Rozwój technologii sonarowej

Sonar to sprzęt elektroniczny wykorzystujący fale dźwiękowe rozchodzące się w oceanie do wykrywania celów oraz lokalizowania, identyfikowania i śledzenia celów. Piezo-ceramiczny przetwornik pierścieniowy jest najpowszechniej stosowanym i najważniejszym podwodnym sprzętem akustycznym w hydroakustyce. Technologia sonarowa odnosi się do technologii opracowanej i stosowanej w celu zapewnienia skuteczności wykrywania przez sprzęt sonarowy. Typowy system sonarowy składa się z wodno-akustycznego nadajnika, przetwornika hydroakustycznego (hydrofonu), odbiornika hydroakustycznego, wyświetlacza i sterownika. Podwodny nadajnik akustyczny wykorzystuje głównie źródło wzbudzenia do wygenerowania wymaganego sygnału elektrycznego, a następnie przekształca sygnał elektryczny na odpowiedni sygnał akustyczny, który jest emitowany do wody przez przetwornik wzbudzenia; jeśli podwodny sygnał akustyczny napotka cele takie jak łodzie podwodne, miny i statki, zostanie odbity. Następnie jest on zawracany do podwodnego przetwornika akustycznego (hydrofonu) w postaci echa sonaru; przetwornik odbiera sygnał docelowy i przetwarza go na sygnał elektryczny. Sygnał elektryczny szerokopasmowy przetwornik piezoelektryczny jest wzmacniany i przetwarzany przez podwodny sprzęt odbiorczy akustyczny, a następnie przetworzone informacje o celu są przekazywane z powrotem do sterownika sonaru lub systemu wyświetlania; wreszcie, zgodnie z przetworzonymi informacjami, można wykryć położenie celu i określić jego charakter. Uzupełniając w ten sposób funkcję sonaru.

Technologia sonaru istnieje już od ponad 100 lat, a Lewis Nixon wynalazł pierwszy sprzęt do odbioru sonaru w 1906 roku, umożliwiający wykrywanie gór lodowych. Podczas pierwszej wojny światowej, w celu rozpoznania łodzi podwodnej, zainteresowanie ludzi sonarem zaczęło się zwiększać. Pasywne urządzenie odbiorcze to pierwsze urządzenie sonarowe, które nie emituje sygnału i biernie nasłuchuje podwodnego sygnału akustycznego. W 1918 roku zarówno Wielka Brytania, jak i Stany Zjednoczone stworzyły sprzęt do transmisji dźwięku w wodzie, który wykorzystuje sprzęt sonarowy z emisją i odbiorem akustycznym. Wydajna emisja wynalezionego czujnika hydroakustycznego i dźwięku umożliwia bardziej zaawansowaną formę sonaru. XXI wiek to epoka oceanów. Główna siła wojsk różnych krajów koncentruje się na rozwoju marynarki wojennej. Coraz większe znaczenie ma wyposażenie sonarów okrętowych, a pierścień ceramiczny Pzt stał się najważniejszym podwodnym systemem walki akustycznej na okrętach wojennych. Podwodne wyposażenie akustyczne statku służy głównie do wykrywania wrogich okrętów nawodnych, broni podwodnej, łodzi podwodnych itp. Na przyszłym polu bitwy morskiej coraz większe znaczenie będą miały coraz bardziej zaawansowane systemy podwodnego sprzętu akustycznego. Dlatego jednym z ważnych zadań marynarki wojennej różnych krajów są badania nad technologią sonarową oraz badania i rozwój sprzętu sonarowego.

Najwcześniejszym sonarem na świecie jest pasywny sonar kadłubowy z możliwością pomiaru zasięgu podwodnych celów akustycznych, zwany sonarem lampowym Da Vinci. Po zakończeniu I wojny światowej potężne kraje świata przyspieszyły proces badań nad sprzętem sonarowym. Niemcy zajmowały się głównie badaniami i rozwojem pasywnego sprzętu sonarowego, natomiast Wielka Brytania, Stany Zjednoczone i inne kraje zajmowały się głównie badaniami i rozwojem aktywnego sprzętu sonarowego. Po drugiej wojnie światowej teoria propagacji dźwięku podwodnego, pogłosu, odbicia i hałasu oraz związane z nią prace badawcze i eksperymentalne zostały w pełni zrealizowane, co spowodowało ogromny postęp w Piezoelektryczna rura cylindryczna stosowana w podwodnych technologiach przetworników akustycznych i elektrycznych, takich jak pasywne hydrofony i aktywne grzejniki.