Устройства для нащупывания подводных препятствий называются подводнозвуковыми приборами наблюдения (и связи), а люди корабля, которые работают с ними, – акустиками. Наименование это происходит от греческого слова «акустика»; по-русски оно означает «учение о звуке». На акустиков корабля (и их приборы) и возложена задача во-время услышать невидимого врага и дать сначала направление, а затем и точку попадания для удара по противнику.
Теперь проследим, как они это делают. Представим себе боевую работу старшины- акустика на эсминце, который входит в охранение каравана транспортов с войсками и идет в строю конвоя на одном из его флангов.
Помещение, в котором он работает, расположено в носовых надстройках корабля, где-то около мостика. Акустик, сидит перед пультом управления системой звукового нащупывания и прислушивается – к коротким, отрывистым звукам-гудкам, которые через , каждую секунду-две издаются репродуктором (сверху на пульте). Он внимательно следит за шкалами-циферблатами приборов- на них все время отмечаются' истинный курс и курсовой угол корабля (угол между диаметральной плоскостью и направлением на какую- нибудь точку). На пульте – небольшой металлический маховичок. Акустик очень медленно вращает «баранку» маховичка слева направо и обратно. Короткие гудки попрежнему звучат отрывисто, четко, чисто; нет никаких помех, никакого эха этих звуков. Время от времени акустик доносит вахтенному офицеру на мостике: «Нет эха!» и продолжает попрежнему вращать, медленно поворачивать свой маховичок слева направо и справа налево.
Акустик знает, что под кораблем, из его днища, торчит и кружится, завихряя воду, обтекаемый убирающийся кожух. В нем находится самая важная часть всего устройства- ультразвуковой осциллятор-«излучатель». Именно там, в этом излучателе, импульсы – «вспышки» электрического тока превращаются в сверхбыстрые ¦механические колебания, в ультразвуки, которые передаются воде волнами. Они, эти волны, образуют узкий, слегка расходящийся луч. Пластина, которая колеблется в осцилляторе, состоит из двух стальных пластин с проложенной между ними третьей пластиной из кварца или cегнетовой соли. Оба эти вещества (и некоторые другие) обладают очень интересным свойством. Если пластину такого вещества сжимать или растягивать, то на ее противоположных гранях возникают электрические заряды: на одной-положительные, на другой – отрицательные. Это явление получило название пьезоэлектрического эффекта. Если, наоборот, к противоположным граням таких пластин подводить электрические заряды, положительные и отрицательные, они, пластины, начнут сжиматься и растягиваться, начнут колебаться и звучать. Колебания будут совершаться с такой же частотой, с какой будут подаваться к граням прерывистые электрические заряды-«вспышки». Эта частота может быть очень большой – несколько десятков тысяч колебаний в секунду. Поэтому и получаются не обыкновенные звуки, а неслышимые ультразвуки. Но особые приборы в передающем и принимающем устройствах делают их слышимыми, легко улавливаемыми человеческим слухом.
Теперь снова понаблюдаем за работой акустика. Маховичок в его руке и пульт управления со всеми приборами соединены с излучателем. Когда вращается маховичок, вместе с ним вращается и пронизывающий воду длинный ультразвуковой луч. Корабль в каждый момент своего движения как бы представляет собой центр подводного круга, разделенного горизонтальным диаметром на две полуокружности -«носовую» и «кормовую». Ультразвуковой луч – подвижный радиус этого круга. Когда корабль идет с хорошей скоростью, почти невозможно, чтобы тихоходная подводная лодка могла оказаться вдруг где-то в «кормовой» части круга. Поэтому акустик шарит своим лучом только впереди, по какой-то дуге «носовой» полуокружности.
Если условия звуковой разведки благоприятны, звук-разведчик не сворачивает со своего пути и безошибочно, на полной, доступной для него дистанции «ловит» подводную лодку противника. Но бывают и такие условия звуковой «разведки», когда точно направленный луч как бы сбивается со своего пути, сворачивает с него, не дойдя до своей мишени.
Что же заставило его отклониться от верного направления?
Море состоит из слоев холодной и теплой воды. Переход из одного слоя в другой преломляет звуковой луч, меняет его направление. Может случиться и так, что луч уйдет вниз, ко дну. Отразившись от дна, луч снова направится кверху. Где-то в «углу» между преломленным и отразившимся лучами может оказаться оставшаяся необнаруженной подводная лодка. Существуют и другие помехи прямолинейному распространению луча – они тоже искажают его «донесения». Вот для чего пользуются специальными картами, на которых указаны условия звуковой разведки для разных времен года в различных районах морей и океанов. Кроме того, существует еще и особый прибор, который показывает, какова температура воды на различных глубинах моря. Если условия «разведки» неблагоприятны, ультразвуковой луч надежно действует только на дистанции в 400-500 метров.
Итак, акустик попрежнему напряженно вслушивается в сигналы репродуктора, не сводя в то же время глаз со шкал приборов. Еще и еще поворот маховичка – слева направо, справа налево; акустик прочесывает глубину и каждый миг настороже…
Наконец оно пришло, долгожданное, еще очень слабое «эхо». Оно проскользнуло в тишину помещения между двумя отрывистыми гудками.
– Есть эхо! – доносит акустик. – Пеленг ноль-шесть-семь.
Это значит, что луч встретил препятствие, а угол между направлением на это препятствие и направлением корабля равняется 67 градусам.
– Проверить эхо! – командует вахтенный офицер.
Он знает, что не всякое эхо означает «поимку» подводной лодки. Может быть, это кит, или плотная стая игривых дельфинов, или сбившаяся масса морских водорослей.
Еще пытливей «шарит» акустик своим лучом по небольшой дуге, где он «поймал» первое эхо. На корабле – боевая тревога. Каждый на своем посту. Рядом с первым акустиком его собрат по специальности, другой акустик, наблюдает за показаниями прибора, который автоматически отмечает расстояние до нащупанного препятствия. Все теперь зависит от первого акустика. В эти минуты от его искусства зависит, кто – корабль или подводная лодка – победит в этом поединке во тьме.
– Есть эхо, пеленг ноль-пять-ноль, сближение!- снова доносит первый акустик.
Но ведь он не видит показаний прибора расстояния, почему же он доносит о сближении с объектом? Оказывается, звуки эха становятся более высокими по тону. Поэтому акустик уверенно доносит на мостик, что расстояние между кораблем и «нащупанным» объектом сокращается, что этот объект перемещается в направлении, которое пересекает курс корабля. Бывает и так, что тон эха понижается, и акустик доносит об увеличении расстояния и при этом опять угадывает направление движения объекта. Наконец, бывает, что тон эха остается неизменным, и тогда акустик знает, что и расстояние не меняется, что объект перемещается в том же направлении, что и корабль, на параллельном курсе. В умении распознавать малейшие оттенки в тонах эха и по ним угадывать движения неприятельской подводной лодки кроется высокая квалификация акустика.
Второй акустик у прибора расстояния доносит: «Расстояние четыре-два ноля». Вахтенный офицер из этого донесения узнает, что объект находится на расстоянии и 400 метров. Второй офицер определяет
