1941年12月，太平洋戰(zhàn)爭爆發(fā)。美國人的潛艇仿佛長了眼睛似的，穿過了日本人設(shè)置的層層水雷封鎖線，神不知鬼不覺地鉆進(jìn)日本海，向日本艦船發(fā)起突然襲擊，使日本海軍損失慘重；與此同時，日本的潛艇一鉆進(jìn)美國的軍港或海岸邊，不知怎的，就遭到美國軍艦或飛機(jī)的攻擊。

“這是怎么回事呢?”日本海軍官員百思不得其解，“難道美國人使用了什么秘密武器?”的確，美國人使用了一種“秘密武器”——聲納。

聲納是一種利用聲波在水下測定目標(biāo)距離和運(yùn)動速度的儀器。美國人在潛艇上裝了類似聲納的“探雷器”，因此對于日本人設(shè)置的水雷封鎖線及艦船的所在位置一目了然；美國人還在軍港和海岸的航道口裝上了聲納，這樣，海里的任何動靜都逃不過美國人的“耳目”。

聲納誕生于第二次世界大戰(zhàn)。它的發(fā)明，凝聚著幾代科學(xué)家的心血。早在1490年，意大利著名美術(shù)家、科學(xué)家達(dá)·芬奇就注意到了聲音在水中的傳播。有一次，他來到海邊寫生。完成一幅畫后，好奇的達(dá)·芬奇忽然產(chǎn)生了一個念頭：水里面到底有沒有什么聲音?于是，他取來一根管子，將管子的一端插到水里，管子的另一端放在耳朵旁。結(jié)果聽到了“咕嚕咕嚕”的聲音。經(jīng)過仔細(xì)的辨認(rèn)，他發(fā)現(xiàn)這是遠(yuǎn)方的船航行時螺旋槳擊水放出的聲響。達(dá)·芬奇的這根管子可以算是聲納最古老的祖先了。

3個多世紀(jì)后，瑞士物理學(xué)家柯拉頓和德國數(shù)學(xué)家斯特模，對聲音在水中的傳播進(jìn)行了深入的探討。在這以后，許多科學(xué)家也進(jìn)行這方面的研究。經(jīng)過反復(fù)實(shí)驗，他們比較精確地測出聲音在水中的傳播速度為5500公里每小時，比在空氣中的傳播快4倍。此外，科學(xué)家們還發(fā)現(xiàn)，聲音在水中傳播，遇到海洋中的物體或海底時，聲音會被反射回來，此時也被“吞掉”一些聲波。不同頻率的聲波，在水中被吸收和反射的程度也不相同。超聲波能量集中，可朝一個方向傳播，反射回來的聲波比較強(qiáng)烈。

這個時期，正值潛水艇在海里稱王稱霸的時期。人們對于潛水艇的神出鬼沒正感到束手無策。自然而然地，科學(xué)家們想到：利用超聲波在水中的傳播特性，不就可以測出潛艇所在的方位、距離了嗎?

可是，要實(shí)現(xiàn)超聲波在水中的發(fā)射和接收談何容易!一時研制潛水艇“克星”的工作擱淺了！1880年，英國科學(xué)家彼埃爾、居里等成功地制造出換能器，實(shí)現(xiàn)了電、聲信號的轉(zhuǎn)換。這樣，通過換能器，可將電波變成聲波，并向海里發(fā)射；聲波遇到物體后，又反射回來，換能器接收到聲波，并把它變成電波，顯示出來。根據(jù)超聲波發(fā)出到接收所需的時間，就可以測出發(fā)射地點(diǎn)與物體之間的距離。

就這樣，世界上第一代聲納誕生了。后來，科學(xué)家在第一代聲納的基礎(chǔ)上，做了許多改進(jìn)，發(fā)明了“主動式聲納”和“被動式聲納”兩大類。

主動式聲納，主動發(fā)出聲信號，去尋找水下目標(biāo)，根據(jù)聲波的反射情況做出判斷；被動式聲納，收聽水中目標(biāo)發(fā)出的噪音，從而測出目標(biāo)所在的方位、距離。然而，這兩類聲納在使用過程中，也暴露出一些缺陷：主動式聲納發(fā)出的聲波容易被水中的潛水艇發(fā)現(xiàn)；被動式聲納對于不發(fā)聲的目標(biāo)無能為力。

科學(xué)家們決心對聲納做進(jìn)一步的改進(jìn)。他們從海脈的身上得到了啟迪。 本世紀(jì)60年代，生物學(xué)家諾里斯發(fā)現(xiàn)，用橡皮蒙住海脈雙眼，絲毫不影響它的活動；可把海脈前額蒙住，它在水下就像瞎子一樣，到處亂撞。顯然，海脈是用前額發(fā)出聲波來行動的。

經(jīng)過進(jìn)一步研究，科學(xué)家發(fā)現(xiàn)海脈? ??兩架“聲波發(fā)射機(jī)”：當(dāng)它“觀察”遠(yuǎn)距離目標(biāo)時，它就發(fā)射低聲，以實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離傳播；當(dāng)它“觀察”近距離目標(biāo)時，它就改發(fā)超聲，以提高分辨率。它也有兩架“聲波接收機(jī)”。海脈的聲納竟是如此先進(jìn)，如此完美!科學(xué)家“虛心”向海脈學(xué)習(xí)，以海脈的聲納為發(fā)明的奮斗目標(biāo)。

不久，美國科學(xué)家發(fā)明了軍用高級聲納。它是一種多波束回聲探測儀，采用兩套相同的水聽器發(fā)射陣。它的性能要比先前的聲納出色得多。

科學(xué)家還從海琢聲納外的特制導(dǎo)流罩抗水流噪音的性能，得到啟發(fā)，研制出“聲納導(dǎo)流罩”。有了它，軍艦可不必像以前那樣需要靜止下來時才使用聲納，即使在高速前進(jìn)，也可以便用聲納，而不受自身噪音的干擾。

海豚 ，領(lǐng)著科學(xué)家走上聲納發(fā)明的最高境界。

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