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碧藍航線:基礎聲吶
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其著作權屬於上海蠻啾網絡科技有限公司、廈門勇仕網絡技術有限公司
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| 碧藍航線:基礎聲吶 | ||
| 本名 | 基礎聲納 | |
| 類型 | 設備 | |
| 相關設備 | 後繼:改良聲吶 | |
基礎聲吶是由蠻啾網絡、勇仕網絡聯合研發的流動裝置遊戲《碧藍航線》及其衍生作品中的武器裝備。
遊戲數據
- 掛載武器和裝備參數如遊戲中一樣可以點開喔!
歷史原型
Sonar這個詞是第二次世界大戰中首次使用的美國術語。它是SOund，NAvigation（導航定位）和Ranging（大範圍搜索，距離的修正）的首字母縮寫。
在大航海時期，達文西曾經記載到這樣的現象：「如果使得船隻停航，將一根管子伸入水中，就能聽到遠處航船的聲音。」這種聽聲管被視為現代聲納的雛形。中國古代則有地聽瓮，將大瓮至於地中，派人下去貼着瓮壁聽音，從而判斷是否有人挖地道偷襲。
1912年鐵達尼號事故後，英國人提出回聲定位的建議，後來美國人費森在1913年發明了水下發射接受換能器，並探測到了2海里外的冰山——在濃霧天氣或者其他視線受限的情況下這個距離可能比目視觀察遠不少。 然而真正刺激聲納技術發展的還是戰爭。一戰期間，德國採取的無限制潛艇戰對盟國航運造成極大的壓力。1917年，美國成立了專門的研究委員會研究對潛艇的探測手段。由於電磁波（尤其是對目標精確定位的短波）對海水的穿透力極為糟糕，因而聲納就成了重要的研究對象。
二戰時期的聲吶已經能有主動被動兩種模式了，往往安裝在艦首。另外潛艇也裝備了聲吶，然而此時的潛艇聲吶定位精度仍然糟糕，仍然不能代替潛望鏡直接指揮魚雷射擊，直到XXI級別潛艇問世才算解決。
影響聲吶探測的因素
相比於電磁波在空氣中的傳播，聲波在水中一樣存在衍射反射之類的現象，此外還有很多其他的影響因素：海水溫度，鹽度，深度，海洋生物，海底地形，海面環境等等，這些可以讓聲納變成順風耳捕捉千里外的目標（字面意義的千里），也可能讓聲納 徹底變成聾子。
聲吶使用在水中傳播的聲波進行偵察，環境因素會使其靈敏度上升或下降。
環境噪音
這是海洋自身的背景噪音，噪音越大，聲吶越難發現其他聲源。風浪、雨雪和海冰（水下）都會增大環境噪音而海面浮冰（結構相對多孔吸收噪音，與泡沫隔音材料原理近似）能顯著降低環境噪音。理論上如果潛艇自己的噪音小於環境噪音敵人的被動聲 納將無法發現自己。
海水深度
在非常淺的水域存在着更多生物活動（更高的背景噪音），並且聲波在到達海底時會被擾亂，這些會使聲吶靈敏度降低。在下面的幾種現象中，水深也是影響聲波傳播的重要因素。
聲音在水中的傳播
由於溫度和水壓（其實還有密度）引發的海水密度改變，聲波路徑在水下發生彎曲。隨着水溫的降低，聲波的路徑向下彎曲，隨着水溫的升高，聲波的路徑向上彎曲。此外，增大的水壓會使聲波路徑向上彎曲。因此向水下傳播的聲波路徑會先因溫度漸變向下彎曲，然後因水壓增大向上彎曲，結果是聲波先進入深處再回到海面。
水聲會聚區
正如上文所說，聲波的路徑因為水壓會向上彎曲，所以在足夠深的海域它最終會回到海面，然後再被海面反射回來，如此循環往復。這些聲波返回的地點叫做水聲會聚區。會聚區內的聲吶可以偵測到聲音。
匯聚區是環狀分佈的。第一匯聚區往往是聲波也可以直接到達的區域，第二匯聚區第三匯聚區更遠，可以達到40到50公里與100公里以上，但是這些區域的目標很難確定深度。第四第五匯聚區可能會形成但是非常罕見。
儘管如今水聲匯聚原理應用不少（比如SOSUS），然而水聲匯聚區需要聲波傳播非常遠的距離，而二戰時期的高頻聲納的聲波能量衰減極快，所以很不幸水聲匯聚原理在二戰中幾乎沒有可行的應用。
海底反射
在中等深度的海洋中，聲波接觸到海床之後能被反射回到海面，使其傳播距離增大。這種現象的發生需要一個較為平坦的海床以反射聲波。
溫躍層和波導
正如上文所說，溫度漸低的海水讓聲波向下折射，溫度漸高的海水讓聲波向上折射。總的來說，水溫在海面附近最高，並隨着深度的增加而降低。在某個深度水溫會突然下降，這個位置稱為溫躍層。
在溫躍層之上，聲波通常會向上折射，到達海面之後，有一些又會向下反射，再在溫躍層之上向上折射。這種在溫躍層和海面之間持續地反射與折射的現象叫做表面波導，它會極大地增強溫躍層與海面間聲音的傳播。
在溫躍層下方，可能會形成一個陰影區域。聲波或是被表面波導困住，或是穿過溫躍層向水溫降低的方向折射。折射的聲波遠離的區域形成了「陰影」，這會明顯減少此處聲音的傳播。此區域內的潛艇很難被反潛兵力發現。二戰期間德軍潛艇也會利用儘可能深潛來讓自己於敵人位於溫躍層兩側。
注意：波濤洶湧的海水會將溫躍層附近不同密度的海水混在一起，減弱溫躍層的強度。在有些海況惡劣、水過淺或海水溫度變化不大的地區，溫躍層根本不會形成。這在海況糟糕的北大西洋需要注意。
以上各類影響因素需要平時大量的水文資料積累，所以目前各大海軍強國都會對自己的海區或者敵人的海區進行水文探測，比如使用音響測量船，科考船，核潛艇甚至是民船等等。這也可以解釋為什麼2021年10月份某隻兔子對於某隻鷹的潛艇在自家海域如此炸毛。
遊戲相關
遊戲裏艦船如果不帶聲吶以及反潛武器就無法攻擊水下的敵人，所以聲吶是反潛戰鬥的必備。
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註釋與外部連結
《水聲學基礎》 其他部分文章