mmb1343
عضو جدید
يك رگه سطحي با ضخامت متفاوت و درجه حرارت يكنواخت و دو ناحيه ديگر
نمودار (6 ـ 3) “شكل رگه معمولي دريا در لايه‌هاي مختلف
در آبهاي كم‌عمق و مناطق ساحلي و نواحي قاره‌اي نمودار سرعت صوت نامنظم و غيرقابل پيش‌بيني است و در اثر تغييراتي در دماي سطحي آب و شوري و جريانهاي دريايي تغيير ميكند. كاربرد سونار در اعماق كم بسيار مشكل است چون امواج صوتي از كف دريا منعكس مي‌شوند. هنگامي كه ناو در آبهاي كم‌عمق باشد و كف دريا صاف باشد امواج به كف دريا خورد، و به طرف سطح منعكس مي‌شوند و دوباره تكرار شده و از سطح دريا منعكس مي‌شوند و بطرف كف دريا مي‌روند. وقتي كه امواج ارسالي چنين عمل مي‌نمايند محوطه‌هايي ايجاد ميشود كه سونار نمي‌تواند آنجا را تحت پوشش قرار دهد و زيردريايي‌ها با شناخت اين نواحي مي‌تواند بدون كشف شدن از آنجا عبور كنند.
در شكل زير مي‌توانيد ببينيد كه چگونه كانتك يك زيردريايي هنگام ورود به منطقه از دست مي‌رود. در اين شكل مناطق‌ها شور خورده را وجه كور نامند . بر اساس شكل كانتك در فاصله زياد بدست آمده و در نقطه از دست رفته و دوباره در فاصله كم در نقطه بدست آمده است.
نمودار (7ـ 1) نواحي كور سونار
13-انتشار صوت در درياكانال صوتي:
انتشار صوت در دريا در فواصل طولاني و برد زياد، زماني ميسر است كه كانال صوتي ايجاد شود. هنگامي كه امواج صوتي حركت مي‌نمايند انتشار امواج در ديگر جهات محدود شده و فقط در اين كانال عبور مي‌نمايند. شكل زير نمايش دهنده دو شيب حرارتي مثبت و منفي با شيب‌هاي مساوي ميباشد. محل تقاطع آنها نقطه‌ايست كه سرعت صوت در آن نقطه حداقل ميباشد. عمقي كه در آن سرعت صوت به حداقل برسد محوركانال خوانده ميشود. چنانچه در اين عمق يك منبع صوتي امواج صوتي مخابره كند كليه بيم‌هاي صوتي كه بطرف بالا مي‌روند به طرف پايين و آنهائي كه بطرف پائين حركت مي‌نمايند بطرف بالامنحرف خواهند شد. در صورت پيدايش چنين تركيبي مي‌گوئيم كه كانال صوتي بوجود آمده است.
نمودار (25ـ 1) منحني نمايش كانال صوتي
مادامي‌كه كانال وجود دارد صوت در اين كانال پيشروي نموده و مقدار كمي از انرژي خود را از دست مي‌دهد. انواع كانالهاي صوتي كه در دريا تشكيل مي‌شوند از اين قرارند، كانال صوتي در لايه‌اي مخلوط ـ آبهاي عميق و كم‌عمق.
در لايه‌هاي مخلوط سرعت صوت به افزايش عمق زياد ميشود. در اثر انكسار امواج بطرف بالا قسمتي از انرژي صوتي به نزديكي سطح دريا هدايت ميشود. امواج صوتي در اين لايه محبوس شده و بعبارت ديگر كاناليزه ميشود و به كمك انعكاس‌هاي متعددي كه با سطح آب بوجود مي‌آورند مسافت‌هاي طولاني را طي مي‌نمايند. انتشار امواج در مسيرهايي ميباشد كه بصورت كمانهاي دايروي بوده كه با سطح بوجود مي‌آورند.
شكل زير انتشار امواج صوتي در يك لايه مخلوط را نشان مي‌دهد. تحت شرايط شكل امواج صوتي تحت زاويه 76/1 از منبع صوتي منتشر شده و در پايين لايه بصورت افقي در مي‌آيد. شعاع‌هايي كه تحت زواياي كوچكتر منتشر مي‌شوند در لايه باقي مي‌مانند و پرتوهاي با زوايه بزرگتر به اعمال فرستاده مي‌شوند. ناحيه كور در زير لايه و دور از برد ميدان صوتي تشكيل مي‌گردد. اين ناحيه كاملاً كور نيست زيرا در اثر پراكندگي امواج صوتي با سطح دريا و نشت امواج از كانال، مقداري از انرژي صوتي در اين ناحيه نفوذ مي‌نمايد. به دو دليل فوق امواج صوتي از كانال فرار مي‌كنند و ميزان اين فرار توسط فريب فرار كه بيانگر ميزان تضعيف امواج بر حسب دسي‌بل بر كيلويارد است بيان مي‌گردد. ضريب فرار به ناهمواري سطح دريا به ضخامت كانال ـ شيب زير لايه و فركانس بستگي دارد.
كانالهاي صوتي به ندرت در آبهاي كم عمق (كمتر از 100 قدم) وجود دارند ولي در آبهاي عميق دريا هميشه وجود دارند. عمق محوركانال در اقيانوس آرام در حدود 3500 فوت و در اقيانوس اطلس كمي بيشتر از 500 فوت ميباشد. در مناطق قطبي كه آب سرد ميباشد. محور كانال نزديك‌تر به سطح آب قرار دارد.
نمودار (26ـ 1) انتشار امواج صوتي در لايه مخلوط
كانال صوتي در آب عميق:
به اين نوع كانال‌ها گاهي اوقات نيز مي‌گويند. مي‌نيمم تغييرات سرعت از عمق 4000 پا در عرض جغرافيايي متوسط تا نزديكي سطح دريا در مناطق قطبي تغيير مي‌نمايد. وجود كانالهاي صوتي در عمق براي اولين بار توسط دو نفر به نام اوينگ و ورژل مورد بررسي قرار گرفت.
مسير شعاع‌هاي صوتي در كانال عمقي :
در نمودار معني سرعت، محدوده‌هاي بالا و پايين كانال صوتي طوري مشخص شده‌اند كه در دو عمق متفاوت قرا گرفته‌اند بطوري كه سرعت ماكزيمم براي هر دو محدوده، برابرست و سرعت مينیمم بين دو محدوده واقع است. در شكل زير اين محدود، براي كانال بوسيله عمق نشان داده شده است و مسير تابش بستگي به امتداد كانال در سطح يا عمق دارد.
در شكل (الف) سرعت در سطح و عمق برابر است و در تمام محل‌هايي كه عمق آن در مسير كانال قرار دارد چنين است. انتشارات صوت توسط مسيرهاي انكساري (مسير 1) يا مسيرهاي انعكاسي كه در اثر برخورد با سطح و كف دريا انجام مي‌پذيرد (مسير 2) مشخص گرديده و در اين حالت تلفات نيز وجود دارد. در شكل (ب) محدوده بالايي كانال به موازات سطح دريا قرار گرفته است. در اينجا علاوه بر مسيرهاي ياد شده 1و 2 شعاع‌هاي انكساري و انعكاسي نيز وجود دارد كه بوسيله مسير 3 نشان دادهش ده است. در شكل (پ) محدوده كانال بوسيله كف دريا قطع ميشود و مسير انكساري و انعكاسي در اثر برخورد با كف دريا بوسيله مسيرها مشخص شده است.
اگر منبع انتشار يا گيرنده خارج از محدوده قرار بگيرد، تمام مسيرهاي انكساري و كليات كم مربوط به آن كه در شكل نشان داده شده است. بوجود نمي‌آيد.
نمودار (27ـ1) شكل كانال صوتي در آب عميق
ناحيه همگرايي
اثر ديگري كه بستگي نزديكي به كانالهاي صوتي عميق دارد همگرايي ناميده ميشود. اين اثر كه مربوط به سونارهاي اكتيو با برد زياد ميباشد. هميشه توسط سوناريست‌هاي زيردريايي مورد استفاده قرار مي‌گيرد چنانچه منبع توليد صوت بجاي آنكه نزديك محور كانال باشد نزديك سطح آب باشد مسير عبور بيم صوتي مانند شكل زير خواهد بود.
نمودار (28ـ 1) منحني نمايش نواحي همگرا
انرژي صوتي از منبع توليد كننده كم‌عمق به اعماق آب نفوذ ميكند. و در عمق چند هزار فوتي به علت فشار منعكس شده و دوباره در فاصله تقريبي 30 مايلي از منبع توليد صوت به سطح آب مراجعت و محوطه‌اي به عرض حدود 3 تا 5 مايل را مي‌پوشاند. اصواتي كه در اولين محوطه همگرايي به سطح آب مي‌رسند منعكس و يا منكسر شده و همان مسير قبلي را دوباره طي مي‌نمايد. بدين ترتيب محوطه‌هايي به عرض تقريبي 6 مايل و در فاصله 60 مايلي و 9 مايل در فاصله تقريبي 90 مايل توليد ميكند.
اثر يك هدف سطحي و يا نزديك به سطح آب كه در اولين محوطه همگرايي كشف شود مانند اثرات هدفي است كه در فاصله 3 مايلي در صورت نبودن محوطه همگرايي كشف مي‌گردد خواهد بود.
براي بوجود آمدن محوطه همگرايي حداقل عمق 2000 فوتي بايستي وجود داشته باشد. حداقل عمق مورد نياز بستگي به سرعت صوت در سطح آب دارد و هر چه سرعت بيشتر باشد اين حداقل بيشتر ميشود.
نمودار (6 ـ 3) “شكل رگه معمولي دريا در لايه‌هاي مختلف
در آبهاي كم‌عمق و مناطق ساحلي و نواحي قاره‌اي نمودار سرعت صوت نامنظم و غيرقابل پيش‌بيني است و در اثر تغييراتي در دماي سطحي آب و شوري و جريانهاي دريايي تغيير ميكند. كاربرد سونار در اعماق كم بسيار مشكل است چون امواج صوتي از كف دريا منعكس مي‌شوند. هنگامي كه ناو در آبهاي كم‌عمق باشد و كف دريا صاف باشد امواج به كف دريا خورد، و به طرف سطح منعكس مي‌شوند و دوباره تكرار شده و از سطح دريا منعكس مي‌شوند و بطرف كف دريا مي‌روند. وقتي كه امواج ارسالي چنين عمل مي‌نمايند محوطه‌هايي ايجاد ميشود كه سونار نمي‌تواند آنجا را تحت پوشش قرار دهد و زيردريايي‌ها با شناخت اين نواحي مي‌تواند بدون كشف شدن از آنجا عبور كنند.
در شكل زير مي‌توانيد ببينيد كه چگونه كانتك يك زيردريايي هنگام ورود به منطقه از دست مي‌رود. در اين شكل مناطق‌ها شور خورده را وجه كور نامند . بر اساس شكل كانتك در فاصله زياد بدست آمده و در نقطه از دست رفته و دوباره در فاصله كم در نقطه بدست آمده است.
نمودار (7ـ 1) نواحي كور سونار
13-انتشار صوت در درياكانال صوتي:
انتشار صوت در دريا در فواصل طولاني و برد زياد، زماني ميسر است كه كانال صوتي ايجاد شود. هنگامي كه امواج صوتي حركت مي‌نمايند انتشار امواج در ديگر جهات محدود شده و فقط در اين كانال عبور مي‌نمايند. شكل زير نمايش دهنده دو شيب حرارتي مثبت و منفي با شيب‌هاي مساوي ميباشد. محل تقاطع آنها نقطه‌ايست كه سرعت صوت در آن نقطه حداقل ميباشد. عمقي كه در آن سرعت صوت به حداقل برسد محوركانال خوانده ميشود. چنانچه در اين عمق يك منبع صوتي امواج صوتي مخابره كند كليه بيم‌هاي صوتي كه بطرف بالا مي‌روند به طرف پايين و آنهائي كه بطرف پائين حركت مي‌نمايند بطرف بالامنحرف خواهند شد. در صورت پيدايش چنين تركيبي مي‌گوئيم كه كانال صوتي بوجود آمده است.
نمودار (25ـ 1) منحني نمايش كانال صوتي
مادامي‌كه كانال وجود دارد صوت در اين كانال پيشروي نموده و مقدار كمي از انرژي خود را از دست مي‌دهد. انواع كانالهاي صوتي كه در دريا تشكيل مي‌شوند از اين قرارند، كانال صوتي در لايه‌اي مخلوط ـ آبهاي عميق و كم‌عمق.
در لايه‌هاي مخلوط سرعت صوت به افزايش عمق زياد ميشود. در اثر انكسار امواج بطرف بالا قسمتي از انرژي صوتي به نزديكي سطح دريا هدايت ميشود. امواج صوتي در اين لايه محبوس شده و بعبارت ديگر كاناليزه ميشود و به كمك انعكاس‌هاي متعددي كه با سطح آب بوجود مي‌آورند مسافت‌هاي طولاني را طي مي‌نمايند. انتشار امواج در مسيرهايي ميباشد كه بصورت كمانهاي دايروي بوده كه با سطح بوجود مي‌آورند.
شكل زير انتشار امواج صوتي در يك لايه مخلوط را نشان مي‌دهد. تحت شرايط شكل امواج صوتي تحت زاويه 76/1 از منبع صوتي منتشر شده و در پايين لايه بصورت افقي در مي‌آيد. شعاع‌هايي كه تحت زواياي كوچكتر منتشر مي‌شوند در لايه باقي مي‌مانند و پرتوهاي با زوايه بزرگتر به اعمال فرستاده مي‌شوند. ناحيه كور در زير لايه و دور از برد ميدان صوتي تشكيل مي‌گردد. اين ناحيه كاملاً كور نيست زيرا در اثر پراكندگي امواج صوتي با سطح دريا و نشت امواج از كانال، مقداري از انرژي صوتي در اين ناحيه نفوذ مي‌نمايد. به دو دليل فوق امواج صوتي از كانال فرار مي‌كنند و ميزان اين فرار توسط فريب فرار كه بيانگر ميزان تضعيف امواج بر حسب دسي‌بل بر كيلويارد است بيان مي‌گردد. ضريب فرار به ناهمواري سطح دريا به ضخامت كانال ـ شيب زير لايه و فركانس بستگي دارد.
كانالهاي صوتي به ندرت در آبهاي كم عمق (كمتر از 100 قدم) وجود دارند ولي در آبهاي عميق دريا هميشه وجود دارند. عمق محوركانال در اقيانوس آرام در حدود 3500 فوت و در اقيانوس اطلس كمي بيشتر از 500 فوت ميباشد. در مناطق قطبي كه آب سرد ميباشد. محور كانال نزديك‌تر به سطح آب قرار دارد.
نمودار (26ـ 1) انتشار امواج صوتي در لايه مخلوط
كانال صوتي در آب عميق:
به اين نوع كانال‌ها گاهي اوقات نيز مي‌گويند. مي‌نيمم تغييرات سرعت از عمق 4000 پا در عرض جغرافيايي متوسط تا نزديكي سطح دريا در مناطق قطبي تغيير مي‌نمايد. وجود كانالهاي صوتي در عمق براي اولين بار توسط دو نفر به نام اوينگ و ورژل مورد بررسي قرار گرفت.
مسير شعاع‌هاي صوتي در كانال عمقي :
در نمودار معني سرعت، محدوده‌هاي بالا و پايين كانال صوتي طوري مشخص شده‌اند كه در دو عمق متفاوت قرا گرفته‌اند بطوري كه سرعت ماكزيمم براي هر دو محدوده، برابرست و سرعت مينیمم بين دو محدوده واقع است. در شكل زير اين محدود، براي كانال بوسيله عمق نشان داده شده است و مسير تابش بستگي به امتداد كانال در سطح يا عمق دارد.
در شكل (الف) سرعت در سطح و عمق برابر است و در تمام محل‌هايي كه عمق آن در مسير كانال قرار دارد چنين است. انتشارات صوت توسط مسيرهاي انكساري (مسير 1) يا مسيرهاي انعكاسي كه در اثر برخورد با سطح و كف دريا انجام مي‌پذيرد (مسير 2) مشخص گرديده و در اين حالت تلفات نيز وجود دارد. در شكل (ب) محدوده بالايي كانال به موازات سطح دريا قرار گرفته است. در اينجا علاوه بر مسيرهاي ياد شده 1و 2 شعاع‌هاي انكساري و انعكاسي نيز وجود دارد كه بوسيله مسير 3 نشان دادهش ده است. در شكل (پ) محدوده كانال بوسيله كف دريا قطع ميشود و مسير انكساري و انعكاسي در اثر برخورد با كف دريا بوسيله مسيرها مشخص شده است.
اگر منبع انتشار يا گيرنده خارج از محدوده قرار بگيرد، تمام مسيرهاي انكساري و كليات كم مربوط به آن كه در شكل نشان داده شده است. بوجود نمي‌آيد.
نمودار (27ـ1) شكل كانال صوتي در آب عميق
ناحيه همگرايي
اثر ديگري كه بستگي نزديكي به كانالهاي صوتي عميق دارد همگرايي ناميده ميشود. اين اثر كه مربوط به سونارهاي اكتيو با برد زياد ميباشد. هميشه توسط سوناريست‌هاي زيردريايي مورد استفاده قرار مي‌گيرد چنانچه منبع توليد صوت بجاي آنكه نزديك محور كانال باشد نزديك سطح آب باشد مسير عبور بيم صوتي مانند شكل زير خواهد بود.
نمودار (28ـ 1) منحني نمايش نواحي همگرا
انرژي صوتي از منبع توليد كننده كم‌عمق به اعماق آب نفوذ ميكند. و در عمق چند هزار فوتي به علت فشار منعكس شده و دوباره در فاصله تقريبي 30 مايلي از منبع توليد صوت به سطح آب مراجعت و محوطه‌اي به عرض حدود 3 تا 5 مايل را مي‌پوشاند. اصواتي كه در اولين محوطه همگرايي به سطح آب مي‌رسند منعكس و يا منكسر شده و همان مسير قبلي را دوباره طي مي‌نمايد. بدين ترتيب محوطه‌هايي به عرض تقريبي 6 مايل و در فاصله 60 مايلي و 9 مايل در فاصله تقريبي 90 مايل توليد ميكند.
اثر يك هدف سطحي و يا نزديك به سطح آب كه در اولين محوطه همگرايي كشف شود مانند اثرات هدفي است كه در فاصله 3 مايلي در صورت نبودن محوطه همگرايي كشف مي‌گردد خواهد بود.
براي بوجود آمدن محوطه همگرايي حداقل عمق 2000 فوتي بايستي وجود داشته باشد. حداقل عمق مورد نياز بستگي به سرعت صوت در سطح آب دارد و هر چه سرعت بيشتر باشد اين حداقل بيشتر ميشود.
