声纳是什么?

kuaidi.ping-jia.net  作者:佚名   更新日期:2024-07-31
什么是声纳?

所谓声纳,是英文缩拼字“sonar”的音译,原意为“声音导航和测距”,是利用水下声音来探测水中目标及其状态的仪器或技术,常用来搜索潜艇、测量水深、探测鱼群,是航海中不可缺少的导航设备。这项技术是本世纪才发明的。但是这种人造声纳技术与海豚一比,就显得相形见绌。有人曾做过这样的实验,在水池里插上36根金属棒,每排66根,然后把海豚放进去,只见海豚在棒中间游来游去,而绝不会碰到金属棒。即使把它的眼睛蒙上,它也照样畅游无阻。如果偷偷地在水池里放进一条小鱼,它就会立刻游过去进行捕捉。人们发现,海豚在捕食时,会发出一系列探测信号。由于有了这种信号,它可以在几种鱼都存在的情况下,准确地捕捉到它最喜欢吃的鱼。有人还做过这样的实验,他们在水池中拦上网,只是在网口中间留一个口,然后把海豚放进去。海豚可以在网口处随意地钻来钻去,不会碰到网的其它部位。就是把它的眼睛蒙上,也不会有丝毫差错。

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。此外,声纳技术还广泛用于鱼雷制导、水雷引信,以及鱼群探测、海洋石油勘探、船舶导航、水下作业、水文测量和海底地质地貌的勘测等。声纳可按工作方式,按装备对象,按战术用途、按基阵携带方式和技术特点等分类方法分成为各种不同的声纳。例如按工作方式可分为主动声纳和被动声纳;按装备对象可分为水面舰艇声纳、潜艇声纳、航空声纳、便携式声纳和海岸声纳,等等。
声呐系统基本构成,由信号发生其,放大其,调制器控制声呐或者声呐阵列,声波遇到物体将反射回波,然后由水听器接收,由信号放大处理记录分析。基本原理见图片。

通过声波探测物体的形状与距离。

自从世界上有了飞机,人们就研制出了对付它的雷达。雷达是现代国防的眼睛,利用它可以及时地发现敌人的飞机和导弹,提高炮击的命中率。

潜艇的发明,给科学家出了一道难题。它藏在海水深处神出鬼没,如何才能发现它呢?再好的望远镜也无法发现水下目标,雷达对它也无能为力。因为雷达发射的电磁波很快就会被海水吸收,无法用它来探测水下的潜艇。在这种情况下,科学家发明了“声纳”。声纳这个词是英语缩写的音译,其原意是“声导航和定位”。声纳是海洋中的“千里眼”和“顺风耳”。有了它不仅可探测远处的轮船、潜艇,而且还可用来探测海洋中的鱼群、沉船、冰山及水下资源。

早在1490年,大家比较熟悉的意大利著名艺术家和工程师达·芬奇就曾说过:“如果使船停航,将一根长管的封口端插入水中,而将开口放在耳旁,便能听到远处的航船。”这表明人们在几百年前就已发现,水对声波的吸收能力是较小的,可利用声波来探测水下的物体。可以说,达·芬奇所说的听测管即是现代被动声纳的雏型。只不过这种听测管过于原始而已,它既不能探测到水下目标的方位,灵敏度也很低。

需要是创造发明之母。大概历史上有两件重大事件促使科学家、发明家对声纳的研制和改进加快了进程。一个使世界震惊的事件是1912年4月19日,英国刚刚研制成功的一艘14000吨级的新邮轮“巨人号”,在加拿大纽芬兰岛南部海域被一座浮动冰山撞沉。结果1500余人遇难。著名故事片“冰海沉船”和“泰坦尼克号”描写的就是这次海难事件。另一个事件是在第一次世界大战期间,德国人利用新发明的U型潜艇,击沉了大量协约国的军舰和商船。

声纳分主动声纳和被动声纳。主动声纳包括声波发射和接收装置。被动声纳只有声波接受装置。一台现代化的声纳还包括复杂的电子装置和计算机系统。声纳的“心脏”就是一片片薄薄的压电晶体或压电陶瓷换能器。由于压电陶瓷易于加工成型,电声转换效率高,所以现代声纳换能器多采用压电陶瓷。常用的压电陶瓷有钛酸钡,锆钛酸铅等。

压电陶瓷换能器的原理是:当对这种陶瓷片施加压力或拉力,它的两端会产生极性相反的电荷,通过回路而形成电流。这种效应称为压电效应。如果把用这种压电陶瓷做成的换能器放在水中,那么在声波的作用下,在其两端便会感应出电荷来,这就是声波接收器。而且,压电效应是可逆的,假如在压电陶瓷片上施加一个交变电场,陶瓷片就会时而变薄时而变厚,同时产生振动,发射声波。这样超声波发射器的问题也就解决了。

声纳的用途十分广泛。在军舰、潜艇、反潜飞机上安装声纳之后,可以准确确定敌方舰艇、鱼雷和水雷的方位。同时,它还能区别前方的目标是鲸鱼还是潜艇,是敌方潜艇还是我方潜艇呢。在民用方面,可以使轮船在黑夜和雾天航行时及时发现前方的船只或暗礁;可以告诉渔民哪儿有鱼群;还可以用来研究海洋地质,搜寻海下沉船,进行水下通信联系等等。

  • 声纳是什么
    答: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。此外,声纳技术还广泛用于鱼雷制导、水雷引信,以及鱼群探测、海洋石油勘探、...
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    答:所谓声纳,是英文缩拼字“sonar”的音译,原意为“声音导航和测距”,是利用水下声音来探测水中目标及其状态的仪器或技术,常用来搜索潜艇、测量水深、探测鱼群,是航海中不可缺少的导航设备。这项技术是本世纪才发明的。但是这种人造声纳技术与海豚一比,就显得相形见绌。有人曾做过这样的实验,在水池里...
  • 声纳的工作原理是什么?
    答:“声纳”是一种利用声音进行侦察的工具。声纳由发射机、换能器、接收机、显示器、定时器、控制器等主要部件构成。发射机制造电信号,经过换能器(一般用压电晶体),把电信号变成声音信号向水中发射。声信号在水中传递时,如果遇到潜艇、水雷、鱼群等目标,就会被反射回来,反射回的声波被换能器接收,又...
  • 声纳和超声波有什么区别
    答:声纳是指声波式探测仪,是仪器。声纳通常用来探测水下或者地中的地形,所使用的声波不限于超声波,也有使用声波(水下)或者低频率地震波(地中)的种类
  • 什么是声纳
    答:定义1: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。 应用学科:船舶工程(一级学科);船舶通信导航(二级学科) 定义2:利用水声技术测定海中物体的存在、运动方向、位置或性质的设备。 应用学科:海洋科技(一级学科);海洋科学(二级学科);海洋物理学(...
  • 声纳是什么?
    答:声纳是一种声波定位技术。声纳是一种利用声波进行探测、定位和通信的装置。它通过发射声波并接收反射回来的声波,来识别和测量物体或环境的信息。声纳技术广泛应用于海洋探测、渔业捕捞、水下考古等领域。下面详细介绍声纳的工作原理和应用。首先,声纳通过发射器发出声波信号。这些声波信号以特定的频率在空气中...
  • 什么是声纳?
    答:1. 声纳(SONAR)是一个英文名词缩写的译音,其全称是“声波导航与测距”。2. 声纳与雷达的工作原理相似,主要区别在于传播媒介:雷达使用电磁波,而声纳使用声波。3. 电磁波在空气中的传播速度极快,约为30万千米/秒,因此雷达被形象地称为“千里眼”。4.然而,雷达在水中无效,因为海水对电磁波的...
  • 声纳是什么
    答:它是SONAR一词的“义音两顾”的译称(旧译为声纳),SONAR是Sound Navigation and Ranging(声音导航测距)的缩写。 声呐技术至今已有100年历史,它是1906年由英国海军的刘易斯·尼克森所发明。他发明的第一部声呐仪是一种被动式的聆听装置,主要用来侦测冰山。这种技术,到第一次世界大战时被应用到战场...
  • 声纳是什么
    答:声纳是一种利用声波进行探测和定位的设备。声纳的工作原理基于声波的传播和反射。它发射出高频声波,这些声波在水中或其他介质中传播,当遇到障碍物时,声波会被反射回来,形成回声。声纳设备会接收这些回声,通过测量声波发射和接收之间的时间差,可以计算出障碍物的距离。同时,通过分析回声的频率和强度,还...
  • 什么是声纳?
    答:1. 声纳是一种利用水中声波进行探测、定位和通信的电子设备。2. 声学,也就是声纳技术,是各国海军进行水下监视和探测的主要技术,用于对水下目标进行探测、分类、定位和跟踪,以及进行水下通信和导航。3. 声纳技术在军事和民用领域都有广泛应用,如保障舰艇、反潜飞机和反潜直升机的战术机动和水中武器的...