Акустичната локация – засичане на врага преди да има радари

Акустичната локация се използва от средата на Първата световна до първите години на Втората световна война за откриване на самолети чрез улавяне на шума на двигателите им.

Специалните рога, които се ползват за целта, дават както акустично увеличен звук, заради дизайна си, така и по-конкретна представа за посоката, от която идва той, защото има по-голямо разстояние между тях в сравнение с човешките уши. Тази акустична техника има предимството, че може да „вижда“ зад ъгли и през хълмове, защото звукът заобикаля предмети – така вражеските самолети могат да се засекат преди да могат да се видят.

Технологията спира да се използва преди и по време на Втората световна война заради въвеждането на радарите, които са далеч по-ефективни.

Първото прилагане на този тип оборудване e от командир Алфред Роулинсън от Кралския военен резерв за доброволци, който през есента на 1916 г. командва мобилна зенитна батарея на източното крайбрежие на Англия. Там имаше нужда от средство за локализиране на цепелини, когато времето е облачно, и съответно Роулинсън прави импровизиран апарат от чифт грамафонни фунии, монтирани на въртящ се стълб. Няколко подобни апарата бяха в състояние да дадат доста точна локация на приближаващите цепелини, позволявайки на войниците да насочат оръжията към тях, въпреки че все още не ги виждат. Дори и по този метод да не са постигнати удари, Роулинсън твърди, че веднъж успява да принуди един цепелин да изхвърли бомбите си.

Инструментите за противовъздушна отбрана обикновено се състояха от големи рога или микрофони*, свързани към ушите на оператор с помощта на тръби, до известна степен подобно на много голям стетоскоп.

По-голямата част от работата по противовъздушните звукови засичания се извършва от британците. Те разработват обширна мрежа от звукозасичащи постове, които се използват от Първата световна до Втората световна война (въпреки откриването на радара). Тези постове обикновено работят, като използват подвижни микрофони, за да хванат ъгъла, който увеличава максимално амплитудата на получения звук, който също така е и ъгълът, ползван за прицелване към врага. Два звукови поста на различни позиции ще генерират две различни нива на звука, което от своя страна позволява да се ползва триангулация**, за да се определи положението на източника на този звук.

С наближаването на Втората световна война радарите започват да се превръщат в доста по-добра алтернатива за определяне местоположението на самолетите (както и всякакви други неща). Великобритания никога не признава публично, че използва радари, докато не навлиза във войната, а вместо това публично твърди, че ползва само акустична локация, както прави и САЩ. Предполага се, че германците вземат мерки, за да намалят възможността да ги прихванат с акустичния метод като променят двигателите на тежките им бомбардировачи да са несинхронизирани, вместо синхронизирани (както беше обичайната практика, за намаляване на вибрациите) с надеждата, че това ще затруднява засичането им.

Имайки предвид стандартните скорости на самолетите по онова време, звуковото прихващане дава само няколко минути аванс. Станциите за прихващане на звука се оставят в експлоатация като резервен вариант, когато няма радари или са счупени, както се случва по време на Битка за Британия. След Втората световна война акустичната локация не играе повече роля в противовъздушните операции.

…

* Локализацията на звуков източник може да се постигне чрез измервания на звуковото поле. Това звуково поле пък може да бъде описано като се използват физични величини като звуково налягане и скорост на частиците. Чрез измерване на тези свойства е (косвено) възможно да се получи посоката на звука на въпросния източник. Традиционно звуковото налягане се измерва с помощта на микрофони. Микрофоните имат т. нар. полярна шарка, от която зависи тяхната чувствителност от посоката на падащия звук. Много микрофони имат всепосочен полярен модел, което означава, че ще уловят звука еднакво независимо от коя посоката идва. Съществуват микрофони с други полярни модели, които са по-чувствителни към звук, който идва от определена посока.

Това обаче все още не е решение за проблема с локализацията, тъй като човек се опитва да определи или точна посока, или точка на произход. Освен микрофони, които измерват звуковото налягане, също е възможно да се използва сонда за скорост на частиците, за да се измери директно скоростта на акустичните частици. Скоростта на частиците е свързана със звуковите вълни, но за разлика от звуковото налягане, скоростта на частиците е векторna. Чрез измерване на тази скорост човек получава директно посока на източника.

** В тригонометрията и геометрията триангулацията е процесът на определяне на местоположението на дадена точка чрез измерване на ъгли към нея от известни ни точки от двата края на фиксирана основна линия (за разлика от измерване на разстоянията до точката директно – трилатерация). Точката може след това да бъде фиксирана като третата точка на триъгълник с една известна страна и два известни ъгъла.

За акустична локализация това означава, че ако посоката на източника се измери на две или повече места в пространството, е възможно триангулиране на местоположението му.