Сонары

опубликовано в Yacht Russia #40 [Апрель 2012]

Тайны глубин, скрытых под водной поверхностью, всегда вызывали интерес простых людей. Но самый большой интерес вызывали они у судоводителей, желавших знать, что находится под водой по курсу судна, особенно если оно следует не по обставленному фарватеру, а по незнакомой акватории

Сонары

Текст Валерия Евстратова

В течение всей истории мореплавания это любопытство удовлетворялось с помощью прогнозирования – периодически бросая лот или измеряя глубину эхолотом, моряки следили за характером ее изменения. Если отмечалась постоянная тенденция к уменьшению, то следовал вывод, что перед судном возможна мель. Естественно, что точность такого прогноза было невелика, но тем не менее он давал судоводителю хоть как-то подстраховаться. Но этот способ не позволял спрогнозировать появления на курсе подводных скал и камней.

Возможность «видеть» под водой появилась в ходе Второй мировой войны – большие потери судов от атак подводных лодок стимулировали создание гидролокаторов (сонаров, от англ. SOund Navigation And Ranging) – приборов для их обнаружения. После окончания войны и последовавшего за ним сокращения производства военных судов соответствующим образом модернизированные приборы перешли на вооружение рыболовного флота.

Эхолоты переднего обзора, считающиеся разновидностью гидролокаторов, появились на малых судах совсем недавно, лет 10–15 лет назад. Они вобрали в себя все последние достижения гидроакустики, применявшиеся ранее для обнаружения мин и подводных лодок.

Основное назначение эхолотов – просмотр (сканирование) подводного пространства и обнаружение препятствий перед судном. Существуют два метода такого обзора – последовательный и параллельный.

При последовательном методе сканирование ведется в вертикальной либо в горизонтальной плоскости узким ультразвуковым лучом с последовательным перемещением луча в просматриваемом пространстве. Параллельный обзор ведется несколькими лучами одновременно, при этом изображение на экране обновляется непрерывно в реальном времени, что очень важно для быстроходных судов, но не так критично для парусных яхт.

Основу эхолота переднего обзора составляет сложная фазированная гидроакустическая антенна, состоящая из нескольких одновременно работающих преобразователей. Формирование луча или нескольких лучей и управление ими осуществляется за счет изменения фазовых сдвигов между элементами антенны.

Сонары содержат излучатель для установки на транец либо на днище судна и монохромный или цветной жидкокристаллический дисплей в водостойком исполнении, которым можно пользоваться и в кокпите. Приборы также имеют набор функций, облегчающих работу с ними, – сигнализацию о мелях или глубинах, яркую подсветку экрана, встроенную память. Некоторые модели могут сопрягаться с приемником GPS и датчиком скорости, а у эхолотов с цветным экраном есть вход для работы с видеокамерой.

В настоящее время наиболее популярны эхолоты переднего обзора производства двух компаний – американской Interphase Tecnologies (эхолоты с последовательным обзором) и английской EchoPilot Marine Electronics (эхолоты с параллельным обзором).

Эхолоты с последовательным обзором

Как уже было сказано, обзор подводного пространства в таких эхолотах осуществляется путем последовательного, шаг за шагом, перемещения сформированного преобразователем луча в вертикальной или горизонтальной плоскости. Луч движется дискретно, останавливаясь на каждой позиции на время, необходимое для получения достаточной для отображения информации. Полученное на каждом положении луча изображение сохраняется на время обзора всего сектора и обновляется при последующем сканировании. Поэтому процесс просмотра всего сектора обзора занимает достаточно большое время – от 10 до 15 секунд.

Еще одна особенность таких эхолотов – ограниченный объем получаемой информации. Это происходит из-за того, что время нахождения луча на каждой отдельно взятой позиции невелико. Но для навигации этой информации достаточно, поэтому для яхтсменов этот параметр не является критичным.

Познакомимся с реально существующими популярными моделями эхолотов переднего обзора, производимых американской компанией Interphase.

В настоящее время компания предлагает семейство разнообразных эхолотов переднего обзора с горизонтальным и вертикальным сканированием, а также с одновременно двумя видами обзора и возможностью работы в режиме рыбопоискового эхолота. Все модели собираются в одинаковых водостойких корпусах и могут работать с транцевыми или с днищевыми датчиками. В настоящее время выпускаются следующие модели:

эхолот с вертикальным сканированием Escort;
эхолот с вертикальным и горизонтальным сканированием ColorTwinswcope;
эхолот с горизонтальным сканированием в секторе 180° iScan 180.

Все данные модели имеют цветные 7-дюймовые TFT дисплеи с 16 цветами и с разрешением 234х480 и с тремя режимами работы – дневным, ночным и на ярком солнечным свете. Для лучшей визуализации к приборам можно подключить видеокамеру. Для работы с внешними навигационными приборами имеются входы для приема и передачи данных в формате NMEA 0183. Это также дает возможность подключать устройства сторонних производителей.

Отдельно стоит упомянуть модели Ultrascan PC90 и PC180. С помощью Ethernet-кабеля и специального программного обеспечения они подключаются к ноутбуку или компьютеру, позволяя выводить на экран изображение с высоким разрешением и практически мгновенной обратной связью. Это может быть актуально при маневрировании по узким каналам, вокруг камней, рифов или других подводных препятствий. В последнее время появились приложения посылающие информацию даже на экран смартфона.

Эхолоты с параллельным обзором

Параллельный, или, как его еще называют, непрерывный обзор дает возможность получить больший объем информации за единицу времени. Это означает, что эхолот формирует картинку на экране, получая данные ото всех лучей одновременно, и может обновлять ее несколько раз в секунду. Поэтому на экран посылается изображение не с временной задержкой, как в эхолотах с последовательным обзором, а в режиме реального времени.

Еще одно достоинство параллельного обзора – большой объем информации, получаемой о подводных объектах. То есть такие эхолоты распознают объекты, характер и структуру дна и могут выстраивать трехмерные модели. При непрерывном приеме и отображении принимаемых сигналов создается более четкая и ясная картинка, чем при последовательном обзоре.

Для обработки такого большого объема информации в эхолотах используется мощный микропроцессор, способный выполнять до 100 тыс. операций при каждом обновлении изображения на экране. Наличие такого процессора в совокупности с наличием большого объема получаемой информации позволяет достаточно точно распознавать подводные объекты.

Эхолоты переднего обзора всех типов предназначены в первую очередь для обнаружения препятствий впереди судна, однако, они могут также отображать скопления рыб. За рубежом их используют во время спортивной или профессиональной ловли в океане для поиска крупной рыбы.

Следует также учитывать, что максимальная дальность действия эхолотов переднего обзора зависит от глубины и составляет около 5 ее значений, что ограничивает возможность их применения на мелководье.

 Для примера мы рассмотрим самый маленький прибор из линейки второго производителя сонаров – EchoPilot FLS Bronze (на фото). Этот компактный эхолот со стандартными размерами 110 х 110 мм легко найдет себе место на любой лодке или впишется в приборную панель даже небольшой яхты. И при этом в нем используется новейшие технологии горизонтальной эхолокации.

Максимальная дальность по горизонту составляет 100 м (с возможностью выбора для удобства работы шкал дальности 20, 60 и 100 м). Символ судна всегда смещен на 8 м от левой границы экрана, чтобы было удобнее оценивать расстояние впереди. Прибор оснащен предупредительной звуковой сигнализацией, срабатывающей при появлении препятствия в любой заданной зоне вплоть до 100 метров.

Жидкокристаллический дисплей с подсветкой имеет не очень высокую разрешающую способность – всего 126х62 пикселя, но изображение на нем достаточно четкое.

По сравнению с эхолотами с последовательным обзором, выдающим данные с запаздыванием 10–15 с, FLS Bronze сразу показывает глубину под днищем судна путем усреднения данных из первой трети экрана.

Интересной особенностью FLS Bronze – наличие «памяти глубины». То есть этот прибор показывает профиль дна не только впереди судна, но также и под днищем, и позади него. Управляется эхолот только двумя кнопками – одна используется для перелистывания и выбора пунктов меню, другая – для изменения выбранных установок. Диапазон дальности меняется либо автоматически. либо вручную простым нажатием правой кнопки.

Датчик эхолота (рис. 2) устанавливается «сквозь корпус» и имеет внешнюю выступающую часть, высотой 37 мм. На некоторых лодках предусмотрена возможность прятать датчик, если эхолот не используется.

Что касается цен на подобные приборы, то она колеблется от 35 000 руб. за модель от EchoPilot до 100 000 руб. за Color Twinscope от Interphase.

Точка зрения
По принципу обзора приборов делятся на два вида – с вертикальным и с горизонтальным сканированием. В первом случае просмотр ведется в вертикальной плоскости в секторе 90° от поверхности до дна. При таком способе на экране отображается профиль дна перед судном, подводные препятствия, косяки и отдельные экземпляры рыб. Дальность до препятствий или мелей определяется по шкале на экране. Шкала дальности и глубин может устанавливаться автоматически или вручную.
Сонары с горизонтальным сканированием осуществляют обзор по горизонтали с охватом 90° (по 45° с каждого борта). На экране в этом случае отображаются отметки мелей и других подводных препятствий, позволяющие судоводителю ориентироваться в сложной навигационной обстановке.
В настоящее время производятся эхолоты либо с одним видом обзора, либо с двумя одновременно. В последнем случае они оснащаются либо двумя отдельными преобразователями, либо датчиком с двумя антеннами, совмещенными в одном корпусе.
Помимо основного режима в сонарах имеется еще и дополнительный режим вертикального обзора, в котором они могут использоваться как обычные рыбопоисковые эхолоты. Причем работа может вестись как в одном из режимов, так сразу в двух с разделением экрана.

Сокращенный вариант. Опубликовано в Yacht Russia №4 (40), 2012 г.

Популярное
Oyster. Подъем с глубины

Всякое время и всякое дело имеют свои символы. Нередко в качестве вечных символов называются архитектурные сооружения: Кремль, египетские пирамиды, Тауэр, Биг Бен. Часто в качестве понятных знаковых вещей упоминаются некоторые бренды, символизирующие те или иные качества товара и обладающие очень высокой – а порой и вовсе «незыблемой»! – репутацией высококлассных изготовителей. Например, автомобили Bentley. До недавнего времени к таким незыблемым брендам относилась и британская компания Oyster Yachts, яхты которой считались образцом качества, надежности и долговечности. Однако все изменилось…

Неоконченная кругосветка Сергея Жукова

Сергей Жуков в одиночку дошел до Австралии на собственноручно построенной яхте... и там потерял ее. Но главное - остался жив и не расстался с мечтой о кругосветном путешествии

Борода - краса и гордость моряка

Издавна считается, что борода моряка - символ мужской силы, отваги, воли, мудрости, гордости. Особенно если эта борода шкиперская, фирменная.

Гром и молния!

В гавани, на якоре или в открытом море – в любом случае встреча с грозой для яхтсмена является сильным переживанием. Неготовность к этой встрече только усиливает негативные эмоции. 

Дауншифтинг под парусом, или В плену стереотипов

Бытует мнение… И пусть оно ошибочное, оно все равно бытует. Путешествовать на яхте могут себе позволить только миллионеры. Купить яхту это безумно дорого, а уж жить такой жизнью это вообще только олигархам доступно.

Уходим завтра в море – экзамен для яхты

Вопрос о том, как правильно принимать яхту у чартерной компании, является далеко не праздным. Ибо от правильной приемки зависит не только пресловутое «попадание на депозит» при сдаче судна, но и (в случае какой-либо серьезной поломки) благополучие и здоровье всего экипажа. Поэтому мы в преддверии сезона сочли нелишним еще раз напомнить яхтсменам (особенно новичкам) о том, как надо правильно проводить приемку яхты.

Детский вопрос дальнего плавания

У вас маленький ребенок. Разве это причина, чтобы отказываться от яхтинга?

На якорь – без стресса!

Поскольку спокойный отдых на якорной стоянке относится к важнейшим вещам во время плавания под парусами, то мы попытались систематизировать все ключевые моменты, касающиеся постановки на якорь. К тому же, у каждой лодки свои особенности выполнения маневров постановки на якорь…

Победа над солнцем

Море и солнце – серьезное испытание для кожи и волос. Вся надежда - на современную косметологию...

Травмы на борту: растяжения, ушибы, вывихи, занозы, порезы

На яхте есть много возможностей получить травму. Поэтому умение оказать первую помощь - насущная необходимость!