음파탐지기 개요

2024-12-17  오전12:29 

 

음파탐지기 개요

• 음파탐지기(音波探知機) 또는 음향탐신기(音響探信機), 청음기(聽音機)는 소리를 이용해 목표를 탐지하는 장치이다.
• 이 장치는 항법 및 거리 측정 음향(Sound Of Navigation And Ranging)이라는 전술을 사용하여 방향과 거리를 탐지한다.

  

• 줄여서 소나(SONAR)라고 부르며, 이는 군사 및 해양 탐사에서 중요한 역할을 한다.
• 음파탐지기는 다양한 대역폭의 음파를 발생시켜 높은 분해율을 제공하는 특징이 있다.

 

음파탐지기 역사

• 음파탐지의 원리는 박쥐나 고래가 사용하는 반향정위(echolocation)와 유사하다.
• 군사용 음파탐지기는 탐지 해상도를 높이기 위해 큰 에너지의 음파를 발신한다.
• ASDIC은 음파탐지기의 시초로, 영국에서 개발되어 2차 대전 동안 유보트를 탐지하는 데 큰 역할을 했다.
• ASDIC의 단점으로는 너무 깊게 잠수한 유보트나 가까운 유보트를 탐지하지 못하는 것이 있다.

레이더와 음파탐지기 비교

• 레이더는 전자기파를 사용하여 목표를 탐지하고, 음파탐지기는 음파를 사용하여 목표를 탐지한다.
• 두 탐지기의 특성이 다르기 때문에 사용되는 환경에 따라 선택이 달라진다.
  • 공중 또는 지상에서는 전자기파가 멀리 퍼지는 특성으로 인해 레이더가 주로 사용된다.
  • 물속에서는 음파가 더 빠르고 멀리 퍼지기 때문에 음파탐지기가 더 유용하다.
• 음파탐지기는 주변 환경의 영향을 많이 받지만, 바닷속에서는 상대적으로 손실이 적다.

소나의 분류: 능동과 수동

• 소나는 능동 소나(Active SONAR)와 수동 소나(Passive SONAR)로 나뉜다.
  • 능동 소나: 음원을 발신하여 반향을 탐지하는 방식이다.

    

  • 수동 소나: 신호를 발신하지 않고 소음을 듣기만 하는 방식이다.

    

• 군함은 상황에 따라 능동 소나와 수동 소나를 전환하여 사용한다.
• 어뢰도 두 가지 방식 모두를 사용할 수 있다.

 

 

능동 소나의 작동 원리

• 능동 소나는 음원을 발신한 후 되돌아오는 반향음을 분석하여 잠수함을 탐지한다.
• 발신 주파수는 잠수함 탐지용 소나가 1KHz~50KHz, 기뢰 탐지용 소나가 50KHz~900KHz이다.
• 주파수가 높아질수록 탐지 거리는 줄어들지만 해상도(분해능)는 증가한다.
• 능동 소나의 소리는 '핑핑' 소리로 잘 알려져 있으며, 이는 잠수함의 탐지에 사용된다.

수동 소나의 작동 원리

• 수동 소나는 신호를 발신하지 않고 소음을 듣기만 하는 방식으로, 수중 청음기라고도 불린다.
• 항구에 설치하여 적 함대나 잠수함의 접근 여부를 감시하는 데 사용된다.
• 수동 소나는 상대적으로 높은 주파수 대역에서 소음을 탐지할 수 있으며, 300~900km 거리에서 탐지 가능하다.
• 그러나 배경 소음이 높을 경우 잠수함을 찾기 어려운 단점이 있다.

음파송수신장치 설치 방식

• Bow-Mounted Sonar: 대형 수상함의 함수에 소나돔을 설치한 방식이다.

  

• Hull-Mounted Sonar: 중소형 수상함의 경우 소나돔을 용골 아래에 설치하는 방식이다.

  

• Towed Array Sonar: 소형 음파탐지기를 설치한 두꺼운 와이어를 함미에 내려서 끌고 다니는 방식이다.
• 이 방식은 소음의 영향을 줄여 탐지 능력을 높이는 데 유리하다.

 

 

소나 원리를 이용한 기기들

• 수중통신기: FM, AM 라디오를 수중에서 음파로 구현하여 잠수함 간 또는 잠수함과 수상함 간의 음성 통신에 사용된다.
• 수심측정기: 함정의 선저에 장착하여 음파를 쏜 후 반향음의 시간을 계산하여 수심을 측정한다.
• 이 기기는 단빔과 멀티빔으로 구분된다.

음파탐지기의 위험성

• 능동 소나는 230 데시벨 이상의 음파를 발생시켜 생물에게 해로울 수 있다.
• 음파탐지기 주변에 잠수부가 있을 경우 사용하지 않으며, 사전에 경고 및 대피 조치를 취한다.
• 음파탐지기의 소음은 고래와 같은 수중 생물에 나쁜 영향을 미칠 수 있다.
• 일부 환경단체는 음파탐지기가 고래의 폐사율에 영향을 미친다고 주장하고 있다.

대한민국 해군의 음탐 직별

• 대한민국 해군의 음탐 직별은 부사관만 존재하며, 수병은 선발하지 않는다.
• 전투체계 탑재함정의 경우 전투체계부 소속으로 운영된다.
• 복무기간은 하사 임관 후 4년이며, 진급이 빠르지만 배에서 내리기 힘든 고단한 직무이다.
• 전역 후 사회에서 활용할 수 있는 분야가 거의 없다.

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