Википедија

Sonar

Sonar (akronim engleskih reči sound navigation and ranging) je sistem za navigaciju, komunikaciju ili detekciju objekata (obično ispod površi vode), koji za svoj rad koristi prostiranje akustičnih talasa.[2] Postoje dva tipa sonara: aktivni i pasivni. Sonar se može koristiti za akustičko određivanje lokacije ili za merenje karakteristika određenih „meta“ u vodi. Akustičko određivanje lokacije na površi Zemlje primenjivalo se pre nego što je konstruisan radar. Sonar se može upotrebljavati u vazduhu za navigaciju robota, [3] a SODAR se koristi za atmosferska istraživanja. Termin sonar se koristi i za opremu koja stvara i prima zvuk. Frekvence talasa koje se koriste u sonarskim sistemima se kreću od infrasoničnih do ultrasoničnih. Proučavanje podvodnog zvuka se naziva podvodna akustika ili hidroakustika.

Francuske fregate tipa F70 (ovde La Mot-Pike) opremljene su sa VDS (varijabilno dubinskim sonarom) tipa DUBV43 ili vučenim sonarom tipa DUBV43C
Sonarska slika minolovca Sovjetske mornarice T-297, ranije latvijskog Virsajtisa, koji je stradao 3. decembra 1941. u Finskom zalivu.[1]

Prvu zabeleženu primenu ove tehnike ostvario je Leonardo da Vinči 1490. godine koji je upotrebio cev umetnutu u vodu da detektuje plovila pomoću uva.[4] Sonar je razvijen tokom Prvog svetskog rata kako bi se suprotstavilo rastućoj pretnji podmorničkog rata, sa operativnim pasivnim sonarnim sistemom koji je bio u upotrebi do 1918.[2] Savremeni aktivni sonarni sistemi koriste akustični pretvarač za generisanje zvučnog talasa koji se reflektuje od ciljnih objekata.[2]

Istorija uredi

Iako su neke životinje (delfini, slepi miševi, neke rovčice i druge) milionima godina koristile zvuk za komunikaciju i otkrivanje objekata, ljudsku upotrebu u vodi je inicijalno zabeležio Leonardo da Vinči 1490. godine: cev umetnuta u vodu se koristila za otkrivanje plovila stavljanjem uva na cev.[4]

Krajem 19. veka je korišćeno podvodno zvono kao pomoćno sredstvo za svetionike ili brodove svetionike kako bi se upozorilo na opasnosti.[5]

Smatra se da je upotreba zvuka za „eho-lociranje“ pod vodom na ekvivalentan način na koji slepi miševi koriste zvukove za vazdušnu navigaciju bila podstaknuta katastrofom Titanika 1912.[6] Prvi svetski patent za podvodni uređaj za određivanje opsega jeke podneo je u Britanskom Zavodu za patente engleski meteorolog Luis Fri Ričardson mesec dana nakon potonuća Titanika,[7] a nemački fizičar Aleksandar Behm dobio je patent za eho sonder 1913. godine.[8]

Kanadski inženjer Redžinald Fesenden, radeći za Podmorničku signalnu kompaniji u Bostonu u Masačusetsu, izgradio je eksperimentalni sistem početkom 1912. godine, sistem je zatim testiran u Bostonskoj luci, i konačno 1914. sa američkog broda Majami na Grand Bankima kod Njufaundlanda.[7][9] U tom testu, Fesenden je demonstrirao dubinsko sondiranje, podvodnu komunikaciju (Morzeov kod) i opseg odjeka (otkrivajući ledeni breg na dometu od 2 mi (3,2 km)).[10][11] „Fesendenov oscilator”, koji je radio na frekvenciji od oko 500 Hz, nije mogao da odredi azimut ledenog brega zbog talasne dužine 3 metra i male dimenzije zračnog lica sonde (prečnika manje od ​1⁄3 talasne dužine u prečniku). Deset britanskih podmornica H-klasa izgrađenih u Montrealu, lansiranih 1915. godine, bilo je opremljeno Fesendenovim oscilatorima.[12]

Tokom Prvog svetskog rata potreba za otkrivanjem podmornica podstakla je dodatna istraživanja o upotrebi zvuka. Britanci su rano koristili podvodne uređaje za slušanje koji se zovu hidrofoni, dok je francuski fizičar Paul Lanževen, radeći sa ruskim emigrantskim inženjerom elektrotehnike Konstantinom Čilovskijem, radio na razvoju aktivnih zvučnih uređaja za otkrivanje podmornica 1915. Iako su piezoelektrični i magnetostrikcijski pretvarači kasnije zamenili elektrostatičke pretvarače koje su oni koristili, ovaj rad je uticao na buduće dizajne. Za hidrofone su korišćeni lagani plastični film i optička vlakna osetljiva na zvuk, dok su za projektore razvijeni Terfenol-D i PMN (olovni magnezijum niobat).

ASDIC uredi

 
ASDIC displajna jedinica iz 1944. godine

Godine 1916, pod britanskim Odborom za pronalaske i istraživanja, kanadski fizičar Robert Vilijam Bojl je preuzeo projekat aktivne detekcije zvuka sa A. B. Vudom, proizvevši prototip za testiranje sredinom 1917. godine. Ovaj posao za Antipodmorničku diviziju Britanskog pomorskog osoblja obavljen je u najvećoj tajnosti i koristio je kvarcne piezoelektrične kristale za proizvodnju prvog praktičnog aparata za detekciju podvodnog aktivnog zvuka na svetu. Da bi se održala tajnost, nije pominjano eksperimentisanje sa zvukom ili kvarc - reč koja se koristi za opisivanje ranog rada („supersonika”) promenjena je u „ASD”-ici, a kvarcni materijal u „ASD”-it: „ASD” za „Protivpodmornička divizija” (engl. Anti-Submarine Division), otuda britanska skraćenica ASDIC. Godine 1939, kao odgovor na pitanje iz „Oksfordskog rečnika engleskog jezika”, Admiralitet je objavio da se akronim odnosi na „Saveznički istražni odbor za otkrivanje podmornica“ (engl. Allied Submarine Detection Investigation Committee), i to je dalje široko zastupljeno značenje,[13] iako nijedan komitet sa ovim imenom nije postojao, sudeći po podacima iz arhive Admiraliteta.[14]

Do 1918. Britanija i Francuska su izgradile prototipe aktivnih sistema. Britanci su testirali svoj ASDIC na brodu HMS Antrim 1920. godine i započeli proizvodnju 1922. Šesta flota razarača imala je brodove opremljene ASDIC-om 1923. Protivpodmornička škola HMS Ospri i flotila za obuku od četiri plovila osnovane su u Portlandu 1924. godine.

Do izbijanja Drugog svetskog rata, Kraljevska mornarica je imala pet kompleta za različite klase površinskih brodova, a druge za podmornice, ugrađene u kompletan sistem protiv podmornica. Efikasnost ranog ASDIC-a bila je otežana upotrebom dubinskih bombi kao protivpodmorničkog oružja. Ovo je zahtevalo od napadačkog broda da pređe preko potopljenog kontakta pre nego što baci naboj preko krme, što bi dovelo do gubitka ASDIC kontakta u trenucima koji su prethodili napadu. Lovac je efektivno pucao na slepo, za to vreme komandant podmornice je mogao da preduzme akciju izbegavanja. Ova situacija je popravljena novom taktikom i novim oružjem.

Taktička poboljšanja koja je razvio Frederik Džon Volker uključivala su i puzajući napad. Za ovo su bila potrebna dva protivpodmornička broda (obično slupovi ili korvete). „Usmeravajući brod” pratio je ciljnu podmornicu na ASDIC-u sa položaja oko 1500 do 2000 metara iza podmornice. Drugi brod, sa isključenim ASDIC-om i brzinom od 5 čvorova, započeo bi napad sa pozicije između usmeravajućeg broda i mete. Ovaj napad je kontrolisan radio telefonom sa usmeravajućeg broda, na osnovu njihovog ASDIC-a i opsega (pomoću daljinomera) i azimuta napadačkog broda. Čim su dubinski naboji oslobođeni, napadački brod bi punom brzinom napustio neposredno područje. Usmeravajući brod bi zatim ušao u ciljnu oblast i takođe bacio obrazac dubinskih naboja. Mala brzina prilaza značila je da podmornica nije mogla da predvidi kada će dubinski naboji biti oslobođeni. Sve akcije izbegavanja bile bi otkrivene pomoću usmeravačkog broda i navođenjem napadačih brodava. Mala brzina napada imala je prednost u tome što nemački akustički torpedo nije bio efikasan protiv ratnog broda koji se kretao tako sporo. Varijacija puzajućeg napada bio je „gipsani” napad, u kojem su tri napadačka broda koji su delovali u neposrednoj blizini bili usmereni preko mete sa usmeravajućeg broda.[15]

Nova oružja za suzbijanje slepe tačke ASDIC-a su „bacala unapred“, poput ježeva i kasnije sipa, koji su projektovali bojeve glave na metu ispred napadača i još uvek u kontaktu sa ASDIC-om. To je omogućilo pojedinačnoj pratnji da izvrši bolje ciljane napade na podmornice. Događaji tokom rata rezultirali su britanskim ASDIC kompletima koji su koristili nekoliko različitih oblika snopova, neprestano pokrivajući mrtve tačke. Kasnije su korišćena akustična torpeda.

Početkom Drugog svetskog rata (septembar 1940), britanska ASDIC tehnologija je bez naknade preneta Sjedinjenim Državama. Istraživanja o ASDIC-u i podvodnom zvuku poprimila su veći obim su u Velikoj Britaniji i SAD-u. Razvijene su mnoge nove vrste vojne detekcije zvuka. To obuhvata sonobujeve, koje su Britanci prvi put razvili 1944. godine pod kodnim imenom Haj Ti, sonar za uranjanje/zatapanje i sonar za otkrivanje mina. Ovaj rad je bio osnova za posleratna dešavanja vezana za suprotstavljanje nuklearnoj podmornici.

SONAR uredi

Tokom 1930-ih američki inženjeri su razvili sopstvenu tehnologiju detekcije podvodnog zvuka i došlo je do važnih otkrića, poput postojanja termoklina i njihovog uticaja na zvučne talase.[16] Amerikanci su počeli da koriste termin SONAR za svoje sisteme, koji je skovao Frederik Hant da bi bio ekvivalent RADAR-a.[17]

Reference uredi

  1. ^ Rohwer, Jürgen; Monakov, Mikhail; Monakov, Mikhail S. (2001). Stalin's Ocean-going Fleet: Soviet Naval Strategy and Shipbuilding Programmes, 1935–1953. Psychology Press. str. 264. ISBN 9780714648958. 
  2. ^ a b v „Sonar”. Encyclopaedia Britannica. Pristupljeno 18. 1. 2019. 
  3. ^ Ribas, David; Ridao, Pere; Neira, José (26. 7. 2010). Underwater SLAM for Structured Environments Using an Imaging Sonar. Springer Science & Business Media. ISBN 978-3-642-14039-6. 
  4. ^ a b Fahy, Frank (1998). Fundamentals of noise and vibration. John Gerard Walker. Taylor & Francis. str. 375. ISBN 978-0-419-24180-5. 
  5. ^ Thomas Neighbors, David Bradley (ed.). Applied Underwater Acoustics: Leif Bjørnø. Elsevier. 2017. p. 8. ISBN 0128112476. 
  6. ^ M. A. Ainslie (2010), Principles of Sonar Performance Modeling, Springer, p. 10
  7. ^ a b Hill, M. N. (1962). Physical Oceanography. Allan R. Robinson. Harvard University Press. str. 498. 
  8. ^ W. Hackmann (1984), Seek and Strike, pn
  9. ^ Seitz, Frederick (1999). The cosmic inventor: Reginald Aubrey Fessenden (1866–1932). 89. American Philosophical Society. str. 41—46. ISBN 978-0-87169-896-4. 
  10. ^ Hendrick, Burton J. (avgust 1914). „Wireless under the water: a remarkable device that enables a ship's captain to determine the exact location of another ship even en the densest fog”. The World's Work: A History of Our Time. XLIV (2): 431—434. Pristupljeno 2009-08-04. 
  11. ^ „Report of Captain J. H. Quinan of the U.S.R.C. Miami on the echo fringe method of detecting icebergs and taking continuous soundings”. Hydrographic Office Bulletin. 1914-05-13.  (quoted in a NOAA transcript by Central Library staff April, 2002 Arhivirano 2010-05-10 na sajtu Wayback Machine
  12. ^ „The rotary bowcap”. Arhivirano iz originala 2007-06-26. g. 
  13. ^ „World War II Naval Dictionary”. USS Abbot (DD-629). Arhivirano iz originala 12. 12. 2013. g. Pristupljeno 12. 11. 2019. 
  14. ^ W. Hackmann, Seek & Strike: Sonar, anti-submarine warfare and the Royal Navy 1914–54 (HMSO, London, 1984).
  15. ^ Burn, Alan (1993). „Appendix 6”. The Fighting Captain: Frederic John Walker RN and the Battle of the Atlantic (2006, Kindle izd.). Barnsley: Pen and Sword. ISBN 978-1-84415-439-5. 
  16. ^ Howeth: Chapter XXXIX. Washington. 1963. 
  17. ^ „AIP Oral History: Frederick Vinton Hunt, Part II”. 

Literatura uredi

Spoljašnje veze uredi

 
Sonar na Vikimedijinoj ostavi.
Preuzeto iz „https://sr.wikipedia.org/w/index.php?title=Сонар&oldid=27556262”