声呐的前世今生

声呐，是一种利用声波在水中的传播和反射来进行导航和测距的技术或设备。军舰、潜艇、反潜飞机上安装声呐后，就可以确定敌方舰艇、鱼雷和水雷的方位。

1490年，达·芬奇发现声音可以在水中传播。有一次，他在海边写生时突发奇想，取来一根管子，将管子的一端插到水里，另一端放在耳朵旁，听到了“咕噜、咕噜”的声音。经辨认，他发现这是远处大船航行时船桨击水发出的声响。

从某种程度上说，达·芬奇的这根管子算是声呐的“鼻祖”。

有人说，最早发明声呐的人，是英国皇家海军成员刘易斯·尼克松。1906年，刘易斯发明了世界上第一台被动聆听型声呐装置，但这台设备并非用于作战，而是用来探测冰山，技术并不成熟。

1912年“泰坦尼克号”沉没事件发生后，科学家加速对声呐技术的研发。一年后，美国科学家费森用动圈式换能器制造出第一台回声探测仪。次年春天，他用这台设备发出的500-1000Hz的声波，成功探测到2海里外的冰山。

一战时，潜艇展露锋芒，德军潜艇像海底幽灵般神出鬼没，让英国舰船胆颤心惊。

随后，法国科学家郎之万和俄国工程师希洛夫斯基用石英成功研制了一种发射器和接收器。该发射器和接收器可以释放超声波，并接收反射回来的超声波，进而精确计算被侦测物体的位置、体积等信息。

太平洋战争爆发后，美日两军在海上交锋时，美军潜艇像是长了眼睛，准确地穿过日军设下的水雷封锁线，突然出现在日本海域，向日本军舰发动攻击。

原因很简单，当时美国海军使用了较为先进的声呐设备。二战期间，德军损失的近900艘潜艇中，大多数是被声呐发现的，声呐在现代海战中的地位可见一斑。

随着电子技术和水声学理论的深入发展，声呐作用距离不断增加，对目标的分辨能力不断提高。在使用过程中，声呐也暴露出一些问题：主动式声呐发出的声波，容易被水中的潜艇发现；被动式声呐，对于不发声的目标无能为力。

20世纪60年代，生物学家诺里斯发现，即使蒙住海豚的双眼，它的行动也丝毫不受影响。经过进一步研究，科学家发现海豚有2个“声波发射机”，海豚观察远距离目标时，就发射低声波，观察近距离目标就改发超声波。

受到海豚探测原理的启发，科学家发明了一种多波束回声探测仪，采用2套相同的水听器发射阵，性能要比先前声呐性能出色得多。

近些年，随着数字技术飞速发展，声呐技术还广泛应用于鱼雷制导、水雷引信，以及海洋石油勘探、水文测量和海底地质地貌勘测等领域。未来，声呐将帮助科学家探寻到更多海洋奥秘。

上图：舰艇利用声呐系统探测水下目标的示意图。