什么是声纳?

到目前为止，声波还是唯一能在深海作远距离传输的能量形式。于是探测水下目标的技术——声纳技术便应运而生。

所谓声纳（sonar），即声音导航和测距的缩语，是利用声波在水中传播速度大、衰减小的物理特性对水中目标进行搜索、定位、识别和跟踪的技术装备，被誉为水下“千里眼”“顺风耳”。二战期间，英国的“沃克”号驱逐舰就是利用声纳测出德“U-99”号潜艇方位，并将其击沉海底的。

世界上第一台声纳是1971年由法国物理学家朗之万发明的。声纳的工作原理是回声探测法（与雷达相似）。声纳按其工作方式分为被动式声纳（或称躁声声纳）和主动式声纳，现在的声纳兼有以上两种。以被动式声纳为例：当水中或水面目标运动时，会产生机械振动和躁声，并通过海水介质传播到声纳换能器，换能器将声波转换为电信号后传给接受机，经放大处理传送到显示控制台进行显示和提供测听定向。被动式声纳隐蔽性好，识别目标能力强，但不能侦察静止目标。主动式声纳可解决这一问题，但主动式声纳易暴露自己，且探测距离短。

最初声纳主要用于探测敌方潜艇，随着技术的发展，声纳已发展到第五代，即数字式声纳，性能有了很大提高。除军事上用于搜索潜艇、探测水雷、海底警戒、水下导航、水中（鱼雷、水雷等）制导和对抗外，还用于海洋资源探测、研究和开发，如探测鱼群和虾群，探测海洋的深度、海底礁石、沉船、油管、海底电缆和水下障碍物以及海底石油和天然气等。

声纳由发射机、换能器、接收机、显示器、定时器、控制器等主要部件构成。发射机制造电信号，经过换能器（一般用压电晶体），把电信号变成声音信号向水中发射。声信号在水中传递时，如果遇到潜艇、水雷、鱼群等目标，就会被反射回来，反射回的声波被换能器接收，又变成电信号，经放大处理，在荧光屏上显示或在耳机中变成声音。根据信号往返时间可以确定目标的距离，根据声调的高低等情况可以判断目标的性质。例如，目标是潜艇，潜艇是钢质外壳，回声不仅清晰，而且还有拖长的回鸣；鱼群的回声则低沉而混乱。目标如果是运动的，那么由于“多普勒效应”，回声的音调应有所变化：音调不断变高，说明目标正向他们靠拢；音调不断变低，说明目标离我们远去了……

声纳可分为两大类：主动声纳和被动声纳。前者像雷达一样，不停地向外发射声信号，根据回波判断目标性质。后者不主动发射信号，只接收目标自己辐射的声音信号。被动声纳因为不发射信号，所以不易被敌人发现，主要用于隐蔽侦察。现代的综合声纳兼有以上两种工作方式。

早期潜艇依靠潜望镜进行观察。但潜望镜只能观察水面上的目标，对水下目标则无能为力，所以，早期潜艇的事故率很高，经常在水下撞上暗礁、水雷和别的潜艇。在第二次大战期间，沉没的德国潜艇有100多艘。

现代潜艇装有多种声纳。例如美国的一种潜艇，装备不同用途的声纳有15种之多。艇上的声纳侦察仪可截获和偷听敌人的声纳信号；敌我识别声纳，专门用对口令的办法判断敌我；通信声纳则用来和自己的舰艇通信；有的声纳负责导航、测距、警戒、探雷、测地貌等等。

有趣的是，潜艇的克星也是声纳。在海中，只有靠声纳才能发现潜艇，因而存在着潜艇声纳与反潜声纳的对抗。

许多国家在军港附近的海区、重要的海峡、主要的航道等处都安装了庞大的声纳换能器基阵，靠岸上的电子计算机控制海底的数以千计的换能器。一旦潜艇来犯，便可及时发现。这种防潜预警系统早在1952年就已建成，现已发展到第五代。其警戒范围可达几百公里。

在大西洋的亚速尔群岛以北，有一个叫“阿发”的水下监视系统。它的换能器安装在几个水下塔台上，排布成三角形，每边长约35公里。这种系统能监听进出直布罗陀海峡的所有潜艇，并能用三角定位法确定潜艇位置。

除了这种固定的警戒声纳外，探测潜艇还可以用机载声纳进行。一架直升机垂下一根100多米长的电缆，电缆下吊着一部声纳。通过机身的下降或上升，声纳在海水中的深度也随之变化。飞机在海面上飞行时，便可拖着声纳进行大面积探测。据国外报道，这种声纳每小时可以搜索海面1000平方公里。

新型航空声纳是“无线”式的，不需要用电缆和飞机连接。它只有10公斤，反潜飞机将它们投到预定海域内，它们便可漂浮于海上。反潜飞机可以同时投放许多这种漂浮声纳。声纳着水后，其天线伸出水面，水听器沉入水中。水听器把在海底收到的声信号变成电信号，通过天线发射出去。反潜飞机根据收到的信号可以判断潜艇的位置。

现代水雷也多采用声纳作引信。有一种先进的自动水雷，依靠声纳作自导装置。当潜艇从附近经过时可以“自动起飞”，搜索并最后击中目标