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  pxlczk 2007-09-13 00:00:00

  您可以看看這個(gè)網(wǎng)址的內(nèi)容 http://www.51dh.net/magazine/html/423/423488.htm 講得非常詳細(xì)，還有配圖，不知道能不能幫得上什么忙~~`

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  臥底1000號(hào) 2007-09-14 00:00:00

  聲吶就是利用聲波對(duì)水下目標(biāo)進(jìn)行探測和定位的裝置，是水聲學(xué)中應(yīng)用Z廣泛、Z重要的一種裝置。它是SONAR一詞的“義音兩顧”的譯稱，而SONAR是Sound Navigationand Ranging（聲音導(dǎo)航測距）的縮寫。 聲吶分為主動(dòng)聲吶和被動(dòng)聲吶。主動(dòng)聲吶由簡單的回聲探測儀器演變而來，它主動(dòng)地發(fā)射超聲波，然后收測回波進(jìn)行計(jì)算，適用于探測冰山、暗礁、沉船、海深、魚群、和關(guān)閉了發(fā)動(dòng)機(jī)的隱蔽的潛艇；而被動(dòng)聲吶則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(dòng)的潛艇。 換能器是聲吶中的重要器件，它是聲能與其它形式的能如機(jī)械能、電能、磁能等相互轉(zhuǎn)換的裝置。它有兩個(gè)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(yáng)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（俗稱“麥克風(fēng)”或“話筒”）。換能器在實(shí)際使用時(shí)往往同時(shí)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)。 和許多科學(xué)技術(shù)的發(fā)展一樣，社會(huì)的需要和科技的進(jìn)步促進(jìn)了聲吶技術(shù)的發(fā)展。 “冰海沉船”事件促使了回聲探測儀的誕生。1912年4月14日，英國豪華大客輪“泰坦尼克號(hào)”在赴美首航途中的北大西洋與冰山相撞而沉沒，這一有史以來Z大的海難事故引起了很大的震動(dòng)，促使科學(xué)家研究對(duì)冰山的探測定位。英國科學(xué)家L。F。里查孫在船沉沒后5天和一個(gè)月以后連續(xù)報(bào)了兩項(xiàng)ZL，利用聲波在空氣中和水中探測障礙物，提出要使用有指向性的發(fā)射換能器，但它沒有繼續(xù)做工作實(shí)現(xiàn)他的ZL。1913年，美國科學(xué)家R·A·費(fèi)森登（R·A·Fessenden）申報(bào)了水下探測的多項(xiàng)ZL并用自己設(shè)計(jì)的動(dòng)圈式換能器制造了diyi臺(tái)回聲探測儀。1914年4月他用這臺(tái)設(shè)備（發(fā)出的500－1000Hz的聲波成功地探測到2海里門(3．7公里）之外的冰山。 緊接著，1914年diyi次世界大戰(zhàn)爆發(fā)，戰(zhàn)爭極大地推動(dòng)了水聲定位定向兵器的發(fā)展。diyi次世界大戰(zhàn)期間，德國潛艇大肆活動(dòng)，展開了“無限潛艇戰(zhàn)”，一時(shí)橫行，對(duì)協(xié)約國和其他國家的海上運(yùn)輸造成了很大的威脅，幾乎中斷了橫跨大西洋的運(yùn)輸。協(xié)約國和其他國家十分惱火，相繼發(fā)展水聲設(shè)備，對(duì)水下的潛艇進(jìn)行探測，當(dāng)時(shí)不少的科學(xué)家都參加了這一工作。一位年輕的俄國電機(jī)工程師C。希洛夫斯基很早就在冰海沉船影響下開始了水聲探測設(shè)備的研制，diyi次世界大戰(zhàn)開始后，他在瑞士山中養(yǎng)病，感到多反潛戰(zhàn)的重要性之后，把自己的研究轉(zhuǎn)為使用高頻聲波對(duì)潛艇進(jìn)行；回聲探測的設(shè)想。他的建議在1915年2月得到法國政府的采納，事并把它交給法國物理學(xué)家朗之萬（Langevin）教授負(fù)責(zé)實(shí)施。朗之萬和希洛夫斯基決定使用高頻率的超聲，他們采用云母靜電換能器，在兩個(gè)電極中安放云母片，加上交變電壓后就可以發(fā)射聲波，以碳粒傳聲器做接收換能器，用這樣簡陋的設(shè)備在1915年底和1916年初在賽納河的兩岸間作傳播試驗(yàn)獲得成功，實(shí)現(xiàn)了兩公里的單向傳播，收到了海底的反射信號(hào)和200m外一塊鋼板的反射信號(hào)。他們成功的消息傳到英國，英國也成立了一個(gè)小組研制回聲探測儀。 為增大探測距離，就要提高發(fā)射的強(qiáng)度和接受的靈敏度，他們利用1880～1881年間發(fā)現(xiàn)的壓電效應(yīng)來產(chǎn)生和接收超聲波，只不過這壓電效應(yīng)還很微弱。恰巧，當(dāng)時(shí)在電子學(xué)領(lǐng)域發(fā)明了大功率電子管高頻放大器，這正好用來放大壓電效應(yīng)。剩下的問題就是尋找具有壓電效應(yīng)的石英單晶。 1917年11月，朗之萬終于說服一位眼鏡商獻(xiàn)出他珍藏多年直徑約10英寸的石英單晶展品，從中切出晶片，做成石英壓電接收換能器，配以云母靜電發(fā)射換能器，完成了6km的單程信號(hào)收發(fā)，后來又利用石英替代云母完成了8km的單程信號(hào)傳播，而且diyi次搜尋到了1500m處潛艇的回波。 英國人知道了朗之萬的成功之后，到處搜尋大塊的水晶，英國地質(zhì)博物館的水晶展品被搜羅一空后，又來求法國的水晶眼鏡商人，他們從倉庫里找到大量水晶塊，制造出回聲探測器。美國科學(xué)家聽了英法代表團(tuán)介紹朗之萬的成功后，也加強(qiáng)了這方面的研究工作。 在這段時(shí)間里，人們還研制了被動(dòng)聲吶，通過收聽敵艦的噪聲來測定它的方位。Z早的被動(dòng)收聽聲吶只有兩個(gè)接收器，通過帶在人頭上的聽診器收聽。為準(zhǔn)確地確定距離，后來發(fā)展成每側(cè)多個(gè)水聽器的有空間分布的線陣，靠旋轉(zhuǎn)線陣，用耳朵判斷敵艦的方位。 可惜直到diyi次世界大戰(zhàn)結(jié)束，他們也沒有做出進(jìn)一步的成果。超聲回聲探測成功太晚，沒有能在diyi次世界大戰(zhàn)中顯示巨大威力。但是，朗之萬和它的同事們的杰出成就，開創(chuàng)了超聲檢測的應(yīng)用技術(shù)。 diyi次世界大戰(zhàn)以后的年代里，主動(dòng)聲吶和被動(dòng)聲吶都得到進(jìn)一步的發(fā)展。英美以發(fā)展主動(dòng)式聲吶為主，使用了較高的頻率，使之與本艦的噪聲頻段相差較遠(yuǎn)，能不受本艦噪聲干擾，如朗之萬的聲吶頻率是38kHz，后繼的聲吶頻率也大多在10kHz～30kHz，而且由于頻率較高，可以形成很強(qiáng)的指向性。而此時(shí)德國是戰(zhàn)敗國，根據(jù)凡爾賽和約的規(guī)定，不得建潛艇，并只能有噸位小的軍艦，他們的注意力則集中在發(fā)展被動(dòng)收聽系統(tǒng)。德國的歐根王子號(hào)巡洋艦上裝有每側(cè)60個(gè)水聽器的共形陣，設(shè)計(jì)精良，對(duì)以后的被動(dòng)聲吶發(fā)展影響很大。到1923年時(shí)，在法國物理學(xué)會(huì)50周年紀(jì)念展覽會(huì)上展出了朗之萬和希洛夫斯基共同研制的回聲探測儀，在當(dāng)時(shí)總共約有3000多條戰(zhàn)艦裝有不同型號(hào)的水聲設(shè)備。1937年出現(xiàn)了溫度深度計(jì)，能很快地測量和計(jì)算海水中聲速隨深度的變化，從而掌握聲音傳播的條件，為聲吶的進(jìn)一步發(fā)展打下了基礎(chǔ)。 第二次世界大戰(zhàn)及戰(zhàn)后年代作為水聲兵器的聲吶得到了較全面的發(fā)展。這時(shí)期，聲吶作用的距離不斷增加，對(duì)目標(biāo)的分辨能力不斷提高，出現(xiàn)了各種類型的聲吶，大到核潛艇上的巨型聲吶，頭上的制導(dǎo)聲吶。二次大戰(zhàn)中為了使用聲吶，美國集中力量深入地研究了聲速分布對(duì)聲傳播的影響，美國和蘇聯(lián)各自獨(dú)立地發(fā)現(xiàn)了由于水文分布而產(chǎn)生的。大洋聲道”，聲波在這里不會(huì)碰撞海面和海底，而可以傳播很遠(yuǎn)的距離。在二次大戰(zhàn)期間，交戰(zhàn)各方共損失一千多艘潛艇，其中大部分是被聲吶發(fā)現(xiàn)的。二戰(zhàn)后，美、蘇兩霸進(jìn)行軍備競賽，水聲兵器是重要內(nèi)容之一。隨著信息論和數(shù)字處理技術(shù)的迅速發(fā)展，核潛艇和核的出現(xiàn)，使原來近距離監(jiān)測潛艇的戰(zhàn)術(shù)性聲探測，發(fā)展為在大洋中遠(yuǎn)距離監(jiān)測核潛艇的戰(zhàn)略性聲探測。為了增大探測距離，聲吶降低了使用頻率以減少海洋的吸現(xiàn)收；而為保持較強(qiáng)的方向性，水聽器的數(shù)量就要增加，并按一定的空間分布安裝起來，成為聲吶基陣；為減小自身螺旋槳噪聲的干擾，常把聲吶安裝在艦首的底部，但這樣艦尾方向就成了聲吶搜索不到的盲區(qū)，為此，又發(fā)展成用拖纜將聲吶拖在艦尾的海水中，并可調(diào)整其深度，叫可變深聲吶，這樣又能使聲吶不受海面惡劣情況的影響；另外，換能器陣的長度要增大，但船的長度又有限，于是在船后拖一條長長的電纜，裝上數(shù)百個(gè)換能器，構(gòu)成幾百米長的拖曳線列陣，放在一千米深的深水層里，可探測很遠(yuǎn)的距離；為了迅速、大面積地搜索某海區(qū)的潛艇，還發(fā)展了用直升飛機(jī)投放聲吶浮標(biāo)的方法，如圖3－8。反潛飛機(jī)能攜帶八十多個(gè)聲吶浮標(biāo)，浮標(biāo)布放海面后，由計(jì)算機(jī)控制，能同時(shí)監(jiān)視三十多個(gè)聲吶浮標(biāo)，迅速對(duì)海區(qū)實(shí)行大面積搜索。

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  63594332 2007-09-13 00:00:00

  聲納是利用水中聲波進(jìn)行探測、定位和通信的電子設(shè)備。聲學(xué)(聲納)是各國海軍進(jìn)行水下監(jiān)視使用的主要技術(shù)，用于對(duì)水下目標(biāo)進(jìn)行探測、分類、定位和跟蹤；進(jìn)行水下通信和導(dǎo)航，保障艦艇、反潛飛機(jī)和反潛直升機(jī)的戰(zhàn)術(shù)機(jī)動(dòng)和水中武器的使用。此外，聲納技術(shù)還廣泛用于制導(dǎo)、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。聲納可按工作方式，按裝備對(duì)象，按戰(zhàn)術(shù)用途、按基陣攜帶方式和技術(shù)特點(diǎn)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(dòng)聲納和被動(dòng)聲納；按裝備對(duì)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，等等。 聲納裝置一般由基陣、電子機(jī)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(jī)陣或收發(fā)合一基陣之分。電子機(jī)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(jī)、與聲納基陣的傳動(dòng)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。 主動(dòng)聲納技術(shù)是指聲納主動(dòng)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。被動(dòng)聲納技術(shù)是指聲納被動(dòng)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(hào)，以測定目標(biāo)的方位。 影響聲納工作性能的因素除聲納本身的技術(shù)狀況外，外界條件的影響很嚴(yán)重。比較直接的因素有傳播衰減、多路徑效應(yīng)、混響干擾、海洋噪聲、自噪聲、目標(biāo)反射特征或輻射噪聲強(qiáng)度等，它們大多與海洋環(huán)境因素有關(guān)。例如，聲波在傳播途中受海水介質(zhì)不均勻分布和海面、海底的影響和制約，會(huì)產(chǎn)生折射、散射、反射和干涉，會(huì)產(chǎn)生聲線彎曲、信號(hào)起伏和畸變，造成傳播途徑的改變，以及出現(xiàn)聲陰區(qū)，嚴(yán)重影響聲納的作用距離和測量精度?，F(xiàn)代聲納根據(jù)海區(qū)聲速--深度變化形成的傳播條件，可適當(dāng)選擇基陣工作深度和俯仰角，利用聲波的不同傳播途徑(直達(dá)聲、海底反射聲、會(huì)聚區(qū)、深海聲道)來克服水聲傳播條件的不利影響，提高聲納探測距離。又如，運(yùn)載平臺(tái)的自噪聲主要與航速有關(guān)，航速越大自噪聲越大，聲納作用距離就越近，反之則越遠(yuǎn)；目標(biāo)反射本領(lǐng)越大，被對(duì)方主動(dòng)聲納發(fā)現(xiàn)的距離就越遠(yuǎn)；目標(biāo)輻射噪聲強(qiáng)度越大，被對(duì)方被動(dòng)聲納發(fā)現(xiàn)的距離就越遠(yuǎn)。

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