从寂静中听声
——声呐的基本原理
毕 琳/文
声呐是利用水中声波对水下目标进行探测、定位和通信的电子设备，是水声学中应用最广泛、最重要的一种装置。实际上是以声音导航测距。
图7为气流出口与垂直方向成30°雾滴运动轨迹。当气流出口方向与对自然风相逆时，在其出风口产生水平向前的气流速度，可减小雾滴向喷头下风向飘移的速度，从而增大了雾滴沉积的可能性，减小雾滴飘移量，产生的下风区域较大，涡流速度较小，进一步减少了雾滴的飘移潜能和向上卷吸潜能，从而有助于降低雾滴的飘移量。随着气流出口与垂直方向夹角的增大，辅助气流对自然风流场的影响范围迁移出雾滴运动范围之外，从而使得辅助气流减少飘移的效果降低。
声呐的缘起
人类从很久以前就开始利用声波寻找水下物体。例如，渔民可以利用声音来探测水下鱼群，15世纪意大利的达·芬奇提出了用插到水中的空气管来收听远处航船噪声的方法。声呐技术至今已有100多年的历史，英国海军的刘易斯·尼克松在1906年发明了第一个声呐接收设备，利用声波来探测淹没在水下的冰山。第一次世界大战爆发后，以法国物理学家P.朗之万为首的科学小组着手研究用水声方法来探测潜艇，从此“声呐”作为海军潜艇的秘密武器登上了历史舞台。
“声呐”一词诞生于第二次世界大战，频发的海洋战争使人们对水下侦查和反潜技术的需求越来越强烈，在这个时期作为水声兵器的声呐得到了突飞猛进的发展。声呐作用的距离不断增加，对目标的分辨能力不断提高，出现了各种功能的军用声呐，大到核潜艇上的巨型声呐，小到鱼雷头上的制导声呐。在第二次世界大战期间，交战各方共损失一千多艘潜艇，其中大部分是被声呐发现的。“二战”后，美、苏两霸进行军备竞赛，水声兵器也是重要内容之一。此后，随着信息论和数字处理技术的迅速发展，核潜艇和核导弹的出现，使原来近距离监测潜艇的战术性声探测，逐步发展为在大洋中远距离监测核潜艇的战略性声探测。从最初的探测水下冰山，到侦察打击潜藏在暗处的敌人，声呐始终是其中至关重要的一环。声呐的出现，不仅减小了航海事故的发生率，提高了人们的航海安全系数，也为保卫国家领海主权，维护国家安全立下了汗马功劳。
深海中的眼睛
海水是电的良导体，而电磁波在导体中存在着“趋肤效应”，即电磁波在导体中传播时，会趋近于导体的表面而无法深入导体内部。这样一来，无往不胜的电磁波在水中传播时会陷入水表层的涡流中而无法深入。磁场虽不受趋肤效应的影响，但它衰减太快，只能作用于巨型目标或在米级范围内进行感应。声波是一种机械纵波，它的传播依赖于介质分子之间的相互推动，而液体具有难以压缩的特性，声波在水中会以涟漪扩散的方式不断地传递下去。所以在水下，声信号成了远距离传递信息与能量的最佳选择。深海声道中一个几公斤的炸弹爆炸后，在两万公里外还可以收到信号，低频的声波还可以穿透海底几千米的地层，并且得到地层中的信息。人们利用声音在水介质中的传播特性研制出了各种声呐设备，它们不仅在水下军事通信、导航和反潜作战中有着至关重要的地位，而且在和平时期已经成为人类认识、开发和利用海洋的重要手段。随着声呐技术的不断进步，洞悉海底两万里不再是梦，声呐当之无愧成为透视深海的千里眼。
被动声呐技术是指声呐被动接收舰船等水中目标产生的辐射噪声和水声设备发射的信号，以测定目标的方位和距离。目标发出的声音及其特征在声呐设计时并不可控，设计者对其了解也往往不全面，只能对某预定目标的声音进行设计。如目标为潜艇，那么目标自身发出的噪声包括螺旋桨转动噪声、艇体与水流摩擦产生的动水噪声，以及各种发动机的机械振动引起的辐射噪声等。此时，安置在己方潜艇上的被动声呐将目标潜艇的噪声作为信号进行监测。从技术上看，被动声呐比主动声呐更加复杂，它不仅要接收目标潜艇产生的经远距离传输后变得十分微弱的噪声，还要将其与潜艇自身产生的噪声区分开来并进行精确分析，因而被动声呐需要采用比主动声呐更多的信号处理措施。由于被动声呐本身不发射信号，被动声波技术在海水中只是单程传播，所以目标将不会觉察声呐的存在及其意图，隐蔽性极强，故特别适用于不能发声暴露自己而又要探测敌舰活动的潜艇。
受蝙蝠觅食原理的启发，人们发明了利用声波在水下测量目标位置的仪器——主动声呐。主动声呐发射某种形式的声信号，利用信号在水下传播途中障碍物或目标反射的回波来进行探测。由于目标信息保存在回波之中，所以可根据接收到的回波信号来判断目标的存在，并测量或估计目标的距离、方位、速度等参量。主动声呐主要由换能器基阵、发射机、定时中心、接收机、显示器、控制器等几个部分组成。
货币资金贯穿于企业生产经营管理的各个方面，是企业重要的支付手段和流通手段，能够直接转化为任何其他资产。企业要保证生产经营活动正常运行，必须持有一定数额的货币资金。根据货币资金的不同形态和用途，货币资金分为库存现金、银行存款和其他货币资金。
声呐种类繁多，功能各异，按工作原理主要分为主动声呐和被动声呐两种。首批问世的声呐就是受蝙蝠的启发创造出来的主动声呐，是仿生学的一个骄傲。蝙蝠是唯一真正有飞翔能力的哺乳动物，它具有一种非凡的本领，就是能在黑暗中准确地捕食。1794年，意大利的生物学家帕兰扎尼发现，蒙住眼睛的蝙蝠在布满纵横交错的细线的房间里来回飞行却不会触碰细线，但如果把蝙蝠的耳朵蒙上它就会像无头苍蝇般四处乱撞。这引起了科学家极大的兴趣。后来科学家利用高频脉冲检测装置证明了蝙蝠具有先进的超声波定位本领，即蝙蝠在飞行过程中会发出一种人耳听不到的超声波，当超声波被物体挡住后会反射回来被蝙蝠的耳朵接收，根据反射波到达的时间和方位蝙蝠就可以判断出食物的位置。
结直肠癌最常见的转移途径为局部淋巴结转移，其可促进肿瘤生长和肿瘤血管异常增生[1]。有研究表明，影响患者5年生存率的独立危险因素主要为淋巴结转移[2]。基于此，术前对淋巴结转移情况准确判断尤为重要，因其可指导临床手术方案及评估患者预后情况。增强MRI是临床常用的影像学检查方法，可有效显示结直肠病变和邻近组织结构受侵情况，本研究通过对42例结直肠癌患者进行增强MRI成像扫描，旨在探讨增强MRI对结直肠癌患者发生淋巴结转移的诊断价值。现报道如下。
此外，声呐还有许多不同的分类方式。例如，按装备对象可分为水面舰艇声呐、潜艇声呐、航空声呐、便携式声呐和海岸声呐；按使用者不同可分为军用声呐和民用声呐；按用途可分为探测声呐、侦查声呐、导航声呐和警戒声呐；按装配方式可分为拖曳声呐、舰壳声呐和直升机吊放声呐等。
在风雨中成长
抗战时期，毛泽东同志深刻地总结了中华民族历史上有海无防、任人宰割的历史教训，深刻认识到建设海军、发展海权、巩固海防对中华民族生存发展的重要性与紧迫性，提出了建设强大海军的思想。在人民海军创建初期，他多次要求一定要建立强大的海军。这一意志被海军将士所传承，踏上了以声呐研发为主的求索之路。
中国海军建立初期实行的是近岸防御的战略，水面舰艇兵力构成以轻小型舰艇为主，反潜舰艇也不例外，猎潜艇就是当时中国海军水面反潜体系的骨干和主体。20世纪80年代，为了进一步提高猎潜艇的性能，中国海军为其加装了引自法国的SS-12型艇载小型拖曳变深声呐，通过调节拖缆长度改变拖体与舰艇的距离和下潜深度。其最大的优点就是远离载舰，可以降低载舰噪声对声呐的干扰。1991年末随着苏联的解体和冷战的结束，中国的国际环境有了根本变化，我们可能会受到来自当今最先进核潜艇的挑战。这些核潜艇配备有当今最先进的综合声呐系统，探测距离远、精度高、抗干扰能力强，对我国的声呐反潜技术提出了更高的要求。2003年我国自主研发的SJG-206型拖曳声呐成功投入使用，这是21世纪初中国水声行业的骄傲。它全长300米，最大作用距离100海里，最大工作深度接近1000米，其对核潜艇等目标的探测距离在80千米左右，可以同时跟踪5个以上的目标，使我国综合反潜系统达到了世界先进水平。
70年迎难而上，70年风雨兼程，我国的声呐技术实现了从无到有、从有到精的伟大飞跃，这其中包含着一代代科研工作者的心血和广大海军将士们的不懈追求。声呐——在蔚蓝的大海深处默默守护着国家安全的勇士——令百姓们安居，给侵略者恫吓。（国防科工局经济技术发展中心）
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