什么是声纳

2025-02-11 16:34:19

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回答1：

潜艇声纳

装备在潜艇上的各种声纳的统称。用于对水面舰艇、潜艇和其他水中目标进行搜索、识别、跟踪和水声通信等。核动力攻击潜艇装备的声纳种类繁多，性能优良，有的装备各种声纳达15部左右。核动力战略导弹潜艇和常规动力攻击潜艇装备声纳5～10部。
潜艇声纳的种类与水面舰艇声纳基本相同，但在声纳配置、换能器布阵和战斗使用方式上，有自己的特点。现代潜艇大多按多站系统设计和配置各型声纳和水声测量设备。典型的潜艇声纳系统由警戒声纳、攻击声纳、探雷声纳、通信声纳、识别声纳、被动测距声纳、环境噪声记录分析仪、声速测量仪、声线轨迹仪和有关计算机设备等组成。有的系统还包括一部拖曳线列阵声纳。系统内各声纳之间可进行数据传递，有的几部声纳共用一个换能器基阵或某些信号处理部件，或共同配合完成一项任务。有的多站系统还配置集中显示和操纵的显控台。多站声纳系统的优点是信息综合性强,便于集中控制,各站功能互相配合。现代潜艇声纳的换能器基阵多采用贴镶式，布设在艇壳表面，如在艇首外壳布设马蹄形阵，或沿整个舷侧或耐压壳体上部布设线列阵。贴镶式基阵不破坏艇体线型，不占据艇内空间位置，能争取到较大的基阵尺寸，提高基阵性能。20世纪60年代开始，大批核动力潜艇已将有利于声纳工作的艇首空间用来安装大型换能器基阵，而把艇首鱼雷发射管移至基阵后两侧(见图)。为保持潜艇的隐蔽性，潜艇声纳系统在大多数情况下，以被动工作方式对水中目标进行警戒、探测、跟踪、识别和定位。只是在鱼雷射击前，以主动方式对水中目标定位，为鱼雷武器射击指挥系统提供目标精确坐标数据。潜艇声纳系统还不断对所在海区的声传播条件和本艇噪声进行监测和分析，以便选择最佳的战术机动和声纳使用方式。
现代潜艇声纳一般都能选择利用直达声、海底反射声和深海声道三种水声传播途径进行工作。在潜艇以低速航行时，潜艇声纳对舰艇最大探测距离的典型值(海里)如下表。
第二次世界大战期间及其以前的潜艇声纳多采用单一换能器或简单基阵，通过机械旋转产生水平方向上的单波束扫描，只能对单个目标进行定位和跟踪。工作频率集中在20～30千赫，主动式发射功率不超过800瓦。信号处理限于简单的滤波和放大。对目标存在与类型的判断主要靠操作人员的听觉、视觉和经验。只能利用直达声传播途径,探测距离很近,主动式1～1.5海里，被动式2～3海里。测向精度1°～3°。主动测距精度约±1％，不能测定目标深度，没有被动测距的功能。
第二次世界大战后声纳技术的发展，使现代潜艇声纳具有以下主要特点：采用低的工作频率，主动式工作频率的典型值为3～3.5千赫，被动式0.5～3千赫；加大发射功率,最高已达1兆瓦；加大换能器基阵尺寸，装在潜艇首部的大型球形阵直径已接近5米,贴镶在潜艇舷侧的线列阵长达60米左右，潜艇拖曳线列阵长度在百米以上；使用可作垂直波束扫描的换能器基阵，能选择利用三种传播途径；采用先进的信号处理技术,其中最重要的有多波束形成,时间压缩相关接收,分波束相关定向,高分辨力谱估计和线谱检测等；采用集成电路和微型组件，实现全数字化。70年代初以来,普遍采用数字计算机和微处理器,进行信号处理和全系统的控制和监视，使提取和综合信息的数量和质量大幅度提高，操纵控制和检修更为方便。在提高声纳的战术技术性能，使声纳具有多功能、高可靠性与可维修性等方面，都取得长足的进步。
发展趋势：研制具有更高定位精度的被动测距声纳，以满足水中武器实施全隐蔽攻击的需要；继续发展采用低频线谱检测的潜艇拖曳线列阵声纳，实现超远程的被动探测和识别；研制更适合于浅海工作的潜艇声纳，特别是解决浅海水中目标识别问题；大力降低潜艇自噪声，改善潜艇声纳的工作环境。
如今，无论在海面、水下，还是在地上、空中，都布置着各种反潜兵力，比如反潜水面舰艇、反潜潜艇、海岸固定声纳站、电子侦察机、侦察卫星、反潜固定巡航机以及反潜直升机等，它们在三维空间共同构成了立体反潜体系。

要发现在水下活动的潜艇并击沉它，探测设备和反潜武器是必不可少的。作为反潜战尤其是水面舰艇的“水下耳目”的声纳，目前仍旧是探测潜艇的最为有效的工具。

声纳(SONAR)的意思是“声导航和测距”（SOund Navigation And Ranging）。60年代以来，以低频、大功率、大基阵为特点的声纳问世；随着微电子技术的发展，各种规模的集成电路取代了晶体管，计算机也进入了声纳技术领域，出现了一批全新的数字化声纳。

什么是声纳呢？声纳是利用声波在水下的传播特性，通过电声转换装置和信号处理，完成水下目标探测和通讯任务的设备。按照搜索方式，声纳可以分为：多波束声纳、三维声纳、扫描声纳、旁视声纳等。按装备对象可分为水面舰艇声纳、潜艇声纳、海岸固定声纳、固定翼机声纳和直升机机载声纳等。

声纳的种类如此繁多，让我们看其中的一种声纳，就是舰壳声纳，今天的水面舰艇声纳集自动化、传感器、继承电路、计算机、海洋工程等高技术于一身，他的工作频率低，作用距离远，能够分析复杂信号，测向精度和可靠性较高。水面舰艇的舰壳声纳，顾名思义就是安装在水面舰艇壳体上的声纳。水面舰艇的舰壳声纳的最突出成就莫过于新的声传播的探索和应用（深海声道会聚区和海底反射）。
我们知道，声波在海水中的传播特性，决定声纳的使用效果同时也是声纳设计的重要依据之一。由于舰载声纳的作用距离受到水文条件的影响很大，因此了解和掌握声波在海水中的传播特性是至关重要的。声速是声波在海水里传播的速度，它与温度、盐度、压力有关，由于日光、气温、海流、风浪等因素的影响，使得声速随着深度而变化。通常以声线代表自声源发出的能量传播途径的曲线，如果声速随着深度而增加，则声线折回海面；如果声速随着深度而减小，则声线折向海底。这样造成声波在海水中传播情况的复杂性。在这基础上，可供舰壳声纳采用的声传播途径有如下三种。

最直接的是声直接传播。这种声直接传播的距离比较近，一般不超过10海里。随着“低频、大功率、大基阵”的发展，使得深海声道会聚区和海底反射技术成为可能。

什么是深海声道会聚区呢？在深海海区，太阳照射使得海面的温度增加，而深处的温度是不变的，加上海水的压力随深度而增加，导致了声纳随深度的变化先减小后增大，这样就存在一个稳定的声道，当声波借助于深海声道所形成的会聚效应传播时，能够达到30海里的距离。

什么又是海底反射呢？由于海底、海面两个反射面的存在，当声源以某一个倾角发射时，声波遇到海底发生反射返回海面，乃至重新返回海底，这样的不断反射可以获得大约15海里的探测距离。

声纳技术在现代战争中发挥着巨大的作用，随着声传播理论以及其他理论的发展，声纳技术必将具有更多的智能化、更强的探测性，在海底发挥着“海底望远镜”的重大功能。

回答2：

声纳是一种可用于多种用途的东西

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