Энциклопедия «Техника» (с иллюстрациями)

Горкин Александр Павлович

 

ГИДРОЛОК'AТОР, гидроакустический прибор для обнаружения объектов в водной среде (подводных аппаратов, рыбных скоплений, затонувших судов) и определения их координат, для записи рельефа морского дна, дистанционного исследования состава донных слоёв грунта и т. д.

Первый гидролокатор был построен во Франции в 1918 г. Главными элементами гидролокатора являются гидроакустический излучатель, генерирующий звуковой импульс, и гидроакустический приёмник – гидрофон, принимающий отражённый эхосигнал. Принцип работы гидролокатора основан на измерении времени, в течение которого звуковой импульс проходит от излучателя до исследуемого объекта, а его отражённый эхосигнал возвращается после встречи импульса с исследуемым объектом. По известному

времени прохождения акустического импульса от излучателя до объекта и эхосигнала от объекта до приёмника – гидрофона и скорости распространения звука в воде можно определить расстояние до объекта. Метод определения расстояния между объектами в воде по времени прохождения звукового импульса применяется в разнообразных акустических приборах, в частности в эхолотах – приборах для определения глубин.

В зависимости от назначения гидролокаторы имеют разнообразные конструктивные исполнения. Напр., для дистанционного зондирования состава верхнего слоя грунта применяются системы, главными элементами которых являются гидроакустические антенны, импульсный генератор и самописец для построения графика изменения размеров зёрен грунта. Для сейсмического зондирования применяются излучающая антенна, состоящая из «воздушных пушек» и буксируемая в толще воды, и принимающая антенна в виде шланга большой длины (до 10 км) с размещёнными в нём акустическими приёмниками. Гидролокатор обзора дна представляет собой буксируемые со скоростью до 8 узлов (14.8 км/ч) системы с регистрацией данных о рельефе дна на самописце. Гидролокатор бокового обзора морского дна обеспечивает измерение характеристик придонного слоя на глубинах до 30 м. Гидроакустические навигационные системы для определения координат судна содержат цифровой гидролокатор и маяк-ответчик и обеспечивают навигационную безопасность судов, определяют характеристики морского дна, измеряют координаты подводного оборудования, обеспечивают ориентацию водолазов и т. д.

Принцип работы гидролокатора:

1 – излучатель; 2 – приёмник; 3 – объект

Гидролокаторы для поиска и определения координат рыбных скоплений (рыболокаторы), устанавливаемые на добывающих судах, а также используемые при любительской ловле, представляют собой компактные приборы с видео – и цифровой информацией о местах расположения и размерах рыбных скоплений.

Рыболокатор

ГИДРОМЕТАЛЛУРГИЯ, область металлургии, в которой извлечение металлов из руд, концентратов, техногенного сырья проводят при помощи водных растворов химических реагентов при температуре ниже 300 °C.

К гидрометаллургическим процессам относят выщелачивание, экстракцию, сорбцию, электролиз водных растворов. Выщелачивание – перевод металла или его соединения из сырья в водный раствор. Различают простое выщелачивание (растворение) или выщелачивание с химической реакцией, при котором происходит изменение химического состояния исходного вещества. При температуре выше 100 °C для выщелачивания используют автоклавы – герметичные аппараты, работающие при повышенных температурах и давлениях. Напр., автоклавное выщелачивание применяют при переработке урановых, алюминиевых, вольфрамовых руд и концентратов.

В результате выщелачивания образуется пульпа, продукты фильтрации которой – раствор и кек (твёрдый остаток). Экстракция, сорбция, электролиз – эти процессы используются для извлечения металлов из водных растворов, разделения компонентов растворов, концентрирования, очистки от примесей. Экстракция – перевод вещества из водного раствора в органическую фазу, не смешивающуюся с водной фазой (раствором). Сорбция – процесс извлечения веществ из раствора при помощи твёрдых ионообменных смол – ионитов. Электролиз – процесс осаждения металла из водного раствора на катоде под действием электрического тока (напр., так получают медь, никель, кобальт). Для ряда металлов электролиз проводят в расплаве солей (пирометаллургический процесс). Гидрометаллургия широко применяется

в производстве более 70 цветных металлов, однако при этом пиро – и гидрометаллургические процессы совмещаются (производство алюминия, вольфрама, золота, урана, бериллия, редкоземельных и других металлов).

ГИДРОМОНИТ'OР, устройство для создания мощных направленных водяных струй с целью разрушения и смыва горных пород и т. п. Используется при разработке россыпей, месторождений угля, песка, гравия и т. п., для намывки грунта при сооружении дамб, плотин. Энергию воды используют также для прокладки каналов, траншей, при создании оросительных систем, для очистки поверхностей зданий и т. п. Основной рабочий орган гидромонитора – насадка на водоподающем стволе, формирующая струю воды. Ствол может поворачиваться, изменяя направление полёта струи, управление стволом осуществляется вручную либо с пульта дистанционно. Вода в гидромонитор подаётся по трубопроводу от насосной станции, давление струи на выходе из насадки 1—35 МПа. Использование энергии водной направленной струи для разработки золотоносных и оловянных россыпей известно со 2-го тысячелетия. В России гидродобычу золота из золотосодержащих песков впервые осуществили на Урале в 1830 г.

Гидромонитор с дистанционным управлением

ГИДРОПРИВОД МАШИН (гидропривод, объёмный гидропривод), совокупность источника энергии и устройств с одним или несколькими объёмными гидравлическими двигателями для приведения в движение механизмов и машин с помощью жидкости под давлением.

В качестве источника энергии могут использоваться электрический или тепловой двигатель, жидкость под давлением и др. В зависимости от вида гидропередачи, т. е. устройства, транспортирующего и преобразующего энергию, различают гидростатический (объёмный) и гидродинамический приводы.

Объёмный гидропривод позволяет с высокой точностью поддерживать или изменять скорость машины при произвольной нагрузке, осуществлять слежение – точно воспроизводить заданные режимы вращательного или возвратно-поступательного движения, усиливая одновременно управляющее воздействие. Наиболее широко объёмный гидропривод применяется в металлорежущих станках, прессах, в системах управления летательных аппаратов, судов, тяжёлых автомобилей, в системах автоматического управления и регулирования тепловых двигателей, гидротурбин. Объёмный гидропривод используется иногда в качестве главных приводов транспортных установок на автомобилях, кранах. Наиболее часто в качестве гидравлического двигателя в объёмном гидроприводе применяются гидроцилиндры со штоком, обеспечивающим возвратно-поступательное прямолинейное движение.

Динамический гидропривод позволяет осуществлять только вращательное движение. В приводах этого вида частота вращения ведущего вала автоматически меняется с изменением нагрузки, что делает их особо пригодными для транспортных средств: скорость экипажа автоматически меняется в зависимости от сопротивления движению. На судах динамический гидропривод используют для привода винтов. Находят применение динамические гидроприводы и в стационарных установках: для привода питательных насосов ТЭЦ, шахтных подъёмных машин, вентиляторов и т. д.

Гидропривод – один из основных современных видов привода (наряду с электрическим и пневматическим), обеспечивающий работу самых различных машин. Гидравлический привод, в котором рабочим телом служит несжимаемая жидкость – минеральное масло, обеспечивает высокую плавность и равномерность хода, точность остановки выходного звена (напр., штока гидроцилиндра), большие рабочие усилия (до сотен тонн). В этих случаях рационально его применение. Однако гидропривод имеет целый ряд недостатков: трудность снабжения рабочим телом – минеральным маслом, опасность его утечки через уплотнения и т. д. Поэтому во многих случаях (напр., для обеспечения небольших усилий) рационально применять более простой в эксплуатации пневмопривод, рабочим телом для которого служит воздух из атмосферы, сжатый в компрессоре.