Користувач:Ольга Загайко/Чернетка

Сонар (SONAR) аббревіатура від “SOund NAvigation Ranging ” що в перекладі означає « Звук, Навігація, Визначення відстані ». Сонар посилає імпульси звукових хвиль крізь воду. Коли ці імпульси досягають таких об'єктів, як риба, рослинність або дно, вони відбиваються назад на поверхню. Сонар вимірює, скільки часу потрібно, щоб звукова хвиля досягла об′єкта і потім вернулась назад. Це той же принцип, який використовують дельфіни і летючі миші. Ця інформація дозволяє судити про глибину відбитого об'єкта. Він також вимірює силу, з якою повертається імпульс — чим твердіше об'єкти, тим сильніший зворотний імпульс. Як тільки отримано зворотній імпульс, відсилається інший. Оскільки звукові хвилі рухаються зі швидкістю одну милю за секунду, сонари можуть посилати кілька імпульсів за секунду.

Принцип роботи

Є два типи сонара: активний і пасивний. Активний відправляє імпульси і потім приймає відбитий сигнал відлуння. Пасивний приймає сигнал, без відправки власного. В активних гідроакустичних системах звукові сигнали набагато могутніше, ніж звичайні звуки. Кожен імпульс триває долі секунди. Деякі сонари випромінюють звуки, які Ви можете почути. Інші сигнали настільки високі, що людське вухо не в силах їх сприйняти. Такі сигнали називаються ультразвуковими хвилями (за межами звуку). У сонара є власний приймач, який здатний прийняти відбитий ехо-сигнал. Положення об'єктів під водою можна визначити по різниці між відправленням і прийомом звукового сигналу.

Історія

У 1906 році, американський військово-морський архітектор Льюїс Ніксон винайшов перший сонар для пошуку айсбергів. Під час Другої світової війни інтерес до цієї технології зріс, тому що виникла необхідність у виявленні підводних човнів противника. У 1915 році таку першу діючу модель винайшов французький фізик Поль Ланжевен. Перші пристрої могли тільки слухати сигнали, але не могли випромінювати. Але вже до 1918 року Великобританія і Сполучені Штати зробили зразки, які могли відправляти сигнал і отримувати його назад. Так само, як і з радарними технологіями, технології сонаров постійно удосконалюються і до цього дня. Наприклад, в 2000-х роках ВМС США ввели в обіг сонари, які чистили військові міни.

Сонари у тваринному світі

Те, що у дельфінів надзвичайно розвинений слух, відомо вже десятки років. Об’єм відділу мозку, що відповідає за слух, у нього в десятки разів більший, ніж у людини (хоча загальний об’єм мозку приблизно однаковий). Ехолокація в дельфі­нів відбувається на ультразвукових частотах від 80 000 Гц до 100 000 Гц. Випромінювання хвиль досить потужне, відомо, що вони можуть виявити косяк риби на відстані до кілометра. Дельфіни здатні сприймати слабкі сигнали у великому шумі. Як їм це вдається? Дельфіни використовують ак­тивну локацію: слухають луну, що виникає при відбиванні звуків, що вони самі випромінюють, від навколишніх предметів. Це дає їм можливість точ­но встановити розміщення предметів, їхні розміри, форму. Іншими словами, слух дає змогу дельфінам сприймати навколишній світ не гірше, ніж за допо­могою зору, а то й ще краще. Слух людини здатний розрізняти інтервали часу від однієї сотої секунди, а дельфінів – у десятитисячну секунду. Природа нагородила кажанів здатністю випро­мінювати звуки з частотою коливань понад 20 000 Гц, тобто ультразвуки, що недоступні для вуха люди­ни. Локатор кажана надзвичайно точний, надійний і мініатюрний. Він завжди у робочому стані і зна­чно ефективніший, ніж усі локаційні системи, що створило людство. За допомогою такого ультразву­кового «бачення» кажани виявляють у темноті на­віть дріт діаметром 0,12—0,05 мм. Кажани випро­мінюють звуки 50 000—60 000 Гц і сприймають їх. Цим пояснюється їх здатність огинання пере­шкод навіть тоді, коли зір відключений. У кажанів ультразвуки випромінюються з гортані, яка своєю будовою схожа на свисток. Повітря, що кажан ви­дихає з легенів, вихром проноситься через гортань і з такою силою виривається назовні, як після ви­буху. Випромінювані звуки дуже гучні: якби ми їх могли почути, то сприймали б їх як рев двигуна реактивного винищувача з близької відстані. За­хищають себе кажани від таких гучних звуків тим, що в момент випромінювання ультразвуків вони за допомогою спеціальних м’язів закривають вуха. Безпека вух гарантується досконалістю кон­струкції: при максимальній частоті перетинка у вусі встигає відкриватися і закриватися 500 разів на секунду. Оскільки швидкість звуку набагато більша, ніж швидкість руху, то звуколокацією можна користуватися і під час польоту. Про якість «локатор-ного» слуху свідчать результати полю­вання: найменші хижаки вже за 15 хв полювання на комарів збільшують свою масу на 10 відсотків. «Навігаційний прилад» настільки точний, що здатний виявити навіть предмет діаметром 0,1 мм. Дональд Гріффін, дослідник звуколокаторів (сонарів) кажанів, вважає, що якби не сонари, навіть за всю ніч, літаючи з відкритим ротом, кажан спіймав би одного комара. Сонари є й у інших видів тварин. Вони є у кашалотів, які використовують їх для пошуку скупчення глибоководних кальмарів. Сонар кашало­та – «далекобійна гармата», що має довжину 5 м і займає майже третину тіла тварини. Звуколокація виявлена у птахів гуахаро, що мешкають в Америці. Це дуже дивні птахи. Вони будують гнізда не на деревах, а в темних печерах і, хоча мають хороший зір, віддають перевагу хар­чуванню вночі. Їх сонари менш досконалі, ніж у кажанів та дельфінів. Вони працюють на відносно низьких частотах, а саме в межах від 1500 до 2500 Гц. Тому вони не помічають об’єктів маленьких роз­мірів. У печерах гуахаро дуже шумно. Птахи ви­промінюють звуки, що нагадують плач і стогін, їх важко чути людині, яка до них не звикла. Звуколокацією користуються і стрижі-салангани, які мешкають в Індонезії та на островах Тихого океану. У різних видів салангані сонари працюють на різних частотах: від 2000 до 7000 Гц. Цікаво, що коли птах сидить, то його звуколокаторний апарат не працює; він випромінює імпуль­си лише при польоті під час змаху крил. Не працює сонар і на світлі.