направление конверсионной политики России. "ИНФОРМОСТ"-"Радиоэлектроника и Телекоммуникации" №3(21), 2002 http://www.informost.ru/21/l .shtml

95. Научно-производственный центр "УВИКОМ". Электропроводящие углеродные волокнистые материалыhttp://www.textileclub.ru/uvicom.htm

96. Подземная портативная станция связи "Весна". Отечественные средства связи, www.eliton.kharkov.com/price/pr radio 1 .htm

97. Радиостанция взрывобезопасная для подземной связи "ВЭБР-1/5".www.MobilRadio.ru

98. Сараев А.К., Косткин П.М., Ивочкин В.Г. Особенности поляризации электромагнитного поля СНЧ-радиоустановки. Институт земной коры при СпбГУ. www.rsoft./klubs/Nedra/Niizk/NHZK.htrn

99. Суханова М. Подземная связь. Сетевой журнал "Информационная индустрия", 2004. № 4. http://www.setevoi.rU/cgi-bin/tcxt.pl/magazines/2004/4/32126

100. Конструкторская документация

101. Проект 0413/1-14 «Подводное переговорное радиотелефонное устройство для водолазов» (разработчик ДВ филиал НПО промрыболовства ).

102. Проект 8.13/12-2 «Электрооборудование креветочного трала» (разработчик ДВ филиал НПО промрыболовства).1. Отчеты по НИР

103. Электромагнитный канал управления подводными приборами: Научно-технический отчет (промежуточный) по НИР / ДВ филиал НПО промрыболовства; рук. В.П.Раздольный; исполн.: В.П.Рублев и др.. Владивосток, 1981,- 167 с.

104. Устройство для забоя производителей лососей: Научно-технический отчет (промежуточный) по НИР / ДВ филиал НПО промрыболовства; рук. В.П.Раздольный; исполн.: В.П.Рублев и др..- Владивосток, 1982.42 с.

105. Устройство для забоя производителей лососей: Научно-технический отчет (заключительный) по НИР / ДВ филиал НПО промрыболовства; рук. В.И.Семененко; исполн.: В.П.Рублев и др..- Владивосток, 1983.- 55 с.

106. Исследование способов и методов повышения эффективности подземной радиосвязи: Научно-технический отчет (годовой) по НИР / ДВГТУ; рук. ВИ.Короченцев; исполн.: В.П.Рублев и др..- Владивосток, 2006.

Похожие работы

Кораблестроение
05.08.00