一、什么是聲納
聲納就是利用水中聲波對水下目標(biāo)進行探測、定位和通信的電子設(shè)備，是水聲學(xué)中應(yīng)用最廣泛、最重要的一種裝置。聲納技術(shù)至今已有100年歷史，它是1906年由英國海軍的劉易斯·尼克森所發(fā)明。他發(fā)明的第一部聲納儀是一種被動式的聆聽裝置，主要用來偵測冰山。這種技術(shù)，到第一次世界大戰(zhàn)時被應(yīng)用到戰(zhàn)場上，用來偵測潛藏在水底的潛水艇。
目前，聲納是各國海軍進行水下監(jiān)視使用的主要技術(shù)，用于對水下目標(biāo)進行探測、分類、定位和跟蹤；進行水下通信和導(dǎo)航，保障艦艇、反潛飛機和反潛直升機的戰(zhàn)術(shù)機動和水中武器的使用。此外，聲納技術(shù)還廣泛用于魚雷制導(dǎo)、水雷引信，以及魚群探測、海洋石油勘探、船舶導(dǎo)航、水下作業(yè)、水文測量和海底地質(zhì)地貌的勘測等。
二、聲納工作原理
聲波是觀察和測量的重要手段。 在水中進行觀察和測量，具有得天獨厚條件的只有聲波。這是由于其他探測手段的作用距離都很短，光在水中的穿透能力很有限，即使在最清澈的海水中，人們也只能看到十幾米到幾十米內(nèi)的物體；電磁波在水中也衰減太快，而且波長越短，損失越大，即使用大功率的低頻電磁波，也只能傳播幾十米。然而，聲波在水中傳播的衰減就小得多，在深海聲道中爆炸一個幾公斤的炸彈，在兩萬公里外還可以收到信號，低頻的聲波還可以穿透海底幾千米的地層，并且得到地層中的信息。在水中進行測量和觀察，至今還沒有發(fā)現(xiàn)比聲波更有效的手段。
三、聲納結(jié)構(gòu)與分類
聲納裝置一般由基陣、電子機柜和輔助設(shè)備三部分組成?；囉伤晸Q能器以一定幾何圖形排列組合而成，其外形通常為球形、柱形、平板形或線列行，有接收基陣、發(fā)射機陣或收發(fā)合一基陣之分。電子機柜一般有發(fā)射、接收、顯示和控制等分系統(tǒng)。輔助設(shè)備包括電源設(shè)備、連接電纜、水下接線箱和增音機、與聲納基陣的傳動控制相配套的升降、回轉(zhuǎn)、俯仰、收放、拖曳、吊放、投放等裝置，以及聲納導(dǎo)流罩等。
換能器是聲納中的重要器件，它是聲能與其它形式的能如機械能、電能、磁能等相互轉(zhuǎn)換的裝置。它有兩個用途：一是在水下發(fā)射聲波，稱為“發(fā)射換能器”，相當(dāng)于空氣中的揚聲器；二是在水下接收聲波，稱為“接收換能器”，相當(dāng)于空氣中的傳聲器。換能器在實際使用時往往同時用于發(fā)射和接收聲波，專門用于接收的換能器又稱為“水聽器”。換能器的工作原理是利用某些材料在電場或磁場的作用下發(fā)生伸縮的壓電效應(yīng)或磁致伸縮效應(yīng)。
聲納的分類可按其工作方式，按裝備對象，按戰(zhàn)術(shù)用途、按基陣攜帶方式和技術(shù)特點等分類方法分成為各種不同的聲納。例如按工作方式可分為主動聲納和被動聲納；按裝備對象可分為水面艦艇聲納、潛艇聲納、航空聲納、便攜式聲納和海岸聲納等。
主動聲納：主動聲納技術(shù)是指聲納主動發(fā)射聲波“照射”目標(biāo)，而后接收水中目標(biāo)反射的回波以測定目標(biāo)的參數(shù)。大多數(shù)采用脈沖體制，也有采用連續(xù)波體制的。它由簡單的回聲探測儀器演變而來，它主動地發(fā)射超聲波，然后收測回波進行計算，適用于探測冰山、暗礁、沉船、海深、魚群、水雷和關(guān)閉了發(fā)動機的隱蔽的潛艇；
被動聲納：被動聲納技術(shù)是指聲納被動接收艦船等水中目標(biāo)產(chǎn)生的輻射噪聲和水聲設(shè)備發(fā)射的信號，以測定目標(biāo)的方位。它由簡單的水聽器演變而來，它收聽目標(biāo)發(fā)出的噪聲，判斷出目標(biāo)的位置和某些特性，特別適用于不能發(fā)聲暴露自己而又要探測敵艦活動的潛艇。
四 聲納安裝及運用
傳統(tǒng)上潛艇安裝聲納的主要位置是在最前端的位置，由于現(xiàn)代潛艇非常依賴被動聲納的探測效果，巨大的收音裝置不僅僅讓潛艇的直徑水漲船高，原先在這個位置上的魚雷管也得乖乖讓出位置而退到兩旁去。
其他安裝在潛艇上的聲納型態(tài)還包括安裝在艇身其他位置的被動聲納聽音裝置，利用不同位置收到的同一訊號，經(jīng)過電腦處理和運算之后，就可以迅速的進行粗淺的定位，對于艇身較大的潛艇來說比較有利，因為測量的基線較長，準(zhǔn)確度較高。
另外一種聲納稱為“拖曳聲納”，因為這種聲納裝置在使用時，以纜線與潛艇連接，聲納的本體則遠遠的拖在潛艇的后面進行探測，拖曳聲納的使用大幅強化潛艇對于全方位與不同深度的偵測能力，尤其是潛艇的尾端。這是因為潛艇的尾端同時也是動力輸出的部分，由于水流的聲音的干擾，位于前方的聲納無法聽到這個區(qū)域的訊號而形成一個盲區(qū)。使用拖曳聲納之后就能夠消除這個盲區(qū)，找出躲在這個區(qū)域的目標(biāo)。
微信掃一掃
