Сонары - это... Как работают сонары и где применяются
Сонары - удивительные технологии, позволяющие обнаруживать невидимые глазу объекты под водой. Как дельфины ориентируются в толще воды? Узнайте об истории создания и принципах работы сонаров - акустических систем поиска и обнаружения подводных объектов.
Что такое сонары и как они работают
Сонар - это гидролокатор, использующий звук для обнаружения объектов под водой. Он работает по принципу активной эхолокации - посылает звуковые импульсы в воду и принимает отраженные от объектов сигналы.
Существуют активные и пассивные сонары. Активные сами излучают звук, а пассивные только принимают отраженные звуковые волны.
Сонары могут использовать как слышимые звуковые частоты, так и ультразвук, неслышимый для человека.
По времени, которое проходит между посылкой импульса и получением отраженного сигнала, определяется расстояние до обнаруженного объекта. А по направлению прихода отраженного сигнала можно определить положение объекта относительно сонара.
Принцип действия сонара во многом схож с радаром, который использует не звуковые, а электромагнитные радиоволны.
История создания сонаров
Идея эхолокации впервые возникла в природе - например, летучие мыши используют ультразвук для ориентации.
Первые технические сонары были изобретены в начале XX века для поиска айсбергов в море. Во Франции и США во время Первой мировой войны были созданы первые образцы военных сонаров.
Во Второй мировой войне произошло бурное развитие сонарных технологий для обнаружения подводных лодок.
В XX и XXI веках совершенствование сонаров продолжается, повышается их разрешающая способность и дальность действия.
Военное применение сонаров
Основное военное применение сонаров - это обнаружение и сопровождение подводных лодок и других скрытых под водой объектов.
По отраженным сигналам можно определить не только положение, но и курс и скорость подводной цели.
Современные военные корабли оснащаются мощными сонарными комплексами разных типов и диапазонов.
Для противодействия обнаружению применяются технологии снижения шумности подводных лодок и торпед.
Во время Второй мировой войны сонары помогли обнаружить и уничтожить много немецких подлодок в Северной Атлантике.
Гражданское использование сонаров
В гражданских целях сонары применяются:
- Для измерения глубин морей и океанов
- В рыболовстве - для поиска косяков рыбы
- Для картографирования морского дна и поиска затонувших объектов
- В медицинской визуализации - ультразвуковое исследование органов
- Для контроля состояния промышленного оборудования
Медицинские сонары (ультразвуковые сканеры) позволяют получать изображение внутренних органов и следить за развитием плода.
Перспективы развития сонарных технологий
Основные направления совершенствования сонаров:
- Повышение разрешающей способности для распознавания типов целей
- Увеличение максимальной дальности обнаружения
- Создание сверхбесшумных подводных аппаратов, "невидимых" для сонаров
- Применение нейросетей для автоматического распознавания обнаруженных объектов
- Миниатюризация для использования в подводных дронах
В будущем сонары станут еще более "зоркими" и интеллектуальными системами подводного наблюдения.
Достоинства и недостатки сонаров
К достоинствам сонаров можно отнести:
- Высокую эффективность обнаружения подводных объектов
- Возможность определения координат, глубины и скорости цели
- Всепогодность и возможность круглосуточного применения
Недостатки и ограничения сонаров:
- Сильная зависимость от условий среды распространения звука
- Помехи от шумов моря и движения собственного судна
- Сложность распознавания типов обнаруженных объектов
- Невозможность использования на малых глубинах
Несмотря на недостатки, сонары остаются одним из самых эффективных средств для скрытного обнаружения подводных объектов.
Сонар - это гидролокатор, использующий звук для обнаружения объектов под водой. Он работает по принципу активной эхолокации - посылает звуковые импульсы в воду и принимает отраженные от объектов сигналы.
| Тип сонара | Принцип работы |
|---|---|
| Активный | Излучает звук и принимает эхо-сигналы |
| Пассивный | Только принимает звуковые волны |
Сонар локатор что это такое - это гидпоакустическая система, позволяющая обнаруживать и определять местонахождение различных объектов под водой с помощью звуковых волн.
Цлово «сонар» происходит от английской аббревиатуры «sound navigation and ranging», что в переводе означает «звуковая навигация и дальномерия».
Что такое сонары в автомобилях - это датчики парковки, использующие ультразвук для измерения расстояния до препятствий при маневрировании.
Сонары это эффективное средство поиска и обнаружения различных объектов под водой с помощью звуковых волн. Они активно используются как в военных, так и в гражданских целях уже более века, а развитие технологий продолжается и сегодня.
Военное применение сонаров
Кроме обнаружения подводных лодок, сонары активно используются для:
- Классификации обнаруженных целей по акустическому портрету
- Сопровождения торпед при стрельбе по подводным целям
- Координации групповых действий подводных лодок и надводных кораблей
- Поиска мин и других донных объектов
Для обнаружения подводных диверсантов применяются специальные береговые гидроакустические комплексы охраны военно-морских баз.
Сонары в океанографических исследованиях
Океанологи используют сонары для:
- Изучения рельефа морского дна
- Оценки скорости и направления морских течений
- Исследования перемещений косяков рыб
- Мониторинга айсбергов и ледовой обстановки
Данные сонарной съемки дна важны для обоснования прокладки подводных кабелей и трубопроводов.
Промышленные сонары
В промышленности сонарные датчики используются для:
- Контроля уровня и плотности жидкостей в емкостях
- Обнаружения дефектов материалов ультразвуковой дефектоскопией
- Очистки поверхностей ультразвуком в технологических процессах
Промышленные сонары позволяют оперативно получать данные о состоянии технологических процессов без остановки оборудования.
Биомиметические сонары
Ученые работают над созданием биомиметических сонаров, имитирующих способности живых существ:
- Сонары-«вискари» по принципу дельфинов
- Миниатюрные сонары для роботов по типу летучих мышей
- Сонары с нейросетями для распознавания, как у дельфинов
Биомиметические сонары помогут создать более совершенные системы подводной разведки и связи.
Шумопеленгация
Пассивные сонары используются для шумопеленгации - обнаружения объектов по собственным шумам:
- Шум винтов подводных лодок
- Шум ходовых механизмов кораблей
- Шум от ракетных пусков
По характеру шумов можно классифицировать тип обнаруженного объекта.