Thiết bị tìm kiếm máy bay, tàu thủy bị chìm trên biển

Có bạn hỏi làm sao lực lượng cứu nạn máy bay SU-30 và CASA nhìn thấy được đáy biển? Bài sưu tầm xin giới thiệu về thiết bị này:

Sidescan Sonar là phương pháp thu hình các chi tiết đáy từ sự phản hồi sóng siêu âm. Máy định vị Sonar là một thiết bị có độ phân giải đủ để thể hiện các hình ảnh cơ bản đáy nước ở hai bên tuyến khảo sát. Sidescan Sonar không cung cấp độ cao tuyệt đối của đối tượng, mà là độ cao của vật thể tới đáy, từ đó độ cao của vật thể có thể ước tính.

Máy định vị Sonar trông giống trái tên lửa hoặc con cá, gọi là Towfish (con cá). Khi treo cách đáy biển 50 m sẽ có thể nhìn thấy các vật trong vòng chừng 600 m2. Tuy vậy, với Sonar, một xác người trông không khác gì một gò cát trên màn hình. Ngay cả xác tàu đắm cũng khó nhận ra trên màn hình nếu người điều khiển Sonar không được huấn luyện. Khi phát hiện một vật bất thường ở đáy biển, người ta hạ Sonar xuống vài mét để có hình ảnh rõ hơn.

Sidescan Sonar gồm thiết bị ghi, một cảm biến chìm trong nước, nối với nhau bằng cáp tín hiệu. Sidescan Sonar là thiết bị ghi, nạp tín hiệu cho Towfish – phần thiết bị kéo ngầm dưới nước. Lệnh từ thiết bị ghi truyền đến đầu phát (Transducer).

Đầu phát phát xung siêu âm sẽ phát sóng (xung) xuyên trong nước, thẳng xuống đáy biển. Sau khoảng thời gian cực ngắn, sóng siêu âm phản xạ lại từ đáy nước dội trở về máy thu, được khuếch đại và truyền về thiết bị ghi. Thiết bị ghi xử lý tín hiệu, số hóa và tính toán vị trí tương ứng trong bản ghi (từng pixel một), rồi truyền số liệu này vào thiết bị ghi lưu. Số liệu thu được cho phép tính toán số liệu hiệu chỉnh độ xiên để tạo ra hình ảnh phẳng, và có thể ghép thành một vùng rộng của đáy được khảo sát.

Chiều cao và tốc độ kéo thiết bị: Chất lượng của số liệu là một hàm số của chiều cao Towfish so với đáy hoặc đối tượng dưới đáy. Với cấu hình tiêu chuẩn, việc khảo sát được tiến hành với Towfish ở cao độ so với đáy từ 8-20% phạm vi đo. Nếu kéo Towfish cao hơn thì vùng khuất sẽ giảm và việc nhận biết địa vật cũng giảm. Nếu kéo Towfish thấp hơn sẽ giảm hiệu quả của tín hiệu ở vùng biên. Tốc độ kéo sẽ điều chỉnh sao cho mỗi địa vật được sóng siêu âm phản xạ 3 lần.

Hình ảnh về đối tượng được khảo sát: Độ chính xác (khả năng nhận biết kích thước địa vật đáy) phụ thuộc và nhiều yếu tố: kích thước và hình dạng của địa vật, dạng vật liệu và độ phản xạ, tạp âm, nhiễu, và mức độ ổn định của Towfish. Một vùng khuất phía trước với tín hiệu phản xạ mạnh cho biết có chỗ lõm lớn. Một vùng khuất ở phía sau với tín hiệu phản xạ mạnh cho biết có sự nhô lên đột ngột của đáy.

Tính toán chiều cao của địa vật: Chiều cao của địa vật có thể ước tính từ bóng che của nó. Độ phản xạ của sóng siêu âm là một hàm của kích thước địa vật, hình dạng, hướng so với Towfish, và kết cấu của nó. Thép và đá phản xạ tốt nhất. Sợi thủy tinh, gỗ, chất dẻo, cao su phản xạ yếu.

Xác định vị trí của địa vật: Để xác lập vị trí một cách chính xác, trước hết phải có vị trí chính xác của tàu khảo sát, rồi nạp vị trí này cho Towfish. Vị trí đầu phát (Transducer) là điểm gốc của hệ tọa độ được sử dụng trên tàu. Hướng về trước và ra sau là hướng chính, khoảng cách vuông góc với hướng chính từ Towfish tới mạn tàu gọi là offset. Thông thường, hướng chính là dương khi ở phía sau, và offset là dương khi ở bên phải mạn tàu. Vị trí của Transducer được tính tại anten của GPS (phương pháp hình học). Khi vị trí của Towfish được xác định thì ta sẽ tính được vị trí của địa vật. Đại lượng offset (trong bộ ghi của Sonar) sẽ có giá trị dương đối với mạn phải và âm đối với mạn trái. Khi biết giá trị offset của Towfish so với tàu khảo sát thì sẽ tính được vị trí của địa vật.

Những lưu ý khi lặn sâu (P1)

(Sưu tầm, trích dịch)

Lái xe với tốc độ 130 mile/h và lặn sâu 130 feet có điểm chung là sẽ tiếp cận nỗi nguy hiểm một cách nhanh chóng. Dưới độ sâu khá sâu, bình khí của bạn sẽ hết đi rất nhanh. Nhưng không giống sự liên tiếp xuất hiện các cột điện khi bạn chạy xe hơi, lượng khí trong bình là tàng hình, ngay cả khi bạn thường xuyên xem đồng hồ đo khí, vì bạn có thể không hình dung các chữ số của đồng hồ sẽ “xuống” nhanh tới mức nào. Bạn thậm chí có thể không nhận ra trang thái cơ thể bạn đang biến đổi như thế nào: nước ấm, trong vắt, nên tại độ sâu 130 feet bạn cảm thấy dễ chịu như đang ở 30 feet. Thêm hiệu ứng blissed từ lí do bị ngộ độc nitơ, và đầu mối gây nguy hiểm cho bạn lại có thể xuất phát từ cách ngậm mồm thở của bạn. 

Mặc dù có nhiều nguy hiểm khác khi ở độ sâu, đi lên cấp tốc chắc chắn là tai nạn nghiêm trọng nhất.

1. Thực hành lặn.

Chìa khóa để bạn đang quen lặn ở độ sâu 60 feet chuyển sang lặn 130 feet không phải là sự nhảy vọt. Thay vào đó, bạn cần tăng dần dần độ sâu tối đa của bạn. Bạn không nên lập kỉ lục gia số độ sâu hơn 10 feet sau mỗi cú lặn. Nói cách khác, bạn hãy cảm thấy thực sự thoải mái và thư giãn ở độ sâu tối đa hiện tại của bạn, ví dụ 80 feet, khi đó bạn hãy lặn 90 feet.

Gia số 10 feet có vẻ như quá nhỏ chăng? Nó sẽ là 5 lần lặn để bạn chuyển từ 80 feet đến 130 feed. Tuy nhiên, bạn đang bước vào lãnh thổ chưa được bạn khám phá. Trước tiên, bạn không biết được sự tiêu thụ không khí của bạn thực sự sẽ tăng lên bao nhiêu. Về mặt vật lý, sự tiêu thụ khí ở 130 feet sẽ là cấp số nhân so với khi ở bề mặt. Khí thở ở độ sâu đặc hơn, vì vậy bạn sẽ thở tốn khí hơn. Nhưng có những yếu tố khác nữa:

Bạn sẽ có một chút lo lắng mà bạn không nhận ra, sẽ làm bạn thở gấp, thở nông, và gây lãng phí. Mệt mỏi và CO2 cũng thúc đẩy nhịp thở của bạn. Thế là bạn rơi vào một vòng phản hồi: thở nông, lãng phí khí thở, lại thở nông hơn, lại lãng phí khí thở hơn nữa, cuối cùng là hết khí thở quá nhanh.  

Thứ hai, sự căng thẳng của bạn sẽ trở nên tệ hơn một khi hơi thở của bạn gặp khó khăn. Lo lắng và hoảng loạn có thể xuất hiện mà không cần một lý do nào. Lúc đó bạn có thể thuyết phục được bản thân bạn không?

Thứ ba, bạn đang đi vào độ sâu – nơi dễ xuất hiện trạng thái say nitơ. Đó là một nguy cơ nghiêm trọng. Nó có thể gây ra hưng phấn quá mức, thay vì lo lắng. Trong cả hai trường hợp, trạng thái say nitơ có thể làm cho bạn bỏ qua tất cả các dấu hiệu cảnh báo nguy hiểm.

2. Kế hoạch lặn.

Cuộc họp lập kế hoạch lặn sâu quan trọng hơn nhiều so với những kế hoạch lặn mà bạn đã quen biết. Máy tính lặn đã làm nhiều người lười lập kế hoạch. 

Một thói quen xấu là chỉ dựa vào máy tính để biết sẽ phải làm gì. Thay vì dựa vào nó, bạn cần biết trước là bình 90 feet khối của bạn sẽ cung cấp không khí cho bạn được bao lâu. Bạn cần có một kế hoạch dự phòng. Van Velson, bạn tôi, nói: Nếu bạn muốn xuống 90 feet, bạn cần có một kế hoạch dự phòng cho trường hợp bạn ngẫu nhiên bị rớt xuống 100 feet hay 110 feet. Như vậy trong lúc lặn 90 feet, nhưng nếu bạn bị rớt xuống 100 feet thì bạn mới biết bạn sẽ có thể ở lại đó được bao lâu.

Điều gì sẽ hạn chế lặn sâu: Bạn sẽ không đủ không khí thở? Việc này phụ thuộc vào bạn, vào máy tính và chiều sâu bạn cần xuống. Ai sẽ nhận được điều này đầu tiên, bạn hay bạn lặn của bạn? Bạn muốn có 500 psi khí dự phòng, nhưng làm thế nào để bạn có được nhiều khí dự phòng hơn? 

Một số thợ lặn sử dụng “quy tắc một phần ba” (thường được áp dụng cho cuộc lặn thâm nhập hang động). Một phần ba khí để đi tới, một phần ba cho để đi về, và một phần ba còn lại cho cú đi lên có dừng giải áp an toàn(*) và dự phòng cho bất kỳ sự chậm trễ nào mà bạn có thể gặp phải. Nghĩa là bạn xài chai chứa 3.000 psi khí, thì sẽ đi về khi chai còn 2.000 psi, và bắt đầu đi lên khi chai còn 1.000 psi. Khi đi lên, bạn hãy tiêu tốn 100 psi khí cho mỗi 10 feet đi lên, không kể 500 psi dự phòng “nguội”.

3. Chuẩn bị lặn.

Bạn hy vọng tăng giới hạn chiều sâu tối đa của bạn bằng cách liên tục tăng thêm 10 feet mỗi lần lặn mà không hề bị rủi ro. Bạn hãy nghỉ ngơi đầy đủ và uống nhiều nước. Mệt mỏi sẽ dẫn tới DCS(*), mê man nitơ, và có lẽ nguy hiểm hơn – đó là gia tăng sự bất cẩn, sự lo lắng và hoảng loạn. Bạn cần có kế hoạch vào buổi tối cho cú lặn sáng mai. 

Cần hạn chế rượu và cà phê bắt đầu từ tối hôm trước. Mất nước cũng làm tăng nguy cơ DCS và dẫn đến mệt mỏi sớm hơn.

Cần lặn trong vùng màu xanh của máy tính lặn của bạn.

Điều kiện lặn hôm nay là gì? Nhưng nếu lúc này tầm nhìn kém, nước khá lạnh hoặc xuất hiện dòng chảy mạnh, thì đây có thể không phải là một ngày để bạn xuống sâu thêm 10 feet.

Bạn hãy chuẩn bị thiết bị và kiểm tra lẫn nhau một cách cách cẩn thận hơn bình thường. Trước khi xuống nước, nhóm cần thông qua kế hoạch lặn một lần nữa, sau đó nhìn vào mắt nhau để xem bạn mình có thoải mái không. Nếu có nghi ngờ, nhóm nên hủy bỏ chuyến lặn, và không nên ngần ngại làm như vậy vì bất kỳ lý do nào.

(*) Xin xem trong "Tự điển Lanbien" ở trên cùng bên phải trang tin này. 

(còn nữa)

Chúng tôi bơi trên hồ Michigan (P2)

(Tiếp theo và hết)

Sau chừng vài phút, lực lượng ứng cứu, từ không ít hơn của năm thị trấn, đã có mặt. Northfield thậm chí còn đưa tới chiếc xe trông giống như xe cần cẩu. Hai xuồng cứu hộ Zodiac có mặt và tìm kiếm trong vùng mà chúng tôi đã bơi. Chúng tôi ở trên bờ cung cấp cho cảnh sát các thông tin có liên quan. Rồi một người suy đoán rằng, Tim đã bơi tới điểm quay vòng rồi, nhưng không quay về mà tiếp tục bơi về phía Bắc. Chúng tôi gọi điện thoại cho xuồng Zodiac về khả năng này, và họ đã tìm thấy Tim sau vài phút.

Chúng tôi nhẹ nhõm khi nghe Cứu hộ nói rằng Tim đã lên Zodiac và đang trở lại tháp Beach. Anh ấy sức khỏe vẫn tốt, mặc dù khá mệt mỏi và có chút lo lắng. Anh ấy nói rằng anh đã sơ suất bỏ qua điểm quay vòng, nên đã bơi tiếp về phía Bắc. Cho tới khi biết không thể tiếp tục bơi được nữa, anh bơi vào bờ và đi bộ ngược về điểm xuất phát. Anh đã ở trong nước được một giờ và 45 phút.

Tôi biết rằng tôi sẽ phải xin lỗi Tim vì đã vội vàng gọi 911, nhưng câu chuyện kiểu thế này rất dễ kết thúc không có hậu. Cho dù kết quả là tốt đẹp hay bi đát, đây là lời nhắc nhở, rằng bơi vùng nước mở có thể nguy hiểm, và chúng ta cần thực hiện một số quy tắc an toàn thông thường:

-Không bơi một mình, hoặc bơi “theo nhóm” nhưng rút cục vẫn là bơi một mình.

-Nhóm bơi nên có một người ở trên bờ để theo dõi, hoặc thuê một nhân viên cứu hộ theo dõi.

-Hãy chú ý đến sự đồng đẳng cấp của bạn bơi.

-Cần đeo kính bơi cận nếu bạn nhìn xa bị khó khăn.

-Hãy đội chiếc mũ bơi có màu sắc rực rỡ. Hãy kéo theo phao an toàn của vận động viên bơi vùng nước mở.  

Có lẽ vị cứu tinh lớn nhất là phao bơi an toàn của vận động viên bơi lội. Phao có sợi dây nối với đai vòng chéo qua vai hoặc vòng ngang qua eo. Nó cung cấp cho thuyền bè qua lại một cảnh báo rõ ràng hơn về sự hiện diện của một người bơi, và nếu bạn gặp rắc rối, bạn kéo nó vào lòng – nó sẽ giữ cho bạn nổi. Cộng đồng bơi vùng nước mở đã khuyến khích sử dụng các phao tiêu này. Cuộc sống của bạn hoặc cuộc sống của Tim có thể phụ thuộc vào nó.