Sonar

Princippet i afstandsmåling med sonar og radar.

Sonar (forkortelse af SOund NAvigation and Ranging) er en akustisk teknik, der bruger til at opspore og bestemme afstand og retning til genstande under vand, fx fiskestimer, undervandsbåde, skibsvrag eller andre lydreflekterende genstande.

En sonar agerer ligesom en flagermus, nemlig ved at udsende korte ultralydsimpulser, fx med en frekvens på 30kHz og en varighed på 2 sekunder. De lydimpulser der reflekteres fra genstande i vandet i form af et ekko, opfanges og bearbejdes til oplysninger om afstand og retning til genstanden.

Hvis genstanden bevæger sig, fx en ubåd, kan dens hastighed også bestemmes, idet dopplereffekten medfører at den reflekterede lydbølge har en lidt højere frekvens end den primære, hvis genstanden nærmer sig, og lidt lavere frekvens, hvis genstanden fjerner sig.

Sonar kan også anvendes til kommunikation igennem vandet. Det kræver dog en sender og modtager hos begge parter.

Historie

Sonaren var et teknologisk modsvar til en ny trussel, ubåden. Før 1. verdenskrig havde man i England og Frankrig arbejdet lidt med sonar, men det var ikke noget stort. Ved udbruddet af 1. verdenskrig i 1916 indså man at det var nødvendigt med et anti-ubåds våben. Hydrofoner blev i forvejen brugt, men det kræver at det man leder efter (som f.eks. en ubåd) udsender lyde, så forskningen blev genoptaget i at opfinde den aktive sonar. Passivtsonarprincip blev brugt til at detektere ubåde, det bestod af en lang line med mikrofoner, som blev slæbt efter skibet og opfangede motor- og propelstøj fra ubådene. Det aktivtsonarsystem, som opfangede lydreflekser, blev udviklet af bl.a. fysikerne Ernest Rutherford og Paul Langevin. Det blev brugt i 1918 for første gang.

I England kaldtes denne forskningsenhed for Anti-Submarine Division of the British Naval Staff, og al forskning foregik i dyb hemmelighed for at fjenden (primært Tyskland) ikke kunne udvikle et forsvarssystem mod sonaren. Fordi man ville holde forskningen så hemmelig som muligt, kaldte man det man var nået frem til for ASD'ics. og de materialer man brugte for ASD'ivite, som i Anti-Submarine Division. Som arbejdet skred frem, endte man med at kalde det ASDIC, der egentlig ikke står for noget (bortset fra Anti-Submarine Division), men bare er en omskrivning af ASD'ics.

ASDIC'en gjorde at man nu aktivt kunne søge efter ubådene og sammen med Dybdebomber var denne opfindelse med til at vende krigens gang.

Under 2. Verdenskrig bidrog sonaren i væsentlig grad til de allieredes succes i kampen mod tyske ubåde.

Aktiv sonar

Lyden af sonar-ping

Aktiv sonar registrerer ekkoer af egen udsendt lyd.

Sonaren virker efter samme princip som radaren (ekkoprincippet), det vil sige, at den udsender en kort lydbølge (ofte kaldet et ping) og registrerer ekkoerne på en skærm. Det tager længere tid at få ekkoerne hjem, da lydens hastighed i vand er ca. 1500 m/s.

Ekkoloddet er et eksempel på en sonar, der kun kigger nedad for at måle dybden.

Passiv sonar

Passiv sonar eller hydrofonen, registrerer udelukkende lyd fra andre skibe/ubåde (eller lyde fra havdyr).

Se også

• Biosonar
• Side scan sonar

Wikimedia Commons har medier relateret til: Sonar