Открыть сервисСервис

Топ эхолотов

Топ эхолотов — навигационный и гидрографический прибор, предназначенный для измерения глубины под днищем судна с помощью акустических импульсов. Относится к классу эхолотов, устанавливаемых на судах, и отличается от бортовых и донных эхолотов способом крепления: излучатель и приёмник размещаются в выдвижном топе (штоке), который опускается через днище судна в воду, минуя слой пузырьков воздуха и турбулентного потока, возникающего у корпуса на ходу.

Устройство и принцип действия

Топ эхолота представляет собой цилиндрический шток (обычно из нержавеющей стали или бронзы), внутри которого размещены пьезоэлектрические излучатель и приёмник. Шток опускается через специальный колодец (трубу) в днище судна и выступает ниже кормовой кромки корпуса. Такое расположение обеспечивает:

  • излучение акустического импульса в незагрязнённую воду, свободную от кавитационного пузырькового слоя;
  • приём отражённого сигнала без искажений, характерных для установки датчика вблизи корпуса;
  • возможность измерения глубины на ходу и на стоянке без влияния на показания килевой качки и кренов.

Принцип измерения основан на замере времени прохождения звукового импульса от излучателя до дна и обратно. Глубина вычисляется по формуле H = (c · t) / 2, где c — скорость звука в воде (зависит от температуры и солёности), t — время задержки сигнала. Современные топовые эхолоты поддерживают несколько частотных каналов (от 20 до 200 кГц) и автоматическую коррекцию скорости звука по данным термометра и солемера.

Конструктивные особенности

Топ эхолота состоит из следующих основных элементов:

ЭлементНазначение
Шток (топ)Корпус, размещаемый в днищевом колодце
ИзлучательПьезоэлектрический преобразователь, генерирующий акустический импульс
ПриёмникДатчик, принимающий отражённый сигнал от дна
ТермометрИзмерение температуры воды для коррекции скорости звука
СолемерОпределение солёности (в морских моделях)
УплотненияПредотвращение протечек в днищевом колодце

Высота выпуска топа регулируется и составляет, как правило, от 0,5 до 1,5 метра ниже днища. На судах с большим дедвейтом применяются топы увеличенного диаметра (до 100–150 мм) с усиленной конструкцией для работы в прибрежных районах с возможным ударом о грунт.

Применение

Топ эхолота применяется на следующих типах судов:

  • Гидрографические суда — для промеров глубин и построения навигационных карт;
  • Рыболовные промысловые суда — для поиска косяков рыб и контроля глубины лова;
  • Научно-исследовательские суда — для океанографических измерений;
  • Морские и речные сухогрузы — для контроля осадки и предотвращения посадки на грунт;
  • Суда спецназначения — для выполнения подводно-технических работ.

На маломерных судах топовые эхолоты применяются редко из-за громоздкости конструкции; вместо них используются бортовые датчики, устанавливаемые на наружной поверхности корпуса или в поддоне.

Достоинства и ограничения

К достоинствам топовых эхолотов относятся высокая точность измерений (порядка 0,1–0,5% от глубины), устойчивая работа на ходу и возможность многоканальных измерений. Ограничениями являются:

  • необходимость днищевого колодца и сложность монтажа;
  • риск повреждения топа при посадке на грунт или столкновении с плавающими предметами;
  • более высокая стоимость по сравнению с бортовыми эхолотами;
  • необходимость периодического технического обслуживания уплотнений и пьезоэлементов.

Стандарты и нормативы

Конструкция и установка топов эхолотов регламентируются требованиями Международной морской организации (ИМО) в части точности измерения глубины для предотвращения посадок на грунт, а также классификационными обществами (Регистр СССР/Российский морской регистр судоходства, Lloyd's Register, DNV). Для судов, работающих в Арктике, применяются специальные исполнения топов с подогревом и усиленной защитой от обледенения.

Историческая справка

Первые эхолоты появились в 1920-х годах (изобретение Р. Фересса и Л. Томсона), и измерение глубины с их помощью первоначально выполнялось с борта судна через днищевой колодец — фактически, топом. С развитием электроники в 1950–1960-е годы появились компактные бортовые датчики, однако топовые конструкции сохранились на судах, требующих высокой точности промеров. В России производством топовых эхолотов занимались предприятия судостроительной и приборостроительной отрасли, в частности, заводы, выпускавшие эхолоты серии «ЭЛ» и «Рейд» для гидрографических судов.

Источники:

Заметили ошибку или не согласны с информацией в статье? Напишите нам support@bfometr.ru