VIII. Кино 16 страница

ГИДРАСТИС (Hydrastis), род травянистых многолетних растений сем. лютиковых, иногда выделяемый в сем. гидрас-тиевых. 2 вида на востоке Сев. Америки и в Вост. Азии. Г. канадский, или желтокорень, золотая печать (H.canadensis), -лекарств, сев.-амер. растение, культивируемое в средней полосе Европ. части СССР и на Украине. Корневище на изломе золотисто-жёлтое, снаружи со следами отмерших стеблей, имеющих вид печати. Стебель вые. до 30 см. Цветки одиночные, с чашечковид-ным околоцветником из 3 зеленовато-белых листочков; тычинки и пестики многочисленные. Плодягодообразный, красный.

Корневище содержит алкалоиды гидра-стин, берберин и др., применяемые как кровоостанавливающие средства.

Лит.: Атлас лекарственных растений СССР, M., 1962. T. В.Егорова.

ГИДРАТАЦИЯ (от греч. hydor - вода), процессы связывания воды хим. веществами. Различают неск. видов Г.

Г. окислов приводит к гидроокисям, представляющим собой щёлочи, кислоты или амфотерные соединения. Так, присоединение воды к окиси кальция даёт гидроокись кальция (в технике этот процесс наз. " гашение извести"):

[ris]

Г. серного ангидрида в пром-сти получают серную к-ту, а окислов азота -азотную к-ту:

[ris]

При Г. трёхокиси мышьяка образуется слабая мышьяковистая к-та, имеющая амфотерные свойства:

[ris]

Г. органич. соединений происходит по кратным связям; в случае циклич. соединений Г. приводит к раскрытию циклов. Обычно эти реакции происходят в присутствии щелочей, кислот или гетерогенных катализаторов (катали-тич. Г.). Г. этого типа играет огромную роль в препаративной органич. химии и пром-сти органич. синтеза. Так, в результате прямой Г. олефинов получают спирты, напр, этиловый спирт из этилена:

[ris]

Г. ацетилена приводит к ацетальдегиду (реакция Кучерова) (промежуточный продукт - неустойчивый виниловый спирт):

В [ris]результате Г. кетена образуется уксусная к-та, а окиси этилена - этиленгликоль: [ris]

В перечисленных примерах вода реагирует таким образом, что происходит разрыв связи между атомом водорода и группой ОН.

Гидрастис канадский; а - цветок.
[ris]

Многие неорганич. и нек-рые органич. вещества образуют с водой твёрдые кристаллогидраты постоянного состава, к-рые ведут себя как индивидуальные хим. соединения. Так, безводный сульфат меди CuSO₄ бесцветен; из его водных растворов кристаллизуется ярко-синий гидрат CuSO₄*5H₂O - медный купорос, при нагревании к-рого образуется сначала голубой CuSO₄*5H₂O, затем CuSO₄*H₂O белого цвета; при 258°С соль полностью обезвоживается. К этому же типу относится Г. молекул в растворах с образованием гидратов различного состава, находящихся в равновесии друг с другом и водой; напр., при растворении спирта образуются гидраты с 3, 4 и 8 молекулами H₂O. При растворении электролитов происходит Г. ионов, затрудняющая ассоциацию последних. Энергия Г. в значит, степени компенсирует энергию диссоциации электролита; т. о., Г. ионов является одной из главных причин электролитической диссоциации в водных растворах. Образование кристаллогидратов и Г. молекул и ионов в растворах являются частными случаями сольватации, т. е. присоединения молекул растворителя. К Г. относят также процессы, приводящие к связыванию воды за счёт адсорбционных сил (см. Адсорбция). См. также Вода.

В биол. системах при Г. происходит присоединение (связывание) воды различными субстратами организма. Вода, входящая в образующиеся при Г. гидрат-ные оболочки, составляет осн. количество т. н. связанной воды протоплазмы клетки. С Г. связаны многие биол. процессы. Так, Г. ионов влияет на их проникновение в клетку, а Г. белков изменяет некоторые их свойства - в частности ферментативную активность.

Процесс, обратный Г., т. е. потеря связанной веществами воды, паз. дегидратацией. Г. и дегидратация постоянно происходят в процессах обмена веществ, в частности обмена воды, в организмах.

ГИДРАТООБРАЗОВАНИЕ в природном газе. Многие компоненты природного газа (метан, этан, пропан, изо-бутан, углекислый газ, азот, сероводород) в соединении с водой образуют т. н. газовые гидраты - твёрдые кристаллич. вещества (напоминающие по внешнему виду спрессованный снег), к-рые при высоких давлениях существуют при положит, темп-рах.

По структуре " газовые гидраты" - соединения включения (клатраты), которые образуются путём внедрения в пустоты кристаллич. структур, составленных из молекул H₂O, молекул газа (M). Общая формула газовых гидратов- М*nН₂О, где значение n изменяется от 5, 75 до 17 в зависимости от состава газа и условий образования гидратов.

При добыче газа гидраты могут образовываться в стволах скважин, промысловых коммуникациях и магистральных газопроводах. Отлагаясь на стенках труб, гидраты резко уменьшают их пропускную способность. Для борьбы с Г. на газовых промыслах вводят в скважины и трубопроводы различные ингибиторы (метиловый спирт, гликоли, 30%-ный раствор CaCl₂), а также поддерживают темп-ру потока газа выше темп-ры Г. с помощью подогревателей, теплоизоляцией трубопроводов и подбором режима эксплуатации, обеспечивающего максимальную темп-ру газового потока. Для предупреждения Г. в магистральных газопроводах наиболее эффективна газоосушка. Г. используется для опреснения морской воды (см. Опреснение воды). Запатентован также ряд способов хранения природных и инертных (Ar, Kr, Xe) газов в виде гидратов. В 1970 сов. учёными доказана принципиальная возможность существования в р-нах распространения многолетней мерзлоты месторождений природного газа в виде гидратов. Создание эффективных методов поисков и эксплуатации таких месторождений позволит значительно увеличить газовые ресурсы.

Лит.: Макогон Ю. Ф., Саркисьянц Г. Л., Предупреждение образования гидратов при добыче и транспорте газа, M., 1966. Б. В. Дегтярёв.

ГИДРАТЦЕЛЛЮЛОЗА, одна из структурных модификаций целлюлозы, имеет тот же хим. состав, что и природная целлюлоза, но отличается от неё по свойствам. Г. получают из природной целлюлозы: осаждением из раствора; обработкой целлюлозы концентрированными (17-35%-ными) растворами щелочей и разложением образовавшейся щелочной целлюлозы; этерификацией целлюлозы и последующим омылением сложных эфиров; механич. размолом целлюлозы.

При образовании Г. происходит ослабление межмолекулярных связей, а следовательно и изменение свойств природной целлюлозы. Г., в отличие от природной целлюлозы, обладает более высокой гигроскопичностью, накрашиваемостью, растворимостью и реакционной способностью. Перевод целлюлозы в Г.- одна из стадий получения вискозных волокон и медноаммиачных волокон.

ГИДРАТЦЕЛЛЮЛОЗНЫЕ ВОЛОКНА, искусственные волокна, получаемые из хлопковой или древесной целлюлозы по вискозному или медноам-миачному способу. Подробнее см. Вискозные волокна, Медноаммиачные волокна.

ГИДРАТЦЕЛЛЮЛОЗНЫЕ ПЛЁНКИ, плёнки, формуемые из щелочных растворов ксантогената целлюлозы (вискозы) или получаемые омылением готовой аце-тилцеллюлозной плёнки. Промышленность производит в основном Г. п. из вискозы (т. н. целлофан) целлофановым, транспаритовым или сухим методами.

Наиболее распространён целлофановый метод. Он включает след, стадии: получение вискозы, формование, отделку и сушку плёнки. Формование, а также последующие стадии проводят на одном агрегате - плёночной машине. Вискозу через тарельчатый фильтр равномерно подают в чугунную фильеру с щелевидным отверстием. Из фильеры вискоза попадает в осадитель-ную ванну (смесь растворов сульфата натрия и серной к-ты), где и происходит формование плёнки. После этого плёнка проходит через последовательно расположенные ёмкости (барки), в к-рых циркулируют растворы различных реагентов, предназначенных для отделки, крашения, пластификации и промывки. Затем плёнку сушат н сматывают в рулоны.

Транспаритовый метод заключается в формовании плёнки вискозы с помощью разливочного приспособления. Вискозу наносят на поверхность вращающегося барабана диаметром ок. 3 м, нижняя часть к-рого погружена в осадительную ванну. По выходе из ванны плёнка сматывается с барабана и подвергается тем же обработкам, что и при целлофановом методе.

Транспаритовый метод позволяет получать плёнку с высокой степенью прозрачности и без " полосатости" (штрихов). К недостаткам метода относят низкую производительность и технологич. затруднения при изготовлении осн. технологич. оборудования.

Сухой метод называют также двухванным, т. к. коагуляцию ксантогената проводят в возд. среде, а омыление - в растворах кислот или органич. растворителях. Вискозу подают тонким слоем на вращающийся барабан, где испаряется основное количество влаги и образуется плёнка, к-рая подсушивается на барабане различное время (в зависимости от её толщины). Затем плёнку омыляют, промывают горячей водой и сушат.

Г. п. нетоксичны, обладают низкой паро- и влагопррницаемостью. а также высокой стойкостью к действию жиров н микроорганизмов. Г. п., полученная сухим способом, обладает высокими эластич. свойствами. В мокром состоянии прочность Г. п. снижается на 65- 70%. Свойства Г. п. из вискозы сильно зависят от способа получения.

Модификация проводится с целью получения Г. п., обладающих большей водостойкостью и пониженной паро-и влагопроницаемостью. Кроме того, модификация облегчает переработку Г. п. в изделия методом тепловой сварки и предотвращает слипание Г. п. при хранении в рулонах. Г. п. модифицируют методами т. н. дублирования (нанесение на Г. п. другого полимера, напр, полиэтилена, в расплавленном состоянии), и лакирования (нанесение другого полимера в виде лака).

Применение. Лакированную плёнку широко используют в качестве упаковочного материала для жирных мясо-молочных продуктов, очищенных фруктов, кондитерских изделий, сигар и пр. Обычная плёнка используется для упаковки непищевых товаров, а также технич. продуктов.

Лит.: Козлов П. В., Брагинский Г. И., Химия н технология полимерных пленок, M., 1965; Роговин 3. А., Основы химии н технологии производства химических волокон, 3 изд., т. 1, M., 1964, с. 520.

ГИДРАТЫ, продукты присоединения воды к неорганич. и органич. веществам. Термин " Г." употребляется гл. обр. по отношению к соединениям, содержащим кристаллизационную воду (кристаллогидратам); он сохранился также в нек-рых традиционных названиях, напр. CCl₃CH(OH)₂ паз. хлоральгидрат. Раньше широко применялось название " гидраты окислов металлов", напр. NaOH - гидрат окиси натрия, и т. д. В настоящее время для этих соединений употребительно название " гидроокиси металлов" (поскольку, в отличие от кристаллогидратов, они не содержат отдельных молекул H₂O). См. Гидроокиси.

ГИДРЕМИЯ (от греч. hydor - вода и haima - кровь), разжижение крови, увеличение содержания воды в крови. Различают собственно Г. и гид-ремич. полнокровие. Собственно Г.- увеличение жидкой части крови без возрастания общей массы крови; возникает обычно при кровопотерях, когда нек-рое время объём крови уменьшен, но в результате быстрого поступления в кровеносное русло воды из тканей процентное содержание её в крови увеличивается. Гидремич. полнокровие, сопровождающееся значит, увеличением массы крови, развивается вследствие чрезмерного введения жидкости в организм, при нарушении выделит, функции почек, в период рассасывания больших отёков, асцита, а также при нек-рых формах анемий.

ГИДРИДЫ, соединения водорода с другими элементами. В зависимости от характера связи водорода различают три типа Г.: ионные, металлические и кова-лентные.

К ионным (солеобразным) Г. относятся Г. щелочных и щёлочноземельных металлов. Это белые кристаллич. вещества, устойчивые в обычных условиях и лишь при нагревании разлагающиеся без плавления на металл и водород (кроме LiH, плавящегося при 600⁰C). Водой энергично разлагаются с выделением водорода. Получаются при взаимодействии металлов с водородом при 200 - 600⁰C. LiH и NaH применяются в органич. синтезе как восстановители и конденсирующие агенты. CaH₂- для высушивания и определения воды в органич. растворителях, при получении порошков металлов из окислов, а также водорода. Раствором NaH в расплавленной щёлочи снимают окалину с металлич. изделий. Ионное строение имеют и двойные Г.- борогидриды MeBH₄ и алюмогидриды MeAlH₄ (см. Алюминия гидрид), широко используемые в органич. синтезе в качестве эффективных восстановителей.

Г. переходных металлов принадлежат к типу металлических, т. к. по характеру хим. связи они сходны с металлами. Эти Г. в большинстве случаев являются соединениями переменного состава, и приводимые ниже формулы дают лишь предельное содержание в них водорода. Многие металлы способны поглощать значит, количество водорода с образованием твёрдых растворов, сохраняющих кристаллич. структуру данного металла. Напротив, истинные Г. имеют структуру иную, чем исходный металл. Для металлов III группы периодич. системы (подгруппа Sc и лантаноиды) характерно образование двух типов Г. - MeH₂ и МеН₃. Металлы IV группы (подгруппа Ti) образуют Г. MeH₂, а металлы V группы (подгруппа ванадия)- MeH. Г. металлов этих групп - хрупкие твёрдые вещества серого или чёрного цвета, получаются при действии водорода на мелкораздробленные металлы при повышенных темп-pax. Металлы VI, VII и VIII групп (кроме палладия) при поглощении водорода не дают определённых хим. соединений.

Г. переходных металлов служат катализаторами различных хим. реакций. Способность металлов образовывать Г. используется в высоковакуумной технике для связывания водорода. В результате образования Г., напр. при действии паров воды на раскалённый металл и при электролитич. выделении металлов, ухудшается качество металлов (появляется т. н. водородная хрупкость).

Г. переходных металлов I и II групп периодич. системы, а также Г. III группы (подгруппа Al) не образуются при взаимодействии металла с водородом. Они получаются, напр., при восстановлении соединений этих металлов алюмогидридом лития LiAlH₄ в эфирном растворе. Все они при нагревании легко разлагаются на металл и водород.

Ковалентные Г. образуются неметаллами IV, V, VI и VII групп периодич. системы, а также бором. Кроме простейших соединений этого типа (метана CH₄, силана SiH₄ и т. п.), являющихся газами, известны Г. с большим числом атомов элемента, соединённых друг с другом в виде цепей, напр, силаны Si_nH_2n+2. Простейший Г. бора BH₃ не существует, бороводороды имеют сложное строение. Г. элементов первых периодов очень стабильны, Г. тяжёлых элементов крайне неустойчивы. Многие Г. (B₂H₆, SiH₄, PH₃) легко воспламеняются на воздухе. B₂H₆ и SiH₄ разлагаются водой с выделением водорода. Г. элементов V, VI и VII групп водой не разлагаются. Известны многочисл. производные ковалентных Г., в к-рых часть атомов водорода замещена на атомы галогена или металла, а также на алкильные и др. группы. Ковалентные Г. получают непосредств. взаимодействием элементов, разложением металлич. соединений водой или кислотами, восстановлением галогенидов и др. соединений гидридами, борогидридами и алюмогидридами щелочных металлов. Термич. разложение Г. служит одним из методов получения особо чистых элементов (напр., кремния, германия).

Лит.: Xeрд Д., Введение в химию гидридов, пер. с англ., M., 1955; Жигач А. Ф., Стасиневич Д. С., Химия гидридов, Л., 1969; Михеева В. И., Гидриды переходных металлов, M., 1960; Mаккей К., Водородные соединения металлов, пер. с англ., M., 1968; Галактионова H. А., Водород в металлах, 2 изд.. M., 1967.

Д. С. Стасиневич.

ГИДРИЯ (греч. hydria, от hydor - вода), древнегреческий сосуд для воды (чаще керамический). Г. имеет две горизонтальные ручки по бокам, за к-рые её удобно поднимать и поддерживать при переноске на плече, и одну вертикальную, при помощи к-рой Г. легко наклонять. По форме Г. близка амфоре, но её яйцевидное тулово сильно расширяется кверху, а горло уже и выше. Благодаря этому силуэт Г. более динамичен и наделён более напряжённым ритмом. Г. часто украшались росписью. Илл. см. т. 4, стр. 232.

ГИДРО... (от греч. hydor - вода), начальная часть сложных слов, указывающая на отношение их к воде, водоёмам и т. п., напр, гидробиология, гидросфера.

ГИДРОАГРЕГАТ (от гидро... и агрегат), агрегат, состоящий из гидротурбины и гидрогенератора. Различают горизонта льные осевые и вертикальные Г. Горизонтальные осевые Г. делятся на прямоточные агрегаты и погружённые. К последним относятся капсульные гидроагрегаты и шахтные с верховым и низовым расположением генератора.

ГИДРОАККУМУЛИРУЮЩАЯ ЭЛЕКТРОСТАНЦИЯ (ГАЭС), насосно-аккумулирующая электростанция, гидроэлектрическая станция, принцип действия (аккумулирования) к-рой заключается в преобразовании электрич. энергии, получаемой от др. электростанций, в потенциальную энергию воды; при обратном преобразовании накопленная энергия отдаётся в энергосистему гл. обр. для покрытия пиков нагрузки. Гидротехнич. сооружения ГАЭС (рис.) состоят из двух бассейнов, расположенных на разных уровнях, и соединит, трубопровода. Гидроагрегаты, установленные в здании ГАЭС у нижнего конца трубопровода, могут быть трёхмашинными, состоящими из соединённых на одном валу обратимой электрич. машины (двигатель-генератор), гидротурбины и насоса, или двухмашинными - обратимая электромашина я обратимая гидромашина, к-рая в зависимости от направления вращения может работать как насос или как турбина. В конце 60-х гг. 20 в. на вновь вводимых ГАЭС стали устанавливать более экономичные двухмашинные агрегаты.

Гидроаккумулирующая электростанция (схема): а. - вертикальный разрез; б - план; / - верхний аккумулирующий бассейн; 2 - водоприёмник; 3 - напорный водовод; 4 - здание электростанции; 5- нижнее питающее водохранилище; 6 - плотина с водосбросом; 7 - нормальный подпорный уровень воды; 8 - Уро вень сработки.

Электроэнергия, вырабатываемая недогруженными электростанциями энергосистемы (в основном в ночные часы суток), используется ГАЭС для перекачивания насосами воды из нижнего водоёма в верхний, аккумулирующий бассейн. В периоды пиков нагрузки вода из верхнего бассейна по трубопроводу подводится к гидроагрегатам ГАЭС, включённым на работу в турбинном режиме; выработанная при этом электроэнергия отдаётся в сеть энергосистемы, а вода накапливается в нижнем водоёме. Количество аккумулированной электроэнергии определяется ёмкостью бассейнов и рабочим напором ГАЭС. Верхний бассейн ГАЭС может быть искусственным или естественным (напр., озеро); нижним бассейном нередко служит водоём, образовавшийся вследствие перекрытия реки плотиной. Одно из достоинств ГАЭС состоит в том, что они не подвержены воздействию сезонных колебаний стока. Гидроагрегаты ГАЭС в зависимости от высоты напора оборудуются поворотно-лопастными, диагональными, радиально-осевыми и ковшовыми гидротурбинами. Время пуска и смены режимов работы ГАЭС измеряется неск. минутами, что предопределяет их высокую эксплуатац. манёвренность. Регулировочный диапазон ГАЭС, из самого принципа её работы, близок двукратной установленной мощности, что является одним из осн. её достоинств.

Способность ГАЭС покрывать пики нагрузки и повышать спрос на электроэнергию в ночные часы суток делает их действенным средством для выравнивания режима работы энергосистемы и, в частности, крупных паротурбинных энергоблоков. ГАЭС могут быть с суточным, недельным и сезонным полными циклами регулирования. Наиболее экономичны мощные ГАЭС с напором в неск. сотен м, сооружаемые на скальном основании. Общий кпд ГАЭС в оптимальных расчётных условиях работы приближается к 0, 75; в реальных условиях среднее значение кпд с учётом потерь в электрич. сети не превышает 0, 66. ГАЭС целесообразно строить вблизи центров потребления электроэнергии, т. к. сооружение протяжённых линий электропередачи для кратковременного использования экономически не выгодно. Обычный срок сооружения ГАЭС около 3 лет.

В СССР разработано неск. проектов сооружения ГАЭС на территории Евроц. части страны, в т. ч. в р-не Москвы; первая ГАЭС с обратимыми гидроагрегатами общей мощностью 200 Мет (200 тыс. кет) сооружается (1971) в зоне верхнего бьефа Киевской ГЭС. ГАЭС сооружаются (1971) в ФРГ, США, Великобритании, Австрии, Франции, Японии, ГДР и др. Среди крупных ействующих зарубежных ГАЭС: Круахан (Великобритания) - 400 Мет, напор 440 м, введена в 1966; Том-Сок (США) - 350 Мет, в двух агрегатах по 175 Мет, напор 253 м (1963); Хоэнварте-И (ГДР) - 320 Мет, напор 305 м (1965); Вианден (Люксембург) - 900 Мет, напор 280 м (1964). Общая мощность ГАЭС в странах мира к 1970 превысила 15 Гвт (15 млн. кет). Лит.: Методы покрытия пиков электрической нагрузки, под ред. Н. А. Караулова, М., 1963; Саввин Ю. М., Гидроаккуму-лирующие электростанции, М.- Л., 1966; Доценко Т. П., Киевская ГЭС на р. Днепре, Гидротехническое строительство, 1963, № 5.

Н. А. Караулов, В. А. Проку дин.

ГИДРОАКУСТИКА (от гидро... и акустика), раздел акустики, изучающий распространение звуковых волн в реальной водной среде (в океанах, морях, озёрах и т. д.) для целей подводной локации, связи и т. п. Существенная особенность подводных звуков - их малое затухание, вследствие чего под водой звуки могут распространяться на значительно большие расстояния, чем, напр., в воздухе. Так, в области слышимых звуков для диапазона частот 500 - 2000 гц дальность распространения под водой звуков средней интенсивности достигает 15 - 20 км, а в области ультразвука - 3 - 5 км. Если исходить из величин затухания звука, наблюдаемых в лабораторных условиях в малых объёмах воды, то можно было бы ожидать значительно больших дальностей. Однако в естеств. условиях, кроме затухания, обусловленного свойствами самой воды (т. н. вязкого затухания), сказываются ещё рефракция звука и его рассеяние и поглощение различными неоднородностями среды.

Рефракция звука, или искривление пути звукового луча, вызывается неоднородностью свойств воды, гл. обр. по вертикали, вследствие трёх осн. причин: изменения гидростатич. давления с глубиной, изменения солёности и изменения темп-ры вследствие неодинакового прогрева массы воды солнечными лучами. В результате совокупного действия этих причин скорость распространения звука, составляющая ок. 1450 м/сек для пресной воды и ок. 1500 м/сек для морской, изменяется с глубиной, причём закон изменения зависит от времени года, времени дня, глубины водоёма и ряда др. причин. Звуковые лучи, вышедшие из источника под нек-рым углом к горизонту, изгибаются, причём направление изгиба зависит от распределения скоростей звука в среде (рис. 1). Летом, когда верхние слои теплее нижних, лучи изгибаются книзу и в большинстве своём отражаются от дна, теряя при этом значит, долю своей энергии. Наоборот, зимой, когда нижние слои воды сохраняют свою темп-ру, между тем как верхние слои охлаждаются, лучи изгибаются кверху и претерпевают многократные отражения от поверхности воды, при к-рых теряется значительно меньше энергии. Поэтому зимой дальность распространения звука больше, чем летом. Вследствие рефракции образуются т. н. мёртвые зоны (зоны тени - см. рис. 1, а), т. е. области, расположенные недалеко от источника, в к-рых слышимость отсутствует.

Наличие рефракции, однако, может приводить к увеличению дальности распространения звука - явлению сверхдальнего распространения звуков под водой. На нек-рой глубине под поверхностью воды находится слой, в к-ром звук распространяется с наименьшей скоростью; выше этой глубины скорость звука увеличивается из-за повышения темп-ры, а ниже - вследствие увеличения гидростатич. давления с глубиной. Этот слой представляет собой своеобразный подводный звуковой канал. Луч, отклонившийся от оси канала вверх или вниз, вследствие рефракции всегда стремится попасть в него обратно (рис. 2). Если поместить источник и приёмник звука в этом слое, то даже звуки средней интенсивности (напр., взрывы небольших зарядов в 1 - 2 кг) могут быть зарегистрированы на расстояниях в сотни и тысячи км. Существенное увеличение дальности распространения звука при наличии подводного звукового канала может наблюдаться при расположении источника и приёмника звука не обязательно вблизи оси канала, а, напр., у поверхности. В этом случае лучи, рефрагируя книзу, заходят в глубоководные слои, где они отклоняются кверху и выходят снова к поверхности на расстоянии в неск. десятков км от источника. Далее картина распространения лучей повторяется и в результате образуется последовательность т. н. вторичных освещённых зон, к-рые обычно прослеживаются до расстояний в неск. сотен км. Явление сверхдальнего распространения звука в море было открыто независимо амер. учёными М. Ивингом и Дж. Вор-целем (1944) и сов. учёными Л. М. Бре-ховских и Л. Д. Розенбергом (1946).

Рис. 2. Распространение звука в подводном звуковом канале: а - изменение скорости звука с глубиной; 6 - ход лучей в звуковом канале

На распространение звуков высокой частоты, в частности ультразвуков, когда длины волн очень малы, оказывают влияние мелкие неоднородности, обычно имеющиеся в естеств. водоёмах: микроорганизмы, пузырьки газов и т. д. Эти неоднородности действуют двояким образом: они поглощают и рассеивают энергию звуковых волн. В результате с повышением частоты звуковых колебаний дальность их распространения сокращается. Особенно сильно этот эффект заметен в поверхностном слое воды, где больше всего неоднородностей. Рассеяние звука неоднородностями, а также неровностями поверхности воды и дна вызывает явление подводной реверберации, сопровождающей посылку звукового импульса: звуковые волны, отражаясь от совокупности неоднородностей и сливаясь, дают затягивание звукового импульса, продолжающееся после его окончания, подобно реверберации, наблюдающейся в закрытых помещениях. Подводная реверберация - довольно значительная помеха для ряда практич. применений Г., в частности для гидролокации.

Пределы дальности распространения подводных звуков лимитируются ещё и т. н. собств. шумами моря, имеющими двоякое происхождение. Часть шумов возникает от ударов волн на поверхности воды, от морского прибоя, от шума перекатываемой гальки и т. п. Другая часть связана с морской фауной; сюда относятся звуки, производимые рыбами и др. морскими животными (подробнее см. Биогидроакустика).

Т. получила широкое практич. применение, т. к. никакие виды электромагнитных волн, включая и световые, не распространяются в воде (вследствие её электропроводности) на сколько-нибудь значит, расстоянии, и звук поэтому является единств, возможным средством связи под водой. Для этих целей пользуются как звуковыми частотами от 300 до 10 000 гц, так и ультразвуками от 10 000 гц и выше. В качестве излучателей и приёмников в звуковой области используются электродинамич. и пьезоэлектрич. излучатели и гидрофоны, а в ультразвуковой - пьезоэлектрич. и магнитострик-ционные. Из наиболее существенных применений Г. следует отметить эхолот, гидролокаторы, к-рыми пользуются для решения воен. задач (поиски подводных лодок противника, бесперископная торпедная атака и т. д.); для мореходных целей (плавание вблизи скал, рифов и ДР-), рыбопромысловой разведки, поисковых работ и т. д. Пассивным средством подводного наблюдения служит шумопеленгатор, позволяющий определить направление источника шума, напр, корабельного винта. Подводные мины снабжаются т. н. акустич. замыкателями (взрывателями), вызывающими взрыв заряда мины в момент прохождения над ней корабля. Самодвижущиеся торпеды могут самонаправляться на корабль по его шуму и т. д.

Лит.: Физические основы подводной акустики, пер. с англ., под ред. В. И. Мяси-щева, М., 1955; Бреховских Л. М., Волны в слоистых средах, М., 1957; Подводная акустика, пер. с англ., под ред. Л. М. Бреховских, т. 1, М., 1965, т. 2, М., 1970; Сташкевич А. П., Акустика моря, Л., 1966; Толстой И., Клей К. С., Акустика океана, пер. с англ., М., 1969.

Л. Д. Розенберг. Р. Ф. Швачко.

ГИДРОАКУСТИЧЕСКАЯ СТАНЦИЯ, совокупность схемно и конструктивно связанных акустич., электрич. и электронных приборов и устройств, с помощью k-рых производится приём или излучение либо приём и излучение акустич. колебаний в воде.

Рис. 1, Упрощённая блок-схема гидроакустической станции: а - шумопеленгатора (/ - неподвижная акустическая система, 2 - компенсатор, 3 - усилитель, 4 - индикаторное устройство); б -гидролокатора (/ - подвижная акустическая система, 2 - обтекатель, 3- поворотное устройство, 4 - переключатель приём-передача, 5 -генератор, 6- усилитель, 7- индикаторное устройство).

Различают Г. с. только принимающие акустич. энергию (пассивного действия) и приёмо-излучающие (активного действия). Г.с. пассивного действия [шумопеленгатор (рис. 1, а), Г. с. разведки, звукометрическая станция и др.] служат для обнаружения и определения направления (пеленга) на шумящий объект (движущийся корабль, Г. с. активного действия и др.) по создаваемым объектом акустич. сигналам (шумам), а также для прослушивания, анализа и классификации принятых сигналов. Пассивные Г. с. обладают скрытностью действия: их работу нельзя обнаружить. Г. с. активного действия [гидролокатор (рис. 1, 6), рыболокатор, эхолот и др.] применяют для обнаружения, определения направления и расстояния до объекта, полностью или частично погружённого в воду (подводной лодки, надводного корабля, айсберга, косяка рыбы, морского дна и т. д.). Достигается это посылкой кратковременных акустич. импульсных сигналов в определённом или во всех направлениях и приёмом (во время паузы между посылками их) после отражения от объекта. Активные Г. с. способны обнаруживать как шумящие, так и нешумящие объекты, движущиеся и неподвижные, но могут быть обнаружены и запеленгованы по излучению, что является нек-рым их недостатком. К активным Г. с. также относят станции звукоподводной связи, гидроакустические маяки, гидроакустич. лаги, эхолёдомеры и др. акустич. станции и приборы. Подробнее о методах пеленгования и определения местоположения см. в ст. Гидроакустика и Гидролокация.