해양 음향학

 

대잠수함 작전 또는, 잠수함에 관련한 것들을 이해하려면 우선, 음파탐지기(SONAR) 와 수중 음향학에서 해양(수중)에 대한 이해가 필요하다.

기초 이론

1. 음파의 수중 전달속도: 1,450 m/sec ( 4,800 feet ) ; 기준 화씨 15도.
2. 압력이 높으면 음파 전달속도는 빨라(증가)진다.
3. 온도가 높으면 음파 전달속도는 빨라(증가)진다.

음파의 반사 및 산난 손실 요소

1. 어류, 해조류 등 수중생물
2. 해류의 흐름, 온도 변화층, 함정의 형적 등으로 발생하는 수중기포
3. 해면, 암초 등에 의한 반사,손실

음파 진행 방향을 미치는 요인.

1. 일반적인 수온 분포 : 해수면은 온도가 높고 깊이에 따라 온도가 차츰 낮아지다가 1,200 m 이후에는 거의 일정 수온도 유지한다.
; 수상 음파는 해수면에 반사을 반복하며 전달되는 음파와 해수면의 높은 수온으로 진행이 빨라져 수중(하향)으로 굽어 진행되는 음파로 분리되며 이곳의 중간 음파기 미치지 않는 구역을 '음역구역'이라고 하고 그 깊이를 '층심도'이라고하여 잠수함이 수상함 으로부터 탐지회피하는 지역이다.

2. 해수의 압력(밀도)에 의하여 깊어( 4,000 ~ 5,000 m 정도 ) 질 수 록 음파의 진행이 빨라져 음파가 상향으로 굽어 진행한다.
* 컴버젼스 존 : 상향 음파가 해면에 닿는 곳.

3. 수심이 낮은(1.000 m )해저에서는 음파가 반사되어 상향 한다.

* Deep Channel : 수심1,200m 수온가 일정해 진다. : 이 지역에 들어간 음파는 거의 감쇄 없이 상하 반사를 되플이 하여 먼거리 까지 전달된다.

음파가 불 규칙적으로 전달되는 곳

1. 한류 와 난류가 교차하여 수온 변화, 격층이심한 곳.
2. 강 물이 흘러 들어 온도 와 밀도가 크게 다른 지역 곳; 강 과 바다가 만나는 지역. 3. 해류의 흐름이 급격히 빠른 곳으로 기포 발생이 많은곳.
4. 어류, 해조류, 프랑크톤 등 해저 생물이 많아 음파의 산란이 일어나 거나 기포발생이 많은곳.
5. 수상 교통량이 많은 해상 교통로로 기포 발생이 많은 곳.

기타, 음탐기에 영햐을 미치는 요소.

1. 음파의 출력을 증가시키면 잡음이 발생한다.

2. 낮은 주파수의 음파는 음파의 전달 속도 때문에 원거리를 탐색하는 경우 음파가 되돌아 오는시간이 길어 감지하지 못한다.
( 수상함 : 13 ~ 18 노트 이상이면 거의 불가능 하며, 이때의 수상함 잡음의증가도 완전 불가하다.)

　음파는 바닷물의 특정한 온도(15도 화씨)에서 초당 약 4,800 feet( 공기중에서보다약4배빠르다) 전달되지만 염도,해류,파도,미생물 ,어류 해저 지형의 반사 등에 의하여 산란,분산되고 무엇 보다 중요한 것은 수온의 변화에 따라 음파의 속도가 민감하게 달라지는 것이다. 고온에서는 음파의 전달 속도가 빨라지며 저온에서는 느려진다. 이런 이유에서 군함의 선저(밑바닥)에서 발사된 음파는 멀리 전달되지 못하며 전달되도 직선을 유지하지 못하고 곡선(띠)으로 전달되어 음영구역(음파가 미치지 못하는 그림자 구역)이 발생하며 물체에 반사된 미쇄한 음파가 되돌아오지 못하고 중간에 소멸된다.

이렇게 수중소음과 여러가지 복잡한해양 음향이 음파탐지지의 성능은 급격히 감소 시키며 이러한 감쇄요인이 불규칙적이며 변호가 심하여 수중에 대한 관심과 연구 및 관찰이 계속되어지며 그결과가 대잠수함 작전의 중요 자료로 쓰인다.

그 대표적인 것으로 일정한 주기로 수심에 따른 온도 분포를 측정 하는 장치 ( BT : BathsherMograph )가 개발되어 음탐기의 성능을 예측하고 잠수함이 회피 가능한(작전 용이한) 층심도를 예측하는 용도로 쓰인다.

 

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