美国海军希望借鉴蝉来研发更先进的声呐

2019-03-28 20:33:35 来源: 巴音郭楞信息港

[据大众科技站2013年6月4道]美国海军水下战中心的研究人员正在认真分析蝉的身体构造,

美国海军希望借鉴蝉来研发更先进的声呐

希望能够借鉴蝉的身体结构开发出性能更好的水下传感器。研究人员的研究成果已经在6月3日召开的国际声学会议上发表。

美国海军希望解决的主要问题包括:蝉是怎样通过如此小的躯体发出如此大的声音?这一问题的答案可能会对复杂的声呐系统产生巨大影响。其实此类系统目前已经存在,但主要是以被动声呐为主,被动声呐可以探测到水下的其它发声目标,前提条件是该目标所发出的声音要高于执行监听的舰艇所发出的声音。被动声呐系统无法依靠自身发出声波来对其它舰艇进行定位。

另一方面,主动声呐系统通过主动发出声波,然后探测从水下目标处返回的声波。现有的主动声呐系统往往体积巨大、结构复杂,也就意味着不是每艘舰艇都能够装备主动声呐系统。美国海军的研究人员希望通过模拟蝉的发声系统,使得无人潜航器等小型舰艇在未来能够装备主动声纳。装备有此类声呐系统的无人艇将能够对敌人进行定位,同时对敌人来讲还将成为其更大的威胁。

为了研究蝉的发声原理,海军研究人员正在利用激光追踪蝉身体上的各个发声部位。蝉的内部发声系统包括两个部分:蝉的胸腔两侧各有一块音板,每块音板都与翅膀接触并向外凸出。蝉通过收缩音板,使翅膀向身体内侧敲击。翅膀后部体积较大的气囊产生共鸣,从而使声音更加响亮。蝉利用一对翅膀每秒钟使气囊共鸣次。由于合成的声波彼此异相,蝉采用了某种方法对声波进行结合和放大,从而产生了人们所听到的“不一致的噪音”。(中国船舶工业综合技术经济研究院宋磊)

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