음파의 굴절에 의해 발생하는 음영구역(shadow zone)

대잠전에서는 무엇보다도 음파를 이용한 잠수함 탐지가 중요합니다. 그러나 실제로 훈련시 잠수함을 탐지해보면 가까이 있을때 탐지가 되지 않다가 잠수함과의 거리가 멀어지면 탐지가 되거나, 같은 거리일 경우에도, 잠수함의 수심에 따라서 일정 깊이 이상일때는 탐지가 되고, 잠수함이 깊은 수심으로 내려가면 탐지가 되지 않는 등 잠수함을 탐지하기가 매우 힘든 경우가 종종 있습니다.

 

 

 

이런 현상이 발생하는 이유는  바로, 음파가 굴절하는 성질을 가지고 있기 때문입니다. 물론 동일한 밀도와 염분, 온도를 가지는 물 속에서 음파는 직진성을 띕니다. 그러나 실제 해양상황에서는 음파가 굴절을 하는 현상이 벌어집니다. 

 

여러가지 조건이 음파를 휘게 만들지만, 그 중에서도 가장 큰 요인은 바로, 수온의 차이 입니다. 보통 바다에서는 해수면의 수온이 높고, 수심이 내려가면서 점차 수온이 낮아지는 현상을 보이다가 일정 깊이의 수심이 되면 다시 수온이 일정하게 안정화 되는 현상이 벌어집니다. 이런 수온의 차이에 의해서 음파는 수온이 높은 곳에서 낮은 곳으로 굴절하는 현상을 보여, 수상함의 소나에서 음파를 내보낼 경우, 이 음파는 굴절이 되어 해저 지형에 반사되고, 다시 수면쪽으로 전달되게 됩니다. 음파가 해저면에 부딪친다고 해서 사라지는 것은 아니지만, 음파가 이동하면서 전달손실이 일어나며, 해저 저질의 특성, 즉 해저면이 암반이나 자갈 또는 모래나 뻘일 경우에 따라 각각 음파의 손실이 일어나게 됩니다.

 

 

따라서 그림에서 처럼 음파가 잠수함에 전달되지 않는 상황이 벌어지고, 수상함은 소나를 사용하고 있음에도 잠수함을 탐지할 수 없는 경우가 생기기도 합니다. 이렇게 수상함에서 소나를 이용해 음파를 내보내는 경우에도 음파가 전달 되지 않는 공간이 생기는데 이런 공간을 '음영구역'이라고 합니다.

  

잠수함은 이런 복잡한 수중환경을 이용해서 넓은 대양을 활보하며 다니는 무기체계이며, 수상함이 잠수함을 탐지하는 것은 매우 힘든 일 중의 하나일 것입니다.

2010/09/14 09:16

 

[출처 : http://blue-paper.tistory.com/489]