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潛艇為什麼用超聲波

發布時間:2022-05-05 13:42:10

⑴ 為什麼用超聲波可以探測海底

在1914~1918年的第一次世界大戰期間,法國和美國的海軍遭到德國潛水艇的襲擊而蒙受了很大損失。由於海水擋住了人們的視線,海面上的艦艇稍不注意就要吃虧。有什麼辦法能夠預先發現潛水艇的行蹤呢?電磁波在空氣中能夠傳得很遠,可是,電磁波進入海水中,傳不了多遠就會被海水吸收掉,所以不能使用靠電磁波工作的雷達在大海中搜索。

1918年,法國科學家郎之萬首次用超聲波偵察潛水艇,獲得了成功。

超聲波在水中能夠按著一定的方向直線前進,它能夠傳到幾千米、幾十千米、甚至幾千千米以外。而且它又能形成射束,聚成很窄的一束,向一個方向傳播。如果它在海洋中沒有遇到什麼障礙,就一直前進,並消失在海洋中。當它在中途遇到障礙物時,就會有一部分能量按原方向反射回來。因此,當接收到回聲訊號,經過放大送到顯示器,就可以立刻顯示出目標的距離和方位。

根據這個原理,超聲波不僅能發現潛伏在茫茫大海里的潛艇,還能「看見」隱藏在海底的暗礁、淺灘和沉船,在大霧中提醒船長哪兒有冰山。由於魚群能反射超聲波,超聲波還能幫助人們尋找魚群,增加捕魚量。

發射和接收超聲波的設備叫「聲納」。聲納被稱為伸向海洋的「耳朵」。

⑵ 為什麼潛艇在水下探測使用的聲吶就是聲波吧,但是不用電磁波呢

電磁波波長太短,在水中衰減很快,無法長距離傳播,所以無法使用,及時是長波電台的電波,最多也只能深入水下傳播150米,作為水下探測手段來說沒有使用價值。

⑶ 探測海底深度為什麼要用超聲波

因為超聲波具有極強的方向性,並且一碰到堅硬物就反射,但是次聲波能穿透堅硬物,並無方向性,不會反射.

⑷ 潛艇利用超聲波定位

不是超聲波,使用超聲波探測距離很短。潛艇使用聲吶定位,聲納分為兩種:主動聲納、被動聲納.主動聲納是靠自身發射聲波即發出聲音來探測目標,被動聲納是只接收目標發出的聲音(如雜訊)來發現目標,自身不發射聲波.從理論上講,次聲波、聲波、超聲波都可以在聲納中使用,但穿透性次聲波(設備體積最大)最好,超聲波最差,定向性超聲波最好.
一般被動式聲納頻率范圍一般為3Hz-97KHz;
一般主動式聲納工作頻率較高,一般約為3kHz-97kHz左右.
而超聲波是一種頻率高於20000赫茲的聲波。

⑸ 潛水艇聲納導航用了什麼波

聲納音頻從次聲波到超音波都有,但是現代潛艇聲納一般都是超聲波。超聲波具有定向發射的性質,可以用於探測水中物體,如探測魚群、潛艇等,也可用來測量海深。由於海水的導電性良好,電磁波在海水中傳播時,吸收非常嚴重,因而電磁雷達無法使用。利用聲波雷達——聲納,可以探測出潛艇的方位和距離,因為超聲波碰到雜質或介質分界面時有顯著的反射,所以可以用來探測工件內部的缺陷。超聲探傷的優點是不傷損工件,可以探測大型工件,如用於探測萬噸水壓機的主軸和橫梁等。此外,在醫學上可用探測人體內部的病變,如「B超」儀就是利用超聲波來顯示人體內部結構的圖像。 次聲波不容易衰減,不易被水和空氣吸收。而次聲波的波長往往很長,因此能繞開某些大型障礙物發生衍射。某些次聲波能繞地球2至3周。某些頻率的次聲波由於和人體器官的振動頻率相近,容易和人體器官產生共振,對人體有很強的傷害性,危險時可致人死亡。

⑹ 潛艇上的聲納的工作原理

聲納就是利用水中聲波對水下目標進行探測、定位和通信的電子設備,是水聲學中應用最廣泛、最重要的一種裝置。它是SONAR一詞的「義音兩顧」的譯稱(舊譯為聲納),SONAR是Sound Navigationand Ranging(聲音導航測距)的縮寫。 聲納技術至今已有100年歷史,它是1906年由英國海軍的劉易斯·尼克森所發明。他發明的第一部聲納儀是一種被動式的聆聽裝置,主要用來偵測冰山。這種技術,到第一次世界大戰時被應用到戰場上,用來偵測潛藏在水底的潛水艇。 目前,聲納是各國海軍進行水下監視使用的主要技術,用於對水下目標進行探測、分類、定位和跟蹤;進行水下通信和導航,保障艦艇、反潛飛機和反潛直升機的戰術機動和水中武器的使用。此外,聲納技術還廣泛用於魚雷制導、水雷引信,以及魚群探測、海洋石油勘探、船舶導航、水下作業、水文測量和海底地質地貌的勘測等。 和許多科學技術的發展一樣,社會的需要和科技的進步促進了聲納技術的發展。 二、聲納工作原理 聲波是觀察和測量的重要手段。有趣的是,英文「sound」一詞作為名詞是「聲」的意思,作為動詞就有「探測」的意思,可見聲與探測關系之緊密。 在水中進行觀察和測量,具有得天獨厚條件的只有聲波。這是由於其他探測手段的作用距離都很短,光在水中的穿透能力很有限,即使在最清澈的海水中,人們也只能看到十幾米到幾十米內的物體;電磁波在水中也衰減太快,而且波長越短,損失越大,即使用大功率的低頻電磁波,也只能傳播幾十米。然而,聲波在水中傳播的衰減就小得多,在深海聲道中爆炸一個幾公斤的炸彈,在兩萬公里外還可以收到信號,低頻的聲波還可以穿透海底幾千米的地層,並且得到地層中的信息。在水中進行測量和觀察,至今還沒有發現比聲波更有效的手段。 三、聲納結構與分類 聲納裝置一般由基陣、電子機櫃和輔助設備三部分組成。基陣由水聲換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、平板形或線列行,有接收基陣、發射機陣或收發合一基陣之分。電子機櫃一般有發射、接收、顯示和控制等分系統。輔助設備包括電源設備、連接電纜、水下接線箱和增音機、與聲納基陣的傳動控制相配套的升降、回轉、俯仰、收放、拖曳、吊放、投放等裝置,以及聲納導流罩等。 換能器是聲納中的重要器件,它是聲能與其它形式的能如機械能、電能、磁能等相互轉換的裝置。它有兩個用途:一是在水下發射聲波,稱為「發射換能器」,相當於空氣中的揚聲器;二是在水下接收聲波,稱為「接收換能器」,相當於空氣中的傳聲器(俗稱「麥克風」或「話筒」)。換能器在實際使用時往往同時用於發射和接收聲波,專門用於接收的換能器又稱為「水聽器」。換能器的工作原理是利用某些材料在電場或磁場的作用下發生伸縮的壓電效應或磁致伸縮效應。 聲納的分類可按其工作方式,按裝備對象,按戰術用途、按基陣攜帶方式和技術特點等分類方法分成為各種不同的聲納。例如按工作方式可分為主動聲納和被動聲納;按裝備對象可分為水面艦艇聲納、潛艇聲納、航空聲納、攜帶型聲納和海岸聲納等。 主動聲納:主動聲納技術是指聲納主動發射聲波「照射」目標,而後接收水中目標反射的回波以測定目標的參數。大多數採用脈沖體制,也有採用連續波體制的。它由簡單的回聲探測儀器演變而來,它主動地發射超聲波,然後收測回波進行計算,適用於探測冰山、暗礁、沉船、海深、魚群、水雷和關閉了發動機的隱蔽的潛艇; 被動聲納:被動聲納技術是指聲納被動接收艦船等水中目標產生的輻射雜訊和水聲設備發射的信號,以測定目標的方位。它由簡單的水聽器演變而來,它收聽目標發出的雜訊,判斷出目標的位置和某些特性,特別適用於不能發聲暴露自己而又要探測敵艦活動的潛艇。 四、聲納安裝及運用 傳統上潛艇安裝聲納的主要位置是在最前端的位置,由於現代潛艇非常依賴被動聲納的探測效果,巨大的收音裝置不僅僅讓潛艇的直徑水漲船高,原先在這個位置上的魚雷管也得乖乖讓出位置而退到兩旁去。 其他安裝在潛艇上的聲納型態還包括安裝在艇身其他位置的被動聲納聽音裝置,利用不同位置收到的同一訊號,經過電腦處理和運算之後,就可以迅速的進行粗淺的定位,對於艇身較大的潛艇來說比較有利,因為測量的基線較長,准確度較高。 另外一種聲納稱為「拖曳聲納」,因為這種聲納裝置在使用時,以纜線與潛艇連接,聲納的本體則遠遠的拖在潛艇的後面進行探測,拖曳聲納的使用大幅強化潛艇對於全方位與不同深度的偵測能力,尤其是潛艇的尾端。這是因為潛艇的尾端同時也是動力輸出的部分,由於水流的聲音的干擾,位於前方的聲納無法聽到這個區域的訊號而形成一個盲區。使用拖曳聲納之後就能夠消除這個盲區,找出躲在這個區域的目標。 五、影響聲納工作性能的因素 影響聲納工作性能的因素除聲納本身的技術狀況外,外界條件的影響很嚴重。比較直接的因素有傳播衰減、多路徑效應、混響干擾、海洋雜訊、自雜訊、目標反射特徵或輻射雜訊強度等,它們大多與海洋環境因素有關。例如,聲波在傳播途中受海水介質不均勻分布和海面、海底的影響和制約,會產生折射、散射、反射和干涉,會產生聲線彎曲、信號起伏和畸變,造成傳播途徑的改變,以及出現聲陰區,嚴重影響聲納的作用距離和測量精度。現代聲納根據海區聲速--深度變化形成的傳播條件,可適當選擇基陣工作深度和俯仰角,利用聲波的不同傳播途徑(直達聲、海底反射聲、會聚區、深海聲道)來克服水聲傳播條件的不利影響,提高聲納探測距離。又如,運載平台的自雜訊主要與航速有關,航速越大自雜訊越大,聲納作用距離就越近,反之則越遠;目標反射本領越大,被對方主動聲納發現的距離就越遠;目標輻射雜訊強度越大,被對方被動聲納發現的距離就越遠。參考資料: http://hi..com/xzhx2008/blog/item/b7c7a08f54a7dcfe503d9271.html

⑺ 潛艇上的聲吶系統是利用超聲波嗎

A、因為超聲波的方向性好,遇到障礙物易反射的特點,聲吶採用的是超聲波,故A正確;
B、設置隔聲板可以在傳播過程中減弱雜訊,故B錯誤;
C、機動車輛在市內嚴禁鳴笛是在聲源處減弱雜訊的,故C錯誤;
D、超聲波的穿透能力強,B超是利用超聲波工作的,故D錯誤.
故選:A.

⑻ ①在空中探測目標常用電磁波,為什麼潛艇要用超聲波

海水可以吸收大部分電磁波。無論是紅外,紫外線,伽馬射線,無線電波風。

⑼ 潛艇上的聲吶是超聲波還是次聲波

聲納發射的就是高頻聲波。

電磁波在水中會被吸收,無法穿透水層探測。

次聲波的發射和接收都很困難,而且對船體有損傷,甚至可能造成船隻解體。

超聲波雖然可以用,但它的穿透性比較強,回波比較弱,不好接收。

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