現(xiàn)代海戰(zhàn)早已囊括空中、水面、水下三個(gè)領(lǐng)域，在水下作戰(zhàn)中，由于電磁波在水中衰減的速率非常高，無法作為偵測的信號(hào)來源，因此以聲波探測水面下的物體成為運(yùn)用最廣泛的手段，而聲吶是另一種利用聲波在水中的傳播和反射來進(jìn)行導(dǎo)航和測距的技術(shù)或設(shè)備。

廣泛應(yīng)用的“水下雷達(dá)”

聲吶技術(shù)至今已有100年歷史，它是1906年由英國海軍的劉易斯·尼克森所發(fā)明。他發(fā)明的第一部聲吶儀是一種被動(dòng)式的聆聽裝置，主要用來偵測冰山。這種技術(shù)到第一次世界大戰(zhàn)時(shí)被應(yīng)用到戰(zhàn)場上，用來偵測潛水艇。經(jīng)過多年的發(fā)展，聲吶已經(jīng)成為了當(dāng)前海軍進(jìn)行水下監(jiān)測過程中使用的主要設(shè)備，可以進(jìn)一步探測定位、分類、跟蹤水下的目標(biāo)，并且進(jìn)行水下的導(dǎo)航和通信。

軍海運(yùn)用聲吶工作的原理示意圖（來源：搜狐）

聲吶裝置一般由基陣、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、平板形或線列形，有接收基陣、發(fā)射基陣或收發(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)、與聲吶基陣的傳動(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，以及聲吶導(dǎo)流罩等。

其中，換能器是聲吶中的重要器件，它是聲能與其他形式的能，如機(jī)械能、電能、磁能等相互轉(zhuǎn)換的裝置，其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)。

換能器既可以在水下發(fā)射聲波，也可以在水下接收聲波。當(dāng)換能器同時(shí)用于發(fā)射和接收聲波時(shí)，聲吶屬于主動(dòng)式。主動(dòng)聲吶主要通過在探測水域?qū)Τ暡ǖ陌l(fā)射，對回波進(jìn)行計(jì)算，適合對水下的水雷、魚群、暗礁、沉船等進(jìn)行測量，并且可以計(jì)算出已經(jīng)關(guān)閉發(fā)動(dòng)機(jī)的隱蔽潛艇。當(dāng)換能器專用于接收聲波時(shí)，聲吶屬于被動(dòng)式。被動(dòng)聲吶被動(dòng)接收目標(biāo)發(fā)射出的信號(hào)或者目標(biāo)產(chǎn)生的一些輻射噪聲，對數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，同時(shí)對目標(biāo)的特性和位置進(jìn)行判斷，能夠在不暴露自己的前提下對外部活動(dòng)進(jìn)行探測。

水下戰(zhàn)場的情報(bào)支柱

由于現(xiàn)代數(shù)字信號(hào)處理算法和計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，顯著提高了聲吶的信息處理能力，開放式、標(biāo)準(zhǔn)化、模塊化系統(tǒng)架構(gòu)促進(jìn)了聲吶新技術(shù)的快速嵌入，推動(dòng)聲吶系統(tǒng)功能集成度不斷提高。新一代聲吶系統(tǒng)綜合集成舷側(cè)、艏端、拖曳、主/被動(dòng)、多頻段聲吶于一體，兼具目標(biāo)探測、跟蹤、識(shí)別，水文偵查，水下通信、導(dǎo)航，信息綜合處理和顯示，魚雷控制，水聲對抗等多種功能，大幅提高了潛艇和水面艦艇在深海和淺海中的探測性能和信息作戰(zhàn)能力。

聲吶是水下作戰(zhàn)的必備（來源：搜狐）

其中，美國AN/BQQ-10綜合聲吶系統(tǒng)是這類裝備的代表。該綜合聲吶系統(tǒng)是以AN/BQQ-5和AN/BQQ-6綜合聲吶系統(tǒng)為基礎(chǔ)，通過“民用聲學(xué)現(xiàn)成技術(shù)快速植入計(jì)劃”升級(jí)而來。AN/BQQ-10綜合聲吶系統(tǒng)對潛艇水下精確測繪導(dǎo)航（PUMA）系統(tǒng)進(jìn)行改進(jìn)，該項(xiàng)改進(jìn)可為潛艇提供測繪海底地形并記錄其地理特征的能力，包括似水雷物探測和3-D測繪圖顯示，這些數(shù)字地圖可以壓縮傳送給?；完懟脚_(tái)進(jìn)行顯示。這種精確測繪海底地形的能力，使?jié)撏軌螂[蔽執(zhí)行對作戰(zhàn)空間海底情況的準(zhǔn)備工作，以及安全進(jìn)行雷區(qū)監(jiān)視與規(guī)避行動(dòng)。

作者簡介：蘭順正，專長為太空戰(zhàn)略、軍事戰(zhàn)略、以及國際關(guān)系的研究和理論寫作。在部隊(duì)服役期間，編輯出版了自己的第一本軍事理論著作《一個(gè)陸軍上士的國防隨想——有兵出塞》。在國際關(guān)系學(xué)院攻讀碩士學(xué)位期間，主攻太空戰(zhàn)略方向，現(xiàn)在時(shí)常在網(wǎng)絡(luò)媒體及軍事雜志發(fā)表相關(guān)文章，另外自己的第二本專著《鎮(zhèn)星定?！獦?gòu)建中國未來的太空軍事戰(zhàn)略》也已出版發(fā)行。

出品：科普中國軍事科技

監(jiān)制：光明網(wǎng)科普事業(yè)部

作者：蘭順正（軍事科普作者）

科學(xué)審核：鵬鯤（資深軍事內(nèi)容編審）

策劃：金赫

歡迎掃碼關(guān)注深i科普！

我們將定期推出

公益、免費(fèi)、優(yōu)惠的科普活動(dòng)和科普好物！