מהי סונאר?
סונאר (Sound Navigation and Ranging) היא טכניקה המשתמשת בהפצת קול (בדרך כלל מתחת למים,
כמו בניווט צוללת) כדי לנווט, לתקשר עם או לזהות עצמים על פני המים או מתחת לפני המים, כמו כלי שיט אחרים.
שני סוגים של סונאר נמצאים בשימוש:
סונאר אקטיבי: סוג סונאר זה כולל פליטת דופק של צלילים ואז האזנה להדים של צלילים אלה.
ההחזרים של גלי קול אלה מעצמים שונים מנותחים כדי לקבוע את המרחק והכיוון של עצמים אלה ממקור הסונאר.
סונאר אקטיבי משמש בדרך כלל למדידות מדויקות יותר ויכול לזהות עצמים במרחקים גדולים יותר.
סונאר פסיבי: סונאר פסיבי אינו פולט שום צליל אלא מקשיב לצלילים שנעשו על ידי עצמים אחרים.
זה יכול להיות רעש מנועים ימיים, גלים ורעשים טבעיים אחרים באוקיינוס.
הוא משמש בעיקר לגילוי מבלי להתריע על נוכחות המשקיף, מה שהופך אותו לשימושי ביישומים צבאיים לאיתור צוללות
או כלי שיט אחרים.
סונאר משמש במגוון יישומים כולל בלוחמה ימית, למציאת דגים בדיג מסחרי ונופש, במיפוי קרקעית האוקיינוס, ולמעקב וניווט תת-מימיים.
שימושים של סונאר
סונאר (Sonar) משמש ביישומים שונים בתחומים שונים, בעיקר בניווט, זיהוי, מיפוי וניטור.
להלן כמה שימושים עיקריים בטכנולוגיית סונאר:
ניווט: סונאר נפוץ בניווט תת ימי על ידי צוללות וכלי רכב תת ימיים אחרים.
זה עוזר לכלי שיט אלה לנווט בבטחה על ידי זיהוי מכשולים, כלי שיט אחרים וקרקעית הים.
זיהוי אובייקטים: גם פעולות ימיות צבאיות וגם אזרחיות משתמשות בסונאר כדי לזהות כלי שיט אחרים, כולל צוללות.
בהקשרים צבאיים, סונאר חיוני לאיתור צוללות ומוקשים של האויב.
מיפוי קרקעית האוקיינוס: סונאר הוא גורם מרכזי בהידרוגרפיה, המשמש למיפוי קרקעית הים למטרות גיאולוגיות,
הנחת כבלים תת מימיים, חפירות ולמחקר מדעי.
סונרים מרובים וסריקת צד מספקים תמונות מפורטות של קרקעית הים.
דיג: פעולות דיג מסחריות משתמשות בסונאר כדי לאתר דגים.
זה מסייע בהערכת מלאי הדגים ובאופטימיזציה של המלכוד, מה שמוביל לשיטות דיג יעילות ובקיימות.
פעולות חיפוש והצלה: טכנולוגיית סונאר מסייעת באיתור ספינות טבועות, מטוסים שהתרסקו וחפצים אחרים שאבדו בים.
זה חיוני למשימות חילוץ ולאיתור חפצים נעדרים במהלך פעולות חילוץ.
ניטור סביבתי: סונאר משמש לניטור התנהגות החיים הימיים ולמעקב אחר שינויים במערכות אקולוגיות תת-מימיות.
זה יכול לעזור למדענים להבין את ההשפעות של שינויי האקלים על האוקיינוסים, כמו השפלה של שונית האלמוגים.
סקרים ארכיאולוגיים: ארכיאולוגיה תת-ימית מרוויחה מסונאר באיתור ובחינה של ערים שקועות, ספינות טרופות וחפצים עתיקים
שנשמרו מתחת לים.
יישומים מגוונים אלה מדגישים את החשיבות של טכנולוגיית הסונאר הן בקידום הידע המדעי והן בתמיכה בפעילויות
תעשייתיות וצבאיות שונות.
איך סונאר עובד?
מערכות סונאר פועלות על בסיס עקרון התפשטות הקול מתחת למים.
התהליך שונה במקצת בין מערכות סונאר אקטיביות לפסיביות, אך התפיסה הבסיסית סובבת סביב שימוש בגלי קול כדי לזהות
ואיתור עצמים או לנווט. כך פועל כל סוג:
סונאר אקטיבי
שידור: מערכת הסונאר פולטת פעימה של צליל – המכונה גם “פינג” – למים.
צליל זה מופק על ידי מתמר הממיר אנרגיה חשמלית לאנרגיה אקוסטית.
מסע והשתקפות: גלי הקול עוברים במים ומשתקפים מעצמים כמו דגים, צוללות, קרקעית האוקיינוס או מכשולים אחרים.
קליטה: אותו מתמר או מקלט ייעודי אחר קולט את גלי הקול המוחזרים (הדים). משך הזמן שלוקח להדים לחזור נמדד.
ניתוח: ציוד הסונאר מחשב את המרחק לעצם באמצעות מהירות הקול במים והזמן שלקח להד לחזור.
הנוסחה המשמשת היא Distance = (מהירות צליל במים × זמן) / 2.
המערכת יכולה גם לפרש את הגודל, הצורה וההרכב של האובייקט בהתבסס על עוצמת ומבנה גל הקול המוחזר.
סונאר פסיבי
זיהוי: בניגוד לסונאר פעיל, סונאר פסיבי אינו פולט שום צליל.
במקום זאת, הוא מורכב מהידרופונים (מיקרופונים תת-מימיים) רגישיםהמשמשים לזיהוי גלי קול המגיעים מעצמים אחרים.
ניטור: הידרופונים אלו קולטים רעש שנוצר על ידי חיים ימיים, כלי שיט אחרים או רעשי סביבה.
ניתוח: האותות מנותחים כדי לקבוע את הכיוון והמרחק של הצלילים.
מערכות מתקדמות יותר יכולות גם לסווג את סוג המקור על סמך מאפייני הסאונד.
גורמים מרכזיים המשפיעים על פעולת הסונאר
התפשטות הקול: עד כמה הצליל עובר במים תלוי בגורמים כמו טמפרטורת המים, מליחות,
עומק ונוכחות של שכבות בתוך האוקיינוס שבהן מהירות הקול משתנה.
רעש: רעשי רקע מגלים, חיות בר ופעילויות אנושיות יכולים להשפיע על ביצועי הסונאר.
מאפייני המטרה: היכולת של מטרה לשקף גלי קול בחזרה למקלט הסונאר תלויה בגודלה,
בצורתה ובחומר שלה.
