Podwodna eksplozja powoduje turbulencje w wodzie, tworzy bąbelki i być może miesza wody o różnych temperaturach lub zasoleniach, co wpływa na załamanie dźwięku w wodzie. Aby ASDIC działał najlepiej, woda powinna być jednorodna, tylko z przepływem laminarnym.

Twoje oczekiwanie „ czy to nie oznacza, że ​​jakiekolwiek echo powinno zanikać szybciej ” jest w dużej mierze niedokładne dla tej części energii wybuchu skierowanej pionowo lub blisko pionu.

Właśnie dlatego, że dźwięk przemieszcza się w wodzie o wiele szybciej niż powietrze, a woda jest dużo gęstsza niż powietrze, współczynnik transmisji z wody do powietrza dla dźwięku jest nawet bliski zeru pod kątem padania równym zero stopni (w pionie).

...

Tutaj:
- c to prędkość dźwięku dla medium
- ρ to gęstość medium
- indeks dolny l reprezentuje drugie medium (powietrze), brak indeksu dolnego oznacza medium źródłowe (wodę)

Typowe wartości dla wody morskiej to:
ρ = 1020 kg / m3
c = 1500 m / s;

a dla powietrza:
ρ = 1,225 kg / m3
c = 340 m / s

czyli z Eqn. 1,28 powyżej
m ~ 1,225 / 1020 = 0,0012
n ~ 1500/340 = 4,41

Wtedy nawet przy kącie padania 0 stopni (czyli cos θ == 1 i sin θ == 0), z równania. 1.30 powyżej otrzymujemy jako współczynnik przepuszczalności:

T ~ (2. 0,0012) / (0,0012 + 4,41. 1)
~ 0,0024 / 4,4112
~ 0,00054

A podobna analiza pokaże, że bardzo mały współczynnik transmisji występuje również w odniesieniu do dna morskiego.

Dlatego w bezpośrednim sąsiedztwie łodzi podwodnej i niszczyciela / korwety, gdzie kąt padania podmuchu dźwięku jest bardzo bliski zerowe zarówno w odniesieniu do powierzchni morza, jak i dna morskiego, echo podmuchu dźwięku odbija się w prawie pionowym układzie, aż echo to powoli przemieszcza się poza pionem lub jest absorbowane przez wodę poprzez ogrzewanie.

Większość Atlantyku ma głębokość od 3000 do 4000 metrów, średnio około 3600 metrów. Oznacza to, że echa eksplozji ładunku głębinowego pędzą tam iz powrotem między powierzchnią morza a dnem morskim w ciągu 2-3 sekund w każdą stronę. Przy prawie zerowej transmisji zarówno do powietrza, jak i skały macierzystej, głośny pogłos odbijałby się echem w pobliżu eksplozji, zazwyczaj w bezpośrednim sąsiedztwie łodzi podwodnej i myśliwego. Wrzeszczenie w systemie jaskiń z silnym echem, a następnie czekanie na wystarczającą ciszę, aby usłyszeć opadanie szpilki, byłoby analogiczną sytuacją.

Typowa częstotliwość dla sonaru w czasie II wojny światowej wynosiła 20 kHz do 30 kHz. Długość fali dla sygnału 25 kHz wynosiłaby ~ 6 cm, biorąc pod uwagę powyższe właściwości wody morskiej, więc wszystkie cechy powierzchni morza lub dna morskiego < ~ 3 cm byłyby niewidoczne.

Roszczenie złożono w inna odpowiedź:

Aby ASDIC działał najlepiej, woda powinna być jednorodna, tylko z przepływem laminarnym.

Prawdą jest, że nigdy przypadku. Raczej zawsze istnieją trzy termokliny wpływające na transmisję, z wyjątkiem wód tak płytkich, że jedna lub więcej jest wyciskanych.

Dlatego pojęcie że czekanie mniej więcej 15 minut na powrót do jednorodności morza jest absurdalne. Właściwie dzieje się tak, że każde duże zaburzenie wody zakłóci „ laminowanie ” oceanu, co ułatwia pokazany tutaj efekt cienia sonaru , który występuje, gdy dodatni gradient termokliny najbliżej powierzchni leży powyżej negatywu:

Doświadczony operator sonaru musi dopuścić inne, bardziej złożone wzorce propagacji, zgodnie z opisem w referencji.

Myślę, że kluczem do tego jest rozważenie odbitych fal i ich interakcji z otoczeniem i między sobą.

Początkowa eksplozja wyśle ​​fale uderzeniowe we wszystkich kierunkach. Te fale uderzeniowe odbijają się od każdej powierzchni, zwłaszcza od dna morskiego i powierzchni z powietrzem. Co ważne, te odbite fale będą również odbijać się, gdy uderzą w jakąkolwiek powierzchnię (na przykład początkowe odbicie od dna morskiego odbije się i odbije od powierzchni) i te odbicia będą działać tak samo. Ponieważ powierzchnie te będą na ogół nieregularne, odbite fale uderzeniowe bardzo szybko staną się mieszaniną szumów.

Warto również wziąć pod uwagę, że ładunki głębinowe zwykle spadały we wzorach, więc nie byłaby tylko jedna eksplozja, ale ich seria. Połączenie fal uderzeniowych i odbić (oraz interferencji między falami uderzeniowymi i odbiciami) spowoduje, że rzeczy będą naprawdę bardzo hałaśliwe.

Początkowe eksplozje są o rzędy wielkości silniejsze (tj. Głośniejsze) niż fale dźwiękowe ASDIC i chociaż każda odbicie traci energię, odbicia potrzebują czasu, aby stracić wystarczającą energię, aby stały się nieistotne w porównaniu z sygnałami ASDIC.

Aby uwolnić ładunek głębinowy, statek musiałby zejść poniżej minimalnego zasięgu sonaru.

Sonary (lub ASDIC w terminologii brytyjskiej) były stosunkowo proste w czasie drugiej wojny światowej. Dźwięk byłby wysyłany w jednym kierunku, rozchodziłby się po wodzie i odbijałby się od każdego podwodnego obiektu na swojej drodze (na przykład łodzi podwodnej). Znając prędkość dźwięku w wodzie, można było z grubsza obliczyć zasięg i namiar tego obiektu. Ale jeśli obiekt zbliży się do sonaru, nie może go wykryć. Artykuł o Jeżu, który opublikowałeś, wyjaśnia, że:

System został opracowany, aby rozwiązać problem znikania docelowego okrętu podwodnego z układu ASDIC atakującego statku, gdy statek znalazł się w minimalnym zasięgu sonaru. Ze względu na prędkość dźwięku w wodzie, czas potrzebny na powrót echa `` ping '' do powrotu do atakującego statku z docelowej łodzi podwodnej stał się zbyt krótki, aby umożliwić operatorowi-człowiekowi odróżnienie powracającego słyszalnego echa od początkowego emitowanego impulsu dźwiękowego. przez sonar - tak zwane „echo chwilowe”, w którym sygnał wyjściowy pulsuje i powracające echo łączą się. Ten „martwy punkt” pozwalał okrętowi podwodnemu na wykonywanie manewrów unikowych niewykrytych, gdy statek był poza zasięgiem ataku z ładunkiem głębinowym. W związku z tym łódź podwodna była faktycznie niewidoczna dla sonaru, gdy statek znalazł się w minimalnym zasięgu sonaru. Rozwiązaniem była broń zamontowana na pokładzie dziobowym, która wyrzucała pociski w górę i nad dziobem statku, aby wylądować w wodzie w pewnej odległości przed statkiem, podczas gdy łódź podwodna była nadal poza minimalnym zasięgiem sonaru.

Ładunki głębinowe z drugiej strony były bardziej nieporęczną bronią. Jak widać z linku, zwykle były one upuszczane w ślad za statkiem. Oznacza to, że atakujący statek musiał przejść przez łódź podwodną, ​​czyli stracić kontakt przez jakiś czas. W przeciwieństwie do jeży, ładunki głębinowe eksplodowałyby za każdym razem (na określonej głębokości). Atakujący statek układałby z nich wzór, czekał, aż wybuchną, wydostał się z minimalnego zasięgu, a następnie próbował ponownie zająć cel, pod warunkiem, że kawitacja się uspokoi.

Zapewniając wszystkie niezbędne kroki, fakt, że sonary rzadko pracowały z prędkością powyżej 15 węzłów i zasięgiem poniżej 300 jardów, a także ograniczenia wysyłania impulsów w odstępach, które trwały około 5 sekund pod kątem 5 stopni (aby dźwięk powrót), może to potrwać do 15 minut, zanim można będzie ponownie rozpocząć poszukiwania, jeśli pierwszy atak ładunkiem głębinowym się nie powiedzie.

Cytat może odnosić się do fizycznych systemów implementujących ASDIC. Ochrona przed wstrząsami i wibracjami to główne problemy w architekturze morskiej. Systemy niewystarczająco chronione przed wstrząsami mogą wymagać konserwacji po wstrząsie, na przykład będąc w pobliżu niedawno przeprowadzonego ataku ładunków głębinowych. Przynajmniej niektórym brytyjskim statkom z czasów drugiej wojny światowej brakowało pełnej ochrony przed wstrząsami w swoich systemach ASDIC przed wstrząsami wywołanymi przez ich własne ataki ładunków głębinowych.

Dywizja przeciw okrętom podwodnym, Biuro Marynarki Wojennej, Melbourne (1943–07) „RAPORT POŁUDNIOWO-ZACHODNEGO PACYFIKU - PODMARINE, 1943” ACB0233 / 43 (2) [ http: // www.navy.gov.au/sites/default/files/documents/1943_July.pdf] s. 9:

"KALGOORLIE" zaatakował możliwy kontakt w 1808 r., A dwie minuty później "WARRNAMBOOL" odbił echo na kursie, podanym przez "KALGOORLIE", w odległości 700 jardów. Cztery ładunki zostały zrzucone, prawy miotacz znów nie strzelił. Wstrząs wywołany ostatnim ładunkiem wyłączył zestaw Asdic. Jeden zawór został wyrwany z gniazda, a kondensator heterodynowy przeniósł się z ustawienia „E” na ustawienie „B”.