Hur använder ubåtar SONAR för att navigera?

Tvärtemot vad många tror, ubåtar använder inte deras huvudsakliga ekolod för primär navigering (de behöver inte windows heller), och Sonar akronym (ljud navigering och Ranging) innebär faktiskt en missvisande. Men de använder det för att undvika objekt (fartyg och ubåtar), så i den meningen de använder det för att undvika navigering.

Ubåtar använder 2 typer av Sonar lägen - aktiva och passiva. Aktiva sonarsystem är likvärdiga med Radar, endast använder ljudvågor snarare än radiovågor som källa för överföring och echo till målintervallet. Passiv Sonar, som är används nästan 99% av tiden, innebär helt enkelt lyssna med alla system för tecken på fartyg, flygplan eller ubåtar (Ja, vi kan höra flygplan och helos om de är så nära vattnet).

Sunda resor mycket snabbare i vatten än den luft, och reser mycket längre också. Aktiv/passiv system använder en givare array, vilket är ett stort utbud av enheter (givare) som omvandlar elektriska signaler till ljud (för aktiva överföring) och ljud vågor till elektriska signaler (för passivt mottagande av ljud eller tar emot en återgång echo). Passiv-bara matriser (dragna eller sekundära framåt matriser) använder hydrofoner snarare än omformare, som endast kan ta emot ljudvågor och konvertera dem till elektriska signaler.

Alla ubåtar använder diagram, satellit, gyro, visual, radar (nära stranden) och död räkenskap för primär navigering i de flesta världshaven. Vid sällsynta tillfällen, har uncharted bergen eller navigering screwups lett till ubåten olyckor. Min egen båt hit en undervattensfarkost berg i Medelhavet 1977. USS San Francisco hit en uncharted berg för några år sedan.

Det enda undantaget är i ishavet, där istillbehör är i ständig rörelse och dess konfiguration är ständigt föränderliga. I Arktis, för snabba resor, kommer att båten dränka till ett djupare djup än is kölarna kan bilda; för att navigera genom istillbehör nära ytan, används framåtblickande och topp-klingande Hej-frekvens ekolod både upptäcka is och bestämma dess relativa tjockleken. Periskop kan också höjas (vattnet är mycket klart det) att få en visuell bekräftelse av ice konfiguration innan ytbeläggning.

Navigera i Arktis är inte lätt. Försvårande, konstant buller från ice skifta (Tänk om att behöva lyssna till popcorn pop i timmar vid försök att hitta ett mål) gör det mycket svårt att plocka ut kontakter. Lyckligtvis, det finns inte några bullriga biologics (fisk, etc.) eller frakt buller som gör det värre.

Den primära användningen för en ubåt huvudsakliga Sonar system är att hitta yta och nedsänkt kontakter. Beroende på vilken typ av båt (Attack eller missil) och dess uppdrag, kommer att en båt antingen söka upp dessa kontakter eller försöker undvika dem helt och hållet. Det är en snabb-Attack ubåt uppdrag att söka och förstöra fartyg och ubåtar; en ballistisk robot ubåt uppdrag är att förbli oupptäckt. För de gillar att vara på en snabb-Attack mig som var Sonarmen under höjden av det kalla kriget, var den enda vägen att gå om du ville lära dig ditt yrke.

Inte att ubåtar kan inte använda deras huvudsakliga ekolod för att navigera om de ville - de kunde. Den kan användas för navigering i grunt, nära till land vatten, men i djupa havet kan du inte på grund av den fysiska konfigurationen av arrayen Sonar (mer om detta nedan). För att använda sonar för navigering, en båt som behöver använda aktiv Sonar. Alla båtar använda passiv Sonar för normal drift - aktiv endast används för att få en rad bekräftelse på ett mål precis innan torped lanseringen, eller i andra sällsynta omständigheter. Anledningen till detta är att en båt aktiva sonarsystem är extremt kraftfull, och som sådan kan höras av andra fartyg och ubåtar för många, många miles (ljud resor snabbare och längre i vatten än i luft). Använda aktiva sonarsystem effektivt ger bort din position, och i ubåten krigföring, han som hör annan först vinner.

Sonar beror på en tydlig echo avkastning från en aktiv puls för navigering. Som sådan, är ekot beroende av retur vinkeln av sund tillbaka till dess källa. Problemet i djupa havet är att botten är tillräckligt långt bort från arrayen Sonar som den vinkel vid vilken ljudet träffar betyder att ekot kommer att färdas från källan, inte nödvändigtvis tillbaka mot den. Det är därför fathometer givare sitter på undersidan av skrovet och något vinklade mot fören att kompensera för att resa genom vattnet.

Även med aktiv Sonar för navigering nära strand är inte så lätt, inte heller är det verkligen så exakt. Uteffekten är så stor att de resulterande ekona göra för en ganska rörigt tillbaka bilden. Visst, du kan justera effektnivåer, men verkligheten i dagens ubåt verksamhet är att den enda gången du kan verkligen använda det är när transit till och från hamnen, och i de fall du skulle använda satellit, diagram och visuella hjälpmedel, som är mer exakt. Fathometer terrängen används regelbundet att korrelera med sjökortsinformation, och satellit fixar kontrolleras med andra system.

När det gäller använder passiv Sonar, hur ljudet färdas i påverkas vatten av temperatur, salthalt och atmosfärstryck. Låter resor mot kallare vatten, så som sådan tenderar att färdas mot djupt vatten. Dock på djupare djup, trycket blir den allt överskuggande variabeln och ljud tvingas tillbaka mot ytan. Det är Sonars uppgift att kartlägga ljud profilen på det operativa området regelbundet så att systemets Sonar kan användas till full effektivitet. Lyssna på passiv Sonar i huvudsak försöker plocka ut distinkt ljud bland tusentals ljud skapad av biologiska läkemedel och miljö källor (stormar, geologiska källor, vågor, etc.) samt de tusentals fartyg och andra konstgjorda källor på havet eller på stranden, försöker ta reda på om ekolod kontakten passar in i klassen av en Merchant ship , Trålare, örlogsfartyg eller annan typ (segelbåt, kryssningsfartyg, etc.).