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简述声纳的工作原理

时间:06-07    来源:写信网

大家好,下面小编给大家分享一下。很多人还不知道声纳的工作原理。下面是详细的解释。现在让我们来看看!

二战声纳故事

1943年太平洋战争爆发后,当美国和日本军队在海上对峙时,日本用地雷封锁了马海峡,试图阻止美国的进攻。

当时因为美国海军潜艇没有从水下突破雷区的能力,说白了就是像瞎子一样,到处撞地雷,不小心撞上了,然后损失好几艘。

这让美军很是头疼,于是我们联系了国内的科研单位,看看有没有专家能找到一个杀手锏技能安全过矿。

1944年夏末,加州大学研制出这样一种调频声纳,可以探测水下小目标,分辨水下暗礁、反潜网、鱼群和水雷。

此时,美潜艇仿佛长了眼睛,能准确越过日军设置的水雷封锁线,然后突然出现在日本海域对日本军舰发动攻击,极大地震慑了日本海军。

那么问题来了:

声纳有这么厉害吗?

具体是怎么操作的?

潜艇声纳简介

潜艇在水下数百米的深海,那里一片漆黑。它唯一能了解外界的工具就是使用声纳。

简单来说,声纳就是利用水下声波对水下目标进行探测、* *和通信的电子设备。它可以判断海洋中物体的存在、位置和类型,也用于传递水下信息。

按工作方式主要分为主动声纳和被动声纳。

主动声纳很好理解,就是发射声波。如果它在传播的过程中遇到目标,声波会被反射,然后声纳的接收端通过接收反射波来识别目标是什么。

这个原理就像蝙蝠和海豚捕猎时使用的回声。

但这种声呐有一个缺点,就是发出的声波容易被发现,从而暴露位置,所以除非有特殊情况,潜艇不会使用主动声呐。

被动声纳则可以理解为一个收听者,被动接收水下目标的各种辐射、噪声或声纳信号,获取参数信息,以确定目标的性质和位置。

使用这种声纳,对于潜艇来说安全系数还是比较高的,可以很好的隐藏自己。

当然,目前舰载声纳一般有主动和被动两种工作模式。

潜艇声纳位置

既然声纳这么重要,一般放在潜艇的什么地方?

潜艇在水下航行或攻击的全过程都离不开声纳系统,声纳系统相当于潜艇的眼睛和耳朵,所以为了更准确地探测,潜艇通常会安装多个声纳。

舰首一般装有全舰最重要、最大的声纳,因为它可以远离舰尾动力系统的机械噪音。围场上和两侧都有声纳,船尾有拖曳声纳。

艇首的声呐以圆柱形和球形为主,从外观上可以区分。

球形声纳的优势在于定向性能强,可以更好的控制探测方向和距离。但由于体积大,能耗高,也对潜艇本身的空空间和动力要求高,这也意味着技术含量高,成本高。

圆柱形声纳体积更小,成本更低。虽然在性能上弱于球形声呐,但对于吨位更小的常规动力潜艇来说已经足够了。

还有一种特殊的共形阵列声纳,也非常强大,是目前比较先进的声纳技术之一。安装在潜艇壳体表面,安装方式比球形和圆柱形更方便。

另外,在潜艇的外观上其实可以看到明显的声纳,一般分布在潜艇两侧的被动声纳中,也就是“侧阵声纳”。

虽然这种声呐理论上可以实现更多的探测角度,比如潜艇的侧面和尾部,但是探测能力会因为声呐雷达的角度而受到影响。

所以为了弥补这些问题,潜艇尾部会有拖曳声纳。不像以前的声纳,它其实是一个很长的柔性管,里面有大量的水听器,整个长度可以达到几百米。

因为可以远离舰船本身的机械振动和螺旋桨噪音干扰,所以探测能力非常远。

但这种声呐,因为浮力小,一般需要潜艇在后面拖很长时间,所以相对比较适合核潜艇。

所以你看,潜艇之所以要装这么多声呐,就是为了更好更准确地探测。

当然,除了声纳之外,潜艇还依靠多种系统进行互补,比如先进的电子海图系统、惯性导航系统、地磁场系统、重力场系统、海底地形/图像匹配系统等等。

通过智能显示技术,及时发现障碍物,准确规避各种航行危险,确保水下航行的潜艇在设定的航向和深度安全航行。

认识到

人们在制造潜艇的时候,只是觉得这个水下工具会很有用,却从来没有认真思考过如何解决潜艇的水下侦查问题。

一开始,潜艇只在水面下几米处移动,时不时探出头换气,用潜望镜观察水面上的一切。

这时候潜艇还不瞎,因为浅水区还没有隔绝阳光。

但随着潜艇下潜越来越深,解决侦查问题成了潜艇必须解决的事情。

尤其是在两次世界大战中,除了战列舰USS 空航母,潜艇无疑是海军舰艇中最令人恐惧的。神出鬼没的潜艇往往在敌人最意想不到的时间和地点发动突然袭击,成功率很高。

你可以理解为潜艇在海底的战争是一种* * *游戏,关键问题是“你是否善于维持自己的* * *状态”和“你是否善于发现他人”。

潜艇的* * *能力主要看噪声水平,善于发现别人,其中声纳起决定性作用。

中国在声纳领域的探索非常辛苦。

上世纪70年代,091型核潜艇刚刚进行了海试。由于其噪音和海洋的双重干扰,对抗中无法发现对方的潜艇。

但是,我国科学家并没有灰心丧气,积极发展声呐技术,现在已经把这些大国牢牢掌握在自己手中。

上面简单解释了声纳的工作原理。这篇文章写完了。希望能帮到大家。如果信息有误,请联系边肖进行更正。

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