رادار سونار (رادار دريايي)

در اين بخش مي‌توانيد در مورد تجهيزات و تسليحات دريايي به بحث بپردازيد

مدیران انجمن: شوراي نظارت, مديران هوافضا, شوراي نظارت, مديران هوافضا

ارسال پست
Captain
Captain
نمایه کاربر
پست: 1249
تاریخ عضویت: شنبه 11 شهریور 1385, 7:40 pm
سپاس‌های ارسالی: 1041 بار
سپاس‌های دریافتی: 1699 بار

رادار سونار (رادار دريايي)

پست توسط Achilles » سه شنبه 7 فروردین 1386, 2:34 am

سونار (sonar) ، ناوبری و تشخیص فاصله توسط صوت ( sound navigation and ranging) ، تکنولوژی است که با استفاده از انتشار صدا در زیر آب قادر به شناسایی دیگر ناوها یا کشتی ها است . در انگلستان این تکنولوژی با نام ASDIC ( 1948) شناخته شده است .

تاریخچه :
در سال 1906 ، اولین سونار غیر فعال جهت شناسایی توده های یخ توسط لوییس نیکسون اختراع گردید . در جنگ جهانی اول به علت نیاز به شناسایی اهداف دریایی تمایل به استفاده از سونار افزایش یافت . پاول دانکوین فرانسوی به همراه کنستانتین چلوسکی روس موفق به اختراع اولین سونار فعال در سال 1915 شدند . اگرچه مبدل های پیزوالکتریک نسبت به این سونار ترجیح داده شدند ، اما در جای خود این نوع سونارها آینده روشنی را در علم رادار شناسی باز کردند .

در سال 1916 زیر نظر بخش تحقیقاتی و اختراعات ناوگان دریایی بریتانیا ، رابرت بویل ( فیزیکدان کانادایی) ، پروژه ای را بر عهده گرفت و با تشکیل کمیته تحقیقاتی تشخیص ضدزیر دریایی ( یا زیردریایی )، (anti or alied submarine detection investigation committee ) موفق به ساخت نمونه آزمایشی شدند که با نام مخفف ASDIC شناخته می شود .

درسال 1918 انگلیس و ایالات متحده متفقا موفق به ساخت سیستم های مجهز به سونارفعال گشتند ، ودرسال 1923 تولید این نوع سیستم ها به طور رسمی آغاز گشت . تکنیک تشخیص نابودگرهای سیستم هایی که مجهز به تکنیک ASDIC بودند در سال 1922 ساخته شد .

پس از جنگ جهانی دوم ناوگان آمریکا اقدام به تولید کشتی ها و زیر دریایی های که دارای فناوری معروف به ماهی کوچک بودند ، کرد .

سونار فعال با ایجاد پالس های صوتی (معروف به پینگ) ، وسپس گوش دادن به پالس بازگشتی عمل میکند . برای تشخیص فاصله از هدف ، شخص می تواند مدت زمان بین دریافت و ارسال پالس را اندازه گیری کند. برای اندازه گیری جهت و راستای هدف می توان از هیدروفونیک های متعدد (hydrofonic) استفاده کرده ، و سپس زمان دریافت پالس توسط هر یک از این هیدروفون ها را اندازه گرفت ، و با مقایسه این زمان ها به راحتی می توان جهت و راستای هدف را تعیین نمود .

تصویر

پالس ارسالی ممکن است دارای فرکانس ثابت بوده یا دارای چهچهه ای (chirp ) از تغییرات فرکانس حامل باشد . درحالت دوم ما شاهد تغییر نامطلوب در بسامد حامل موج پیوسته هستیم . و میتوان از روش فشرده سازی برای دست یابی به سیگنالی با باند باریک و عاری از فرکانس های نامطلوب استفاده کرد . درعمل هنگامی که سیگنال ما از نوع چهچهه ای است مدت زمان دریافت سیگنال افزایش میابد . در نتیجه ما سیگنال دریافتی را با انرژی کمتری نسبت به زمانی که سیگنال ما دارای یک فرکانس بود دریافت می کنیم . در حالت کلی رابطه بین فرکانس و مسافت بدین صورت است که برای مسافت های طولانی از فرکانس های ضعیف تری استفاده می شود .

در یکی از موارد کاربردی ما از این سونار به عنوان چراغ قوه استفاده می کنیم . از یکی از نقاط زیر زیردریایی یا کشتی سنسور به درون آب فرستاده شده و می تواند فواصل خواسته شده را اندازه گیری کند .یگی دیگر از کاربردهای سونار فعال در شناسایی توده ماهیهای درون آب است . یکی دیگر از کاربردهای سونار فعال درعملیات نظامی می باشد و این سونار قادر به ایجاد یک تصویر سه بعدی با وضوح بالا ازمحیط اطراف سونار می باشد .با این وجود از این نوع سونار در عملیات جاسوسی مورد استفاده قرار نمی گیرد .درادامه کاربردهای این نوع سونار را به طور دقیق تر مورد بررسی قرار می دهیم .

از سونار فعال می توان در اندازه گیری عمق دریا استفاده کرد ، که این عملکرد معروف به عمق سنجی آکوستیکی ( echo sounding) است .

از سونارهای فعال معمولا در اندازه گیری مسافت بین دو پاسخگر (transponder ) استفاده میگردد . پاسخ گر وسیله ای است که قادر به دریافت و ارسال پالس های نوع اول ( فرکانس ثابت ) می باشد . ونیز هنگامیکه این پاسخ گر پالسی را دریافت می کند بسته به میزان انرژی پالس دریافتی از خود عکس العمل نشان میدهد . برای اندازه گیری مسافت یکی از پاسخ گرها اقدام به تولید پالس می کند سپس به اندازه گیری مدت زمان ارسال به پاسخگر دیگر و دریافت پالس می پردازد .حال کافی است تنها سرعت صوت ( پالس ارسالی ) را درون آب بدانیم . یعنی در اینجا مدت زمان طی مسافت بین دو پاسخگر اندازه گرفته شده و در سرعت پالس در آب ضرب می کنیم تا مسافت بین دو پاسخگر بدست آید . با بکارگیری پاسخگرهای متعدد ما قادر به شناسایی نسبی موقعیت های اجسام ثابت و متحرک درون آب هستیم .


آنالیز داده های سونار فعال :

داده های کسب شده توسط سونار فعال با اندازه گیری صوت مشخص شده ، برای یک پریود زمانی کوچک پس از ارسال پینگ ، بدست می آید . مسافتی که پالس تا کف دریا یا هر جسمی که دارای خاصیت بازتابش آکوستیکی ( acoustic reflection) است می تواند با اندازه گیری زمان سپری شده بین ارسال پالس و تشخیص هدف انجام می گیرد . سایر ویرگی هایی راکه می توان از شکل پالس بازگشتی دریافت کرد به صورت زیر است :

در هنگام ارسال پالس به کف دریا یا اقیانوس ، برخی از پالس های بازگشتی با برخورد به فصل مشترک بین آب دریا و محیط خارج از آب مجددا بازتاب پیدا می کنند و برای دومین بار ازکف دریا بازتابیده می شوند . این امواج بازگشتی حامل اطلاعاتی است که بیانگر میزان خاصیت آکوستیکی آن ناحیه ازکف دریا می باشد .
بسته به میزان ناهمواری کف دریا ما شاهد زمان های متفاوتی از بازکشت پالس ارسالی خواهیم بود . برای زمانی که کف دریا صاف است ، اغلب موج های بازگشتی در یک مسیر باز تابیده میشوند در نتیجه ما شاهد اطلاعاتی حاکی از وجود گیاهان نوک تیز (sharp spike ) درکف دریا هستیم . برای سطوح با ناهمواری بیشتر موج های بازگشتی گستره وسیع تری را به خود اختصاص میدهند ، و بعضی از پالس های بازگشتی پس از چند بازتابش که ناشی از ناهمواری سطح کف دریا میباشد به سونار بازمیگردند .درنتیجه کاهش میزان گیاهان نوکتیز در داده ها بیانگر سطح ناصاف کف دریا می باشد .
o سونار وحیوانات دریایی :

بعضی از حیوانات دریایی نظیر وال ها و دلفین ها ، از سیستمی مشابه سیستم سونار ( پژواک مکانی ) جهت شناسایی دشمنان و نیز شکارها ی خود استفاده می کنند . اما خطر اینکه فعالیت سونار سبب تداخل و اغتشاش در مسیریابی حیوانات میشود وجود دارد ، وشاید از تغذیه مناسب و جفت گیری آنها جلوگیری کند . گزارش اخیر منتشر شده در ژورنال nature بیانگر تاثیر عملکرد نظامی سیستم های سونار در بیماری ودر نتیجه به ساحل آمدن وال ها بود . سونار های فعال که از ارسال پالس برای شناسایی اهداف خود استفاده می کنند به طور غیر مستقیم حیات حیوانات دریایی را به خطر می اندازند ، اگرچه تحقیقات علمی مجموعه ای از این عوامل را موثر می داند . در سال 2000 ، آزمایشی در ناوگان آمریکا با استفاده از فرستنده ای با قدرت 230db ودر فرکانس بین 3-7 khz بر روی 16 وال ها انجام گرفت که منجر به مرگ 7 وال گردید . با این وجود در صورتی که قدرت پالس های ارسالی کم باشد خطری حیات پستانداران دریایی را تهدید نمی کند .

§ سونار غیر فعال (passive sonar) :

در این نوع سونار ها تنها عمل گوش دادن (و عدم ارسال پالس ) انجام می شود . ازکاربردهای مهم این سونار می توان به عملیات جاسوسی که از این سونار بهره می برند اشاره کرد .



o سرعت صوت :

عملکرد سونار وابسته به سرعت صوت می باشد . سرعت صوت در آب های شیرین آهسته تر از سرعت صوت در آب دریا می باشد . در تمامی آب ها سرعت صوت وابسته به چگالی آب می باشد . چگالی وابسته به پارامترهایی نظیردما واملاح آب ( معمولا میزان شوری آب ) و فشار میباشد . سرعت صوت به طور تقریبی برابراست با :

temperature (in °F)) + (0.0182 × depth (in feet) + salinity (in parts-per-thousand))

که از رابطه بالا جهت فرآیندهایی از قبیل تغلیظ آب و تعیین عمق آب استفاده می شود . دمای آب متناسب با عمق آب از سطح دریا تغییر می کند . اما در عمق 30 تا 100 متری از سطح دریا شاهد تغییرات قابل توجهی هستیم . که به این محدوده دما شیب (themocline) گفته می شود که حد واسطی بین آب گرم تر و آب سردتر است که امواج صدا در این ناحیه طوری خم می شوند که زیر دریایی ها می توانند با پنهان شن در زیر این ناحیه از آشکارشدن بگریزند .

دما شیب ممکن است در آبهای سطحی نزدیک ساحل نیز وجود داشته باشد که ما از منظور کردن آن صرف نظر میکنیم .

فشار آب اغلب بر نحوه انتشار صوت اثرگذار است . افزایش فشار باعث افزایش چگالی شده که در نتیجه شاهد افزایش سرعت صوت می باشیم . افزایش سرعت صوت منجر به منکسر شدن آن در برخورد با محیط دیگر می شود .که به آن قانون شکست اسنل گوییم .

امواج صوتی که در جهت پایین به سمت کف اقیانوس تابانده شده بودند به صورت قوس هایی که وابسته به فشار آب میباشند به طرف سطح آب بازتابیده می شوند . اقیانوس باید لا اقل دارای عمق 6000 فوتی باشند یا اینکه امواج به جای اینکه انکسار یابند به طرف بالا پژواک شوند . تحت این شرایط امواج در محدوده ای نزدیک سطح دریا فوکوس میشوند و مجددا به طرف پایین انکسار می یا بند ( به صورت قوس ) هر یک از این قوس ها با نام ناحیه همگرایی ( convergence zone) شناخته می شود . قطر نا حیه همگرایی بسته به دمای آب و میزان املاح آب می باشد .

برای مثال در آتلانتیک شمالی قطر ناحیه همگرایی که به فصل اندازه گیری وابسته بود و به صورت دایره های متحدالمرکز شناخته می شد برابر 33 مایل به دست آمد . در ضمن امواج شناسایی شده در صورتی که دارای خط مستقیم بودند مسافت کمی را به خود اختصاص ددند اما در حالت دوم در فواصل بیش از 100 مایلی قابل شناسایی بودند . با توجه به عواملی از قبیل مسافت دما و موانع راه سیگنال دریافت شده توسط گیرنده دارای انرژی بسیار ضعیف تری نسبت به حالت اولیه بودند که این مشکل با استفاده از سونار های دقیق حل شد .



o شناسایی منبع صدا :

سونارهای نظامی از راه های متعددی برای شناسایی منبع صوت استفاده می کنند . برای مثال ناوگان ایالات متحده از سیستم هایی که با جریان متناوب 60hz کار می کنند بهره می برد . در صورتی که ارسال کننده ها بر روی بدنه کشتی و با ایزولاسیون کامل سوار شده باشند یا اینکه در آب شناور شده باشند یک صوت با فرکانس 60 hz می توان از ژنراتورهای زیردریایی جهت کمک به تعیین اشیاء که اطراف زیردریایی هستند ساتع شوند . به طور قرار دادی اکثر زیردریایی های اروپا از فرکانس 50hz جهت توان سیستم های خود استفاده می کنند . نویز های ادواری نظیر پیچ ها یا تکان هایی که در زیردریایی هنگام افتادن در آب می کنند نیز برای سونار نیز قابل شناسایی است .

سیستم های سونار غیر فعال دارای اطلاعات بسیار مفیدی برای رادار هستند . با این وجود اغلب طبقه بندی های انجام شده به طور دستی و توسط اپراتور انجام می پذیرد . سیستم های کامپیوتری مکررا از اطلاعات پایه جهت تشخیص طبقه بندی کشتی ها سرعت کشتی نوع سلاح استفاده شده و حتی کشتی های خاص استفاده می کنند . داده های طبقه بندی شده مرتبا توسط ناوبر به روز میشود تا اشتباهی در دریافت اطلاعات رخ ندهد .

o نویز (noise ) :

سیستم های سونار غیر فعال به علت اغتشاشی که توسط وسیله نقلیه ایجاد می شود دارای محدودیت های بسیار هستند . به این دلیل اغلب زیر دریایی ها دارای واکنش پذیری هسته ای هستند که در نتیجه بدون استفاده از پمپاژها به راحتی می توانند سرد شوند و از انتقال دهنده های گرمای بی صدا یا استفاده از سوخت های فسیلی یا استفاده از باتری هایی که در تمامی حالات می توانند به طور بی صدا به فعالیت بپردازند استفاده کنند . وسایل انتقال دهنده مناسب با کمترین نویز ساتع شده به صورت دقیق طراحی و ماشینیزه می شوند . این انتقال دهنده های مناسب در سرعت های بالا تنها حبابهایی را درون آب ایجاد می کنند و همچنین صدای خفیفی ایجاد میکنند هیدروفونهای سونار های فعال به طور مستور به بدنه کشتی یا زیر دریایی یدک کشیده می شوند تا تاثیر نویز حاصل شده ناشی از خود زیردریایی کاهش یابد . این هیدروفون ها بسته به کاربرد آن ها می توانند در بالای محدوده دماشیب یا پایین آن یدک کشیده شوند .در سالهای زیادی ایالات متحده اقدام به ساخت و جایگزینی سونار های پسیو متعدد در نقاط مختلف اقیانوس های جهان کرد که مجموعه آنها را sosus می نامند . در تمام مت زمانی که عملیات نظامی نظیر اکتشاف انجام می شد آنها به صورت آهسته عمل کرده و به صورت کاملا مخفیانه یدک کشیده میشدند .

اغلب نمایشگر هایی که در سونارهای غیر فعال می بینیم دارای تصاویر دو بعدی هستند . محور افقی بیانگر فرکانس و محور عمودر بیانگر موقعیت رادار است .


§ سونار در جنگ :


ناوگان ها ی مدرن امروزی به طور گسترده از سونار استفاده می کننذ دو نوع سوناری که در مباحث قبلی مطرح شد ( سونار های فعال و غیر فعال ) به طور مکرر مورد استفاده قرار می گیرند . زمینه فعالیت های این رادار ها بسته به نوع موقعیت ناوها و زیردریایی ها تغییر می کند و بسته به نوع عملکرد نظامی در زمینه های مختلف باهم تفاوت می کنند . سونار های فعال زمانی که بتوانند موقعیت هدف را به خوبی تشخیص دهند بسیار مفید هستند . عملکرد سونارهای فعال مشابه رادار می باشد . پالس صوتی ارسال می شود سپس امواج صوتی در تمامی مسیرها شروع به حرکت می کنند . زمانی که این امواج به زمین برخورد میکنند امواج برخوردکننده در تمام جهات بازتابیده می شوند . و بعضی از سیگنال های بازتابیده شده به سنسور سونار فعال میرسند . این سیگنال های بازتابیده شده تکنیسین های سونار را قادر می سازد تا به شناسایی پارامتر هایی از قبیل فرکانس سیگنال انرژی سیگنال رسیده شده عمق درجه حرارت آب و درنتیجه موقعیت هدف بپردازند . اگرچه که استفاده از سونارهی فعال در عملیات نظامی بسیار خطرناک است زیرا به راحتی توسط ناوها و زیردریایی های دیگر قابل شناسایی است. برای اینکه نوع سونار ساتع کننده انرژی چیست کافی است تا به سیگنال صوتی ناشی از سونار گوش فرا دهیم (معمولا با استفاده از فرکانس سیگنال های رسیده شده به سنسور ) . در نتیجه با استفاده از انرژی دریافتی می توان موقعیت رادار را شناسایی کرد . سونارهای فعال قادر به شناسایی اهداف دریک فاصله معین می باشند اما مشکل این است که این رادار توسط شناساگرهای دیگر در فواصل چندین برابر فاصله شناسایی این سونارها قابل شناسایی هستند .

اهداف سونار رابطه کمی با محدوده ای که سونار در مرکز آن واقع شده است دارد . به طور نسبی بزرگی سیگنال دریافت شده از سونار ارسالی و نیز مسافت تا هدف وابسته است . و سیگنالها ی رسیده شده به سونار تنها مقدار کمی از اندازه سیگنال های ارسالی را به خود اختصاص می دهند . حتی اگر سیگنال دریافت شده توسط سونار دارای قدرتی مشابه باشند .



مثال زیر بیان کننده برخی از مشکلات به وجود آمده است :

فرض کنیم که سونار قابلیت ارسال سیگنالی با انرژی 20 وات و دریافت سیگنالی با حداقل انرژی 5 وات باشد . حال فرض نمایید که در فاصله 500 متری انرژی سونار به میزان 10 وات کاهش یابد . در صورتی که سیگنالی که بازتابیده میشود به طور کامل بازتابیده می شود با انرژی بیش تر از 5 وات به دریافت کننده سیگنال می رسند سیگنال اصلی دارای انرژی بالاتر از سیگنال با انرژی بیش از 5 وات در فاصله بین 500 تا 1000 متری است . اما دراین فاصله سیگنال بازگشتی به سونار دارای انرژی کمتر از 5 وات است و در نتیجه توسط سنسور قابل شناسایی نیست و در صورتی که از بویه صوتی استفاده کنیم پالس بازگشتی قابل شناسایی است . گیرنده آکوستیکی یا فرستنده آکوستیکی رادیویی نصب شده روی بویه که می تواند از هواپیما یا چتر پایین انداخته شود تا صداهای زیر آبی زیر دریا ها را دریافت و آنها را به هواپیما ارسال کند . برای ردیابی هدف تعداد زیادی بویه با الگوهایی که دارای مکان های معلوم یا مشکوک بوده به حضور هدف فرستاده می شود که هر بویه سیکنال قابل شناسایی خود را ارسال میکند .



در نتیجه جهت شناسایی سیگنال بازگشتی دو راه وجود دارد :

سیگنال ارسالی بسیار پر قدرت باشد .
شناساگرها بسیار حساس باشند تا بتوانند حداکثر فاصله رفت و برگشتی را که موج بازگشتی ارسال میکند تشخیص دهند.
زمانی که سونارهای فعال ایجاد نویز های شدید می کنند در نتیجه کسب اطلاعات توسط آنها ضعیف می باشد این نوع تشخیص توسط وسایلی که سکوها بروی آنها نصب می شوند نظیر هواپیما و هلی کوپترها انجام می گیرد وبه ندرت از زیر دریایها یا کشتی ها استفاده می گردد . زمانی که سونارهای فعال توسط کشتی ها یا زیر دریایی ها مورد استفاده قرار می گیرند این سونارها بوسیله تحریک های کوچک ادواری فعال می شوند( به وسیله پریود های متناوب و به وسیله تحریک های ضعیف ) جهت کاهش خطر شناسایی زیر دریایی توسط سونارهای غیر فعال دشمن در اغلب موارد سونار فعال به صورت پشتیبانی برای سونارهای غیر فعال در نظر گرفته می شود . زمانی که از هواپیما استفاده می شود سونارهای فعال درقالب بویه های یک بار مصرف استفاده می شوند که در هواپیماهای گشت زنی یدک کشیده می شوند یا در مجاورت یا نزدیکی محدوده ای که با سونارهای دشمن در ارتباط هستند انداخته می شوند بطور کلی سونارهای غیر فعال دارای محدوده و بست عملکرد گسترده تر نسبت به سونارهای فعال جهت شناسایی و کسب اطلاعات مورد نظر از هدف هستند .

زمانی که هر یک از وسایل موتور ریزه شده تولید بعضی تحریکات می کنند ممکن است سونار مورد نظر شناسایی شود . جهت بهبود وضعیت شناسایی سونارهای غیر فعال این سونارها دارای چشمی هستند چشمی مرکزی دارای دید 270 درجه است و دو چشمی دیگر که در دو سمت سونار تعبیه می شود هر کدام دارای دید 160 ردجه می باشد در نتیجه سونار دارای دید 360 درجه نسبت به محیط اطراف خودمی گردد. دراینجابا دو مسئله مواجه می شویم نخست نویزهای که زیر دریایی تولید می کند دیگر سیگنالهای دریافتی رسیده به سونار هنگامی که یک سیگنال در یک جهت مشخص شناسایی می شود و توسط سونار تعیین می گردد ( بدین معنا که هر سونار دارای ناحیه دیدی است که قادر به شناسایی سیگنالهای دریافتی است که به آن پهنای باند موقعیت گفته می شود ) این سیگنال توسط سونار آنالیز می شود ( آنالیز با استفاده از پهنای باند باریک ) که به طور کلی از تبدیل فوریه برای مشخص کردن سیگنال و آنالیز آن استفاده می شود سیگنال اصلی دارای فرکانسی است وهر کدام از موتورها نویزهای با فرکانس مشخص تولید می کنند در نتیجه با استفاده از یک فیلتر فرکانس گزین به راحتی سیگنال اصلی از داخل سیگنال همراه با نویز تشخیص داده می شود .

یکی دیگر از کاربردهای سونارهای غیر فعال در مسیریابی اهداف می باشد . این فرایند با نام آنالیز حرکت هدف( Target motion Analysis) شناخته می شود و قادربه مشخص کردن محدوده حرکت هدف جهت راستا و سرعت هدف می باشد . TMA طی فرایند خاصی وبا استفاده از دریافت سیگنالهای با جهت های مشخص از زمانهای متفاوت انجام می گیرد وهر سیگنال بیانگر مکانی است که هدف در آنجا قرار می گیرد با مقایسه این مکانها توسط اپراتور می توان نحوه حرکت را مشخص کرد . هنگامی که آنالیز حرکت نسبی هدف انجام می گیردبه یک مدل هندسی که با تعیین شرایط محدود انجام می پذیرد دست می یابیم .

یکی دیگر از کاربردهای سونارغیر فعال انجام عملیاتهای جاسوسی می باشد. در اینجا وجود تکنولوژی بالا از جمله فیلترهای فرکانس گزین و نیز دریافت کننده های حساس ضروری است . در نتیجه هزینه سیستمها سنگین می شود بطور کلی این آرایش در کشتیهای گران قیمت جهت بهبود وضعیت تشخیص ( شناسایی آنها ) استفاده می شود . زیردریایی های مجهز به سونارهای غیر فعال دارای این قابلیت هستند که در زیر لایه های حرارتی آب مخفی شده یا اینکه با پائین رفتن در جهت عمق دریا می توانند سرعت خود را بهبود بخشند. البته متعاقبا نویزهای تولید شده نیز افزایش می یابد.

§ فیشرایزهای اکوستیکی (Fisheries Acoustics)

این فیشرایزها در سونارها جهت شناسایی توده های ماهی انجام می پذیرد یک پالس درون آب ارسال شده وبا برخورد به اشیاء مورد هدف سونار که دارای چگالی متفاوتی نسبت به محیط اطراف خود هستند فرستاده می شوند مانند ماهی که صوتی را نسبت به منبع صوت پاسخ می دهد در واقع یک عکس العمل اکوستیکی از خود بروز می دهد این پژواک حاوی اطلاعاتی از قبیل اندازه ماهیها و موقعیت و فراوانی میزان ماهی ها می باشد . سخت افزارهای که برای اکوسوندر( echosounde) مورد نیاز است جهت فعالیتهای از قبیل فرستادن صدا، دریافت ، فیلترینگ ، آنالیز کردن پژواک مورد استفاده قرار می گیرد .

§ کاربرد فیشرایزهای اکوستیکی ( Fisheries Applications)

ماهی گیری یکی ازصنایع مهم است که با تقاضای زیادی روبرو شده است اما میزان صید جهانی به علت عدم دسترسی به منابع و نیز محدودیت منابع مشکل شده است در نتیجه تقاضای ناوگانهای ماهی گیری جهت بکارگیری روشهای مصنوعی جهت شکار با استفاده از وسایل الکترونیکی نظیر سنسورها ، مولد صدا و سونارها افزایش یافته است . ماهی گیرها در طول تاریخ روشهای متعدد و گوناگونی جهت بهره برداری کردن وصید ماهی ها استفاده کرده اند. بنابراین وجود تکنولوژی های اکستیکی یکی از روشهای بسیار موثر در ماهی گیری تجاری است .

عبور امواج صوتی ( انتشار امواج صوتی به علت تفاوت چگالی بین ماهی و آب متفاوت است این تفاوت به ما اجازه شناسایی توده های ماهی را می دهد تکنولوژی اکوستیک در زیر دریا کابرد فراوان دارد زیرا امواج صوتی در آب به مراتب مسافت بیشتری را می پیماید . امروزه کشتیها و ناوهای ماهی گیری فعالیت صیدی خود را به طور کامل بروی تکنولوژی اکوستیک ، سونارها و مولد های صدا متمرکز کرده اند. امروزه از سونارهای فعال جهت تعیین عمق آب و شناسایی وضعیت کف دریا استفاده می گردد.




واژه نامه :

Acostic sounding : عمق سنجی آکوستیکی

استفاده از امواج صوتی برای تعیین سطح عمق آب ، از طریق ندازه گیری زمان لازم برای رفت و برگشت پالس صوتی .

Acoustic acoustic : بازتابش آکوستیکی .

Thermocline : دماشیب .

واسطی میان آب سردتر و گرم تر اقیانوس ، که امواج سونار درآنها طوری خم میشوند که زیردزیایی ها می توانند با پنهان شدن زیر این واسط از آشکارشدن بگریزند .

Sonobouy , radio sonobouy : بویه صوتی ، بویه صوتی رادیویی .

Chirp : چهچهه

تغییر نامطلوب در بسامد حامل موج پیوسته در هنگام کلیدزنی آن .
صدای شنیده شده در گیرنده رمز هنگامی که بسامد حامل فرستنده به صورت خطی در مدت زمان پالس رمز افزایش میابد .

گیرنده آکوستیکی و فرستنده رادیویی نصب شده روی بویه ، می توانند از هواپیما یا چتر پایین انداخته شوند تا صدا های زیر آب زیر دریایی ها رادریافت و آنها را به هواپیما ارسال کنند . برای ردیابی زیردریایی ها تعداد زیاده با الگوهایی که دارای مکان های معلوم یا مشکوک به حضور زیردریایی انداخته می شود که هر بویه سیگنال قابل شناسلیی خود را ارسال می کند . سپس کامپیوتر هواپیما مکان زیردریایی را با مقایسه سیگنال های دریافت شده و تاخیر زمانی حاصل زا آن تعیین می کند .

Fishery : شیلات ، حوضه ماهیگیری .

Hydrophone : آب صدا سنج ، آب آوا سنج .

Echo location : پژواک مکانی .


[لینک خارجی برای کاربران مهمان مخفی است، لطفا برای مشاهده لینک ثبت نام نموده و یا وارد سایت شوید]

Captain
Captain
نمایه کاربر
پست: 1061
تاریخ عضویت: یک شنبه 12 آبان 1392, 7:54 pm
سپاس‌های ارسالی: 6154 بار
سپاس‌های دریافتی: 3145 بار

Re: رادار سونار (رادار دريايي)

پست توسط Hesam - 1994 » سه شنبه 21 بهمن 1393, 12:33 am

  مشرق از یک دستاورد جدید دفاعی/    [لینک خارجی برای کاربران مهمان مخفی است، لطفا برای مشاهده لینک ثبت نام نموده و یا وارد سایت شوید]   بر خلاف اکثر سامانه های سونار که در محدوده 100 تا 500 کیلوهرتز فعال هستند، سونار ایرانی با توان فرکانسی 675 کیلو هرتز فعالیت می کند که این افزایش توان، دقت و کیفیت تصاویر نهایی را نیز افزایش داده و تصاویری با کیفیت 640 در 480 پیکسل با قدرت تفکیک 128 رنگ را تولید می کند. به گزارش گروه دفاع و امنیت مشرق، استفاده از سامانه های سونار، قدمتی تقریبا 100 ساله دارد. با ورود زیردریایی ها به عنوان یک سلاح تاثیرگذار به میادین نبرد در جنگ اول جهانی، لزوم کشف و مقابله با آنها جزء یکی از اولویت های نیروهای دریایی جهان تبدیل شد. به طور کلی و به زبانی ساده، سامانه سونار در حقیقت یک پخش کننده امواج صوتی در زیر آب است که با برخورد به اهداف زیر آبی مثل زیردریایی و انعکاس دادن امواج آنها را کشف می کند.

با پیشرفت علوم دریایی، سیستم های سونار نیز به موازات سایر بخش ها پیشرفت کرده و کارهای جدیدی نیز برای این سامانه تعریف شد. کشف مین های دریایی، یافتن اشیاء غرق شده در دریا، نقشه برداری از سطوح زیرآبی و کنترل خطوط ارتباطی و انتقال انرژی زیر آبی از جمله کاربری های جدید سونار است.

آنچه که مشخص است سونارهای معمولی توانی در این حد نداشته و بایستی گونه جدیدتر و پیشرفته تری از این سامانه ها برای عملیات های مورد نظر که در بالا اشاره شد مجهز می شدند. سامانه های سونار تصویر ساز رنگی با قابلیت «ساید اسکن»، سیستم مورد نظر برای انجام این ماموریت ها می باشند.

ساختار کلی این سامانه های مدرن به این شکل است که محفظه حاوی تولید کننده امواج مورد نظر که معمولا به شکل یک استوانه بوده و با یک کابل به زیردریایی و یا کشتی متصل است، پس از رسیدن به محل مورد نظر انتشار امواج صوتی را آغاز می کند. معمولا این گونه از سامانه های سونار، فرکانس هایی با قدرت 100 تا 500 کیلوهرتز را ایجاد کرده و پخش می کنند.

با برخورد این امواج صوتی که در جهت های گوناگونی منتشر می شود، طیف صوتی نیز برگشت پیدا می کند که توسط گیرنده های موجود در محل که بر روی شناور مادر نصب شده است، دریافت می شود. سپس این انعکاس های صوتی در قالب اطلاعات صوتی آنالیز شده و تبدیل به تصویر می شوند. بنا بر نوع عملیات مورد نیاز، این سامانه توان تهیه تصاویر 2 بعدی و سه بعدی از منطقه مورد نظر را دارد.

  تصویر
تصویر
تصویر

نمونه تصاویر تهیه شده توسط سامانه های سونار تصویر ساز رنگی

  که این سامانه در آن کاربرد دارد امروزه از جمله مهمترین عملیات های دریایی نظامی و همچنین غیر نظامی به حساب می آید. به عنوان مثال، بحث نقشه برداری از زیرآب در اموری مثل تهیه مسیر برای لوله کشی های زیر آبی، کابل کشی و مسئله حفاری های مورد نیاز برای اکتشاف نفت و گاز نیز بسیار مهم است. در زمان وقوع هر گونه حادثه برای این خطوط و قبل از آغاز هر گونه عملیات تعمیر، این گونه سامانه ها برای درک موقعیت به کار می روند.

بحث اکتشافات زیر سطحی نیز از دیگر حوزه هایی هستند که می توان در آن از این سامانه بهره برد. کشف کشتی های غرق شده قدیمی ، بازیابی آثار باستانی و اکتشافات باستانی زیر آبی از جمله این فعالیت ها می باشند.

از سوی دیگر کشف مین یکی از مسائل بسیار مهم در جنگ های دریایی است که برای سالهاست ذهن فرماندهان دریایی را به خود معطوف کرده است. بحث نقشه برداری از کف دریا و اقیانوس ها نیز مسئله بسیار مهمی خصوصا برای واحدهای زیر سطحی به حساب می آید که در نیروی دریایی کشورمان نیز با توجه به افزایش حضور جمهوری اسلامی ایران در آبهای آزاد، این نیاز برای نیروی دریایی ارتش، بیش از گذشته حائز اهمیت است.

اطلاع از وضعیت پستی و بلندی های زیر آب و تهیه نقشه از آن یکی از مهمترین و در عین حال پایه ای ترین نیازها برای یگان های زیر سطحی است که با شناخت دقیق این مناطق و داشتن نقشه آنها، شناورهای مورد نظر می توانند به راحتی در عمق های پایین و در فضاهای تنگ نیز به مانور بپردازند.

امروزه در زمینه تولید این گونه از سامانه های سونار شرکتهایی مثل Raytheon ،Northrop Grumman و L-3 Klein از آمریکا، Kongsberg Maritime از نروژ، Thales از فرانسه و Ultra Electronics از انگلستان از جمله شرکت های پیش رو در این حوزه هستند. زیردریایی های اتمی کلاس لس آنجلس نیروی دریایی آمریکا، شناورهای نقشه برداری اقیانوسی کلاس Echo در نیروی دریایی سلطنتی انگلستان و شناورهای ضد مین کلاس Alta نیروی دریایی نروژ از جمله کاربران این گونه سامانه های سونار هستند.

  تصویر
تصویر
تصویر
چند نمونه از سامانه های سونار تصویر ساز خارجی

   دفاعی کشورمان نیز طی سالهای اخیر برای تامین نیاز نیروهای مسلح جمهوری اسلامی ایران به تولید سامانه سونار تصویر ساز رنگی اقدام کرده است. بر خلاف اکثر سامانه های سونار در این گروه که در محدوده 100 تا 500 کیلوهرتز فعال هستند، سامانه سونار ایرانی با توان فرکانسی 675 کیلو هرتز فعالیت می کند.  
این افزایش توان، دقت و کیفیت تصاویر نهایی را نیز افزایش داده و تصاویری با کیفیت 640 در 480 پیکسل با قدرت تفکیک 128 رنگ را تولید می کند.

  تصویر
سامانه سونار رنگی تصویر ساز ساخت ایران

  اساس اطلاعات منتشره، این سامانه استوانه ای شکل، 7 کیلو وزن داشته و به وسیله یک کابل توان پایین رفتن تا 100 متر در زیر آب از نقطه رهایی را داشته و نهایتا می تواند تا عمق 300 متری زیر آب فعالیت کند. با شروع فعالیت این سامانه امواج مورد نظر خود را تا فاصله از 100 متری اطراف پخش کرده و با توجه به نیاز می توان سرعت ارسال سیگنال ها را در 4 وضعیت کند ، متوسط ، سریع و سریع تر تنظیم کرد.

یکی از دستاوردهای مهم استفاده از این سونار جدید، اشراف کامل بر آب های مهمی چون خلیج فارس و دریای عمان است. بر اساس اعلام پایگاههای تخصصی، عمیق ترین نقطه خلیج فارس با عمق ۹۳ متر در ۱۵ کیلومتری تنب بزرگ و کم عمق ترین نقطه آن با عمقی بین ۱۰ تا ۳۰ متر در سمت غرب است و برای کف نشینی موفق یک زیردریایی، جزئیات مختلفی مورد نیاز است که یکی از مهمترین آنها داشتن نقشه و مختصات دقیق محل مورد نظر است که نیاز به "هیدروگرافی" کامل خلیج فارس دارد که با این سونار، چنین اقداماتی بهتر و دقیق تر از گذشته انجام خواهد شد.

با توجه به دستاوردهای عملیاتی مانند [لینک خارجی برای کاربران مهمان مخفی است، لطفا برای مشاهده لینک ثبت نام نموده و یا وارد سایت شوید] که نیروی دریایی کشورمان در سالهای گذشته داشته است، عملیاتی شدن این چشم جدید شناورهای ایرانی، کمک خواهد کرد چنین عملیات های متبحرانه ای بهتر و با کمیت بیشتری در مناق مختلف صورت بگیرد.
      
[لینک خارجی برای کاربران مهمان مخفی است، لطفا برای مشاهده لینک ثبت نام نموده و یا وارد سایت شوید]

ارسال پست

بازگشت به “تجهيزات و تسليحات دريايي”