Сейсмические приборы: статья

ПРИМЕНЕНИЕ МЕТОДОВ ИНФРАЗВУКОВОЙ ПЕЛЕНГАЦИИ И ЛОКАЦИИ ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ МЕСТ ПАДЕНИЯ ФРАГМЕНТОВ ОТРАБОТАВШИХ СТУПЕНЕЙ РАКЕТ-НОСИТЕЛЕЙ
Ю.А. ВИНОГРАДОВ1
В.Э. АСМИНГ2
1 Федеральный исследовательский центр “Единая геофизическая служба Российской академии наук”
2 Кольский филиал Федерального исследовательского центра “Единая геофизическая служба Российской академии наук”
Журнал: Сейсмические приборы
Том: 53
Номер: 4
Год: 2017
Страницы: 5-25
УДК: 629.7.086; 534.6.08
DOI: 10.21455/si2017.4-1
Ключевые слова: инфразвуковые колебания, инфразвуковой мониторинг, инфразвуковой микрофон, детектор инфразвуковых сигналов, пассивная пеленгация, математическое моделирование, ступень ракеты-носителя, район падения, натурный эксперимент, технология инфразвуковой локации
Аннотация: Описаны принципы и методики, применявшиеся для обнаружения сигналов, распространяющихся в атмосфере в инфразвуковом диапазоне частот. Генераторами таких сигналов могут быть различные источники: наземные и воздушные взрывы, а также объекты, двигающиеся со сверхзвуковой скоростью в атмосфере (самолеты, ракеты, болиды, фрагменты отработавших ступеней ракет-носителей и т.п.). Приведено описание компактных инфразвуковых станций мониторинга, каждая из которых включает в себя 3 инфразвуковых микрофона, разнесенных на некоторое расстояние друг от друга. Каждая такая станция позволяет определить три основных параметра обнаруженного инфразвукового сигнала, которые в дальнейшем используются для решения задачи локации, т.е. определения времени прихода инфразвуковой волны, азимута на источник в горизонтальной плоскости и угла подхода волны от источника инфразвуковых колебаний к земной поверхности в вертикальной плоскости. Дано описание акустического детектора, применяющегося для выделения полезных сигналов на фоне шума. В основу работы детектора положен алгоритм, подобный известному в сейсмологии алгоритму детектирования STA/LTA. Приводятся примеры работы акустического детектора с данными, полученными в ходе реальных измерений. Описана технология пассивной инфразвуковой локации, в основу которой положено математическое моделирование распространения инфразвуковых волн в атмосфере, порождаемых объектами, движущимися по возможным траекториям, сравнение теоретических сигналов с реальными, зарегистрированными станциями мониторинга, и определение реализовавшихся траекторий. Приводятся примеры экспериментального подтверждения эффективности применения технологии пассивной инфразвуковой локации для определения мест падения фрагментов первых и вторых ступеней ракет-носителей. Показано, что применение комплексов инфразвуковой локации позволяет в разы уменьшить предполагаемый район поиска упавших фрагментов ракет-носителей, существенно сократив время и расходы на их поиск и утилизацию, и таким образом понизить уровень негативного воздействия ракетно-космической отрасли на окружающую среду.