Szonárral találják meg a fekete dobozt?
2014/04/15 14:25
983 megtekintés
A cikk már legalább egy éve nem frissült, az akkor még aktuális információk lehet, hogy mára elavultak.

A maláj légitársaság repülőgépének eltűnése nagyon titokzatos történet. A sok hír, amely a roncsok felfedezéséről szólt, mind alaptalannak bizonyult. A fekete doboz jeleit az amerikai haditengerészet a legmodernebb szonárokkal felszerelt hajóival keresi. Az idő szorít, hiszen a fekete doboz energiaforrásai lassan lemerülnek.

A Titanic katasztrófájának hatására minden hajótársaság szerette volna elérni, hogy a hajóin érzékelni lehessen a víz alatti jéghegyeket, meg tudják mérni azok távolságát a hajótól. 1924-ben már ki is futott az első olyan utasszállító hajó, amelyen már a biztonságot egy szonár rendszerű mérőszerkezet szavatolta.

A második világháború idején a német tengeralattjárók nagyon sok szövetséges hadihajót és teherszállító hajót süllyesztettek el. A tengeralattjárók elleni harc szükségessé tette egy olyan eszköz kifejlesztését, amely segít a tengeralattjárók felderítésében. A szonár használatának bevezetése után az erőviszonyok kiegyenlítődtek, a németek tengeralattjáróik kétharmadát el is veszítették.

szonar1

A szonár szó az angol Sound Navigation and Ranging kifejezésből alkotott mozaikszó, jelentése: navigáció és felderítés hang segítségével. Maga az eszköz napjainkra a víz alatti végzett műveleteknél a legfontosabb érzékelő, felderítő, navigáló eszköz. Vannak, akik hangradarnak hívják. A szonár technológia alapját a hanghullámok és azok terjedési tulajdonságainak ismerete adja.

A szonár működése

Ha le akarjuk egyszerűsíteni a működés elvét, akkor a szonár nem más, mintha magunkhoz vennénk egy hangosbeszélőt, egy mikrofont és egy stopperórát.  A szonárban "elbúvó kismanó tudja”, hogy a hang terjedési sebessége a vízben  más, mint a levegőben. A levegőben 340, a vízben pedig 1440 méter másodpercenként. Természetesen a terjedési sebesség nem állandó, vízben értéke függ a tengervíz hőmérsékletétől és sótartalmától is. Egy azonos energiájú hanghullám a vízben nagyjából 500-szor nagyobb távolságot tesz meg, mint a levegőben. A szonárfej elküld egy hangjelet, közben a stopperóra méri azt az időt, amennyi idő alatt az visszaverődik. Az idő és a hang terjedési sebességének ismeretébe meghatározható annak az objektumnak a távolsága, amelyről visszaverődött a jel. A szonárból érkező jeleket egy számítógép értelmezi, rendszerezi, elvégzi a szükséges számításokat a beérkezett információk alapján, és megjeleníti azokat egy monitoron.

szonar2

A víz alatt nem csak a mesterséges úszásra képes eszközök, pl. a tengeralattjárók keltenek zajokat. A bálnák és egyéb élőlények is bocsátanak ki hangokat, illetve a víz alatt végbemenő egyéb ismert  természeti folyamatok, például vulkánok vagy szeizmikus mozgások is hozzájárulnak a háttérzajhoz.

Aktív és passzív szonár

Két fajtája különböztethető meg, az aktív és a passzív szonár. A passzív szonár tulajdonképpen csak a vízbe helyezett érzékelőt jelenti. Az aktív szonár maga is bocsát ki rövid hangimpulzusokat, majd a visszaverődő hanghullámot érzékeli. A hanghullámok terjedési tulajdonságai miatt az aktív szonár a hallható tartományba eső hangimpulzust bocsát ki, a frekvencia 5 és 20 000 Hz közé esik. Az impulzus kibocsájtási ideje rövid, 10-től néhány száz ezredmásodperc. Ezt az impulzust "ping"-nek nevezik, a folyamatot pedig pingelésnek. (A hanghullám elnyelődése jelentősen függ a hang frekvenciájától. Az alacsonyabb frekvenciájú hanghullám energiája kisebb mértékben csökken, így az észlelési távolság növelhető. A felbontás viszont a nagyobb frekvencia esetén jobb!)

A halradar a szonár kistestvére

A halradar vízben elhelyezett érzékelője ultrahanghullámokat bocsát ki a fenék irányába. A hullámok áthaladnak a vízen keresztül, visszaverődnek az útjukba eső tárgyakról, pl. halakról, és visszajutnak ugyanabba a radarfejbe. Egy ilyen ultrahang jel nagyjából 540 m/s sebességgel halad. A halradar méri azt az időt, amennyi alatt egy jel eljut a tereptárgyig, majd vissza a fejbe. Ismerve a hang terjedési sebességét vízben, már meg tudja állapítani a megtett út hosszát, azaz a víz mélységét.

szonar3

Az elnyelődött, illetve visszavert jelek mennyisége pedig meghatározza a vizsgált terület anyagának sűrűségét, amelyet egy kis monitoron meg is jelenít.

További érdekes oldalak: 

Zsigó Zsolt cikke

Csoportot ajánlunk

Kapcsolódó oldalak

Scientix A természettudományos oktatás közössége
All you need is code Minden a kódolás tanulásáról
A National Geographic A National Geographic honlapja.
Interpress Magazin Az IPM honlapja archívummal
Világtudomány.hu A magyar és nemzetközi tudományos élet hírei
Űr világ Asztronautikai hírportál