ILoveDiving.ru

Проблемы приема звуков человеческого голоса под водой

За последние годы было предложено несколько способов решения проблемы приема звуков человеческого голоса под водой. Ни один из них не знаменует собой переворота в данной области, и все они скорее основаны на применении уже известных технических средств и обобщении данных относительно того, как в действительности человек слышит под водой.

Когда голова водолаза находится в воздушной пли газовой среде, удерживаемой водолазным шлемом, у него продолжают нормально функционировать обычные органы слуха, и уровень слухового восприятия представляет собой просто функцию отношения сигнала к шуму. Чтобы добиться оптимального уровня слышимости, необходимо механическим путем снизить шум от подаваемой дыхательной смеси или приблизить источник звукового сигнала к уху, что более целесообразно, нежели повышать мощность сигнала. Если голова и уши водолаза не изолированы от воды, закупорка ушей водой влечет за собой механическое демпфирование системы в такой степени, что это вызывает резкое ухудшение слухового восприятия и различного рода искажения. Применение специальных прижатых к голове водолаза преобразователей сигналов, передающих звук по костям черепа, позволяет довести уровень слухового восприятия почти до нормального.

Процесс преобразования звукового сигнала в его электрический эквивалент не отличается сложностью. Встроенные в шлем водонепроницаемые микрофоны, изолированные от воздействия посторонних шумов, имеются в свободной продаже. Для аквалангистов в настоящее время выпускается несколько типов микрофонов с соответствующими частотными характеристиками. К таким устройствам относится, в частности, встроенный в полумаску микрофон системы Аквасоникс.

С технической точки зрения вполне возможно с помощью существующей аппаратуры воспринимать генерируемые голосом сигналы и передавать их на расстояние до 1400 м приемному устройству с погрешностью воспроизведения ±3 дБ. Ключом к пониманию причин сравнительно низкой разборчивости речи в системах подводной связи может служить само выражение «генерируемые голосовые сигналы». Звуки голоса водолаза в условиях воздействия высоких давлений совершенно отличны от его речи в нормальной обстановке.

Причинами искажения звуков человеческого голоса под водой до того, как они достигнут входного устройства системы связи, являются давление окружающей среды в системе органов речи, наличие резонирующих полостей, образованных жизнеобеспечивающим оборудованием, и физические характеристики газов, входящих в состав дыхательной смеси (см. § 2 и 10).

Особенно большую роль в искажении речи играют элементы системы жизнеобеспечения водолаза, прежде всего создаваемое ими минимальное противодавление и наличие больших резонирующих полостей. Наиболее распространенной переговорной камерой, используемой аквалангистами, является мундштучная коробка типа Наутилус, выпускаемая в одношланговом и в двухшланговом вариантах. В аппаратах одношлангового типа, в конструкцию которых входит двухступенчатый регулятор, клапан выдоха расположен примерно на 4 см ниже, чем в двухшланговом варианте. Столь небольшое расстояние создает разницу в противодавлении, или давлении выдоха, равную 25,5 гс/см2. Однако даже такое незначительное повышение давления в сочетании с другими отрицательными воздействиями механизма регулятора, расположенного непосредственно перед ртом аквалангиста, снижает разборчивость речи на 6%.

Менее хорошо изучено влияние различных газов в дыхательных смесях на способность водолаза генерировать разборчивые звуковые сигналы. В главе I были описаны эксперименты по исследованию влияния повышенных давлений гелиево-кислород-ных смесей. Как показали результаты экспериментов, разборчивость речи снизилась до 50% на глубине 61 м, до 20% на глубине 137 м и до 10% на глубине 183 м. До сих пор неизвестно, однако, в какой степени это искажение является непосредственным результатом повышения давления. Если экстраполировать полученные при изменяемом давлении воздуха данные для соответствующей глубины, показатели искажения будут иметь тот же порядок величины.

Техника освоения морских глубин. Пер. с англ. Л., “Судостроение”
Дж.Кенни.