声呐技术是何时发明的？有哪些故事？
声纳，又译声呐，是英文缩写SONAR的
音译，它是一种利用声波在水下的传播特性
来进行导航和测距，再通过电声转换和信息
处理，完成水下探测和通讯任务的电子设备。
分主动式和被动式两种类型，属于声学定位
的范畴。声呐技术至今已有100年历史，那
么，它是怎么发明的呢？
意大利帕维亚大学的“偶极子”拖曳水听器阵

1914 年，第一次世界大战爆发。战争初
期，德国先进的武器装备让他们在战场上占
尽了便宜。特别是他们的U—9 型潜艇就像
海底幽灵一般，让海面上的舰船惊心不已。
仅9 月 22 日一天，德军的一艘U—9 型
潜艇只用了半小时就击沉了三艘英国巡洋
舰，英军损失了 1200 余名水兵，如果再不
想出制服潜艇的办法，解除德国潜艇的严重
威胁，英国海军恐怕就会一败再败，最后甚
至所有的舰船都保不住。

大名鼎鼎的u-9型潜艇
该如何应对水下潜艇呢？英国海军人员
集智攻关，他们认为，制服这种特殊的武器，
首先要解决侦察的问题，也就是要发现它，
只有发现了它才能发射鱼雷命中目标，这个
时候，就迫切需要一种能探测这些水下“恶狼”
的办法。
郎之万和希洛斯基两位科学家接受了这个
任务，他们带着科研团队随即投入到紧张的
研究之中。经翻阅相关资料发现，其实早在
1906年，英国海军的一位科研人员刘易
斯·尼克森，为了使舰船航行安全，他便发明
了一种具有现代意义的声呐仪，但这种声纳
仪被称为是一种被动式的聆听装置，主要用
来侦测冰山，没有得到广泛应用。 1912 年
的时候，由于“泰坦尼克号”的沉没，为了尽
快把船打劳上岸，科学家理查森也曾提出过
类似的课题，就是通过使用超声波，通过回
声来探测水下的物体，然而，直到第一次世
界大战爆发前，这种想法还难以实现。

“泰
塔尼克号”资料图片

郎之万和希洛斯基认为，这个课题就是一
个突破口，他们立即着手立项，很快便得到
批准投入研究。鉴于对前面资料的分析，两
位科学家认为，目前研究的关键就是要找到
一种有效的方法来产生超声波脉冲和接收
从水下物体反射回来的声音，更重要的是，
接收回声的方法要使水下物体的位置能计
算出来。
一天，郎之万泡在图书馆里，一边翻看资料，
一边苦苦地思索着研究的切入点。突然，他
翻到了比埃尔·居里和雅克·居里在许多年前
发现的压电效应。这个压电效应是指石英在
受到压缩时会产生一个很小的电流。反过来，
如果向石英施加一个电流，石英就会有轻微
的膨胀。看到这段内容，郎之万豁然开朗，
这段资料表明，石英和其他压电物质既能做
声音的发射器，也能做声音的接收器啊！。
于是，郎之万开始着手进行用石英板做接收
器的研究工作，为了更快地推进这项研究，
他特意邀请了在石英物质方面专家波意尔
教授，他当时正为帕克斯顿港的皇家海军工
作。

声呐
装置的水下扩展探头

一年后，他们便有了收获，他们用石英物资研制成功了
一种发射器和接收器，他的主要功能是释放超声波，并接收
接触物体后反射回来的超声波，并通过运算系统，精确计算
被侦测物体的位置及体积等，这便是有源声纳系统的开篇探
索。1918 年底，英国皇家海军研究小组开始在军舰上试验
他们研制的声纳装置并很快投入战场，此时战争即将结束，
但困兽犹斗德军潜艇依然活跃在海底，可这回，吃亏的却是
他们，靠着声纳的主动寻找和精确的定位，皇家海军每天都
能击中德军潜艇，要不是此时战争快要结束，德国海军就可
能完败。

付敬哲编