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水下みぞおち聽音ちょうおん器き

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水下みぞおち聽音ちょうおん器き，簡稱水みず聽器（古希こき臘語：ὕδωρ + φωνή，直ちょく译：water + sound ）是ぜ一種設計於水面以下錄音或聽音的麥克風。 大だい多數たすう水みず聽器的てき原理げんり是ぜ利用りよう壓あつ電でん換かわ能のう器き，感受かんじゅ到いた壓力あつりょく變化へんか（例れい如聲波は）時じ會かい產さん生せい電位でんい變化へんか。

水みず聽器的てき設計せっけい是ぜ針はり對たい水みず的てき水みず的てき声こえ阻抗，因いん此雖然しか也能用よう於檢測はか空氣くうき傳播でんぱ的てき聲音こわね，但ただし不ふ靈れい敏さと。水みず的てき密度みつど比ひ空氣くうき大だい，聲音こわね在ざい水中すいちゅう的てき傳播でんぱ速度そくど是ぜ空氣くうき中ちゅう的てき 4.3 倍ばい，而水中ちゅう的てき聲こえ波は所產しょさん生せい的てき壓力あつりょく是ぜ空氣くうき中等ちゅうとう幅はば波は所產しょさん生せい的てき壓力あつりょく的てき 60 倍ばい。而一般麥克風也可以埋進地下或放在防水容器而浸入水中，但ただし由よし於聲阻抗的てき配置はいち並なみ未み針はり對たい水みず而調整ちょうせい，效果こうか很差。

历史

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正せい在ざい放ひ入にゅう北大西洋きたたいせいよう的てき水みず听器

第だい一個水聽器由一根帶有薄膜的管子組成，薄膜うすまく蓋ぶた在ざい管かん子こ的てき一いち端はし，浸入しんにゅう水すい裡うら；使用しよう者しゃ將はた耳みみ朵靠在ざい管かん子こ的てき另一端はし傾聽けいちょう聲音こわね。 [1]水下みぞおち聽音ちょうおん器き的てき設計せっけい必須ひっす考慮こうりょ水すい的てき聲こえ阻抗是ぜ空氣くうき的てき3750倍ばい；因いん此，相あい同どう強度きょうど的てき波なみ在ざい空氣くうき中ちゅう施ほどこせ加か的てき壓力あつりょく，在ざい水中すいちゅう增加ぞうか了りょう 3750 倍ばい。 美國びくに潛せん艇てい信號しんごう公司こうし（American Submarine Signaling Company）開發かいはつ了りょう一種水聽器來偵測燈塔和燈船上響起的水下鐘聲。 [2]外そと殼から是ぜ厚あつ重おも的てき空そら心こころ黃銅こうどう圓盤えんばん，直徑ちょっけい為ため 35 厘りん米まい（14 英えい寸すん）。一いち面めん有ゆう一いち個こ 1 毫米（0.039 英えい寸すん）厚あつし的てき黃銅こうどう振ふ膜まく，經由けいゆ短たん黃銅こうどう棒ぼう連接れんせつ到いた碳麥克かつ風ふう。

第だい一いち次じ世界せかい大戰たいせん

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戰爭せんそう初期しょき，法ほう國こく總統そうとう雷かみなり蒙こうむ·普ふ恩おん加か萊 (Raymond Poincaré) 提供ていきょう經費けいひ，由ゆかり保ほ羅ら·朗ろう之の萬まん (Paul Langevin) 研究けんきゅう以音波は脈みゃく衝回聲ごえ定位ていい潛せん艇てい的てき方法ほうほう。藉由真空しんくう管かん放ひ大器たいき增加ぞうか信號しんごう的てき功こう率りつ，開發かいはつ了りょう一種壓電水聽器； 壓あつ電材でんざい料りょう的てき高だか聲ごえ阻抗使し其適合てきごう在ざい水中すいちゅう作為さくい換かわ能のう器き。 相あい同どう的てき壓あつ電でん板いた可か以通過つうか電でん振盪しんとう器き振動しんどう，以產生せい聲音こわね脈みゃく衝。[3]

第だい一艘被早期的水下聽音器發現並擊沉的潛艇是德國潛艇 UC-3。1916年ねん4月がつ23日にち，UC-3 被ひ反はん潛せん拖網漁船ぎょせん Cheerio 發現はつげん，當時とうじ Cheerio 位い於 UC-3 正せい上方かみがた，UC- 3隨ずい後ご被ひ拖網漁船ぎょせん拖曳的てき鋼こう網もう抓つめ住じゅう，在ざい水下みぞおち大だい爆ばく炸後沉沒。 [4] [5]

使用しよう挡板的てき水みず听器和かず定じょう向こう水みず听器。

開戰かいせん後ご經過けいか相當そうとう一いち段だん時間じかん，英國えいこく海軍かいぐん部ぶ才ざい開始かいし組織そしき科學かがく家か討論とうろん對抗たいこう德とく國こく U艇てい。澳大利おおとし亞あ物理ぶつり學がく家か威い廉かど·亨とおる利り·布ぬの拉ひしげ格かく和かず紐ひも西にし蘭らん物理ぶつり學がく家か歐おう內斯特とく·盧の瑟福爵士也參與さんよ其中，科學かがく家か們建議けんぎ使用しよう水すい聽器監かん聽潛艇てい。盧の瑟福的てき研究けんきゅう得え到いた了りょう水すい聽器專せん利り，布ぬの拉ひしげ格かく則そく於 1916 年ねん 7 月がつ開始かいし領りょう導水どうすい下か聽音ちょうおん器き研究けんきゅう。[6]

科學かがく家か們設定せってい了りょう兩個りゃんこ目標もくひょう：一いち、開發かいはつ水すい聽器，就算裝そう配水はいすい聽器的てき船せん隻せき會かい產さん生せい噪音干ひ擾，但ただし仍能聽到潛せん艇てい的てき聲音こわね；二に：開發かいはつ可か以找出で潛せん艇てい方位ほうい的てき水みず聽器。 東ひがし倫敦ろんどん學院がくいん發明はつめい了りょう雙そう向こう水みず聽器。 他た們在圓柱えんちゅう形がた外がい殼から中ちゅう的てき振ふ膜まく兩側りょうがわ，各かく安あん裝そう了りょう一いち個こ麥むぎ克かつ風ふう；從したがえ兩個りゃんこ麥むぎ克かつ風ふう聽到的てき聲音こわね強度きょうど相しょう同時どうじ，就找到了りょう聲ごえ源げん的てき方向ほうこう。 [6]

Bragg 的てき實驗じっけん室しつ則そく是ぜ在ざい振ふ膜まく的てき一側前方安裝一個擋板，從したがえ而能進行しんこう定てい向むこう。 幾いく個月かげつ後ご才ざい發現はつげん有效ゆうこう的てき擋板必須ひっす包含ほうがん一いち層そう空氣くうき。。 [7] 1918 年ねん，英國えいこく皇すめらぎ家か海軍かいぐん航空こうくう隊たい從事じゅうじ反はん潛せん戰せん的てき飛ひ艇てい試驗しけん了りょう尾お隨ずい浸入しんにゅう式しき水すい聽器。 [8]布ぬの拉ひしげ格かく從したがえ一艘被俘獲的德國 U 艇てい上じょう測はか試ためし了りょう一いち個こ水すい聽器，發現はつげん它不如英國えいこく型式けいしき。 [9]

從したがえ第だい一次世界大戰後期到1920 年代ねんだい初期しょき主動しゅどう聲ごえ納おさめ出現しゅつげん，水みず聽器是ぜ潛せん艇てい在ざい水下みぞおち探測たんそく目標もくひょう的てき唯ただ一方いっぽう法ほう。它們今こん天てん仍然有用ゆうよう。

定てい向こう水みず聽器

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單たん一いち圓えん柱はしら形がた陶すえ瓷換かわ能のう器き，可か以實現じつげん近きん乎完美的びてき全ぜん向こう接收せっしゅう。 定てい向こう水みず聽器使用しよう兩りょう種たね基本きほん技術ぎじゅつ提ひさげ高だか一いち個こ方向ほうこう的てき靈れい敏さと度たび：

聚焦换能器き

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使用しよう帶たい有ゆう碟形或ある圓錐えんすい形がた聲音こわね反射はんしゃ器き的てき單一たんいつ換かわ能のう器き聚焦信號しんごう，類似るいじ於反射はんしゃ望遠鏡ぼうえんきょう。 這種類型るいけい的てき水みず聽器可か以由低てい成本なりもと的てき全ぜん向むこう型がた水すい聽器製造せいぞう而成，但ただし反射はんしゃ器き會かい阻礙其在水中すいちゅう的てき移動いどう。或ある者もの也可以在水すい聽器周圍しゅうい以球體きゅうたい進行しんこう定てい向むかい，消しょう除じょ了りょう圓錐えんすい形がた元もと件けん產さん生せい的てき干ひ擾，水下みぞおち聽音ちょうおん器き就可以在水中すいちゅう移動いどう。

陣列じんれつ

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多た個こ水すい聽器排列はいれつ成なり陣列じんれつ，將しょう所しょ需要じゅよう方向ほうこう的てき信號しんごう加か成なり，並なみ減げん去さ其他方向ほうこう的てき信號しんごう。可か以使用しよう波なみ束たば形成けいせい器き来らい控ひかえ制せい阵列。最さい常つね见的是ぜ將しょう水すい听器排列はいれつ成なり“线阵列れつ”， [10]但ただし視み所しょ欲よく測量そくりょう的てき目標もくひょう而定，可能かのう有ゆう許多きょた不同ふどう的てき安やす排はい，例れい如，測量そくりょう船隊せんたい的てき螺旋らせん槳噪音おん，就需要よう複雜ふくざつ的てき陣列じんれつ系統けいとう。[11]

SOSUS水みず听器铺设在ざい海うみ床上ゆかうえ，以海底そこ電纜でんらん連接れんせつ。从 1950 年代ねんだい开始，美国びくに海かい军使用しようSOSUS追つい蹤踪冷ひや战期间苏联潜せん艇てい沿格かく陵りょう兰岛、冰岛和わ英国えいこく（GIUK缺かけ口こう）的てき移動いどう。 [12]这些設備せつび清楚せいそ地ち紀き錄ろく極ごく低てい頻しき次つぎ声ごえ波なみ，包括ほうかつ許多きょた尚ひさし不明瞭ふめいりょう的てき海洋かいよう聲音こわね。

參まいり見み

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参考さんこう資料しりょう

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  1. ^ Wood, A. B. A textbook of sound. London: G. Bell and Sons. 1930: 446–461. 
  2. ^ Van der Kloot, William. Great Scientists wage the Great War. Stroud: Fonthill. 2014: 104. 
  3. ^ Van der Kloot, 2014, pp. 110-112.
  4. ^ Thomas, Lowell. Fighting the Submarine. Popular Mechanics. July 1929 [2021-12-27]. （原始げんし内容ないよう存そん档于2021-12-27）. 
  5. ^ Brodie, Bernard; Brodie, Fawn M. From Crossbow to H-bomb: the evolution of tactics and warfare First Midland. Indiana University Press. 1973: 184 [2021-12-27]. ISBN 0253201616. （原始げんし内容ないよう存そん档于2021-12-27）. 
  6. ^ 6.0 6.1 Wood 1930,p. 457.
  7. ^ Van der Kloot 2014, p. 110.
  8. ^ Report AIR 1/645/17/122/304 - National Archives Kew. Airship Hydrophone experiments.
  9. ^ Van der Kloot 2014, p. 125.
  10. ^ Abraham, Douglas A. Underwater Acoustic Signal Processing: Modeling, Detection, and Estimation. Springer. 2019-02-14 [2021-12-27]. ISBN 978-3-319-92983-5. （原始げんし内容ないよう存そん档于2021-12-27） （英えい语）. 
  11. ^ Measuring noise at sea with hydrophone arrays systems. [2021-12-27]. （原始げんし内容ないよう存そん档于2021-12-27）. 
  12. ^ Mackay, D.G. "Scotland the Brave? US Strategic Policy in Scotland 1953-1974 （页面存そん档备份，存そん于互联网档案あん馆）". Glasgow University, Masters Thesis (research). 2008. Accessed 12 October 2009.
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