海洋学において、ソファー爆弾(Sound Fixing And Ranging bomb)は、ソファーディスクとも呼ばれ、[ 1 ]海洋の深海音響チャンネル(SOFARチャンネル)で衝撃音を使用して船舶や墜落した航空機の位置を正確に特定する長距離位置測定システムです。深海音響チャンネルは、その深さでの音速が最小であるため信号の伝播能力が向上するため、この装置に最適です。位置は、地理的に既知の場所にある受信局への到着時刻の差から決定されます。信号源から受信機までの有効範囲は、3,000マイル(4,800 km)を超えることもあります。
この装置が意図したとおりに機能するには、いくつかの特性が必要です。まず、爆弾は深海音響チャンネルを最大限に活用できるよう、適切な深度で爆発する必要があります。ソファー爆弾は、適切な時間(通常は約5分)内に必要な深度に到達できるよう、十分な速度で沈降する必要があります。[ 2 ]
爆発したソファー爆弾の位置を特定するには、3 つ以上の海軍基地が信号を受信した時刻の報告を組み合わせます。
ソファー爆弾を深海音波チャンネルで爆発させると、非常に大きな利点がある。このチャンネル自体が音波を同じ深さに留めるのに役立つ。上向きまたは下向きの速度を持つ音線は屈折によって深海音波チャンネルの方向に押し戻されるからだ。音波は垂直方向に広がらないため、水平方向の音線はそうでない場合よりもはるかに強い強度を維持する。これにより、陸上の基地が信号を拾い、分析することがはるかに容易になる。通常、爆発には30 Hz から 150 Hz の周波数が使用され、信号が過度に弱まるのを防ぐのにも役立つ。この副次的な効果として、放出される音波のわずかに高い周波数は低い周波数よりもわずかに速く移動するため、海軍基地が聞く信号の持続時間が長くなる。
海洋学および地球物理学の先駆者であるモーリス・ユーイング博士は、第二次世界大戦中に、パイロットの緊急キットに小さな中空の金属球を入れることを初めて提案しました。球はソファー海峡に沈むと内破し、海岸線のマイクで受信される秘密のホーミングビーコンとして機能し、撃墜されたパイロットの位置を正確に特定することができました。[ 3 ]この技術は、船舶が無線を使わずに正確に位置を報告したり、墜落した飛行機や船を発見したりする方法を提供したため、第二次世界大戦中の海戦で有用であることが証明されました。戦争中、米国が使用したソファー爆弾の主力モデルはMk-22でした。[ 4 ]これは非常によく機能し、異なる深度での爆発のために導火線を調整できました。この爆弾は、深海水路の詳細な水深を示す海図と併せて使用され、4ポンド(1.8 kg)のTNT火薬が、その場所において適切な時間に爆発するように設計されました(深海水路の実際の水深は海域によって異なるため)。主な安全装置は、少なくとも750フィート(230 m)に相当する水圧がなければ起爆しない起爆装置でした。 [ 5 ]