学院：化学与环境学院 姓名：徐志 学号： 手机：
摘要烘干窑:声呐是英文缩写“SONAR”的音译，其中文全称为：声音导航与测距，Sound Navigation And Ranging”是一种利用声波在水下的传播特性，通过电声转换和信息处理，完成水下探测和通讯任务的电子设备。它有主动式和被动式两种类型，属于声学定位的范畴。声呐是利用水中声波
对水下目标进行探测、定位和通信的电子设备，是水声学
中应用最广泛、最重要的一种装置。 关键词：手动加油泵声纳技术 军事 应用
举宫一、水声探测技术的基础知识20kv高压直流电源
大家知道声波是一种弹性波。声波的产生需具 备两个必要条件:一是要有产生声源的振动体 ,二是 要有能够传播这种振动形式的空气、 水等弹性介质。 海洋中的声波 ,除了可听声波之外 ,还有超声波和次 声波。 声波在不同介质中的传播速度是不同的。而且 随着介质密度的增加 ,声速增大。例如在真空中 ,电 磁波传播的速度等于光速 ,而声波在真空中根本不 能存在。
在空气中 ,无线电波可以传播几百到几千 千米 ,而声波最远也只能传播几千米。通常说话的声音一般只在若干米之内。在水中 ,声速为 1450mΠ s 以上 ,声波可以传播几千米。在特殊情况下可达到 几百甚至几千千米。无线电波在水中的传播距离为 若干米 ,而光波也只有几百米。声波在水中的传播 速度受温度、 盐度及海水静压力 (即深度) 的影响。文件传输解决方案 温度越高 ,声速越大;盐度及静压力的增加也会引起 声速的增大。
声波在海洋中传播时具有以下几个特点: 1. 反射和折射。当声波遇到不能透射的障碍 物时 ,便会发生反射。声纳(尤其是主动声纳) ,主要 就是利用声波的反射特性探测信号。若海水的温度 不同 ,含盐量不同或水的压力不同 ,则声波在海水中 传播时就会发生折射 ,即声波发生弯曲。使声波产 生折射的主要因素是海水的温度。 2. 透射和绕射。透射是人所共知的一种物理 现象。海洋中的声波遇到比较薄的障碍物就透射过 去。绕射是声波遇到尺寸比本身波长小的障碍物时 就绕过去。根据绕射的这一特性 ,当水声探测设备 的频率一定时 ,就可以探测水下目标的尺寸。 3. 散射与混响。 声波在传播过程中遇到不均 匀的物质(如气泡、 悬浮粒子、 浮游生物、 冰层、 海底 山脉等)时 ,部分声能就会偏离原来的路径转向其他方向形成散射。由于散射波传播的距离不同 ,在接 收点传来强度不等的散射回波 ,于是就形成了混响。 混响是一种干扰 ,它和目标回波混在一起不易分开 , 大大影响了水声设备对目标
的辨别能力 ,掌握并利 用这一特性对于研究水声对抗 ,探索抗混响措施是 非常重要的。 4. 衰减。声波在海洋中的传播同在空气中的 传播一样 ,从一点传到另一点 ,其强度随距离的增加 而减弱 ,甚至会消失。这种现象称为声波的衰减。 造成衰减的原因是声波的扩展损失、 海水的吸收作 用、 反射、 折射和散射等。
二、声纳的组成和工作原理
声纳是利用水声传播特性对水中目标进行传感 探测的技术设备 ,用于搜索、 测定、 识别和跟踪潜艇 和其他水中目标 ,进行水声对抗 ,水下战术通信、 导 航和武器制导、 保障舰艇、 反潜飞机的战术机动和水 中武器的使用等。声纳的工作原理是回声探测法。 这个方法是在第一次世界大战期间研究出来的。用 送入水中的声脉冲探测目标 ,声脉冲碰到目标就反 射回来 ,返回声源(有所减弱) 后被记录下来。如果 知道脉冲的往返时间 ,并且知道超声在水中的传播 的速度 ,就可以很精确地测定出目标的距离。这当 然是很有价值的 ,尤其是在军事上。根据海洋声学 的历史记载 ,意大利物理学家达·芬奇曾于 1490 年 写过这样一段话:“如果使船停航 ,把一根长管的一 端插入水中 ,而另一端贴紧耳朵 ,则能听到远处的航 船。 ” 这实际上是水下被动式声纳设备的雏形。 声纳按其工作方式可分为被动式声纳和主动式 声纳 ,
现在的综合声纳兼有以上两种形式。 被动式声纳又称为噪声声纳 ,主要由换能器基 阵(由若干个换能器按照一定规律排列组织组合而 成) 、 接火机、 显示控制台和电源等组成。当水中、 水 面目标(潜艇、 、 水面舰艇等) 在航行中 ,其推进 器和其他机械运转产生的噪声 ,通过海水介质传播 到声纳换能器基阵时 ,基阵将声波转换成电信号传 送给接收机 ,经放大处理传送到显示控制台进行显示和提供听测定向。被动式声纳主要搜索来自目标 的声波 ,其特点是隐蔽性、 保密性好 ,识别目标能力 强 ,侦察距离远 ,但不能侦察静止无声的目标 ,也不 能测出目标距离。 主动式声纳又称回声声纳 ,主要由换能器基阵、 发射机、 接收机、 收发转换装置、 终端显示设备、 系统 控制设备和电源组成。在系统控制设备的控制下 , 发射机产生以某种形式调制的电信号 ,经过发射换 能器变成声信号发送出去当声波信号在传播途中遇 到目标时 ,一部分声能被反射回接收换能器再转换 成电信号 ,送入接收机进行放大处理 ,根据声信号反 射回来的时间和频率的高低来判断目标的方位、 距 离和速度 ,在终端显示设备上显示出来。主动声纳 可以探测静止无声的目标 ,并能测出其方位和距离。 但主动发射声信号容易被敌方侦听而暴露自己 ,且 探测距离短。
三、声纳在军事上的应用
早期潜艇依靠潜望镜进行观察。但潜望镜只能 观察水面上的目标 ,对水下目标则无能为力。所以 早期潜艇的事故率很高 ,经常在水下撞上暗礁、 和别的潜艇。在二战期间 ,沉没的德国潜艇就有 100 多艘。基于上述原因 ,人们就研制出了水面舰 艇声纳和潜艇声纳。主要是用于搜索敌方的舰船和 潜艇。二战期间 ,英国的“沃克”号驱逐舰就是利用 声纳测出德“U - 99”号潜艇在水下的准确位置后 , 投下 6 枚深水。“U - 99”号受到袭击后严重破 损 ,不得不浮出水面 ,又遭“沃克”号炮击。德国的 “王牌” 艇长雷奇默尔在别无选择的情况下举起了白 旗 ,所有潜员做了英国的浮虏 ,潜艇不久沉没海底。 声纳除了探测潜艇外 ,还能探测、 等小 目标。扫雷舰上的探雷声纳是一种主动声纳。由于 反射声波能力很弱 ,探测是一项更为困难 的任务汽车半轴套管 ,不仅要求声纳能分辨出这些小目标 ,而且要 精确测出它们的位置。目前探测沉底雷的距离大约 为 300～500 米。除此之外 ,声纳还可以探测海洋里 的沉船和暗礁 ,执行海底警戒等任务。
四、总结
声纳是利用水中声波进行探测、定位和通信的电子设备。声学(声纳)是各国海军进行水下监视使用的主要技术，用于对水下目标进行探测、分类、定位和跟踪；进行水下通信和
导航，保障舰艇、反潜飞机和反潜直升机的战术机动和水中武器的使用。现代声纳根据海区声速--深度变化形成的传播条件，可适当选择基阵工作深度和俯仰角，利用声波的不同传播途径(直达声、海底反射声、会聚区、深海声道)来克服水声传播条件的不利影响，提高声纳探测距离。又如，运载平台的自噪声主要与航速有关，航速越大自噪声越大，声纳作用距离就越近，反之则越远；目标反射本领越大，被对方主动声纳发现的距离就越远；目标辐射噪声强度越大，被对方被动声纳发现的距离就越远。
最初声纳主要用于探测敌方潜艇，随着技术的发展，声纳已发展到第五代，即数字式声纳，性能有了很大提高。在军事上用于搜索潜艇、探测、海底警戒、水下导航、水中（、等）制导和对抗。
