На рис. 226 показан снаряд, только что вылетевший из орудия, а также дульная и снарядная волны. Волны этого рода отличаются от обычных звуковых волн тем, что сопровождаются резкими изменениями давления воздуха – настолько резкими, что в окнах домов, расположенных невдалеке от стреляющего орудия, стекла начинают дрожать, а иногда даже вылетают из окон.
Вот эти–то резкие изменения давления, или, иначе говоря, колебания воздуха, порожденные дульной волной, и улавливают особым прибором – звукоприемником. Прибор этот устроен так, что воспринятые им колебания воздуха преобразуются в колебания электрического тока, которые по проводам поступают в так называемый регистрирующий прибор. Это название прибора показывает, что он регистрирует, то есть отмечает, поступающие сигналы (звуковые волны). Роль "регистратора" выполняет пишущий механизм: все поступающие сигналы он автоматически записывает чернилами на бумажной ленте.
На рис. 226 показана такая запись звуковых волн. Перо пишущего механизма отмечает звуковые волны в виде волнистых линий различных размеров в зависимости от природы источника звука.
Звукоприемники, регистрирующий прибор и прочие вспомогательные средства составляют звукометрическую станцию. Весьма сложный и точный механизм этой станции схематически показан на рис. 227.
Рис. 227. Схема звукометрической станции
Рассмотрим подробнее устройство звукометрической станции и ее работу.
Звукоприемник представляет собой небольшой металлический бак, помещенный в фанерный ящик; в верхней части бака укреплены мембрана и угольный микрофон.
Мембрана сделана из тонкого алюминия в виде конуса. Когда звуковые волны подойдут к звукоприемнику, мембрана его начинает колебаться. Колебания мембраны передаются угольному микрофону, вследствие чего происходит увеличение или уменьшение давления на угольный порошок, находящийся в микрофоне. От этого изменяется сопротивление микрофона прохождению электрического тока в цепи, в которую включен микрофон (см. рис. 227); сила тока в цепи меняется–ток начинает пульсировать. Вот эту пульсацию тока, или, иначе говоря, сигналы, и надо по проводам передать регистрирующему прибору, который обычно находится за несколько километров от звукоприемника.
Важно, чтобы потеря электрической энергии в проводах была возможно меньше и сигналы были доставлены в пишущий механизм неослабленными. Для этого микрофон соединяют с регистрирующим прибором через трансформатор, который обладает способностью повышать напряжение электрического тока.
Пишущий механизм состоит из электромагнита, в кольцевом зазоре которого помещается катушка с несколькими сотнями витков очень тонкого провода. К катушке прикреплено стеклянное перо.
Через обмотку электромагнита проходит постоянный ток; он создает вокруг катушки сильное магнитное поле, и катушка, прикрепленная к гибкой пружине, находится в этом магнитном поле в уравновешенном положении. Сигналы, вызванные звуковыми волнами, поступают от звукоприемника по проводам непосредственно в катушку. Появившийся, таким образом, в катушке пульсирующий ток образует вокруг нее свое магнитное поле. Электромагнитные силы этого поля, непрерывно меняя направление, выводят катушку из равновесия и заставляют ее колебаться. Вследствие этого перо, прикрепленное к катушке, начинает вычерчивать волнистую линию на подвижной бумажной ленте; при спокойном же положении катушки это перо чертит прямую линию. Отсюда нетрудно понять, что началом волнистой линии отмечается момент подхода звуковой волны к звукоприемнику. Запомните это.
В регистрирующем приборе имеется несколько катушек с перьями, так как в системе звукометрической станции одновременно работают несколько звукоприемников. Сейчас вы узнаете, почему для определения точки нахождения стреляющей батареи противника нельзя обойтись одним звукоприемником.
Представьте себе, что орудие противника произвело выстрел, а у вас на поле боя выставлен всего один звукоприемник. По записи одного пера вы можете только сказать, что был выстрел, но не можете еще определить, откуда подошел звук, то есть в каком направлении находится его источник – батарея противника.
Рис. 228. Звук выстрела дошел до обоих звукоприемников (А и Б) одновременно; значит стреляющая батарея противника находится на одинаковом расстоянии от обоих звукоприемников, то есть на перпендикуляре к середине звуковой базыРиг. 230. Звук выстрела достиг прежде правого звукоприемника; значит стреляющая батарея находится вправо от перпендикуляра к середине звуковой базы; разность времен больше, чем на рис. 229, больше и угол ОВГ
Рис. 229. Звук выстрела достиг прежде левого звукоприемника; значит стреляющая батарея ближе к этому звукоприемнику, то есть она находится влево от перпендикуляра к середине звуковой базы; величина угла ОВГ зависит от разности времен
Если же на некотором расстоянии от этого звукоприемника поставить еще второй, то к нему звуковая волна придет или одновременно, или раньше, или позже, чем к первому.
