Sonar

Sonar (vanaf die Engelse "Sound Navigation And Ranging") is 'n tegniek wat onderwaterse klankgeleiding gebruik om te navigeer of om voorwerpe onder water op te spoor.

Geskiedenis 

In 1906, het Lewis Nixon, 'n vlootargitek van die VSA, die eerste passiewe sonarluisterapparaat, wat ysberge kon opspoor, uitgevind.  Met die uitbreek van die Eerste Wêreldoorlog het dit belangrik geword om duikbote op te spoor, en navorsing oor en belangstelling in sonar het verskerp. In 1915 het Paul Langevin, 'n Franse ingenieur, die aktiewe sonarluisterapparaat ontwerp, wat dit kon doen.

Beide die VSA en Brittanje het oor aktiewe sonarapparaat beskik teen 1918.

Leonardo da Vinci het reeds in 1490 beskryf hoe skepe oor lang afstande hoorbaar gemaak kan word deur 'n lang pyp in die water te steek en by die punt daarvan te luister. Die metode is selfs tydens die Eerste Wêreldoorlog nog gebruik. In 1827 het Jean Daniel Colladon (1802-1892) en Jacob Frans Sturm (1803-1855) daarin geslaag om die snelheid van geluid in water te bepaal. Dit het baie meegehelp tot die ontwikkeling van sonar.

Die ramp waarin die Titanic teen 'n ysberg gebots het, het uitvinders aangespoor, en in 1912 het Lewis. F. Richardson (1881-1953) 'n patent op eggo-afstandsbepaling ("echo ranging") verkry. In 1914 het Reginald Aubrey Fessenden (1866-1932) daarin geslaag om ŉ ysberg op 'n afstand van 3 km op te spoor.

'n Basiese vorm van sonar soos dit vandag gebruik word, was teen 1939 vry algemeen in gebruik, veral in oorlogsvlote. In die Britse wêreld het dit toe as asdic (ŉ akroniem saamgestel uit Anti-Submarine Investigation Committee) bekend gestaan.

Gebruike 
Hoewel sonar in die 20e eeu aanvanklik veral met die oog op oorlogsgebruik ontwikkel is (byvoorbeeld duikbootjagoperasies; vergelyk die verklaring van asdic), word dit vandag op groot skaal vir vreedsame doeleindes aangewend.

Opspoorsonar word gebruik om ŉ onbekende voorwerp op te spoor. Hierby word 'n sein in alle rigtings uitgesend totdat die voorwerp gevind is. Daarna word die sonar op die voorwerp gerig (volgsonar) om byvoorbeeld die afstand te bepaal. By aktiewe sonar word sowel die sender as die ontvanger in die water gelaat en albei beweeg saam met die skip. By passiewe sonar word slegs 'n hidrofoon neergelaat.

Sonar word byvoorbeeld gebruik om skeepswrakke op te spoor en die seebodem te ondersoek, terwyl dit in oorlogsituasies 'n belangrike rol speel in die opsporing van duikbote. Sonar kan egter ook deur ŉ vliegtuig gebruik word. Die vliegtuig werp 'n sonarboei waaraan die sonarapparaat geheg is, in die water, en die seine word dan deur middel van 'n radio na die vliegtuig oorgesend. Hoëfrekwensiesonar word vir die opsporing van skole vis en aardgas gebruik.

Dit word ook in plaas van X-strale gebruik om byvoorbeeld metaalgietstukke te ondersoek, asook in mediese ondersoeke. By mediese ondersoeke word die sonar in kombinasie met 'n eggoskoop gebruik. Tydens die ondersoek word sonogramme dikwels op film vasgelê vir verdere ondersoek (akoestiese holografie).

Aktiewe versus passiewe sonar

Passiewe sonar 
Passiewe sonar word gebruik om te luister, maar dit saai nie self uit nie. Dit word meestal in militêre verband gebruik, en soms in die toepassing van sekere wetenskappe.

Aktiewe sonar 
Aktiewe sonar genereer 'n klankpols,  en luister dan vir 'n eggo van die pols. Die afstand tussen die voorwerp en die sonar word bereken met die tydsverloop tussen die uitsaaiing van die pols en die ontvangs van die eggo.

Die kleinste nuttige sonar het omtrent die grootte en voorkoms van 'n waterdigte flitslig. Om dit te gebruik, druk 'n mens die flitsgedeelte van die sonar in die water, druk 'n knoppie en lees die afstand. Wanneer aktiewe sonar gebruik word om die afstand na die seebodem toe te meet, word dit eggosondering genoem.

Sonar en seesoogdiere 
Sekere seesoogdiere, soos die walvis en die dolfyn, gebruik metodes wat met sonar ooreenstem om hulle prooi en vyand op te spoor.

Faktore wat sonar beïnvloed 
Die digtheid van die water beïnvloed sonar. Hoe digter die water, hoe vinniger trek die klank. Faktore wat die digtheid van die water beïnvloed is hitte, die hoeveelheid opgeloste molekules in die water, en druk (Hoe dieper, hoe hoër die druk; en hoe kouer hoe hoër die digtheid). Dus is die snelheid van klank laer in varswater as in seewater).

Die oseeantemperatuur wissel na gelang van die diepte, maar op die diepte van tussen 30 en 100 meter is daar dikwels 'n skerp verandering, wat die warmtehelling genoem word. Dit skei die warmer oppervlakswater van die koue, onbeweeglike water in die res van die dieptes van die oseean.

As gevolg daarvan kan dit die interpretering van sonar erg bemoeilik, want 'n klank met sy oorsprong aan die een kant van die warmtehelling word gebuig, of gerefrakteerd, soos wat dit deur die warmtehelling beweeg.

Sien ook 
 Radar, opsporing met behulp van radiogolwe.

Bron 

 Wêreldspektrum, 1982, ISBN 0908409672, volume 26, bl. 31, 32

Klanktegnologie