От микрофона до испытательной камеры: кто он такой – инженер судовой аппаратуры

Фото: Shutterstock

На открытой палубе ветер заглушает голос, в машинном отделении работают двигатели, а между ними — переборки и несколько палуб. Если с мостика нужно передать команду на нос судна, её должен услышать конкретный пост. Если объявлена тревога — все, кому предназначено предупреждение. Громкоговорящая связь решает обе задачи, но для этого недостаточно установить динамики и прибавить громкость.

Такие системы разрабатывает и выпускает Муромский радиозавод во Владимирской области. В его продукции есть судовая аппаратура «Рябина» и комплексы связи для небольших судов. На их примере можно проследить путь сообщения от микрофона до адресата и понять, почему оборудование проверяют на устойчивость к влажности, температуре и механическим воздействиям. О том, как инженеры создают надёжную связь для экипажа, рассказываем в рамках проекта «Как это работает?», реализуемого при поддержке Минобрнауки России в рамках Десятилетия науки и технологий.

Кому должно достаться сообщение

На небольшом судне часть команд можно передать голосом. Чем больше помещений и рабочих постов, тем сложнее экипажу слышать друг друга без технической помощи. Разговор из машинного отделения предназначен одним людям, распоряжение на палубу — другим. Общее предупреждение должно прозвучать сразу в нескольких местах. Если передавать все сообщения через каждый громкоговоритель, служебные переговоры начнут мешать работе.

Для этого и нужна внутрикорабельная связь. Она позволяет организовать разговор между постами, обратиться к выбранной группе или передать объявление по линиям оповещения. Её задача отличается от радиосвязи с берегом и другими судами: сообщение остаётся внутри корабля, но проходит туда, куда не достанет обычный голос.

Условия на разных постах тоже не одинаковы. В рубке необходимо отчётливо слышать переговоры. В машинном отделении речь приходится отделять от гула механизмов и вентиляции. Аппаратура на открытой палубе подвергается воздействию влаги и перепадов температуры. Поэтому при проектировании системы инженеры выбирают не только способ передачи сигнала, но и подходящее оборудование для каждого места установки.

Муромский радиозавод ведёт историю с 1946 года. В 1950-х на предприятии начали создавать судовую аппаратуру громкоговорящей связи, в том числе комплекс «Каштан». Позднее появились другие системы для связи, оповещения и трансляции. «Рябина» и аппаратура для небольших судов продолжают эту линию разработок: их назначение — помочь экипажу обмениваться сообщениями в условиях, где непосредственный разговор затруднён.

Путь голоса от мостика до палубы

Представим, что вахтенный обращается к команде на носу судна. Он выбирает нужный пост или линию и говорит в микрофон. Микрофон преобразует колебания воздуха в электрический сигнал. Аппаратура направляет его по выбранному пути, а громкоговоритель на другом конце вновь превращает сигнал в звук.

В этой цепочке у каждого узла своя задача. Переговорное устройство принимает сообщение, коммутатор помогает направить его адресату, усилитель обеспечивает необходимый уровень сигнала, громкоговоритель воспроизводит речь. Если неисправен один из элементов или нарушено соединение между ними, команда может прозвучать слишком тихо, неразборчиво либо вовсе не дойти.

Выбор адресата называют избирательной связью. Она позволяет передать сообщение определённому посту, не заполняя разговором всё судно. Для оповещения, напротив, заранее выбирают линии, по которым объявление должно дойти до нескольких помещений. Аппаратура для малых судов, выпускавшаяся Муромским радиозаводом, предусматривает избирательную симплексную связь. «Симплексная» означает, что собеседники говорят по очереди: один передаёт сообщение, затем отвечает другой. По такому принципу знакома многим работа рации.

«Рябина» объединяет несколько видов устройств в систему громкоговорящей связи и трансляции. В её составе могут использоваться переговорные приборы, коммутаторы, усилители, регуляторы и громкоговорители. Набор и размещение зависят от судна: инженерам нужно связать рабочие посты и обеспечить слышимость в предусмотренных проектом помещениях.

Громче — не всегда понятнее

Речь в машинном отделении может потеряться на фоне работающего оборудования, даже если громкоговоритель звучит достаточно сильно. Низкий гул, шум вентиляции и отражения звука от поверхностей мешают различать слова. На тихом посту тот же уровень громкости, наоборот, может быть избыточным.

Инженер учитывает условия каждого помещения: выбирает подходящий громкоговоритель, место его установки и возможность регулировки звука. Задача состоит в том, чтобы человек понял сообщение, а не просто услышал, что из динамика идёт звук. Поэтому при наладке важны и работа аппаратуры, и разборчивость речи там, где находятся члены экипажа.

У связи есть ещё один вопрос: какое сообщение прозвучит, если в момент обычного разговора нужно передать общее предупреждение? Порядок вызовов и оповещения определяют при проектировании конкретной системы. Затем его проверяют при наладке и объясняют экипажу. Электроника направляет сигнал, но пользоваться её возможностями люди должны по понятным правилам.

От проверки на столе — к испытаниям

Собранный блок может исправно работать в помещении: включаться, принимать голос и передавать его в динамик. Для судового оборудования этого недостаточно. Аппаратура будет долго находиться рядом с работающими механизмами, подвергаться температурным изменениям, а некоторые её части — воздействию сырого воздуха. Неполадка, которую не видно при коротком включении, способна проявиться позднее.

Поэтому радиоаппаратуру проверяют на разных этапах производства. Приёмо-сдаточные испытания помогают оценить конкретное изготовленное изделие. Периодические позволяют следить за стабильностью выпуска. Типовые проводят, когда нужно оценить влияние изменений конструкции или технологии. Для каждого изделия порядок испытаний и признаки успешного результата задают в технической документации.

На Муромском радиозаводе для такой работы используют оборудование климатических и механических испытаний: термокамеры, ударный стенд и камеру морского тумана. Испытание в камере морского тумана помогает оценить, как материалы, покрытия и соединения переносят влажную солёную среду. Она опасна для металлических частей: коррозия и ухудшение контакта могут привести к нестабильной работе. Температурные испытания проверяют действие заданного нагрева или охлаждения, механические — сохранность конструкции и соединений после предусмотренных нагрузок.

Испытательная камера не воспроизводит всё плавание в уменьшенном масштабе. Она позволяет воздействовать на аппаратуру определённым фактором в заданных условиях, а затем проверить результат. Если блок после испытания перестал отвечать требованиям, инженеры выясняют причину: изменился ли контакт, повредилось ли крепление, нарушилась ли работа какого-либо узла. Полученные данные помогают исправить конструкцию или процесс изготовления.

Надёжность закладывают раньше испытаний

Проверка готового прибора выявляет недостатки, но работа над его надёжностью начинается на чертеже. Схемотехник выбирает электрические решения. Конструктор определяет устройство корпуса, крепления и размещение разъёмов. Технолог готовит сборку, монтаж и настройку. Испытатель устанавливает, какие параметры нужно проверить и какие воздействия должно выдержать изделие.

Правильно рассчитанная схема сама по себе не гарантирует хорошую связь. Некачественное соединение, ошибка при сборке или пропущенная настройка способны испортить результат. Поэтому после разработки аппаратуры важно наладить повторяемый выпуск: изготовленные блоки должны соответствовать тем требованиям, которые выполнил опытный образец.

Надёжность зависит и от доступности компонентов для дальнейшего производства. Этот вопрос Муромский радиозавод учитывал при создании цифрового комплекса судовой связи «Облик». Тогдашний исполняющий обязанности генерального директора предприятия Сергей Клаучек объяснял выбор отечественных компонентов возможностью планировать следующие проекты и выполнять заказы без зависимости от внешних поставок. Цифровой комплекс предусматривал избирательные вызовы, конференцсвязь и передачу объявлений по выбранным линиям. Это самостоятельная разработка: её возможности не следует автоматически приписывать «Рябине».

Переход к цифровым системам расширяет задачи разработчиков. Нужно не только передать голос, но и определить порядок соединения участников, обработать сигнал и обеспечить работу выбранных режимов. При этом требование экипажа остаётся прежним: команда должна дойти быстро и прозвучать понятно.

Кто создаёт судовую связь

В разработке такой аппаратуры участвуют специалисты разных направлений. Инженер по системам связи определяет, какие посты должны взаимодействовать и как организовать оповещение. Схемотехник разрабатывает электрические узлы. Конструктор отвечает за исполнение приборов и их размещение. Специалисты производства собирают и настраивают блоки. Испытатели проверяют, сохраняют ли они нужные свойства после предусмотренных воздействий.

Школьнику, которого интересуют звук и электроника, можно начать с небольшого опыта: произнести одну и ту же фразу в тихой комнате и рядом с работающим вентилятором, а затем сравнить запись. Опыт показывает, почему громкость и разборчивость — разные вещи. Следующий шаг — разобраться, как микрофон превращает звук в сигнал, а усилитель и динамик возвращают его слушателю.

Получить профильное образование можно в Муромском институте Владимирского государственного университета. На направлении «Радиотехника» изучают разработку радиоэлектронных систем, работу с сигналами и измерительной аппаратурой. Для тех, кому ближе сборка, настройка и проверка приборов, есть программа «Разработка электронных устройств и систем». Выбирать между ними полезно по тому, какую часть работы хочется выполнять: проектировать систему, создавать отдельные узлы или заниматься изготовлением и испытаниями.

Пригодится и смежный опыт. Электрик уже знаком с цепями и измерениями, специалист по автоматизации — с работой оборудования, программист может заинтересоваться цифровой обработкой сигналов. Но судовая связь потребует изучить особенности радиоаппаратуры, её изготовления и проверки. Отдельное внимание придётся уделить условиям, в которых устройство будет работать после установки на судне.

В Муроме действует также завод радиоизмерительных приборов. Это другое предприятие, поэтому при поиске практики или работы важно смотреть на профиль организации и её продукции. Для судовой громкоговорящей связи в этой истории речь идёт именно о Муромском радиозаводе.

Когда на мостике произносят короткую команду, экипажу важно услышать её сразу и без двусмысленности. Ради этого инженеры выбирают адресатов сообщения, размещают громкоговорители, собирают аппаратуру и проверяют её в условиях, которые обычное включение на столе не выявит. Работа судовой связи заметна прежде всего тогда, когда слова доходят сквозь шум до нужного человека.