1tom - 0405.htm
463
рассеянием звука поверхностью дном и толщей воды. Для выделения сигнала на фоне помех используют разд. методы, в частности метод накопления, основанный на том, что сигнал, отраж╦нный от объекта, складывается по давлению, как регулярный, а шумовой ≈ по интенсивности. Увеличение мощности излучения улучшает отношение сигнал/шум, однако ревербсрац. помеха при этом не меняется, е╦ можно уменьшить, укорачивая длительность посылки или сужая диаграмму направленности системы, по в последнем случае увеличивается время, необходимое на просмотр сигналов с ра.чл. направлений.
Дальность действия гидролокаторов часто ограничивается неблагоприятными условиями распространения звука {см. Гидроакустика}. В зависимости от типа систем, условий распространения, характеристик ло-цируемого объекта дальность действия гидролокаторов
меняется от неск. сотен м до неси, сотен км.
Лит.: X о р т о н Д ж. У., Основы гидролокации, пер. с англ., Л., 1901; Подводная акустика, пер, с англ., т. 1≈2, М., 19В5≈7(3; Т ю р и н А. М., Сташкевич А. П., Т а р а-н о D Э. С., Основы гидроакустики, Л., I960.
Ю. Ю. Житковс-кий.
ГИДРОМАГНЙТНОЕ ДИНАМО ≈ механизм усиления или поддержания стационарного, в частности колебательного, состояния маги, поля гидродинамич. движениями проводящей среды (плазмы).
Идею о том, что движения плазмы могут приводить к усилению магн. поля, выдвинул Дад. Лармор (J. Lar-mor} в 1919 в связи с объяснением природы магнетизма Земли и Солнца. Происхождение и наблюдаемые изменения космич. магн. полей в большинство случаев связывают с действием Г. д. Делаются попытки лаб. конструирования Г. д. и уч╦та эффекта Г. д. в энергетич. установках с движущимся жидкометаллич. теплоносителем. Налв. «Г. д.» возникло из-за схожести процесса с работой динамо-машины (генератора тока). Особенность Г, д. состоит в том, что оно должно быть самовозбуждающимся, т. е. не поддерживающимся за сч╦т внеш. источников поля. В теоретич. отношении наиб. разработана т. н. проблема к и н е м а т и ч. Г. д., к-рую можно сформулировать след, образом. Пусть в объ╦ме плазмы с заданной проводимостью поддерживаются к.-л. гидродинамич. движения и создано слабое магн. поле, не поддерживаемое далее внеш. источниками. Если со временем поле в рассматриваемом объ╦ме не убывает, несмотря на действие омической диссипации, то имеет место Г. д.
Теория Г. д. является разделом магнитной гидродинамики. Релятивистские эффекты, токи смещения в теории Г. д. обычно не учитываются. В этом приближении маги, поле не зависит от системы отсч╦та и можно пользоваться представлением о магн. силовых линиях.
Возможность усиления начального (затравочного) магн. поля движениями среды связана с т. н. вморо-женностью магн. поля в плазму. При полном пренебрежении омической диссипацией магн. силовые линии можно считать «приклеенными» к движущейся среде, так что движения среды увлекают за собой поле, Магн. линия, к-рая проходила через к.-л. две близкие частицы среды, будет проходить через них и в дальнейшем. В условиях вмороженности поток магн. поля через площадь любого движущегося со средой контура (магнитный поток) сохраняется. Это позволяет усиливать магн. поле, деформируя (напр., сжимая) контур. С др. стороны, движения, как правило, запутывают магн. линии, уменьшая характерный масштаб поля, что делает необходимым уч╦т магн. диффузии и диссипации. Относит, роли усиления поля движениями плазмы и диффузионно-диссипативного эффекта характеризуются безразмерным отношением ^noLulci=Rem ≈ магн. числом Рейнолъдса (I, v ≈ характерные масштаб и скорость движений, а ≈ проводимость плазмы). Необходимое условие работы Г. д. заключается в том, чтобы Rem превышало пек-рое значение Летк>;10. В космич, плазме Л«от, как правило, очень велико и этот
критерий выполнен с большим запасом. В лаб. и техн. установках из-за ограниченности их размеров значения Rem обычно невелики и удовлетворение необходимого критерия требует спец. условий.
К достаточным условиям работы Г. д. относится ряд ограничении на геом., точнее топологич., свойства те-чония. Для случая, когда рассматривается поведение магн. поля при заданном течении плазмы (кииоматич. динамо), эти ограничения достаточно полно установлены. В частности, Г. д. невозможно, когда движение однородно-проводящей жидкости происходит вдоль сфе-рич. или плоских поверхностей. При движении вдоль поверхностей др. типов, напр. цилищфнч, или тороидальных, Г. д. возможно. Магн. поле при этом (если пренебречь его влиянием на движеЕше) растет окспонен-диалыю со временем. Однако скорость роста поли существенно зависит от Rem и оказывается малой при больших Rem (медленное динамо). Наглядной иллюстрацией такого динамо может служить модель, предложенная в 1950 X. Альвепом (Н. Alfven). Первонач.
6 г Рис. 1. Иллюстрация работы медленного динамо.
петля магн. поля (длина L, площадь сечения S] растягивается вдвое (рис. 1). Затем вдоль одного из диаметров происходят сближение двух противоположно направленных участков поля и разделение петли на две под действием магн. диффузии. После наложения двух получившихся петель пут╦м сдвига получается удвоенная петля с диаметром, равным начальному, и магн. потоком через поперечное сечение петли, вдвое большим исходного (за сч╦т увеличения вдвое числа силовых линий). Затем процедура повторяется. Строгими примерами медленного динамо являются решения ур-ний Г. д. для винтового движения вдоль цилиндрмч. поверхностей, для системы лз неск. сфер, вращающихся вокруг своих осей, или тороидальных вихрей, погруж╦нных в среду с конечной проводимостью.
Принципиально иной тип Г. д. представляет собой механизм роста поля со скоростью, не стремящейся К
Рис. 2. Усиление магнитного
поля пут╦м перекручивания
и удиоении петель (быстрис
динамо).
cr
Риъ. 3. Гидромапштное динамо среднего магнитного поля при наличии средней
ности поля скорости.
о
нулю (или отрицат. значению) при Пет≈>- оо (быстрое динамо). Наглядная иллюстрация такой возможности предложена в 1971 Я. Б. Зельдовичем. Начальное тороидальное поле растягивается вдвое, складывается в восьм╦рку, затем петли восьм╦рки совмещаются (рис. 2). При каждом повторении этой операции происходит двукратное усиление магн. поля. В отличие от случая, показанного па рис. 1, время удвоения магн. потока здесь не зависит от магн. диффузии.
Быстрое динамо реализуется в турбулентной среде. .*» Принято рассматривать поля скорости со случайными 4От
")
}
