聲吶發明史

㈠ 什麼是聲納

聲納是利用水聲傳播特性對水中目標進行感測探測的技術設備,用於搜索、測定、識別和跟蹤潛艇和其他水中目標,進行水聲對抗,水下戰術通信、導航和武器制導、保障艦艇、反潛飛機的戰術機動和水中武器的使用等。聲納的工作原理是回聲探測法。這個方法是在第一次世界大戰期間研究出來的。用送入水中的聲脈沖探測目標,聲脈沖碰到目標就反射回來,返回聲源(有所減弱) 後被記錄下來。如果知道脈沖的往返時間,並且知道超聲在水中的傳播的速度,就可以很精確地測定出目標的距離。這當然是很有價值的,尤其是在軍事上。根據海洋聲學的歷史記載,義大利物理學家達·芬奇曾於1490 年寫過這樣一段話:「如果使船停航,把一根長管的一端插入水中,而另一端貼緊耳朵,則能聽到遠處的航船。」這實際上是水下被動式聲納設備的雛形。

聲納按其工作方式可分為被動式聲納和主動式聲納,現在的綜合聲納兼有以上兩種形式。
被動式聲納又稱為雜訊聲納,主要由換能器基陣(由若干個換能器按照一定規律排列組織組合而成) 、接火機、顯示控制台和電源等組成。當水中、水面目標(潛艇、魚雷、水面艦艇等) 在航行中,其推進器和其他機械運轉產生的雜訊,通過海水介質傳播到聲納換能器基陣時,基陣將聲波轉換成電信號傳送給接收機,經放大處理傳送到顯示控制台進行顯示和提供聽測定向。被動式聲納主要搜索來自目標的聲波,其特點是隱蔽性、保密性好,識別目標能力強,偵察距離遠,但不能偵察靜止無聲的目標,也不能測出目標距離。

主動式聲納又稱回聲聲納,主要由換能器基陣、發射機、接收機、收發轉換裝置、終端顯示設備、系統控制設備和電源組成。在系統控制設備的控制下,發射機產生以某種形式調制的電信號,經過發射換能器變成聲信號發送出去當聲波信號在傳播途中遇到目標時,一部分聲能被反射回接收換能器再轉換成電信號,送入接收機進行放大處理,根據聲信號反射回來的時間和頻率的高低來判斷目標的方位、距離和速度,在終端顯示設備上顯示出來。主動聲納可以探測靜止無聲的目標,並能測出其方位和距離。但主動發射聲信號容易被敵方偵聽而暴露自己,且探測距離短。