فصلنامه پژوهش یار
پیاپی 28 (بهار 1382)

اهمیت غیرقابل انکار آب در زندگی بشری و نیز امکان بهره برداری های چندگانه از آب های آزاد در حکم منبعی مطمئن جهت رفع نیازهای غذایی، محلی نسبتا امن و کم هزینه برای حمل و نقل کالا و انسان و نیز مکانی مناسب و سه بعدی برای حراست از وطن در برابر دشمنان احتمالی و توجه بشر را، بویژه در چند دهه اخیر، بیش از پیش به خود معطوف کرده تا هر چه بیشتر به کشف اسرار آن به پردازند. بدین ترتیب «اقیانوس شناسی» با چهار زیر شاخه اصلی بیولوژی دریا، شیمی دریا، زمین شناسی دریا و فیزیک دریا شکل گرفت. ناگفته پیداست که این چهار شاخه کاملا از یکدیگر منفک نبوده و در مواردی هم پوشانی دارند.

در دریا و مرزهای آن انواع ذارات غیرهمگن وجود دارد که ابعاد این ذرات در فاصله بسیار کوچک تا بسیار بزرگ گسترده است. این ذرات غیرهمگن قسمتی از انرژی آکوستیکی برخوردی را دوباره بازتابش می کنند. این تابش دوباره موج پراکندگی نامیده می شود و مجموع کل پراکندگی از پراکننده ها بازآوایش نامیده می شود.
برای طراحی سونارهای فعال باید تراز بازآوایش در شرایطی که سونار مورد استفاده قرار می گیرد تخمین زده شود.

فضای زیر آب همواره آکنده از سیگنال های گوناگون آکوستیکی با مشخصات بسیار متنوع می باشد. آگاهی از مشخصات و ویژگی های این سیگنال ها در انجام بسیاری از امور مطالعاتی و تحقیقاتی لازم و ضروری می باشد. از آنجا که تاکنون اطلاعات جامعی در ارتباط با اینگونه سیگنال ها در اختیار محققان و کاربران قرار نداشته است لذا انجام تحقیقات گسترده در جهت طراحی و ساخت سیستمی که توانایی ضبط کردن، ذخیره نمودن و پخش سیگنال های آکوستیکی زیر آب را داشت باشد بسیار لازم و ضروری بوده و به این منظور اقداماتی صورت گرفته و دست آوردهای تحقیقاتی و کاربردی گوناگونی به دست آمده است.

مخابرات آنالوگ زیر آب، برخی از نیارمندی های کاربری دریایی از جمله ارتباطات غواصان، تجهیزات زیرآبی و ارتباط آنها را با سطح برقرار کرده است. وجود محدودیت پهنای باند در سیستم آنالوگ فعلی، بعضی از کاربردها از جمله مکالمات محرمانه، ارسال و دریافت فرامین و فعال نمودن سنسورهای خاص زیر آب از سایر سنسورها و... را دچار مشکل کرده و تنها مخابرات زیر آب توان حل این مشکل را دارا می باشد.
کشورهای پیشرفته جهان در زمینه مخابرات دیجیتال سابقه فعالیت داشته ولی از انتشار علم آن جلوگیری کرده اند و فقط محصولات آن را صادر کرده اند. در کشور ما در این زمینه، کار علمی صورت نگرفته است.

هنگام برخورد امواج آکوستیک به سطح مشترک دو محیط، بخشی از این انرژی منعکس شده و بخشی دیگر از مرز آن دو عبور می کند. در تابش عمود، میزان بازتاب و عبور، بستگی به امپدانس آکوستیک ویژه دو محیط دارد. هر چه اختلاف امپدانس آکوستیک دو محیط بیشتر باشد، میزان بازتاب بیشتر بوده و عبور کمتر خواهد شد. شکست امواج آکوستیک در هنگام عبور از مرز، بستگی به سرعت صوت و زاویه تابش در دو محیط دارد. با اندازه گیری ضرایب بازتاب، می توان به نسبت امپدانس آکوستیک ویژه دو محیط دست یافت و با اندازه گیری ضریب شکست نیز، نسبت سرعت صوت در دو محیط به دست می آید.

سیگنال های آکوستیکی درون آب تا کیلومتر سیر کرده و قابلیت انتقال (ارسال و دریافت) اطلاعات توسط صوت را ممکن می سازند. یکی از کاربردهای این سیگنال ها عمق یابی و فاصله یابی در دریا است. در این روش، زمان زا ارسال و دریافت سیگنال های صوتی در آب آنالیز شده و از این رهگذر فاصله هدف های دریایی مشخص می گردد. در این مقاله، ضمن این که به اختصار به مکانیزم ارسال و دریافت اطلاعات آکوستیکی پرداخته شده است. به برخی اختلالات آکوستیکی و رفع آنها نیز اشاره شده است.

برای استخراج اختلاف فاز اندازه گیری شده از اکوهای نویزی دریافت شده کف دریا که توسط یک جفت ترانسدیوسر نصب شده در دو طرف شناور Sea MARCII صورت می گیرد، از یک تخمین به روش ماگزیمم Likelihood و یک تخمین به روش Moving Average استفاده می شود. فرکانس های حامل استفاده شده در دو طرف شناور، حدود یک کیلوهرتز با یکدیگر اختلاف دارند و اکوهای برگشتی از سیگنال ارسال (طی 2 میلی ثانیه) آنالیز می شوند.

سیستم های سونار به عنوان ابزاری برای تعیین موقعیت هدف مورد استفاده قرار می گیرند. امروزه سونارهای فعال و غیرفعال در انواع مختلفی از شناورها به کار گرفته می شوند. در پروژه طراحی و ساخت نخستین سونار فعال در کشور، سیستم کنترل فرامین آن توسط میکروکنترلر دیجیتال طراحی و پیاده سازی گردید. این مقاله به موضوع طراحی و بهینه سازی این نوع سیستم کنترل پرداخته است.

پیزو سرامیک که از خاصیت پیزو الکتریک برخوردارند، در بسیاری از مبدل ها، مبدل های پر کاربرد در تجهیزات نظامی و دریایی و تجهیزات پزشکی، به کار می روند. سرامیک های پیزو الکتریک، بسته به کاربردشان، در شکل های مختلفی ساخته می شوند و دارای خصوصیات مختلفی هستند که این خصوصیات با برخی پارامترها و ضرایب خاص معرفی می شوند. در این مقاله به بررسی و معرفی پارامترهای مختلف سرامیک های پیزو الکتریک پرداخته می شود.

در مورد شناورهای سبک یا سنگین با سازه های فلزی، بدون در نظر داشتن تصادفات و سوانح، خوردگی تنها دلیلی است که می تواند یک شناور را به سادگی به دو نیم تبدیل کند. دریانوردان همواره مبارزه ای دایمی با این معضل داشته اند و از تقویت سازه شناور با قطعات سنگین فلزی گرفته تا روش های مدرن مهندسی هیچ کدام نتوانسته پایانی بر این مبارزه باشد. در این مختصر هدف این است که نشت الکتریکی و خوردگی گالوانیکی در شناورهای اثر سطحی مورد بررسی قرار گیرد.

در این مقاله طراحی ماشین های هوشمند مورد بررسی قرار گرفته است. ماشین های هوشمند برای کسب اطلاعات محیط آبی و اقیانوس ها به کار می رود. این ماشین ها که به سونارهای پهلو اسکن، دوربین های ویدئویی، ژرفاسنج پژواکی و... مجهز هستند برای عملیات در جاهای عمیق مورد استفاده قرار می گیرند. سونارها تمام علائم آکوستیک را دریافت کرده و برای رهگیری به ماشین ها انتقال می دهند. این تجهیزات در قایق های تندرو همانند رادارها در کشتی ها عمل می کنند.

هرگاه سخن از طوفان به میان آورده شود ناخودآگاه ذهن به سمت ویرانی ها و نکات منفی آن معطوف می شود. در این مقاله از زاویه دیگری به طوفان ها نگاه می کنیم و نقش آنها را در کنترل دما و متعادل کردن حرارت مناطق حاره بررسی می کنیم و در حین بیان این مطلب خلاصه ای از چگونگی شکل گیری این طوفان ها ارائه خواهد شد.