Eine Unterwasserexplosion erzeugt Turbulenzen im Wasser, erzeugt Blasen und mischt möglicherweise Wasser mit unterschiedlichen Temperaturen oder Salzgehalten, die alle die Schallbrechung im Wasser beeinflussen. Damit ASDIC am besten funktioniert, sollte das Wasser homogen sein und nur eine laminare Strömung aufweisen.

Ihre Erwartung " bedeutet nicht, dass Echos schneller abklingen sollten " ist für diesen Teil der explosiven Energie, der vertikal oder nahezu vertikal gerichtet ist, weitgehend ungenau.

Gerade weil Schall in Wasser so viel schneller als in Luft ist und dieses Wasser viel dichter als Luft ist, ist der Transmissionskoeffizient von Wasser zu Luft für Schall sogar sehr nahe bei Null bei einem Einfallswinkel von null Grad (vertikal).

...

Hier:
- c ist die Schallgeschwindigkeit für das Medium
- ρ ist die Dichte des Medium
- Index l repräsentiert das zweite Medium (Luft), kein Index das Ursprungsmedium (Wasser)

Typische Werte für Meerwasser sind:
ρ = 1020 kg / m3
c = 1500 m / s;

und für Luft:
ρ = 1,225 kg / m3
c = 340 m / s

also ab Gl. 1,28 über
m ~ 1,225 / 1020 = 0,0012
n ~ 1500/340 = 4,41

Dann sogar bei einem Einfallswinkel von 0 Grad (also cos θ == 1 und sin θ == 0) aus Gl. 1,30 oben erhalten wir als Transmissionskoeffizienten:

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

A. Eine ähnliche Analyse wird zeigen, dass ein sehr kleiner Transmissionskoeffizient auch in Bezug auf den Meeresboden auftritt.

Daher in unmittelbarer Nähe von Sub und Zerstörer / Korvette, wo der Einfallswinkel des Schallstoßes sehr nahe ist Sowohl in Bezug auf die Meeresoberfläche als auch auf den Meeresboden ist das Echo des Schallstoßes nahezu vertikal, bis dieses Echo langsam aus der Vertikalen abwandert oder durch Erhitzen vom Wasser absorbiert wird.

Der größte Teil des Atlantiks ist zwischen 3000 und 4000 Meter tief und durchschnittlich 3600 Meter hoch. Dies bedeutet, dass die Echos einer Tiefenladungsexplosion in jeweils 2 bis 3 Sekunden zwischen Meeresoberfläche und Meeresboden hin und her rasen. Bei einer Übertragung von nahezu Null auf Luft und Grundgestein würde ein lauter Nachhall in der Nähe der Explosion widerhallen, typischerweise in unmittelbarer Nähe von U-Boot und Jäger. In einem Höhlensystem mit starken Echos zu schreien und dann auf genügend Stille zu warten, um eine Stecknadel fallen zu hören, wäre eine analoge Situation.

Die typische Frequenz für Sonar im Zweiten Weltkrieg betrug 20 kHz bis 30 kHz. Die Wellenlänge für ein 25-kHz-Signal würde angesichts der obigen Meerwassereigenschaften ~ 6 cm betragen, so dass alle Merkmale der Meeresoberfläche oder des Meeresbodens < ~ 3 cm unsichtbar wären.

Die Behauptung wird in gemacht Eine andere Antwort:

Damit ASDIC am besten funktioniert, sollte das Wasser homogen sein und nur laminar fließen.

Dies ist zwar wahr, aber niemals das Fall. Vielmehr gibt es immer drei Thermokline, die die Übertragung beeinflussen, außer in Gewässern, die so flach sind, dass eine oder mehrere herausgedrückt werden.

Daher der Begriff Es ist absurd, ungefähr 15 Minuten auf eine Rückkehr zur Homogenität des Meeres zu warten. Was tatsächlich passiert, ist, dass jede große Störung des Wassers die " Laminierung " des Ozeans stört, die den hier dargestellten Sonarschatten -Effekt erleichtert, der bei einem positiven Thermoklinengradienten auftritt am nächsten an der Oberfläche liegt über einem negativen:

Andere komplexere Ausbreitungsmuster müssen vom erfahrenen Sonaroperator ebenfalls berücksichtigt werden. wie in der Referenz beschrieben.

Ich denke, dass der Schlüssel dazu darin besteht, die reflektierten Wellen und ihre Wechselwirkungen mit der Umwelt und untereinander zu berücksichtigen.

Die anfängliche Explosion sendet Stoßwellen in alle Richtungen aus. Diese Stoßwellen prallen von jeder Oberfläche ab, insbesondere vom Meeresboden und der Oberfläche mit der Luft. Wichtig ist, dass diese reflektierten Wellen auch reflektieren, wenn sie auf eine Oberfläche treffen (z. B. wird die anfängliche Reflexion vom Meeresboden aufprallen und von der Oberfläche reflektiert), und diese Reflexionen bewirken dasselbe. Da diese Oberflächen im Allgemeinen unregelmäßig sind, werden die reflektierten Stoßwellen sehr schnell zu einem Durcheinander von Geräuschen.

Es ist auch zu bedenken, dass Tiefenladungen normalerweise in Mustern abfallen, sodass es nicht nur eine einzige Explosion gibt, sondern eine Reihe von Explosionen. Die Kombination von Stoßwellen und Reflexionen (und Interferenzen zwischen Stoßwellen und Reflexionen) macht die Dinge tatsächlich sehr laut.

Die anfänglichen Explosionen sind um Größenordnungen stärker (dh lauter) als die ASDIC-Schallwellen, und zwar jeweils Reflexion verliert Energie, es braucht Zeit, bis die Reflexionen genügend Energie verlieren, dass sie im Vergleich zu den ASDIC-Signalen unbedeutend werden.

Um die Tiefenladung freizugeben, müsste das Schiff die Mindestreichweite des Sonars unterschreiten.

Sonare (oder ASDIC in der britischen Terminologie) waren im Zweiten Weltkrieg relativ einfach. Der Schall würde in eine Richtung gesendet, er würde sich durch das Wasser ausbreiten und von jedem Unterwasserobjekt auf seinem Weg (z. B. U-Boot) zurückprallen. Bei Kenntnis der Schallgeschwindigkeit im Wasser war es möglich, die Reichweite und Peilung dieses Objekts grob zu berechnen. Wenn sich das Objekt jedoch dem Sonar nähert, kann es es nicht erkennen. Der Artikel über Hedgehog, den Sie veröffentlicht haben, erklärt Folgendes:

Das System wurde entwickelt, um das Problem zu lösen, dass das Ziel-U-Boot aus der ASDIC des angreifenden Schiffes verschwindet, wenn sich das Schiff innerhalb der Mindestreichweite des Sonars befindet. Aufgrund der Schallgeschwindigkeit im Wasser war die Zeit, die das Ping-Echo benötigt, um vom Ziel-U-Boot zum angreifenden Schiff zurückzukehren, zu kurz, um es dem menschlichen Bediener zu ermöglichen, das zurückkehrende hörbare Echo von dem des ursprünglich ausgesendeten Schallimpulses zu unterscheiden durch das Sonar - das sogenannte "Momentanecho", bei dem der Ausgangsschallimpuls und das zurückkehrende Echo verschmelzen. Dieser "blinde Fleck" ermöglichte es dem U-Boot, Ausweichmanöver unentdeckt durchzuführen, während sich das Schiff für einen Tiefenangriff außerhalb der Reichweite befand. Daher war das U-Boot für das Sonar praktisch unsichtbar, da sich das Schiff innerhalb der Mindestreichweite des Sonars befand. Die Lösung war eine auf dem Vordeck montierte Waffe, die die Projektile über den Bug des tragenden Schiffes abfeuerte, um in einiger Entfernung vor dem Schiff im Wasser zu landen, während sich das U-Boot noch außerhalb der Mindestreichweite des Sonars befand.

Tiefenladungen waren dagegen umständlichere Waffen. Wie Sie dem Link entnehmen können, wurden sie normalerweise nach dem Schiff fallen gelassen. Dies bedeutet, dass das angreifende Schiff das U-Boot überqueren musste, d. H. Für einige Zeit den Kontakt verlieren musste. Im Gegensatz zu Igeln explodierten Tiefenladungen jedes Mal (in vorgegebener Tiefe). Das angreifende Schiff würde ein Muster von ihnen legen, warten, bis sie explodieren, aus der Mindestreichweite herauskommen und dann versuchen, das Ziel wieder zu erobern, vorausgesetzt, die Kavitation hat sich beruhigt.

Bereitstellung aller erforderlichen Schritte, die Tatsache, dass Sonare selten mit Geschwindigkeiten über 15 kn und einer Reichweite von weniger als 300 Metern arbeiteten, sowie Einschränkungen beim Senden von Pings in Intervallen, die etwa 5 Sekunden in einem 5-Grad-Bogen dauerten (um Schall zuzulassen) zurück), es könnte wirklich bis zu 15 Minuten dauern, bevor Sie die Suche erneut starten können, wenn der erste Tiefenangriff erfolglos war.

Das Zitat bezieht sich möglicherweise auf die physischen Systeme, die ASDIC implementieren. Stoß- und Vibrationsabschirmung sind Hauptprobleme in der Marinearchitektur. Unzureichend schockgeschützte Systeme müssen möglicherweise nach einem Schock gewartet werden, z. B. indem sie sich in der Nähe eines kürzlich ausgeführten Tiefenladungsangriffs befinden. Zumindest einigen britischen Commonwealth-Schiffen des Zweiten Weltkriegs fehlte ein vollständiger Schockschutz auf ihren ASDIC-Systemen vor den Schocks, die durch ihre eigenen Tiefenladungsangriffe verursacht wurden.

Abteilung für U-Boot-Bekämpfung, Navy Office, Melbourne (1943-07) "SOUTH-WEST PACIFICANTI-SUBMARINE REPORTJULY, 1943" ACB0233 / 43 (2) [ http: // www.navy.gov.au/sites/default/files/documents/1943_July.pdf] p. 9:

"KALGOORLIE" griff 1808 einen möglichen Kontakt an, und zwei Minuten später hatte "WARRNAMBOOL" ein Echo auf der von "KALGOORLIE" gemeldeten Peilung, Reichweite 700 Meter. Vier Ladungen wurden fallen gelassen, der Steuerbordwerfer feuerte erneut ab. Die Erschütterung der letzten Ladung hat den Asdic-Satz außer Betrieb gesetzt. Ein Ventil war aus seiner Buchse gerissen worden, und der Überlagerungskondensator war von der Einstellung "E" zur Einstellung "B" übergegangen.