Дальневосточные ученые разработали модуль гидроакустической связи, который позволяет передавать данные под водой по аналогии с интернетом. С помощью звуковых волн прибор может распространять цифровой сигнал на расстояние до нескольких десятков километров. Такие установки можно использовать для мониторинга арктических морей, которые триста дней в году находятся под толщей льда. В таких условиях передать информацию от надводных объектов подводным можно только с помощью акустической связи.
Российским ученым удалось создать компактный подводный гидроакустический модуль (модем), который может работать даже в условиях Арктики. Особенность новой технологии в том, что прибор способен передавать цифровой сигнал в сложном подводном канале связи с высокой скоростью, рассказали «Известиям» разработчики из Дальневосточного федерального университета (ДВФУ).
— Аппаратуре предстоит работать в условиях агрессивной среды (морская вода), при высоком давлении, в условиях арктических морей, где значительное время в году на поверхности присутствует ледовый покров. В этом случае ни спутниковая связь и никакая другая, кроме акустической, не сможет передать сигнал от подводных объектов,
— рассказал «Известиям» автор проекта, начальник научно-организационного управления Инженерной школы ДВФУ Алексей Кирьянов.
Как говорят ученые, раньше на отечественном рынке присутствовали только дорогостоящие импортные приборы с похожим принципом действия. Перед коллективом исследователей стояла задача разработать более доступный отечественный аналог с открытой архитектурой, чтобы в дальнейшем его можно было модернизировать.
Результаты тестирования новой российской акустической системы передачи данных под водой показали, что она может предавать сигнал на расстояние до нескольких десятков километров.
— Это может быть донная подледная станция, которая собирает, к примеру, информацию с температурных датчиков, или же об уровне содержания нефтепродуктов в морской воде. Приемник может быть установлен при этом на судне или на гидротехническом сооружении. С определенной частотой на него будет передаваться цифровой сигнал с такой станции. Это может быть и целая сеть, по аналогии с сотовой наземной связью или интернетом,
— отметил заведующий Лабораторией прикладной гидрофизики и связи Александр Родионов.
Сам по себе модуль связи получился компактным: он умещается на ладони. В зависимости от задач он может работать с антеннами различной частоты, от чего зависит, какой будет дальность действия и скорость передачи данных.
— Данное устройство очень похоже на мобильный телефон, только работающий в подводной сети передачи данных. Антенна в передатчике сделана из пьезокерамики, а не из стального провода, как в телефоне, — пояснил Александр Родионов.
Ученый отметил, что звук под водой проходит быстрее, чем в атмосфере. Если по воздуху он идет со скоростью 330 м/c, то под водой — около 1500 м/с ( в зависимости от температуры и солености).
Инженер научно-исследовательского и образовательного центра «Везерфорд-Политехник» Института передовых производственных технологий Санкт-Петербургского политехнического университета Петра Великого Дмитрий Третьяков уверен, что разработка отечественного модуля гидроакустической связи является, безусловно, инновационной задачей.
— Такие установки актуальны для передовых разработок Министерства обороны. Кроме того, в нефтегазовой отрасли одной из ключевых нерешенных проблем шельфовой добычи является безопасный контроль состояния бурильных труб в коррозионно-активной среде нефтяных скважин. Нами проводились лабораторные исследования в области распространения акустических волн в морской воде с различным содержанием неметаллических взвесей, — отметил Дмитрий Третьяков. — Одной из проблем, с которой пришлось столкнуться на ранних этапах работы, явилось отсутствие на рынке (как отечественном, так и зарубежном) компактного гидрогерметичного акустического устройства, позволяющего эффективно регистрировать сигнал.
Появление на рынке такого устройства встретило бы большой интерес среди компаний, занимающихся техническим мониторингом как в нашей стране, так и за рубежом, считает Дмитрий Третьяков.
В первую очередь разработанные в ДВФУ (вуз является участником программы повышения конкурентоспособности российского образования "5-100") донные станции планируется применять для мониторинга экологического состояния водоемов вблизи различных объектов. Также акустические системы могут быть использованы для связи с подводными беспилотниками — автономными необитаемыми подводными аппаратами (АНПА). Как рассказали ученые, сейчас рассматриваются варианты более широкого применения разработки.