探测水下目标的装置,轮船上的声呐是什么

1、轮船上的声呐是什么对水下情况进行监测的设备
声纳浮标(sonobuoy)探测水下目标的浮标式声纳器材 。是一种水声遥感探测器 。它与浮标信号接收处理设备等组成浮标声纳系统,用于航空反潜探测和固定声纳监视系统对水下潜艇的预警等 。
目录
1 装备简介
▪ 分类情况
▪ 各类特点
▪ 工作特点
2 装备数据
3 研发历史
装备简介
编辑
分类情况
[声纳浮标]是探测水下潜艇的浮标或水声遥感器材,[1]
1、按装备对象分航空声纳浮标和锚系声纳浮标;
2、按工作方式,分主动式声纳浮标和被动式声纳浮标,
3、按定向方式,分定向式声纳浮标和非定向(全向)式声纳浮标;
4、按浮标信号按浮标信号的传输形式 , 分有线电声纳浮标和无线电声纳浮标 。
各类特点
主动式度150米时,监听距离为18千米,600米时 声纳浮标内另有声纳脉冲发射机 。
定向式为37千米,1 500米时为135千米 。声纳浮标 , 有基阵旋转和方位信号产生装描系声纳浮标是在航空声纳浮标的置 。浮标还带有便于机组人员观察浮标工基础上发展起来的 。
声纳浮标(8张)
航空声纳浮标装备于反潜巡逻机、反潜直升机和某些水上飞机 。均为无线电声纳浮标,属一次使用的消耗性器材 。其外形呈圆柱形,顶部有可分离的旋叶和天线护罩 , 壳体内安装有可折叠的伞状天线、超高频无线电发射机、声信号放大器、声纳基阵、电池和浮标自沉装置等 。[2]
工作特点
主动式声纳浮标内另有声纳脉冲发射机 。定向式声纳浮标,有基阵旋转和方位信号产生装置 。浮标还带有便于机组人员观察浮标工作位置的海水染色剂,信号指示灯和雷达应答器等 。
浮标空投入水后,保持直立姿态漂浮于水中,伞状天线伸出海面,声纳基阵自壳体脱出,借其重力电缆下垂至预定工作深度 。经1分钟左右,电源供电,浮标即处于工作状态 。超过持续工作时间,自沉装置开启,海水注入浮标内使之下沉海底 。入水处于工作状态的声纳浮标,当基阵接收到潜艇辐射噪声(被动式)或目标反射的回音信号(主动式),经声频放大、处理和调制形成超高频信号,由天线向空中辐射,供机上的浮标信号接收处理设备进行接收和监听 。非定向式声纳浮标的声纳基阵没有指向性,工作于被动方式的,只能获知在浮标附近有潜艇存
声纳浮标工作原理图
在;工作于主动方式的 , 可测得距离 。定向式声纳浮标的声纳基阵具有指向性,并以一定速度进行水平扫描,方位罗盘和振荡器同时给出方位信息,工作于被动方式的,可测得潜艇噪声方位;工作于主动方式的,可测得目标的方位和距离 。航空声纳浮标 , 一般在反潜应召搜索或反潜巡逻中,其他观察设备发现有潜艇活动征候时使用 。由机上的投放装置以一定阵式逐个有序地布放在潜艇可能存在的区域四周,或遮拦在其航线前,形成浮标阵 。反潜机布标后,在浮标区上空盘旋,监听浮标发来的信号 。阵中每个浮标各占一个无线电频道,根据浮标信号出现的不同频道,可对应地获知在某个或几个浮标附近存在潜艇,并测得其位置和运动信息 。[2]
装备数据
编辑
航空声纳浮标重3~8千克,最大达30千克,直径10~20厘米,高50~90厘米,最高150厘米 。基阵工作深度为数十至三百米 。浮标的无线电频道一般有30余个 , 最多达近百个 。被动式声纳浮标的作用距离 , 对6节航速的水下潜艇 , 2~3级海况下,工作于声频段的1海里左右;工作于次声频段为5海里左右;利用低频线谱检测技术可达10海里 。主动式声纳浮标作用距离一般为1.5海里 。浮标持续工作时间决定于电池容量 , 一般在15分钟至15小时 。反潜机对浮标的监听距离,依其飞行高度而定,高度150米时,监听距离为18千米,600米时为37千米,1500米时为135千米 。[2]
锚系声纳浮标是在航空声纳浮标的基础上发展起来的 。由飞机或舰船布设锚定于海底,用于弥补固定声纳监视系统的探测盲区 。浮标所获信号,用有线电或无线电传输给岸上声纳信号接收处理设备 。浮标的工作方式和基本原理与航空声纳浮标相似 , 但持续工作时间长,作用距离远,工作深度大 。其中有线电声纳浮标由岸上供电,可长期工作;无线电声纳浮标使用长效电池,可连续工作数月 , 且可回收 , 更换电池后重复布放使用 。20世纪70年代开始发展的美国“MSS”系统的声纳浮标,锚系的最大深度达5400米 。浮标所获目标信息由磁记录器储存,按卫星的密码指令发送,并转发给岸上反潜战数据处理中心 。在浮标附近的舰艇或反潜飞机也可发出指令,获取浮标储存的目标信息 。
研发历史
编辑
20世纪70年代开始 回音信号(主动式) , 经声频放大、处理和调发展的美国“MSS”系统的声纳浮标,锚系制形成超高频信号 , 由天线向空中辐射,供的最大深度达5 400米 。浮标所获目标信息 机上的浮标信号接收处理设备进行接收和由磁记录器储存,按卫星的密码指令发送,监听 。非定向式声纳浮标的声纳基阵没有并转发给岸上反潜战数据处理中心 。在浮 指向性,工作于被动方式的,只能获知在浮标附近的舰艇或反潜飞机也可发出指令,标附近有潜艇存在;工作于主动方式的,获取浮标储存的目标信息 。。定向式声纳浮标的声纳第二次世界大战后期,潜艇长期在水 下活动的能力增大 , 依靠目力和机载雷达 发现潜艇日益困难 。
为p-3挂载声纳浮标
1942年,美国最早研 制成AN/CRT一1型被动式非定向声纳浮标,随后装备美、英两国的反潜巡逻机
1945年3月,首次使用声纳浮标,配合自导鱼雷击沉德国U一905潜艇 , 引起了各主要海军国家的重视 。
20世纪50年代,相继出 现被动定向声纳浮标、爆炸声源浮标、主动 式定向和非定向声纳浮标,成为海军反潜 航空兵使用型号最多、用量最大的一种航 空反潜探测器材 。
60年代,声纳浮标又应 用于反潜预警系统,出现了锚系浮标声纳 系统 。
70一80年代 , 航空声纳浮标与机上的浮标投放设备、信号接收处理设备和显示控制设备进一步系统化、自动化 。有的国家还把浮标声纳系统与机上的其他探测、导航、通信、驾驶和反潜武器控制等系统,综合组成机载反潜作战自动化系统 , 提高航空反潜的探测和攻击效能 。
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 。
【探测水下目标的装置,轮船上的声呐是什么】

探测水下目标的装置,轮船上的声呐是什么

文章插图
2、二十世纪初人们发明了利用声波探测水下目标的装置什么东西声呐
二十世纪初,人们发明了利用声波探测水下目标的装置声呐,到目前为止,它依然是潜艇搜索和定位目标的主要工具
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 。
二十世纪初人们发明了利用声波探测水下目标的装置是声纳 。
探测水下目标的装置,轮船上的声呐是什么

文章插图
3、为什么声呐可以用来测量大海的深度?声纳(sonar)是英文缩写“SONAR”的音译,中文完全称为:声音导航和测距 。“声音导航和测距”是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信任务的电子设备 。  它有主动和被动两种类型 , 属于声学定位的范畴 。  声纳是一种利用水下声波探测、定位和交流水下目标的电子设备 。声纳是水声领域应用最广泛、最重要的设备 。
由于电磁波在水中衰减速度非常快,因此不能用作检测信号源 。水下人造物体的声学探测已经成为应用最广泛的方法 。  无论是潜艇还是水面舰艇,这项技术的衍生系统都被用来探测水下物体或作为导航的基础 。
作为长距离传输的能量形式 。  声纳技术,一种探测水下目标的技术,应运而生 。  声纳技术已经有100年的历史了 。它是由英国海军的刘易斯?尼克松在1906年发明的 。  他发明的第一个声纳是被动监听装置 , 主要用于探测冰山 。这项技术被应用于第一次世界大战的战?。?用来探测潜伏在水下的潜艇 。
在水中观察和测量 。只有声波有独特的条件 。  这是因为其他检测方法的距离很短 , 光在水中的穿透非常有限 。即使在最清澈的海水中 , 人们也只能看到十米到十米范围内的物体 。电磁波在水中衰减太快,波长越短 , 损耗越大 。即使使用高功率低频电磁波,它也只能传播几十米 。然而 , 声波在水中传播的衰减要小得多 。在深海声道爆炸的几公斤炸弹也能接收20000公里外的信号 。低频声波也能穿透海底几公里的地层,并从地层中获取信息 。  迄今为止 , 还没有找到比声波更有效的方法来测量和观察水中的水 。  
因为我们知道声音在液体中传播的速度,然后直到时间就能够测出深度 。
我觉得可以用超声波来测量大海的深度,或者是用声音的一种反射 。
因为声纳使用一种超声波来探测的,可以发出返回测量深度 。
因为他利用了声音的反射,所以说是可以测量的 。
探测水下目标的装置,轮船上的声呐是什么

文章插图
4、现在探测海底都是用的声呐,那声呐的原理从何而来呢?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 。声波是人类迄今为止已知可以在海水中远程传播的能量形式,声纳 (sonar) 一词是第一次世纪大战期间产生的,它是由声音 (sound)、导航 (navigation) 和测距 (ranging) 3个英文单词的字头构成的,是声音导航测距的缩写 。它利用声波在水下的传播特性,通过电声转换和信息处理,完成对水下目标进行探测、定位和通信 , 判断海洋中物体的存在、位置及类型,同时也用于水下信息的传输 。
电磁波是空气中传播信息最重要的载体 , 例如,通信、广播、电视、雷达等都是利用电磁波,但是在水下,它几乎没有用武之地 。这是因为海水是一种导电介质,向海洋空间辐射的电磁波会被海水介质本身所屏蔽,它的绝大部分能量很快地以涡流形式损耗掉了 , 因而电磁波在海水中的传播受到严重限制 。至于光波,本质上属于更高频率的电磁波,被海水吸收损失的能量更为严重,因此,它们在海水中都不能有效地传递信息 。
实验证实,在人们所熟知的各种辐射信号中,以声波在海水中的传播性能为最佳 。正因为如此,人们利用声波在水下可以相对容易地传播及其在不同介质中传播的性质不同,研制出了多种水下测量仪器、侦察工具和武器装备,即各种“声纳”设备 。声纳技术不仅在水下军事通信、导航和反潜作战中享有非常重要的地位 , 而且在和平时期已经成为人类认识、开发和利用海洋的重要手段 。
声纳系统一般是由发射机、换能器(水听器)、接收机、显示器和控制器等几个部件组成,发射机用于产生需要的电信号,以便激励换能器将电信号转变为声信号向水中发射,水声信号若遇到水下目标便会被反射 , 然后以声纳回波的形式返回到换能器(水听器) , 换能器(水听器)接收到后又将其转变为电信号,电信号经接收机放大和各种处理,再将处理结果反馈至控制器或显示系统,最后根据这些处理的信息可测出目标的位置,判断出目标的性质等 , 从而完成声纳的使命 。我们日常的海洋探测多利用主动声纳进行作业 , 主动声纳主要由声呐基阵、收发转换器、接收机、指示器、发射器、定时中心以及控制同步设备等七个部分组成 。
被动声纳工作原理
被动声呐技术是指声呐被动接收舰船等水中目标产生的辐射噪声和水声设备发射的信号 , 以测定目标的方位和距离 。它由简单的水听器演变而来,它收听目标发出的噪声,判断出目标的位置和某些特性,系统的核心部件是用来测听目标声波的水听器 。由于被动声波技术在海水中只是单程传播,特别适用于不能发声暴露自己而又要探测敌舰活动的潜艇 。
实际应用中的水声换能器兼有发射和接收两种功能,现代声纳技术对水声发射换能器的要求是:低频、大功率、高效率以及能在深海中工作等特性 。根据水声学的研究,人们发现用低频声波传递信号,对于远距离目标的定位和检测有着明显的优越性,因为低频声波在海水中传播时,被海水吸收的数值比高频声波要低,故能比高频声波传播更远的距离,这对增大探测距离非常有益 。
声波的传播影响因子
影响声呐工作性能的因素除声呐本身的技术状况外,外界条件的影响很严重 。比较直接的因素有传播衰减、多路径效应、混响干扰、海洋噪声、自噪声、目标反射特征或辐射噪声强度等,它们大多与海洋环境因素有关 。例如,声波在传播途中受海水介质不均匀分布和海面、海底的影响和制约,会产生折射、散射、反射和干涉 , 会产生声线弯曲、信号起伏和畸变,造成传播途径的改变,以及出现声阴区,严重影响声呐的作用距离和测量精度 。
声波衰减是声能在水体纵向上因水分子吸收、球形扩散和散射而造成的能量损失 。吸收是海水纵向方向上的一些水分子离合的结果 。海水中的氯化镁是吸收的最主要因素 。吸收的快慢取决于海水的物理化学特性和声波的发射频率 。一般而言,发射频率大于100kHZ其吸收系数随温度的增加而增加 。散射损失与海水纵向上的细小物质有关;散射主要由海洋生物造成的,海水深处的浮游生物聚集在深层散射层 (DSL),深层散射层的厚度每天都有变化 。当声波或声能穿过不同的界面时,声波的方向就会因声速的变化而折射,从而两个界面的声速不连续 。
现代声呐必须根据海区声速–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,提高声呐探测距离 。
声呐是利用声音作为载体 , 探测物体、地形等环境形状的仪器 。它不断发出声波 , 然后经物体反射回来,通过往返时间差计算与物体间的距离,进而得到整个地形图,这就是声呐的原理 。
是根据雷达的电磁波得来 。声呐从转换器里发射出一个电信号,经转换器成声波,声波向外发射从目标反射回来的声波经转换器成电信号送去接收机 。
利用声音的定位能力,因为会在水里传播,通过速度,来判断距离 , 现在大部分用来做研究 。
探测水下目标的装置,轮船上的声呐是什么

文章插图
5、二十世纪初人们发明了利用声波探测水下目标的装置是什么声呐 。
二十世纪初,人们发明了利用声波探测水下目标的装置是声呐,到目前为止,它依然是潜艇搜索和定位目标的主要工具 。
声呐是利用声波在水中传播时遇到障碍物会发生反射的特性,进行水下目标探测与通信的设备和技术 。