सोनारवसोफार : सोनार हे दूरसंवेदन तंत्र किंवा प्रणाली आहे [ ⟶ संवेदनाग्रहण, दूरवर्ती ] पाण्यातील वस्तू शोधून काढणे, तिचे स्थान निश्‍चित करणे, कधी कधी ती ओळखणे वा तिची ओळख पटविणे अथवा संदेशवहन करणे यासाठी या तंत्रात श्राव्य किंवा श्राव्यातीत ध्वनितरंग वापरतात. अशा प्रकारे पाण्यातील वस्तूकडून परावर्तित झालेले किंवा तिने उत्सर्जित केलेले ध्वनितरंग सोनारने ओळखले जातात आणि त्यांतील माहितीसाठी त्यांचे विश्‍लेषण करतात. क्रियाशील किंवा प्रतिध्वनी स्थाननिश्‍चिती सोनार हा सोनारचा सर्वांत सामान्य प्रकार आहे. अक्रियाशील (निष्क्रिय) सोनार, क्रमवीक्षक सोनार, शोधदीप सोनार इ. सोनारचे प्रकार आहेत. तसेच जलध्वनिग्राहक व श्रवण बोयरा ही अक्रियाशील सोनारची उदाहरणे म्हणता येतील. स्फोटक घटना किंवा क्षेपणास्त्राच्या आघातासारखी अन्य आघातकारी घटना यामुळे निर्माण झालेल्या ध्वनीचे (किंवा आघात तरंगांचे) भौगोलिक स्थान शोधण्यावर सोफार प्रणाली किंवा संकल्पना आधारलेली आहे. सोनार व सोफार या दोन्ही तंत्रांमध्ये विद्युत् चुंबकीय तरंगांऐवजी (उदा., रडार, प्रकाश यांऐवजी) ध्वनितरंग वापरतात. कारण समुद्राच्या पाण्यात ध्वनितरंगांचे क्षीणन पुष्कळच कमी होते.

 

सोनार : क्रियाशीलसोनार : (प्रतिध्वनी स्थाननिश्‍चिती सोनार). यामध्ये एक ध्वनिसंकेत म्हणजे श्राव्य किंवा श्राव्यातील ध्वनीचा तीव्र लघुस्पंद एका अरुंद शलाकेच्या रूपात पाण्यातून प्रेषित केला जातो. दर सेकंदाला सु. १,५०० मी. या गतीने त्याचे पाण्यातून प्रसारण होते. एखादी वस्तू म्हणजे लक्ष्य या ध्वनिशलाकेच्या मार्गात आल्यास ध्वनिऊर्जेचा थोडा भाग या वस्तूकडून सोनारकडे परावर्तित होतो व तो सोनारला कळतो. ध्वनीचे प्रेषण व ग्रहण यांच्या दरम्यान गेलेला कालावधी मोजून सोनार व लक्ष्य यांच्या दरम्यानचे अंतर गणित करून काढता येते. म्हणजे ध्वनीच्या गतीला या कालावधीने गुणल्यावर येणाऱ्या गुणाकाराला दोनने भागिले असता हे अंतर मिळते. उदा., दोन सेकंदांनी परत आलेल्या ध्वनीने जाताना १ सेकंदात १,५०० मी. व परत येताना १ सेकंदात १,५०० मी. अंतर कापलेले असते. यावरून सोनारपासून लक्ष्य १,५०० मी. अंतरावर आहे, हे कळते. अंतर काढण्याच्या या पद्धतीला प्रतिध्वनी अंतरमापन (एको रेंजिंग) म्हणतात. ध्वनिग्रहणाच्या वेळी असलेल्या ध्वनिशलाकेच्या दिक्स्थितीवरून या लक्ष्याची दिशा ठरवितात. पोहणारे वापरीत असलेले हातात धरता येण्याजोगे लहान प्रतिध्वनिमापक संच आणि जहाजावर वापरण्यात येणारी मोठी सोनार प्रणाली ही क्रियाशील सोनारची उदाहरणे आहेत.

अक्रियाशीलसोनार : हे ध्वनितरंग प्रेषित वा प्रारित करीत नाही तर संभाव्य लक्ष्याकडून येणारे ध्वनितरंग फक्त ग्रहण करते. पाणबुडी, पाणतीर, जहाजे इ. लक्ष्यांकडून प्रेरित झालेला ध्वनी ओळखण्यावर याचे कार्य अवलंबून असते. हे सोनार लक्ष्याची दिशा वरीलप्रमाणेच ठरविते. मात्र याद्वारे लक्ष्याचे अंतर ठरविण्याचे काम अधिक अवघड असते. ग्रहण केलेल्या ध्वनितरंग रूपाचे विश्‍लेषण करून लक्ष्याची गुणवैशिष्ट्ये, दिशा तसेच अंतर ठरविता येते. दुसऱ्या सोनारकडून ओळखला जाऊ शकेल असा कोणताही ध्वनी यातून बाहेर पडत नाही, हा याचा फायदा आहे. एखादे लक्ष्य तेच आहे की नाही, हे ओळखून काढण्यास अक्रियाशील सोनारची मदत होते. एखाद्या जहाजामुळे निर्माण होणाऱ्या गोंगाटावरून ते जहाज कोणत्या प्रकारचे आहे, ते यामुळे उघड होऊ शकते. पाणबुड्यांवर सर्वसाधारणपणे अक्रियाशील सोनार वापरतात. अर्थात कधीकधी त्यांच्यावर क्रियाशील सोनारही असते.

श्रवणबोयरा : (सोनोबॉय). नाविक विमाने पाणबुड्यांचे नेमके स्थान समजण्यासाठी सोनार वापरतात. या पद्धतीत जलांतर्गत ध्वनी ग्रहण करण्यासाठी श्रवणबोयरे हवाई छत्रीच्या मदतीने समुद्रात टाकतात हेलिकॉप्टरमधून केबलच्या मदतीने ते समुद्रात निलंबित करतात (लोंबकळत ठेवतात) अथवा जहाजाच्या नौकायेवर ते बसविता येतात. कधीकधी श्रवणबोयरे जहाजामागे दोराने बांधलेले असतात किंवा अनेक श्रवणबोयरे समुद्रतळावर बसवितात. श्रवणबोयरा हा घट्ट व बांधीव घटक असून त्यात श्रवणग्राही ऊर्जापरिवर्तक व विवर्धक तसेच श्रवणबोयरा ते विमान असे रेडिओ संदेशवहन करण्यासाठी लहान प्रेषक असतो. प्रत्येक श्रवणबोयरा ओळखण्याजोगा संकेत पाठवितो. श्रवणबोयरे पाण्यामधील पाणबुडीसारख्या लक्ष्याचे ध्वनी ग्रहण करतात व हे ध्वनिसंकेत विमानाकडे प्रेषित करतात. पाणबुडीचे ⇨ मार्गनिर्देशन करण्यासाठी अनेक श्रवणबोयरे एका विशिष्ट आकृतिबंधात मांडतात. त्यांच्याकडून येणाऱ्या ध्वनिसंकेतां-वरून इलेक्ट्रॉनीय संगणक पाणबुडीचे स्थान ठरवितो. अशा बोयऱ्याला रेडिओ श्रवणबोयरा असेही म्हणतात. [ ⟶ बोयरा ].

जलध्वनिग्राहक : (हायड्रोफोन). या प्रयुक्तीमध्ये पाण्यातून जाणारे ध्वनितरंग ग्रहण केले जातात आणि त्यांचे विद्युत् तरंगात परिवर्तन होते.

क्रमवीक्षकसोनार : यात सर्व अपेक्षित लक्ष्ये ⇨ रडारवरील प्लॅन पोझिशन इंडिकेटर (झझढ, नियोजित स्थानदर्शक किंवा रडारस्कोप) दर्शक अथवा खंड/दल दर्शक (सेक्टर इंडिकेटर) या दर्शकावर दाखविली जातात. ध्वनिस्पंद एकाच वेळी सर्व दिशांमध्ये प्रेषित करता येतात व परिभ्रमी (फिरत्या) ग्राही ⇨ ऊर्जापरिवर्तकावर ग्रहण केले जातात अथवा क्रमवीक्षक ऊर्जापरिवर्तकाने एकाच वेळी एकाच दिशेत प्रेषित होतात व ग्रहण केले जातात.

शोधदीपप्रकारचासोनार : या सोनार प्रणालीत प्रेषण व ग्रहण या दोन्हींवर एकाच लघुशलाका आकृतिबंधाचा (संरचनेचा) परिणाम होतो. यांशिवाय ध्वनिकीय संदेशवहन प्रणाली हा सोनारचा आणखी एक प्रकार आहे. यामध्ये ध्वनिकीय मार्गाच्या दोन्ही टोकांना प्रेषक व ग्राहक असणे गरजेचे असते.

सोनारचेकार्य : सोनारमध्ये ऊर्जापरिवर्तक हा कळीचा घटक आहे. क्रियाशील सोनार प्रणालीत ऊर्जापरिवर्तक हा क्वॉटर्झ, तोरमल्ली या खनिजांच्या स्फटिकांचा दाबविद्युतीय [ ⟶दाबविद्युत] किंवा लोखंड व निकेल यांचा चुंबकीय आकारांतरीय [ ⟶ चुंबकीय आकारांत]  अथवा बेरियम टिटॅनेटाच्या स्फटिकांचा विद्युत् आकारांतरीय [ ⟶ विद्युत् आकारांत]  घटकांचा मोठा समुच्चय असतो. ऊजापरिवर्तकाला विद्युतीय स्पंद लावल्यास तो विजेचे ध्वनीमध्ये परिवर्तन करतो. हे ध्वनीचे स्पंद तो पाण्यात प्रारित करतो. त्यांचा पाण्यामधील लक्ष्य वस्तूकडून आलेला प्रतिध्वनी ऊर्जापरिवर्तकावर थडकतो, तेव्हा त्यातील ध्वनिऊर्जेचे विद्युत् ऊर्जेत रूपांतर होते. अक्रियाशील सोनार प्रणालीत ऊर्जापरिवर्तक केवळ ध्वनिग्रहणांसाठी वापरला जातो. ऊर्जापरिवर्तकाने ग्रहण केलेल्या ध्वनीचे विवर्धन होते व नंतर दर्शनाद्वारे (डिस्प्लेद्वारे) ते निरीक्षकाला पाहण्याजोगे होते, अशा दर्शन प्रयुक्त्या विविध प्रकारच्या म्हणजे शिरःश्रवणी (श्रवणेटोप), ध्वनिवर्धक, नोंद करणारे ⇨ चार्ट आणि ⇨ ऋण किरण नलिका या विविध रूपांतील असतात. सोनार प्रणालींचे कार्य काही हटर्झ ते सु. दशलक्ष हटर्झ या कंप्रता पल्ल्यात चालते.

उपयोग : डॉल्फिनासारखे काही सागरी सस्तन प्राणी व वटवाघळे अन्नाचा व अडथळ्यांचा शोध घेण्यासाठी आणि समुद्रातील किंवा हवेतील प्रवासात मार्गनिर्देशनासाठी ध्वनितरंगांचा वापर करतात. या नैसर्गिक सोनार प्रणालीला स्थानवेध व अंतरमापन असेही म्हणतात. वटवाघळे, सील, पॉरपॉइज (शिंशुक) यांसारख्या विशिष्ट प्राण्यांमध्ये अशी श्रवण पुनःप्रदाय यंत्रणा असते. तिच्या मदतीने हे प्राणी आपल्या शरीराचे दिक्व्यवस्थापन करण्यासाठी परावर्तित श्राव्यातीत ध्वनीचा उपयोग करून घेतात.

सोनारमध्ये अगदी भिन्न प्रकारची सामग्री वापरलेली असून याचे अनेक लष्करी व नागरी उपयोग होतात. यांपैकी काही उपयोग ‘इतिहास’ या उपशीर्षकाखाली दिले आहेत. लष्करी क्षेत्रात अनेक प्रकारच्या सोनार प्रणाली वापरतात. त्यांच्यामुळे पाणबुडीचे अस्तित्व व स्वरूप समजते आणि तिचे भौगोलिक स्थान काढता येते. ध्वनिकीय लक्ष्मानुगामी पाणतीर, ध्वनिकीय सुरुंग, साधे सागरी सुरुंग, पाणतीर, पाणतीर मार्गदर्शक यांचा शोध घेण्यासाठी सैन्यदले सोनार वापरतात. यांशिवाय माशांचे व जलचरांचे समुदाय शोधणे, पाण्याची व समुद्रतळाची खोली मोजणे, समुद्रतळाचा नकाशा (मानचित्र) तयार करणे समुद्रतळावरील अवसादांची (गाळांची) गुणवैशिष्ट्ये ठरविणे पाणबुडे म्हणून काम करणाऱ्या कर्मचाऱ्यांचे आणि पोहणाऱ्यांचे ध्वनिकीय रीतीने स्थान ठरविणे इ. कामांसाठी सोनार वापरतात. तसेच समुद्रात टाकलेल्या नळांची मालिका, खनिज तेल विहिरींचे माथे, नष्ट झालेल्या जहाजांचे व इतरांचे अवशेष यांसारखे जलवाहतुकीत येणारे मार्गनिर्देशनविषयक अडथळे ओळखणे व टाळणे इत्यादींसाठी सोनार प्रणाली वापरतात. तसेच जलप्रवाहाची बाह्यरूपरेषा मोजण्यासाठीही सोनारचा उपयोग होतो. समुद्रातील नैसर्गिक साधनसंपत्तीचा शोध घेणे आणि तिचा उपयोग करून घेणे याबाबतींत माणसाची इच्छाशक्ती व धडपड यांत वाढ होत आहे. त्यामुळे सोनार प्रणालीचे नागरी उपयोग जलदपणे वाढत आहेत. यामधून समुद्रांतर्गत स्थाने नेमकेपणाने ठरविणाऱ्या बीकॉन शलाका आणि समुद्रावरील जहाजाची नेमकी गती ठरविणारी उपकरणे पुढे आली आहेत.


सोफार : एकमेकांपासून बऱ्याच अंतरावर असलेल्या समुद्रकिनाऱ्यावरील तीन किंवा अधिक ग्रहण केंद्रांवर पाण्यातून येणारे ध्वनी संकेत किंवा आघात तरंग पोचण्यासाठी लागणाऱ्या कालावधींचा सोफार तंत्रात उपयोग करतात. या कालावधींवरून त्रिकोणीकरणाचे गणित करून ध्वनी संकेत वा आघात तरंग यांचे उगमस्थान म्हणजे लक्ष्य वस्तू निश्‍चित करतात. या तंत्राला अपास्तीय स्थाननिश्‍चिती असेही म्हणतात. समुद्रात आदळलेल्या विमानाचे स्थान ठरविण्यासाठी ही पद्धती वापरण्यात येत. मात्र या पद्धतीची जागा इतर पद्धतींनी आता घेतल्यामुळे ती पद्धती फारशी वापरीत नाहीत. तथापि, सोफार परिवाह (चॅनल) ही संज्ञा वापरात राहिली आहे. याला खोल ध्वनी परिवाह (डीप साऊंड चॅनल) असेही म्हणतात.

इतिहास : हिमनग ओळखण्याचे साधन म्हणून प्रथम सोनार प्रणालीची शिफारस करण्यात आली होती. पहिल्या महायुद्धाच्या काळात (१९१४-१८) जर्मनीच्या पाणबुड्यांनी आपली कामगिरी यशस्वीपणे पार पाडली होती. म्हणून जर्मनीच्या या यशस्वी पाणबुडी युद्धतंत्रामुळे धास्तावलेल्या ब्रिटिश नाविक वैज्ञानिकांनी नंतर सोनार प्रणाली विकसित केली. आधीच्या क्रियाशील सोनार प्रणालीत ध्वनिग्राहकांची मालिका दोरीने ओढली जाई. ही प्रणाली पाणबुडीचा सुगावा लावण्यासाठी १९१६ पर्यंत वापरली, १९१८ मध्ये ब्रिटिश व अमेरिकी वैज्ञानिकांनी प्रचालक (चालू) क्रियाशील सोनार प्रणाली उभारली. पाणबुडी ओळखून काढणारी स्वतःची सोनार प्रणाली ब्रिटिशांनी १९२१ मध्ये समुद्रावर पाठविली. अलाइड सबमरी डिटेक्शन इन्व्हेस्टिगेशन कमिटीने (asdic ने) तशी सूचना केली होती. म्हणून या प्रणालीला एएसडीआसी हे नाव दिले होते. अमेरिकेने आपली पहिली सोनार प्रणाली १९२७ मध्ये वापरली.

तथापि, ग्रेट ब्रिटन व अमेरिकेची संयुक्त संस्थाने या दोन्ही देशांनी सोनार प्रणालीविषयी अत्यंत गुप्तता पाळली होती. त्यामुळे दुसऱ्या महायुद्धाच्या काळात (१९३९-४५) या देशांनी सोनार प्रणाली वापरल्यावर जर्मनांना आश्‍चर्याचा मोठा धक्का बसला. त्या काळात या प्रणालीचा पल्ला कमी होता. तसेच पाणबुडीचा सर्व दिशांना शोध घेण्यासाठी ती हाताने फिरवावी लागे. दुसज्या महायुद्धानंतर निरनिराळ्या देशांतील नाविक दलांनी स्वंचलित रीतीने परिभ्रमण करणाऱ्या सोनार प्रणाल्या विकसित केल्या. तसेच तिच्यातील सुधारणांद्वारे तिचा पल्ला १५ किमी. पेक्षा अधिक केला. नंतर परिवर्तनशील खोली सोनार प्रणाली (व्हेरिएबल डेप्थ सोनार म्हणजे व्हीडीएस) विकसित झाली. या प्रणालीत प्रेषक व ग्राही ऊर्जापरिवर्तक एका जलाभेद्य कोशात बसवितात. यामुळे पाण्याखालील लक्ष्य ओळखताना ऊष्मीय परिणाम किमान होण्यासाठी हा कोश जहाजाच्या खाली पर्याप्त खोलीपर्यंत सोडणे शक्य होते. कोठे कोठे पाण्यात ऊष्मीय थर आढळतो. या थरात तापमान मोठ्या प्रमाणात बदलते. अशा थरामुळे ध्वनीचे परावर्तन होऊन साध्या सोनार प्रणालीच्या कार्यात व्यत्यय निर्माण होतो. म्हणून सदर कोश या थराच्या खाली सोडून त्याच्या आड लपलेले पाणबुडीसारखे लक्ष्य ओळखणे शक्य होते.

पाणबुडीसारखे जलांतर्गत लक्ष्य शोधण्यासाठी विमानातही सोनार प्रणाली वापरण्यात येऊ लागली, तसेच हेलिकॉप्टरमधून केबलच्या साहाय्याने लहान सोनार (उदा., श्रवणबोयरे) प्रणाली पाण्यात खोलपर्यंत सोडणे शक्य झाले. तसेच माशांचे समूह शोधण्यासाठी मच्छीमारी नौकांवरही सोनार प्रणाली वापरण्यात येऊ लागली. नंतरच्या विकासात सोनार प्रणालीत ध्वनिमापक, खोली अभिज्ञातक यांसारख्या उपकरणांचा अंतर्भाव झाला. पुढे जलद क्रमवीक्षक सोनार, पार्श्वक्रमवीक्षक सोनार, विदिन-पास इलेक्ट्रॉनिक सेक्टर स्क्रीनिंग (डब्ल्यूपीईएसएस) सोनार इ. प्रणाल्या विकसित झाल्या.

पहा : ऊर्जापरिवर्तक नाविक युद्धतंत्र पाणबुडी प्रतिध्वनि मार्गनिर्देशन श्राव्यातीत ध्वनिकी संवेदनाग्रहण, दूरवर्ती.

 

संदर्भ : 1. Blondel, P. The Handbook of Sidescreen Sonar ,2004.

            2. Edgerton, H. E. Sonar Images, 1986.

            3. Loeser, H. T. Sonar Engineering Handbook, 1993.

            4. Nielsen, R. O. Sonar Signal Processing, 1991.

             5. Urick, R. J. Principles of Underwater Sound, 1996.

ठाकूर, अ. ना.

   

Close Menu
Skip to content