潛艇自發明並投人海戰後，常常對敵方進行突然襲擊，造成重創。聲納問世後，這種局面大為改觀，潛艇不再是無處可尋。
電聲互轉換 軍艦“千里眼”
1490年，義大利的科學家達·芬奇，把一根管子放到水中，另一頭放到耳朵上。他驚奇地發現，能聽到很遠的船航行螺旋槳擊水聲。這可以說是原始聲納的誕生。
1827年，瑞土物理學家柯拉頓和德國數學家斯特模為了測出水中的聲速，他倆在日內瓦的湖上，把一隻大鐘放在水下，人工進行敲擊，然後測出聲音在水下傳遞的速度。科學家們在試驗中驚奇地發現，聲音在水中傳播的速度居然達到每小時5500千米，要比聲音在空氣中的速度快4倍，4個小時就可以跨過太平洋。科學家們還發現，聲音在海洋裡前進時，一路上要被海水“蠶食”，在遇到海洋中的物體和海底時，聲波還會反射回來，此時也被“吞掉”了很多聲波。不同頻率的聲波，在海水中被吸收和反射的程度也不相同。每秒振動在2萬次以上的超聲波，極容易被海水所吸收。但它有個特點，其能量集中，能朝一個方向前進，反射回來的聲波也比較強烈。科學家們認為，如果這種超聲波在海里傳遞，遇上潛艇，就會有強烈的回波，這樣不就可以捕捉住潛艇了嗎？
1840年，焦耳發現了磁致伸縮效應。1880年，英國的科學家比埃爾·居里首先突破這一點。他找到一種天然的壓電晶體，製造出換能器，實現了電、聲訊號的轉換。將電波變成聲波，在海里發射，遇到物體後，聲波反射回來，換能器又把聲波變成電波，在特製的儀器上顯示出來。第一架聲納就這樣製造出來了。
後來科學家們又發現，根據發射出超聲波訊號到接收回波所需時間，就可以準確地測出與目標的距離或者海底的深度。許多科學家開始了這方面的研究。1915年，法國物理學家保羅·郎之萬等人提出利用聲波探測法，並在巴黎開始了這項研究。1916年，郎之萬成功地研製成一個裝置，能很快探測到水中100米外的鋼板發出來的聲波。世界上第一個無源聲納就這樣誕生了。但這種無源聲納只能被動地接受水下物體發出的聲波並對其進行測量，而不能主動地對水下無聲目標進行搜尋和測量。如何才能用一種有效的方法發出聲波脈衝訊號並接受從水下物體反射回的聲波，同時將這個水下物體的位置準確計算出來呢？郎之萬想起了比埃爾·居里等人許多年前發現的壓電效應。於是郎之萬開始進行利用石英板做聲納裝置的研究工作。不久，英國皇家海軍的波意爾教授接替了郎之萬的工作。英國軍方更是對這項研究採取了嚴格的保密措施，還為這項研究取了一個代號“阿斯迪克”。很快，一種既能發射聲波又能接收聲波的有源聲納系統的研究取得了成功。1918年底，波意爾教授領導的英國皇家海軍研究小組正式在軍艦上安裝、實驗他們的聲納裝置。世界上第一個探測水下目標的有源聲納裝置就這樣問世了。
有了聲納和雷達，軍艦就好比裝上了“千里眼”和“順風耳”，對付和搜尋潛艇就有辦法了。太平洋戰爭爆發後，美國人的潛艇利用聲納原理，製成了“探雷器”裝在潛艇上，穿過了日本人的層層水雷封鎖線，鑽進日本海向日本艦船發起突然襲擊。美國的軍港和海岸，在航道口都裝上了聲納，使得許多日本潛艇一鑽進來，就遭到美國軍艦或飛機的攻擊。德國人的潛艇“狼群”戰術，稱王稱霸一時，但當英國人有了聲納後，這些“水下狼群”便一隻只被上，被深水炸彈炸得粉身碎骨，葬身於海底。
可見科學家利用超聲波這匹水下“千里馬”，製成聲納，其在軍事上的價值有多麼大。
海豚啟示 日益靈敏
科學發展是無止境的，現在聲納還遠遠不能適應反潛戰的需要。於是，科學家們在生物聲納上尋找啟發。從20世紀60年代開始，終於在海豚身上解開了神奇之謎。人們發現海豚身上的聲納，是最先進最高超的。
1961年，著名的鯨類專家諾里斯發現，用橡皮矇住海豚雙眼，海豚照樣能穿過水下金屬組成的“迷宮”，還能準確無誤地找到水下的維生素膠丸。可是要是把海豚前額矇住，海豚在水下就變得亂撞一氣了。可見海豚是用前額髮出聲波來捕捉目標的。科學家解剖發現，海豚前額有個瓜狀脂肪體，它像一個聲透鏡那樣起聚焦作用，把聲波聚成聲束輻射出去。“瓜”狀體還可以改變形狀以控制發出不同幅度的聲束；甚至可以在向前發射主體聲束的同時，又可向90度方向發射一小的聲束；它還可以隨意改變每秒鐘發射的脈衝數，最多時可達150千赫。
科學家們反覆研究和實驗，發現海豚有兩架“聲波發射機”。距離目標遠時，它就發射低聲，利用低聲傳播遠的特點進行探測。當離目標近時，它就改發超聲以提高解析度。它好比用一架“發射和”封通訊用的“哨音”；另一架“發射機”則發出定位用的“滴答”聲。
那麼海豚的“聲波接收機”又裝在哪裡呢？科學家發現海豚耳朵不大起作用，“聲波接收機”是在下頜骨裡。下頜骨中空、壁有一層薄膜，中間充滿了脂肪，一直向後延伸到耳骨，並將其包圍，從而形成一個獨特的聲波導管。同時，耳骨周圍的組織又對這個波導管和頭骨、上頜骨進行了有效的隔聲，使得海豚接收聲波有著良好的方向性。據科學家探測，海豚經下頜骨接受的聲音，比透過耳朵多5倍。到達海豚下頜骨的回波角度為30°~90°，這時聲波傳導率最高。科學家還發現，海豚在接近獵物時有搖頭的習慣，這是它在調整回波角度，是為了聽得更準確。科學家還發現，海豚也有兩部“聲波接收機”，對兩種不同頻率的聲波很敏感：一種是用於回聲定位的高頻超聲波，另一種是用於通訊的頻率低的聲波。
海豚奇妙高超的聲納之謎，被科學家揭開了。美國的水聲專家據此立即研製出軍用的高階聲納。目前已研製出一種多波束迴聲探測儀，採用兩套相同的水聽器發射陣，每套能發射11個波束；每束寬5度，從而改變了普通測深儀只能發射一種聲波的狀況，效率就大大提高了。
科學家們還從海豚高速游泳中聽覺不受水流噪聲影響受到啟發，尋根究底，發現海豚聲納外裝有特製的導流罩，大大提高了聲納抗干擾的能力。起初，二次世界大戰中發明的聲納，只能在靜止時才聽得到遠處目標的噪聲，當軍艦航行時，特別是高速，噪音很大，將目標的噪音給淹沒了，就再也聽不到目標的噪音了。有了聲納導流罩，這個問題便得到解決，即使軍艦開高速也能排除自身的噪音，去發現水下的潛艇。
科學家從海豚身上受到啟發，使聲納作用有了很大提高，因而“水下的耳目”變得更加精明瞭。
聲納家族 各有千秋
聲納是一種水下探測裝置，不僅僅軍隊使用，民間也使用。如探測魚群、海洋開發、研究海底地形、水文測量、海洋石油勘探、水下作業、探測海底礁石等。聲納在軍事上用於水中目標搜尋、警戒、識別、跟蹤、監視和測定、進行水下通訊和導航。聲納技術還用於魚雷自導和水雷引信。
聲納是一個大家族，在軍隊服務的主要有四種：水面艦艇聲納，它的主要任務是反潛，探聽有沒有潛水艇進攻，它的探測距離不同，近一點的達到5海里，最大的探測距離達到120海里；潛艇上服務聲納，它主要探測水下目標和水面目標，探聽周圍有沒有別的潛艇存在以及水面上有沿者敵人的艦船，同時它還為魚雷提供導航；機載聲納，在反潛巡邏機和反潛直升機上服務，它有一個很長的尾巴連著蒐集水裡的情報：固定聲納，在固定的位置上站崗放哨，它在海底或是飄浮在海面，偵香敵人的港艇，保衛國家的海防，藏在海底的聲納隱蔽性非常好，能夠長時間地工作。
聲納本身是靠收集聲音偵查水下目標的，靠聲音偵查也有一個不足之處，攜帶聲納的船隻自己也要發出聲音，為了使自己發出的聲音不干擾聲納的工作，潛艇、艦船都把聲納安放在聲音比較小的部位。要避開螺旋槳、發動機這些地方，潛艇用聲納一般要放在頂部。艦艇攜帶的聲納，有一種叫做拖拽聲納，用一根繩索拉著聲納，離開船尾10米~100米的距離，這樣防止聲納受艦船本身聲音的干擾。聲納是一種很重要的探測裝置，由於聲納靠聲波探測，受水文條件的影響和目標變化的影響都很大。比如，在同一海區進行探測潛艇的作業，在冬天探測效果很好，到了夏天由於水溫升高，探測的效果就明顯下降，有時根本找不到目標。因為海水有的地方溫度高，有的地方溫度低，在這種變化層裡聲納就很不穩定。如果有風浪、海底地形變化大、目標執行速度快等，都會影響聲納探測結果。為了進一步增強反潛艇的探測能量，除去要提高聲納效能外，還發明一些不完全靠聲音探測的辦法，與聲納配合使用。比如利用雷達或是用磁力探測儀、紅外探測儀及廢氣探測儀等，因為常規潛艇不可能長期在水下活動，而是隔一兩天就要浮出水面補充氧氣，只要它一浮出水面就會被雷達發現。潛艇都是用鋼佚製造的，它在水中航行會使磁場發生變化，可以用磁力方法來探測有沒有潛艇。另外，潛艇本身散發一定的熱量，也可以用紅外探測的辦法發現潛艇的存在。潛艇還要排出一些廢氣，可以利用測量廢氣來探測潛艇。所以各種探測裝置要和聲納配合起來使用，才能起到最佳的效果。
隨著現代電子計算機技術的廣泛應用，聲納技術也取得了進一步的發展，在測量精度和速度上達到了新的水平。有矛必有盾，對付聲納也是有辦法的，其中最有效的辦法是降低潛艇發動機發出的聲音，使對方不易發現。另外也可以利用干擾器對敵方的聲納裝置實施干擾；或者利用模擬器產生一些虛假的訊號來欺騙敵方的聲納，使敵人真假難辨。反聲納的技術出現以後，反過來又促進了聲納技術的發展。