Пузырьковые сети: Не помеха для сонара
Подобно тому, как ультразвук помогает получить медицинские изображения, звуковые импульсы и их отражение позволяют сонару «видеть» подводные цели: рифы, затонувшие суда, подводные лодки, косяки рыб и прочие объекты. Отдельные представители фауны (например, дельфины) используют активную гидролокацию для того, чтобы обнаружить добычу и избежать препятствий.
Однако в некоторых условиях, особенно на мелководье, работе гидролокатора могут мешать пузырьки воздуха, отражающие звуковой импульс и скрывающие объекты позади себя. Профессор Тимоти Лейтон (Timothy Leighton) из Университета Саутгемптона задумался: а как же дельфины обходят эту проблему? Известно, что некоторые дельфины охотятся, создавая «пузырьковые сети», которые заставляют рыбу подниматься к поверхности, не давая ей уплыть. «Мне пришло в голову, что дельфины либо ослепляют собственный сонар, создавая такую сеть, либо используют более совершенную гидролокационную систему, чем мы», — говорит Лейтон. Не обнаружив достаточных данных о том, как дельфины ориентируются при охоте с «пузырьковой сетью», Лейтон оставил мысль «подсмотреть решение» у природы. «Я сел и попытался представить, какими импульсами я воспользовался бы сам, будь я дельфином», — рассказывает он.
Совместно с коллегами Лейтон разработал концепцию сонара, получившую название TWIPS (twin inverted pulse sonar — сонар со сдвоенными инвертированными импульсами). Первый импульс каждой пары имеет форму волны, являющуюся зеркальным отражением таковой для второго импульса. Первый импульс испускается за долю секунды до его «зеркального отражения».
Команда Лейтона показала теоретически, что TWIPS может усиливать отраженный от цели сигнал, одновременно подавляя помехи от пузырьков. А последующие эксперименты в большом резервуаре с водой подтвердили, что их разработка превосходит стандартный сонар при обнаружении небольшого стального диска за пузырьковой завесой, подобную которой создают разбивающиеся океанические волны на мелководье.
Воодушевленные успехом, исследователи собираются провести испытания TWIPS в глубоководном заливе Саутгемптон-Уотер.
А что же насчет дельфинов? По словам Лейтона, на данный момент нет никаких доказательств того, что они используют при охоте с «пузырьковой сетью» тот же принцип, что и TWIPS. Возможно, природа придумала более остроумное решение, и исследователи собираются рано или поздно разгадать эту загадку.
По пресс-релизу University of Southampton