Эхо со дна моря

Долгое время человек не извлекал из эхо никакой пользы, пока не придуман был способ измерять с помощью

его глубину морей и океанов. Изобретение это зародилось случайно. В 1912 г. затонул почти со всеми пассажирами огромный океанский пароход "Титаник",- затонул от случайного столкновения с большой льдиной. Чтобы обеспечить плавание от подобных катастроф, пытались в туман или в ночное время пользоваться эхом для обнаружения присутствия ледяной преграды впереди судна. Способ на практике себя не оправдал, зато натолкнул на другую мысль: измерять глубину морей с помощью отражения звука от морского дна. Мысль оказалась очень удачной, и в настоящее время ряд кораблей - в том числе наш ледокол "Ермак" - снабжены уже соответствующим техническим снаряжением.

Рис. 159. Схема действия эхо-лота

На рис. 159 вы видите схему установки. У одного борта корабля помещается в трюме, близ днища, патрон, порождающий при зажигании резкий звук. Звуковые волны несутся сквозь водную толщу, достигают дна моря, отражаются и бегут обратно, неся с собой эхо. Оно улавливается чувствительным прибором, установленным, как и патрон, у днища корабля. Точные часы измеряют промежуток времени между возникновением звука и приходом эхо. Зная скорость звука в воде, легко вычислить расстояние отражающей преграды, т. е. определить глубину моря или океана.

Пусть между взрывом патрона и возвращением эхо прошло 2,4 сек. Умножив на это число скорость звука в морской воде (1 435 м в сек.), получим двоякую глубину океана - путь звука до дна и обратно

Отсюда глубина океана в данном месте равна

Эхо-лот, как назвали эту установку, совершил настоящий переворот в практике измерения морских глубин. Пользование глубомерами прежних систем возможно было лишь с неподвижного судна и требовало много времени. Лотлинь приходится спускать с колеса, на котором он намотан, довольно медленно (150 метров в минуту); почти так же медленно производится и обратный подъём. Измерение глубины в 3 километра этим способом отнимает ³/₄ часа. С помощью эхо-лота то же измерение можно произвести в несколько секунд, на полном ходу корабля, получая при этом результат, несравненно более надёжный и точный. Ошибка в новейших измерениях не превосходит четверти метра (для чего промежутки времени определяются с точностью до 3 000-й доли секунды). Если точное измерение больших глубин имеет важное значение для науки океанографии, то возможность быстро, надёжно и точно определять глубину в мелких местах является существенным подспорьем в мореплавании, обеспечивая его безопасность: благодаря эхо-лоту судно может смело и быстрым ходом приближаться к берегу.

В настоящее время существует уже около полдюжины различных систем эхо-лотов, а число выполненных ими промеров глубины соперничает с числом измерений, сделанных с помощью механических лотов. В наше время возможны измерения глубины от 2 до 36 метров с точностью до нескольких сантиметров; в этом случае производят в секунду 20 измерений (т. е. примерно через каждые четверть метра пути). Такой лот с успехом применяется, между прочим, при поисках затонувших судов.

Первый советский эхо-лот (целиком изготовленный на Ленинградском заводе) установлен на "Ермаке"; во время рейса этого ледокола Ленинград - Мурманск в 1934 г, с помощью эхо-лота выполнено было множество промеров глубины, показавших высокие качества советского прибора.

Делались также успешные попытки применения эхолота в авиации для определения высоты самолёта над землёй или над водою в тех случаях, когда другие приёмы не дают надёжных результатов.

В современных эхо-лотах применяются не обычные звуки, а чрезвычайно интенсивные "ультразвуки", не слышимые человеческим ухом, с частотой порядка нескольких миллионов колебаний в секунду. Такие звуки создаются колебаниями кварцевой пластинки (пьезо-кварца), помещённой в быстро-переменное электрическое поле.