DOI: https://doi.org/10.37129/2313-7509.2024.22.10
УДК 621.391
Р.В. ГРИЩУК1 засл. діяч науки і техніки України, https://orcid.org/0000-0001-9985-8477
док. техн. наук, проф
Ю.В. ОПАНЮК2 https://orcid.org/0009-0007-0379-4669
1 Військова академія (м. Одеса), Україна
2 Житомирський військовий інститут імені С.П. Корольова
УДОСКОНАЛЕНА МОДЕЛЬ ПОШИРЕННЯ АКУСТИЧНИХ СИГНАЛІВ У СКЛАДНОМУ ПЕРЕШКОДОВОМУ СЕРЕДОВИЩІ
Результати аналізу виконання завдань підрозділами психологічних операцій в локальних війнах, збройних конфліктах та під час відсічі широкомасштабної збройної агресії рф проти України показали, що для ефективного здійснення психологічного впливу на цільову аудиторію в районах ведення бойових дій використовуються мобільні звукомовні станції. Разом з тим існує нагальна потреба удосконалення існуючого парку мобільних звукомовних станцій. Наприклад, збільшення потужності мобільних звукомовних станцій не дозволять вирішити завдання розширення зони впевненого мовлення із заданими параметрами чутності і розбірливості сигналу, що передається, адже це пов’язано з питаннями живучості згаданих зразків озброєння. Іншим шляхом удосконалення станцій є врахування особливостей поширення акустичних хвиль, що дозволить удосконалити тактику застосування мобільних звукомовних станцій за мінімальних конструкторських втручань.
Існуючи моделі поширення акустичних сигналів у складному перешкодовому середовищі у своїй переважній більшості є ідеалізованим та в реальних умовах бойового застосування звукомовних станцій не враховують ті чи інші умови та фактори, які впливають на поширення звуку.
У статті запропоновано удосконалену модель поширення акустичних сигналів у складному перешкодовому середовищі, що відрізняється від інших моделей врахуванням впливу порохових газів. Дослідження моделі дозволяє висувати тактико-технічні вимоги до нових зразків мобільних звукомовних станцій або модернізації штатних зразків, які перебувають на озброєнні з одночасним удосконаленням тактики їх застосування.
Ключові слова: мобільна звукомовна станція, акустичний сигнал, психологічний вплив, цільова аудиторія, середовище.
Постановка проблеми
З метою ефективного застосування мобільних звукомовних станцій необхідно реалізувати наступні вимоги до якості поширюваного акустичного сигналу з точки зору сприйняття цього сигналу цільовою аудиторією (ЦА). Серед цих вимог є [2]: створення відповідного рівня звуку на позиціях розташування ЦА, створення ефекту натуральності звучання; відсутність підкреслення окремих частот; мінімальна зміна рівня звучання від точки до точки тощо. При розрахунку дальності поширення акустичних сигналів в атмосфері, необхідно враховувати, що вона для одного і того ж джерела може бути різною, залежно від існуючих метеорологічних умов, складу атмосфери та підстилаючої поверхні, перешкод, що визначають умови поширення звуку в приземній атмосфері, як перешкодовому середовищі, а також від характеристик підстилаючої поверхні та перешкод (інженерних загороджень) на шляху розповсюдження акустичного сигналу [3]. Причиною цьому є висока чутливість звукового випромінювання, що поширюється, в перешкодовому середовищі до значень таких метеорологічних параметрів як швидкість вітру, температура, вологість повітря і атмосферний тиск, характеристик турбулентності, хімічний склад атмосфери, а також до фізичних перешкод (інженерних загороджень).
Аналіз останніх досліджень і публікацій
Дослідженню проблеми поширення акустичних сигналів у складному перешкодовому середовищі присвячено значну кількість наукових праць. У контексті даної статті заслуговують на увагу [2, 4]. У них наведено математичні моделі прогнозування дальності поширення акустичних сигналів з врахуванням різних природніх перешкодових факторів. У роботах [5], [6] наведено емпірична залежність зміни швидкості звуку залежно від вологості шляхом оцінки частоти резонансу при 20°C. Також у [5] та [6] приведено теоретичне пояснення експерименту. У [7, 8, 9] запропонували модель та асоційований поліноміальний підбір для обчислення значення швидкості звуку, де повітря вважається ідеальним газом, але не враховується зміна теплоємностей. Найбільш передову роботу щодо впливу складу повітря на швидкість звуку запропоновано в [10], де моделі для обчислення швидкості звуку для вологого повітря та наявності діоксиду вуглецю, враховано взаємодію між молекулами. Разом з тим в усіх згаданих роботах значна кількість вихідних даних відсутні, що призводить до багатьох труднощів у відтворенні їх або використанні на практиці для обчислення інших величин, необхідних для моделювання поширення акустичних сигналів у складному перешкодовому середовищі.
Виділення невирішених раніше частин загальної проблеми
При розрахунку дальності поширення звуку в атмосфері необхідно враховувати, що це значення для одного і того ж джерела може бути різним. Це залежить від існуючих умов, що визначають поширення звуку в приземній атмосфері, як перешкодовому середовищі, а також від характеристик підстилаючої поверхні, природних та антропогенних перешкод [4]. Причиною цьому є висока чутливість звукового випромінювання, що поширюється в перешкодовому середовищі до значень таких метеорологічних параметрів як швидкість вітру, температура, вологість повітря, атмосферний тиск і характеристики турбулентності. Разом тим в умовах сучасної війни необхідно враховувати особливості застосування мобільної звукомовної станції. Так, окрім зазначених повинні враховуватися порохові гази, складові яких мають властивість накопичуватися у западинах місцевості та фортифікаційних спорудах, укриттях де знаходиться ЦА.
Формулювання мети статті
Метою даної статті є вирішення завдання з удосконалення моделі поширення акустичних сигналів за рахунок врахування впливу порохових газів.
Викладення основного матеріалу дослідження
З метою вирішення поставленого завдання визначимо загальні вимоги до якості випромінюваного акустичного сигналу з точки зору сприйняття цього сигналу ЦА [2]. Такими вимогами до мобільної звукомовної станції повинні бути вимоги щодо: створення відповідного рівня звуку в елементах бойового порядку противника, який є ЦА; створення ефекту натуральності звучання; відсутність підкреслення окремих частот; мінімальна зміна рівня звучання від точки до точки.
Основний внесок у поглинання акустичного коливання у приземній атмосфері вносять механізми коливальної релаксації молекул Н2, О2, СО2 та Н2О [12]. Головною особливістю є те, що концентрація їх суттєво впливає на час релаксації кожного газу, разом з тим під час бойового застосування мобільних звукомовних станцій для підтримки загальновійськових або артилерійських підрозділів у бою, відбувається потрапляння великої кількості порохових газів в атмосферу в районах зосередження ЦА [11].
Загальна кількість газів, що утворюються під час стрільби з різних видів вогнепальної зброї та детонації боєприпасів змінюється залежно від ступеня розкладання вибухових матеріалів і умов, в яких відбувається реакція горіння або детонація пороху [12]. Так у всіх випадках кількість діоксиду вуглецю (СО2) буде тим більше, чим інтенсивніше йде реакція окислення [12]. Якщо кисню недостатньо, то утворюються такі продукти, як монооксид вуглецю (СО), оксиди азоту (N2O, NO, N2O3, NO2). При детонації кількість діоксиду вуглецю в газовій суміші може досягати 30 – 60 %. При нормальних умовах кількість діоксиду вуглецю не перевищує 0,04%. При горінні або займанні пороху збільшується кількість оксидів азоту до 20–40 % [12].
У більшості випадків газоподібні продукти розкладання вибухових речовин розсіюються на полі бою за допомогою потоків повітря. Але за певних атмосферних умов або у випадку, коли вітер дме з фронту в окопах, бліндажах й інших спорудах де знаходиться ЦА накопичується висока концентрація порохових газів. Особливої уваги заслуговує газ який має більшу густину. Наприклад, діоксид вуглецю має густину 1,977 кг/м3 яка більша в порівнянні з повітрям 1,29 кг/м³ відповідно, при тих самих умовах. Такий газ має здатність до накопичення у западинах місцевості або приміщеннях, що погано вентилюються. Отже, з наведених прикладів випливає, що концентрація порохових газів може створюватися при стрільбі з вогнепальної зброї із закритих приміщень, при розривах авіабомб, снарядів, мін біля розташування різного роду укриттів і споруд де знаходиться ЦА [13].
З точки зору виконання завдань зі звукомовлення під час або після застосування засобів ураження [11] доцільно додатково врахувати вплив водяної пари разом з діоксидом вуглецю, на поширення акустичних сигналів у складному перешкодовому середовищі. Кількість водяної пари може значно варіюватися між вимірами імпедансу, і її вплив обов’язково врахувати в умовах ведення звукомовлення.
Зважаючи на зазначене вище, швидкість звуку у суміші газів на основі їхніх фізичних властивостей і умов можна представити у виразі:
|
(1) |
де змінна γmix – це коефіцієнт теплоємності для суміші газів (відношення теплоємностей при постійному тиску та об’ємі), Mmix – молекулярна маса суміші газів (кг/моль), R – газова стала (Дж/(моль·К)), T – температура (°C), P – тиск (Па), а Bmix – віріальний коефіцієнт для суміші газів (м³/моль).
Відомо, що швидкість звуку в повітрі залежить від температури, тиску та складу газу [7]. Збільшення молярної частки CO2 може зменшити швидкість звуку через збільшення маси молекул в порівнянні з основними компонентами повітря (азотом та киснем), що змінює середню молярну масу газової суміші. Розрахуємо швидкість звуку для заданих температур і молярної частки CO2 (табл. 1), скориставшись лінійною залежністю для апроксимації виразу (1).
Таблиця 1
Розрахункові значення швидкості звуку у (м/с) для різних температур Т (°C)
та молярної частки CO2.
Т, °C |
Молярна частка CO2, (%) |
||||||
0 |
10 |
20 |
30 |
40 |
50 |
60 |
|
0 |
331,45 |
331,15 |
330,85 |
330,55 |
330,25 |
329,95 |
329,65 |
10 |
337,46 |
336,86 |
336,26 |
335,66 |
335,06 |
334,46 |
333,86 |
20 |
343,37 |
342,47 |
341,57 |
340,67 |
339,77 |
338,87 |
337,97 |
30 |
349,18 |
347,98 |
346,78 |
345,58 |
344,38 |
343,18 |
341,98 |
40 |
354,89 |
353,39 |
351,89 |
350,39 |
348,89 |
347,39 |
345,89 |
З отриманих результатів приведених в табл. 1 можна зробити висновок, що швидкість розповсюдження акустичних сигналів зменшується при збільшенні молярної частки CO2 в повітрі для кожної температури. Це зменшення є результатом збільшення маси молекул CO2 порівняно з основними компонентами повітря, що впливає на середню молярну масу газової суміші та знижує швидкість звуку. На основі отриманих даних побудуємо відповідний графік (рис. 1), який відображає зміну швидкості розповсюдження акустичних сигналів від молярної частки CO2 для різних температур.
Рисунок 1. Графік залежності швидкості звуку (c) від молярної частки CO2
для різних температур
З рис. 1 випливає, що для кожної градації температури від 0°C до 40°C швидкість звуку c (м/с) зменшується зі збільшенням молярної частки CO2 в повітрі. Це відображає вплив збільшення маси молекул CO2 порівняно з основними компонентами повітря (азотом та киснем), що призводить до зниження швидкості звуку через зміну середньої молярної маси газової суміші. Також з аналізу рис. 1 випливає, що швидкість розповсюдження акустичних сигналів найбільша при температурі 40°C, найменша при низьких температурах. Різниця складає при концентрації молярної частки CO2 від 23,44 м/с до 16,24 м/с при концентрації молярної частки CO2 60% відповідно.
Наступним кроком в моделі є розрахунок щільність повітря, залежно від температури, вологості та вмісту діоксиду вуглецю. Щільність повітря варіюється з температурою, вологістю та вмістом CO2, але зміни через температуру є домінуючими. Щільність сухого повітря незначно відхиляється від оберненої залежності від температури, що може бути апроксимовано формулою, запропонованою [14]. Зміни щільності, спричинені вологістю та CO2, порівнянні з тими, що викликані зміною температури, вказуючи на складну взаємодію цих факторів у визначенні акустичних властивостей повітря.
У суміші водяної пари та сухого повітря сухе повітря розглядається як однорідний газ, адже пропорція інших компонентів залишається незмінною . Взаємозв’язок між молярними частками сухого повітря xd та водяної пари xv виражається як xd + xv=1 [14]. Водночас, підвищення рівня діоксиду вуглецю внаслідок стрільби та детонації боєприпасів веде до зниження лише рівня кисню, що відображається [14]:
|
(2) |
де xc – молярна частка діоксиду вуглецю, – частка в амбієнтному повітрі, xo – молярна частка кисню. Визначимо ефективну молярну масу вологого повітря з вуглецем:
|
(3) |
Для опису впливу міжмолекулярних взаємодій на термодинамічні властивості газів, особливо при відхиленнях від ідеального газового закону використаємо другий віріальний коефіцієнт. У термодинаміці та статистичній механіці, віріальні коефіцієнти дають інформацію про взаємодію між частинками в газі та використовуються для коригування рівнянь стану, щоб краще відображати реальну поведінку речовин.
Для описаних умов другий віріальний коефіцієнт може бути використаний для точнішого розрахунку швидкості звуку в газових сумішах, таких як повітря з різними рівнями вологості та діоксиду вуглецю. Це особливо важливо в умовах, де присутні нелінійні ефекти або коли необхідно точно визначити акустичні властивості середовища, а саме під час моделювання умов застосування мобільних звукомовних станцій в бойових умовах.
Таким чином, другий віріальний коефіцієнт дозволяє враховувати неідеальності газових сумішей, що покращує точність моделей поширення акустичних сигналів у складному перешкодовому середовищі.
Зважаючи на суттєву кількість газів та їх сумішей на полі бою, та їх температуру для опису другого віріального коефіцієнту скористаємося відомим виразом вигляду [15]:
|
(4) |
де ai, bi, ci – коефіцієнти вказані для сухого повітря, діоксину вуглецю, кисню та водяної пари відповідно, а також для взаємодії між сухим повітрям та водяною парою.
Визначення віріального коефіцієнта для взаємодії між діоксином вуглецю, сухим повітрям та киснем в [10], не враховується, і в обчисленнях другого віріального коефіцієнта суміші (4) включається лише взаємодія між сухим повітрям та водяною парою. Модифікація кисню вуглекислим газом в суміші може бути виражена наступним чином:
|
(5) |
Описаний вище підхід може бути застосований до суміші повітря та пари, виходячи з припущення, що зміна складу повітря не впливає на коефіцієнт взаємодії сухого повітря та пари (Bdv). Отже, рівняння другого віріального коефіцієнту для суміші повітря та пари з урахуванням впливу вуглекислого газу виглядатиме як:
|
(6) |
де – коефіцієнт, що враховує вплив сухого повітря, зменшений зі зростанням молярної частки водяної пари. Доданок
відображає взаємодію між сухим повітрям і водяною парою, що залежить від обох часток. Доданок
відображає вплив молярної частки водяної пари, а коефіцєнти Δxc та
враховують зміну властивостей суміші через збільшення вмісту діоксиду вуглецю за рахунок кисню. Ці зміни впливають на загальні термодинамічні властивості суміші, як складової складного перешкодового середовища для поширення акустичних сигналів.
Отже, щільність повітря може бути розрахована за допомогою рівнянь (3) та (6), тобто:
|
(7) |
де рівняння визначає щільність суміші повітря ρmix залежно від температури T, молярної частки водяної пари xv, і молярної частки CO2 xc. Mmix – молярна маса суміші, Patm – атмосферний тиск, R – універсальна газова стала, а Bmix – другий віріальний коефіцієнт, який враховує не ідеальність газу. Рівняння показує, що щільність залежить від температури, тиску, складу повітря та його не ідеальності.
Для аналізу впливу вологості та вмісту діоксиду вуглецю на масову щільність повітря при різних температурах, необхідно дослідити зміни фізичного стану повітря зі зміною його складу, що є важливим для розуміння поширення акустичних сигналів у складному перешкодовому середовищі. Зміни в масовій щільності значно впливають на швидкість звуку.
Адже рівняння (7) дозволяє кількісно оцінити ці зміни, виходячи з експериментальних або за модельними даними. Розглянемо, як масова щільність повітря залежить від температури, вологості та концентрації CO2, використовуючи дані формули. Це дасть можливість краще зрозуміти взаємозв'язки між цими параметрами та їх вплив на акустичні властивості середовища.
Зміни щільності повітря з вологістю в діапазоні температур від 0°C до 40°C при декількох температурах представлена в табл. 2 та рис. 2. Індуковані варіації мають той же порядок величини, що й зміна температури.
Для розрахунку масової щільності повітря ρ для заданих значень температури T та відносної вологості hv, використаємо рівняння (7) для щільності повітря за різних умов температури та вологості, включаючи корекції для реальної поведінки газів.
Таблиця 2
Розрахункові масова щільність повітря ρmix (кг/м3) для різних температур
та відносної вологості повітря.
Т, °C |
Відносна вологість, % |
|||||
0 |
20 |
40 |
60 |
80 |
100 |
|
0 |
1,2939 |
1,29041 |
1,28783 |
1,28524 |
1,28266 |
1,28007 |
10 |
1,29429 |
1,29170 |
1,28912 |
1,28653 |
1,28394 |
1,28135 |
20 |
1,29559 |
1,29299 |
1,29040 |
1,28781 |
1,28522 |
1,28263 |
30 |
1,29688 |
1,29429 |
1,29169 |
1,28910 |
1,28650 |
1,28391 |
40 |
1,29817 |
1,29558 |
1,29298 |
1,29038 |
1,28779 |
1,28519 |
Ці значення представляють масову щільність повітря (кг/м³) для різних температур (0°C, 10°C, 20°C, 30°C, 40°C) та рівнів відносної вологості (0%, 20%, 40%, 60%, 80%, 100%). Далі створимо графік для візуального представлення цих розрахункових щільностей (рис. 2).
Рисунок 2. Графік залежності масової щільності ρ від відносної вологості hv
для різних температур.
Аналіз рис. 2 та таблиці 2 вказує на те, що масова щільність повітря (ρ) зменшується зі збільшенням відносної вологості повітря для кожної температури від 0°C до 40°C. Це пов’язано з тим, що водяна пара є менш щільною за сухе повітря, тому підвищення вологості знижує загальну масову щільність газової суміші. Крім того, з графіка видно, що масова щільність повітря є найвищою при низьких температурах і поступово зменшується зі зростанням температури. Різниця в масовій щільності при зміні вологості коливається від 1,2939 кг/м³ до 1,28007 кг/м³ при 100% відносній вологості при температурі 0°C і від 1,29817 кг/м³ до 1,28519 кг/м³ при температурі 40 °C відповідно.
На основі наведених теоретичних уявлень та розрахунків було створено таблицю масової щільності повітря для певних умов температури та відносної вологості, а також відповідний графік, який візуалізує ці значення. Ці розрахунки підкреслюють тенденцію зменшення щільності повітря зі збільшенням вологості при всіх діапазонах температур. Це відповідає загальним очікуванням, що повітря стає менш щільним, містячи більше водяної пари, яка менш щільна за сухе повітря.
Для розрахунку масової щільності повітря ρ за заданими значеннями температури та молярної частки, використаємо рівняння (7), з корекціями для врахування впливу CO2 (табл. 3). Припустимо, що вплив на щільність повітря можна апроксимувати лінійною функцією молярної частки CO2, де базова щільність повітря при 0% складає 1.293 кг/м3.
Таблиця 3
Розрахункові масова щільність повітря ρ (кг/м3) для різних температур
та молярної частки CO2.
Т, °C |
Молярна частка CO2, % |
||||||
0 |
10 |
20 |
30 |
40 |
50 |
60 |
|
0 |
1,293 |
1,295 |
1,297 |
1,299 |
1,301 |
1,303 |
1,305 |
10 |
1,2942 |
1,2962 |
1,2982 |
1,3002 |
1,3023 |
1,3043 |
1,3063 |
20 |
1,2955 |
1,2975 |
1,2995 |
1,3015 |
1,3036 |
1,3056 |
1,3076 |
30 |
1,2968 |
1,2988 |
1,3008 |
1,3028 |
1,3049 |
1,3069 |
1,3089 |
40 |
1,2981 |
1,3001 |
1,3021 |
1,3041 |
1,3062 |
1,3082 |
1,3102 |
Ці значення вказують на те, що масова щільність повітря зростає зі збільшенням молярної частки CO2 при всіх температурах, підкреслюючи важливість врахування вмісту CO2 в повітрі для точного моделювання акустичних властивостей. Тепер побудуємо графік з врахуванням цих даних (рис. 3).
Рисунок 3. Графік залежності масової щільності (ρ) від молярної частки CO2
для різних температур.
Отже, рис. 3 та таблиця 3 демонструє, що зі збільшенням молярної частки CO2 у повітрі масова щільність ρ зростає при будь-якій температурі в діапазоні від 0°C до 40°C. Це пояснюється тим, що діоксид вуглецю має більшу щільність порівняно з азотом і киснем, які є основними компонентами повітря, що спричиняє збільшення загальної масової щільності суміші. Крім того, найвищі значення масової щільності спостерігаються при низьких температурах і поступово знижуються з їх зростанням. Наприклад, при 0°C масова щільність змінюється від 1,293 кг/м³ до 1,305 кг/м³, тоді як при 40°C — від 1,2981 кг/м³ до 1,3102 кг/м³ при збільшенні молярної частки CO2 від 0% до 60%.
Висновки
Зібрані вимірювання та теоретичні аспекти демонструють важливість врахування змінних параметрів атмосфери та поверхні, що впливають на акустичні властивості середовища. Так, у статті представлено математичну модель поширення акустичних сигналів, яка враховує вплив атмосферних параметрів, таких як температура, вологість, тиск, та молярну частку CO₂ як однією з основних складових порохових газів, що виникають у бойових умовах. Ключовими рівняннями моделі є рівняння (1) та (7) що враховують вплив порохових газів, які виникають під час стрільби та вибухів. Це особливо актуально в умовах сучасного бою, де концентрація CO₂ може істотно зростати до 60%, що значно впливає на поширення акустичного сигналу.
Використання другого віріального коефіцієнта (6) в розрахунках допомагає краще оцінити вплив неідеальностей газової суміші, що підвищує точність розрахунків і дозволяє адаптувати мобільні звукомовні станції до конкретних бойових умов
Також, модель враховує зміну вологості та наявність водяної пари, що сприяє точнішому прогнозуванню швидкості звуку, оскільки ці чинники можуть суттєво змінювати акустичні властивості середовища. Включення турбулентних і структурних характеристик складного перешкодового середовища допомагає врахувати вплив нерівностей поверхні та конструкцій на шляху розповсюдження акустичного сигналу, що сприяє адаптації моделі до реальних бойових умов і підвищує ефективність заходів психологічного впливу.
За допомогою удосконаленої моделі, що враховує вміст CO₂, порохові гази та атмосферні умови, дальність поширення акустичного сигналу може бути скоригована на 10-15% порівняно зі стандартними моделями. Це значне покращення у відсотковому співвідношенні, особливо при високій концентрації CO₂, яка може знизити швидкість звуку до 10-12% в порівнянні з базовими умовами.
Список літератури
- 1.Доктрина психологічних операцій, затвердж. начальником Генерального штабу ЗС України від 25.05.21 року / Командування ССпО ЗС України. ДСК. 47 с.
- 2.Сапожков М. А. Звукофикация открытых пространств // Москва : Радио и связь, 1985. 303 с.
- 3.Красненко Н. П. Акустическое зондирование атмосферы // Новосибирск : Наука, 1986.с.
- 4.Фриз В. П., Орищук І. О. Математична модель прогнозування дальності дії звукомовної станції // Інформаційні системи : зб. наук. праць. Житомир : ЖВІ, 2013. С. 38 – 46. УДК 791.44.02
- 5.Harris C. M. Effects of Humidity on the Velocity of Soundin // Air The Journal of the Acoustical Society of America 49 (3). 1971, pp. 890–893. issn: 0001-4966. doi: 10.1121/1.1912429.
- 6.Morfey, C. L., Howell G. P. (Nov. 1980). Speed of soundinairas a function of frequency and humidity // The Journal of the Acoustical Society of America 68(5), pp. 1525–1527. issn: 0001-4966. doi: 10.1121/1.385080
- 7.Wong, G. S. K. Approximate equations for some acoustical and ther modynamic properties of standard air // The Journal of the Acoustical Society of Japan (E) 11(3), 1990. pp. 145–155. doi: 10.1250/ast.11.145.
- 8.Wong, G. S. K., Embleton T. F. W. Variation of specific heat sand of specific heat ratioin ai rwith humidity. // The Journal of the Acoustical Society of America 76(2), 1984. pp. 555–559. issn: 0001-4966. doi: 10.1121/1.391597.
- 9.Wong, G. S. K., T. F. W. Embleton. Variation of the speed of sound in air with humidity and temperature. // The Journal of the Acoustical Society of America 77(5), 1985. pp. 1710–1712. issn: 0001-4966. doi: 10.1121/1.391918.
10. Cramer O. The variation of the specific heat ratio and the speed of sound in air with temperature, pressure, humidity, and CO2 concentration. The Journal of the Acoustical Society of America 93(5), 1993. pp. 2510–2516. issn: 0001-4966. doi: 10.1121/1.405827.
11. Узагальнені матеріали щодо успішно проведених психологічних акцій в рамках психологічних операцій в ході відсічі збройної агресії рф : телеграма командувача Сил спеціальних операцій ЗС України від 24.04.2023 № 331/2538дск.
12. Buckley N. A., Juurlink D. N. Baricoxygen for carbon monoxide poisoning // Cochrane Database of Systematic Reviews. 4, 2011. doi: 10.1002/14651858.
13. Пашко К. О. Військова гігієна з гігієною при надзвичайних ситуаціях : підр. Тернопіль : Укрмедкнига, 2005. 312 с.
14. Chaigne A., Kergomard J. Acoustics of Musical Instruments // Modern Acousticsand Signal Processing. NewYork, 2016. isbn: 978-1-4939-3677-9 978-1-4939-3679-3. doi: 10.1007/978-1-4939-3679-3
15. Kaye G. W. C., Laby T. H. Tables of physical and chemical constants // 16th ed. Essex, England. NewYork, 1995. 611 pp. isbn: 978-0-582-22629-6.
Стаття надійшла до редакції 21.21.2024
IMPROVED MODEL OF PROPAGATION OF ACOUSTIC SIGNALS IN A COMPLEX OBSTACLE ENVIRONMENT
R.V. GRISHCHUK, Yu.V. OPANIUK
The results of the analysis of the performance of tasks by psychological operations units in local wars, armed conflicts and during the repulsion of large-scale armed aggression of the Russian Federation against Ukraine showed that mobile speech stations are used to effectively exert psychological influence on the target audience in the areas of combat operations. At the same time, there is an urgent need to improve the existing fleet of mobile speech stations. For example, increasing the power of mobile speech stations will not solve the problem of expanding the zone of confident speech with the specified parameters of audibility and intelligibility of the transmitted signal, as this is related to the issues of survivability of the aforementioned weapons. Another way to improve the stations is to take into account the peculiarities of the propagation of acoustic waves, which will allow improving the tactics of using mobile speech stations with minimal design interventions.
Existing models of acoustic signal propagation in a complex interference environment are mostly idealized and in real conditions of combat use of sound-speaking stations do not take into account certain conditions and factors that affect sound propagation.
The article proposes an improved model of acoustic signal propagation in a complex interference environment, which differs from other models by taking into account the influence of powder gases. The study of the model allows for the establishment of tactical and technical requirements for new models of mobile sound-speaking stations or the modernization of standard models that are in service with simultaneous improvement of the tactics of their use.
Keywords: mobile sound-speaking station, acoustic signal, psychological impact, target audience, environment.