Развитие науки и техники не могло не оказать серьезного влияния на процесс разработки принципиально новых средств измерения глубины, который связан с развитием гидроакустики – науки, изучающей закономерности распространения звука в воде.

Первыми, кто измерил скорость звука в воде, были швейцарский физик Даниэль Колладон и французский математик Шарль Штурм. В 1827 г. они установили, что звук в воде распространяется со скоростью 1412,1 м/с, что достаточно точно отражает фактическое значение. В настоящее время в расчетах средняя скорость звука в воде принимается равной 1500 м/с. Но даже это значение требует уточнения при использовании высокоточных средств измерения глубины, о чем будет рассказано в следующих главах.

На принципах гидроакустики основано действие такого прибора, как эхолот. Эхолот — прибор для определения глубины водоемов с помощью акустических эхо-сигналов. Его действие основано на измерении промежутка времени, прошедшего от момента посылки импульса до момента приема отраженного от дна эхо-сигнала.

Более подробно принцип действия эхолота вы будете изучать на уроках физики в старших классах (рис. 5.1 [19]).

Первый эхолот был запатентован в 1920 г. русским ученым К. В. Шиловским и французским ученым П. Ланжевеном. Испытания эхолота, проводившиеся в течение нескольких лет в проливе Ла-Манш и в Средиземном море, показали высокую точность и удобство в работе. С той поры и до настоящего времени эхолот остается основным техническим средством измерения глубины [20].

Рис. 5.1. Принцип работы эхолота.

h — глубина; v — скорость звука в воде; t — время прохождения сигнала.

Учитывая, что излучается только один сигнал, идущий вертикально вниз, правильнее называть это устройство однолучевым эхолотом (ОЛЭ).

В силу многообразия типов, простоты конструкции и высокой надежности ОЛЭ является самым распространенным техническим средством измерения глубин. Сейчас однолучевые эхолоты установлены практически на каждом судне.

В ходе работы однолучевого эхолота, по пути движения исследовательского судна, на специальную бумагу записывается профиль дна. Подобная запись носит название эхограмма (рис. 5.2 [19]).

Рис. 5.2. Эхограмма однолучевого эхолота.

Если рассмотреть представленную на рисунке эхограмму, то видно, что глубина на пути судна меняется от 10 до 20 метров.

Наряду с эхолотами, предназначенными для измерения глубины, выпускаются специальные эхолоты для поиска рыбы, геологоразведочных работ и др. Такие эхолоты имеют цветные экраны, которые позволяют получить информацию не только о профиле дна, но и о составе поверхностного грунта, косяках рыбы и крупных морских животных.