3.20. Прослушивание советских подлодок

Во время холодной войны США наблюдали за движением подводных лодок СССР, прослушивая их через сеть подводных акустических антенн, которые могли записывать шумы работающих гребных винтов подлодок. Любопытно, что антенны при этом были установлены в средних широтах, а подлодки плавали на расстояниях в 1000 км от них — в полярных широтах. Как можно было услышать шум гребного винта на таких расстояниях?

ОТВЕТ • Некоторые звуки, излучаемые, например, работающими гребными винтами, фактически попадают в трубу — подводный звуковой канал, который соединяет полярные и средние широты. Канал проходит на глубине, где скорость звука в воде наименьшая. Скорость звука сложным образом зависит и от глубины, и от температуры воды. Если мы будем измерять ее при погружении, то заметим, что сначала доминирует температурный эффект и по мере падения температуры скорость уменьшается. Но при дальнейшем увеличении глубины начинает перевешивать влияние усиления гидростатического давления и скорость возрастает.

Таким образом, в каком-то диапазоне глубин скорость звука минимальна. Если звук запустить на этой глубине, он попадет в «канал» и распространится по нему примерно так, как свет по оптоволокну. Если звук направится, например, вверх, за верхнюю границу канала, где скорость звука больше, его траектория из-за изменения скорости искривится и он направится обратно в канал (рефракция звуковой волны). А если звук пойдет вниз и выйдет за нижнюю границу канала в область больших скоростей, изменение скорости на границе опять искривит траекторию и направит ее вверх — обратно в канал. Шум от советских подлодок, плававших в полярных широтах, попадал в акустический канал и доходил по нему до средних широт.