УДК 550.348

КАТАСТРОФА ВЕРТОЛЕТА НА АРХИПЕЛАГЕ ШПИЦБЕРГЕН: ДЕШИФРОВКА ИНФРАЗВУКОВЫХ И СЕЙСМИЧЕСКИХ СИГНАЛОВ

© 2019 г.    Ю.А. Виноградов1 *, А.В. Федоров2

1 Федеральный исследовательский центр «Единая геофизическая служба РАН», г. Обнинск, Россия

2 Кольский филиал Федерального исследовательского центра «Единая геофизическая служба РАН», г. Апатиты, Россия

* e-mail: yvin@gsras.ru

Аннотация. 26.10.2017 г. в районе российского поселка Баренцбург на архипелаге Шпицберген потерпел крушение вертолет МИ-8 авиакомпании «Конверс Авиа». Момент катастрофы был зарегистрирован сейсмоинфразвуковым комплексом «Баренцбург», расположенным в 2.5 км от места катастрофы. Сейсмоинфразвуковой комплекс состоит из микроапертурной инфразвуковой группы, включающей три низкочастотных микрофона, и расположенной на той же площадке широкополосной сейсмостанции.

В работе приводится детальный анализ полученных записей сейсмометра и низкочастотных микрофонов. На сейсмических каналах обнаружено два типа сигналов, обусловленных падениемю вертолета: волна, вызванная ударом вертолета о воду и распространявшаяся в земной толще, и воздушная волна, также порожденная ударом о воду, но распространявшаяся в атмосфере. Второй тип волны также записан и низкочастотными микрофонами инфразвуковой микрогруппы. Описана методика определения координат источника по комплексному анализу акустических и сейсмических сигналов. Для определения расстояния до источника использовалась разница времен прихода сейсмической и акустической волн, а направление на источник определялось по разнице времен вступлений акустической волны на разнесенные в пространстве микрофоны инфразвуковой микрогруппы.  Проанализированы записи акустических сигналов, ассоциируемых с работой несущего винта до крушения и в момент удара о воду. Детальный анализ частотного и амплитудного состава полученных сейсмических и инфразвуковых сигналов позволил не только определить точное место и время падения вертолета, но и оценить предполагаемую траекторию его движения до момента падения, а также восстановить некоторые детали катастрофы.

Ключевые слова: инфразвуковые сигналы, сейсмические сигналы, сейсмоинфразвуковая группа, сейсмоинфразвуковая локация, крушение вертолета, Шпицберген.

https://doi.org/10.21455/GPB2019.1-10

Цитирование: Виноградов Ю.А., Федоров А.В. Катастрофа вертолета на архипелаге Шпицберген: Дешифровка инфразвуковых и сейсмических сигналов  // Геофизические процессы и биосфера. 2019. Т. 18, № 1. С. 111–117. https://doi.org/10.21455/GPB2019.1-10

Литература

Асминг В.Э., Федоров А.В. Модернизированный алгоритм автоматического детектирования и локации землетрясений по одиночной сейсмической группе и опыт его применения для изучения афтершоковой последовательности землетрясения в районе архипелага Шпицберген // Сейсмические приборы. 2010. Т. 46, № 2. С. 48–57.

Асминг В.Э., Баранов С.В.,  Виноградов Ю.А., Воронин А.И. Сейсмоинфразвуковой мониторинг на Шпицбергене // Сейсмические приборы. 2012. Т. 48, № 3. С. 20–33.

Асминг В.Э., Евтюгина З.А., Виноградов Ю.А., Федоров А.В. Анализ инфразвуковых сигналов, генерируемых техногенными источниками // Вестн. МГТУ. 2009. Т. 12, № 2. С. 107–110.

Асминг В.Э., Виноградов Ю.А., Евтюгина З.А., Кременецкая Е.О., Прокудина А.В. О результатах наблюдений на Апатитском сейсмоинфразвуковом комплексе // Вестн. МГТУ. 2008.  Т. 11,  № 3. С. 512–518.

Асминг В.Э., Баранов С.В., Виноградов А.Н., Виноградов Ю.А., Федоров А.В. Использование инфразвукового метода для мониторинга деструкции ледников в арктических условиях // Акуст. журн. 2016. Т. 62, № 5. С. 582–591. DOI: 10.7868/S0320791916040031

Виноградов А.Н., Виноградов Ю.А., Маловичко А.А. Применение сейсмоинфразвукового метода мониторинга природной среды для контроля геодинамического режима в зонах активного освоения недр Карского шельфа и Ямала // Вестн. КНЦ РАН. 2014а. Т. 19, № 4. С . 23–32.

Виноградов А.Н., Виноградов Ю.А., Кременецкая Е.О., Петров С.И. Формирование системы сейсмологического  и инфразвукового мониторинга в Западной Арктике в XX веке и перспективы ее дальнейшего развития // Вестн. КНЦ РАН. 2012. № 4. С. 145–163.

Виноградов Ю.А., Асминг В.Э., Баранов С.В., Федоров А.В., Виноградов А.Н. Сейсмоинфразвуковой мониторинг деструкции ледников (пилотный эксперимент на архипелаге Шпицберген) // Сейсмические приборы. 2014б. Т. 50, № 4. С. 5–14.

Маловичко А.А., Виноградов А.Н., Виноградов Ю.А. Развитие систем геофизического мониторинга в Арктике // Арктика: Экология и экономика. 2014. № 2(14). С. 16–23.

Сообщение ТАСС. Электронный ресурс. URL: http://tass.ru/proisshestviya/4708532

Цыбульская Н.Д., Куличков С.Н., Куличков А.И. Исследование возможности классификации инфразвуковых сигналов от разных источников // Изв. РАН. Физика атмосферы и океана. 2012. Т. 48, № 4. С. 434–441.

Bowman J.R., Eli Baker G.E., Bahavar M. Ambient infrasound noise // Geophys. Res. Let. 2005. V. 32. L09803.

Evers L., Ceranna L., Haak H., Le Pichon A., Whitaker R. A seismoacoustic analysis of the gas-pipeline explosion near Ghislenghien in Belgium // Bull. Seismol. Soc. Amer. 2007. V. 97(2). P. 417.

Garce’s M., Hetzer C., Merrifield M., Willis M., Aucan J. Observations of surf infrasound in Hawaii // Geophys. Res. Let. 2003. V. 30(24). P. 2264. DOI: 10.1029/2003GL018614

Gibbons S.J., Ringdal F., Kværna T. Joint seismic-infrasonic processing of recordings from a repeating source of atmospheric explosions // J. of the Acoust. Soc. of Amer. 2007. V. 122. EL158–EL164.  DOI: 10.1121/1.2784533

Gibbons S.J., Asming V., Eliasson L., Fyen J., Heikkinen P., Kero J., Kozlovskaya E., Kvaerna T., Liszka L., Näsholm P.S., Roth M., Vinogradov Yu. The European Arctic: A laboratory for seismo-acoustic studies // Seismol. Res. Let. 2015. V. 86, N 3. P. 917–928.

Green D.N., Bowers D. Estimating the detection capability of the International Monitoring System infrasound network // J. of Geoph. Res. 2010. V. 115. D18116.  DOI: 10.1029/2010jd014017

Jurkevic A. Polarization analysis of three-component array data // Bull. Seismol. Soc. Amer. 1988. V. 78(5). P. 1725–1743.

Le Pichon A., Blanc E., Hauchecome A. Infrasound monitoring for atmospheric studies. Springer, 2010. 735 p.

Stump B.W., Myung-Soon J., Hayward C., Jeong-Soo J., Che Il-Young, Thomason K., House S.M., McKenna J. Small-aperture seismo-acoustic arrays: Design, implementation, and utilization // Bull. Seismol. Soc. Amer. 2004. V. 94. P. 220–236.  DOI: 10.1785/0120020243

Сведения об авторах

ВИНОГРАДОВ Юрий Анатольевич – кандидат технических наук, директор, Федеральный исследовательский центр «Единая геофизическая служба РАН». 249035, Калужская обл., г. Обнинск, пр. Ленина, д. 189. E-mail: yvin@gsras.ru

ФЕДОРОВ Андрей Викторович – кандидат физико-математических наук,  директор, Кольский филиал Федерального исследовательского центра «Единая геофизическая служба РАН». 184209, Мурманская обл., г. Апатиты, ул. Ферсмана, д. 14. E-mail: Afedorov@krsc.ru

HELICOPTER CRASH ON THE SPITSBERGEN ARCHIPELAGO:
INFRASOUND AND SEISMIC SIGNALS DECRYPTION

© 2019 Yu.A. Vinogradov1 *, A.V.  Fedorov2

1 Federal Research Center «Geophysical Survey of the Russian Academy of Sciences», Obninsk, Russia

2 Kola Branch of the Federal Research Center «Geophysical Survey of the Russian Academy of Sciences», Apatity, Russia

* e-mail: yvin@gsras.ru

Abstract. The Mi-8 helicopter has crashed near the Russian settlement of Barentsburg on October 26, 2017. The seismo-acoustic array «Barentsburg», which is located at a distance of 2.5 km from the crash site, has registered the accident. The array consists of 3 low-frequency microphones and a broadband seismic 3-component station.

The paper provides a detailed analysis of the obtained seismic and low-frequency infrasonic records of signals, caused by the crash. Two types of signals were detected in seismic records: a wave caused by the helicopter fall into water and propagated through the earth, and an air wave also generated by the crash but propagated through the atmosphere. The wave of the second type was also recorded by low-frequency microphones of the infrasonic microarray. The method of the source coordinate determination by joint analysis of acoustic and seismic signals is described. The difference in arrival times of seismic and acoustic waves was used to determine the distance to the source, and the back azimuth was calculated using the differences in the arrival times of the acoustic wave to the spaced microphones of the infrasonic microarray.

The recordings of the acoustic signals associated with the operation of the helicopter rotor before the crash and at the moment of impact with water are considered. Detailed analysis of the frequency and amplitude composition of the seismic and infrasound signals allowed not only to determine the exact place and time of the helicopter crash, but also to estimate the trajectory of its movement before the fall, as well as to restore some details of the accident.

Keywords: infrasonic signals, seismic signals, seismo-acoustic array, seismo-acoustic locating, helicopter crush, Spitsbergen.

About the authors

VINOGRADOV Yury A. – Cand. Sci. (Tech.), Director, Federal Research Center «Geophysical Survey of the Russian Academy of Sciences». Obninsk, Russia. E-mail: yvin@gsras.ru

FEDOROV Andrey V.  − Cand. Sci. (Phys. and Math.), Director, Kola Branch of the Federal Research Center «Geophysical Survey of the Russian Academy of Sciences». Apatity, Russia. E-mail: Afedorov@krsc.ru

Cite this article as: Vinogradov Yu.A., Fedorov A.V. Helicopter crash on the Spitsbergen Archipelago: Infrasound and seismic signals decryption, Geofizicheskie Protsessy i Biosfera (Geophysical Processes and Biosphere), 2019, vol. 18, no. 1, pp. 111–117 (in Russian). https://doi.org/10.21455/gpb2019.1-10

English version: Izvestiya, Atmospheric and Oceanic Physics, 2019, vol. 55, iss. 7. ISSN: 0001-4338 (Print), 1555-628X (Online). URL: https://link.springer.com/journal/volumesAndIssues/11485