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1912年4月4日深夜,一艘满载着1523名乘客的豪华邮轮“泰坦尼克号”,在从英国到美国的处女航中,由于无法探测到隐没在水下的冰山,结果被冰山撞开6道裂缝,最后沉没在大西洋2.5英里深的水下,除705人死里逃生外,其他人全部罹难。
没想到这起世界上最大的海难却促成了一项水下探测技术——声纳的发明。可惜这是在事故发生一年后的事,否则这起海难就可以完全避免了。
所谓声纳(SONAR),是由声音、导航和测距3个英文单词的缩写组合而成,是指利用声波在水中探测目标及其状态的一种仪器或技术。对目标的探测,在陆上可以依靠雷达,它利用电磁波遇到物体会反射回来的“回声定位”原理,可以探测千里以外的物体。但电磁波在水中跟空气中大不一样,它的能量很快会被水吸收,无法进行远距离传播。于是,研究人员把目光转向声学方法,发现水对声波的吸收很小,声波在水中可以传得很远。
进一步的研究发现,在茫茫大海的深处,竟存在着一个特殊的“声道”:在此通道里,声波能传播数千千米而无明显减弱,其传播速度大约每秒1500米。有人做过这样一个试验:在澳洲南部投下一颗深水炸弹,爆炸产生的声波顺着这个通道,绕过好望角,又折向赤道,经过3小时43分钟以后,竟被北美洲百慕大群岛的监听站听到了,传导全程共19200千米,在海洋中环绕了地球半圈。于是,声纳很快成为水中探测目标、传递信息的重要工具。
按照工作方式的不同,声纳可分为主动声纳和被动声纳两类。前者本身能发射声波,当声波遇到物体便反射回来,再经过声电转换和放大处理,最后显示在荧光屏上。根据声波发射的方向、往返的时间,可以计算出被测物体的方位和距离。这种声纳可用来侦察潜艇和海底障碍物。被动声纳本身不能发射声波,只能接收别的物体在水中发出的声波,它可以用来发现潜艇的马达声或探测其他会发声的物体。
声纳最早出现于第一次世界大战时期。当时德国利用其新发明的潜水艇击沉了协约国的大量军舰和商船,迫使协约国不得不立即投入大量人力物力,进行水下探测方法和探测设备的研究。法国著名物理学家郎之万,在俄国一位工程师的协助下,利用他发明的石英——钢夹心型超声换能器和初露头角的电子管放大器,研制成功世界第一台将水声技术和电子技术相结合的声纳。
随着现代科学技术的不断进步,声纳系统愈来愈精密准确,分辨能力愈来愈强,就是在海洋深处的一块小小的铁板,也难逃它的慧眼。当前,一些国家正在致力于研究大型综合声纳和快速全景扫描声纳,为的是使声纳的作用距离更远,精密度更高,更有效地运用于军事、通讯、勘探和渔业等诸多领域。
没想到这起世界上最大的海难却促成了一项水下探测技术——声纳的发明。可惜这是在事故发生一年后的事,否则这起海难就可以完全避免了。
所谓声纳(SONAR),是由声音、导航和测距3个英文单词的缩写组合而成,是指利用声波在水中探测目标及其状态的一种仪器或技术。对目标的探测,在陆上可以依靠雷达,它利用电磁波遇到物体会反射回来的“回声定位”原理,可以探测千里以外的物体。但电磁波在水中跟空气中大不一样,它的能量很快会被水吸收,无法进行远距离传播。于是,研究人员把目光转向声学方法,发现水对声波的吸收很小,声波在水中可以传得很远。
进一步的研究发现,在茫茫大海的深处,竟存在着一个特殊的“声道”:在此通道里,声波能传播数千千米而无明显减弱,其传播速度大约每秒1500米。有人做过这样一个试验:在澳洲南部投下一颗深水炸弹,爆炸产生的声波顺着这个通道,绕过好望角,又折向赤道,经过3小时43分钟以后,竟被北美洲百慕大群岛的监听站听到了,传导全程共19200千米,在海洋中环绕了地球半圈。于是,声纳很快成为水中探测目标、传递信息的重要工具。
按照工作方式的不同,声纳可分为主动声纳和被动声纳两类。前者本身能发射声波,当声波遇到物体便反射回来,再经过声电转换和放大处理,最后显示在荧光屏上。根据声波发射的方向、往返的时间,可以计算出被测物体的方位和距离。这种声纳可用来侦察潜艇和海底障碍物。被动声纳本身不能发射声波,只能接收别的物体在水中发出的声波,它可以用来发现潜艇的马达声或探测其他会发声的物体。
声纳最早出现于第一次世界大战时期。当时德国利用其新发明的潜水艇击沉了协约国的大量军舰和商船,迫使协约国不得不立即投入大量人力物力,进行水下探测方法和探测设备的研究。法国著名物理学家郎之万,在俄国一位工程师的协助下,利用他发明的石英——钢夹心型超声换能器和初露头角的电子管放大器,研制成功世界第一台将水声技术和电子技术相结合的声纳。
随着现代科学技术的不断进步,声纳系统愈来愈精密准确,分辨能力愈来愈强,就是在海洋深处的一块小小的铁板,也难逃它的慧眼。当前,一些国家正在致力于研究大型综合声纳和快速全景扫描声纳,为的是使声纳的作用距离更远,精密度更高,更有效地运用于军事、通讯、勘探和渔业等诸多领域。