A tengeralattjárók a tenger alatt közlekednek, de a zaj kockázati tényező az ellenség észlelésében. A tengeralattjárók így csökkentik a zajt, és lopva hajtják végre küldetéseiket.
Az emberek szórakoznak egy napsütötte tengerparton. Rohanó gyerekek, csevegő felnőttek hangja és a hangszórókból hallható dalok töltik be a teret. A strandolók sütkéreznek a meleg nyári napsütésben, labdáznak a homokban vagy olvasnak könyvet a napernyő alatt. Távol tőlük, a mély, sötét vizekben egy tárgy úszik mozdulatlanul. Körbe-körbe ugrál, mintha keresne valamit, vagy mozdulatlanul kuporog, mintha attól tartana, hogy valami közeledik. Ez a tenger szelleme, egy tengeralattjáró.
A tengeralattjáró szó szerint egy katonai hajó, amely képes utazni a víz alatt, megtölti tartályait tengervízzel, hogy beállítsa a súlyát, leeresztve és felfújva merüléshez és felemelkedéshez. A tengeralattjárókat használják a víz alatti utazásra, hogy felderítsék az ellenséget és támadják meg a célpontokat, és először az 1700-as években az amerikai függetlenségi háborúban használták őket harcban, és két világháborún keresztül gyorsan fejlődtek, hogy elérjék jelenlegi állapotukat.
A legfontosabb tulajdonság, amelyre egy tengeralattjárónak szüksége van, hogy betöltse szerepét, a lopakodás, vagyis az a képesség, hogy az ellenséges hajók észrevétlenül maradjanak. Az óceán mélyén, ahol a tárgyakat nem lehet vizuálisan megítélni, a tengeralattjárók hanghullámokra támaszkodva érzékelik környezetüket, és a tengeralattjáró által keltett zaj azonnal látható a közeli ellenséges hajók számára. Ezért válaszul a szonár fejlesztésére zajcsökkentő technológiákat fejlesztettek ki, de számos zajforrás létezik, és még a modern technológia mellett is kihívást jelent a zaj teljes megszüntetése.
A tengeralattjárókban négy fő zajforrás létezik: mechanikai zaj, rekeszzaj, hidrodinamikai zaj és légcsavarzaj. Ez könnyen megérthető, ha elképzelünk egy mozgásban lévő tengeralattjárót. Ahhoz, hogy a tengeralattjáró mozogjon, rengeteg gépezetnek kell működnie, ami mechanikai zajt kelt, és a tengeralattjáró belsejében élő legénység is óhatatlanul zajt kelt, ami rekeszzaj. Ahogy a tengeralattjáró mozog a vízen, a hajótest körüli víz a víz szabálytalan mozgása miatt hidrodinamikai zajt kelt, és az előrehaladás érdekében forgó propellerek is hozzájárulnak a zajhoz.
De a legfontosabb zajforrás a légcsavarok forgása. A hajót a légcsavar reakciója hajtja előre, amely nagy sebességgel nyomja az állóvizet. Ez üres teret hoz létre a víz és a légcsavar között, és a nyomáskülönbség hatására a vízben oldott levegő buborékként jelenik meg. Ezt a jelenséget kavitációnak nevezik, és a mindennapi szénsavas italokban is megfigyelhető. A fedél kinyitásakor a doboz belseje és külseje közötti nyomáskülönbség hatására a szénsavas ital és a belsejében lévő üres tér buborékok szabadulnak fel. Amikor ezek a buborékok ismét nyomás alá kerülnek, felrobbannak és zajt adnak, ami elég hangos ahhoz, hogy a közeli ellenségek észleljék őket. Ezen túlmenően, ahogy a légcsavar forog, a körülötte lévő örvény frekvenciája növekszik, és amikor az örvény frekvenciája megegyezik a légcsavar sajátfrekvenciájával, a rezgés és a zaj növekszik, és ezt éneklésnek nevezik. Minden tárgynak megvan a saját saját frekvenciája, és ennek megfelelően hangot ad ki, és ez a rezonancia elvének köszönhető, amely növeli az energiát, ha azonos frekvenciájú erőt fejtünk ki kívülről. A légcsavarok mint ilyenek sok zajt keltenek, de a működéshez szükségesek, ezért fontos kérdés a működésükből származó zaj csökkentése.
Számos technológia fejlesztése folyik ennek a problémának a megoldására. A légcsavar zajának kiküszöbölésének első módja a légcsavar eltávolítása, és helyette vízsugár felszerelése. A vízsugár egy meghajtó eszköz, amely a csónak alján lévő beömlőnyíláson keresztül szívja be a vizet, és a csónak hátulján lévő lefolyóból vizet engedve előre tolja a csónakot. Ez hatékonyan csökkenti a zajt, mert a légcsavarok hiánya miatt nincs kavitáció, de a nagy hajók esetében még mindig nem hatékony, és drágább, mint a meghajtás. A második a légcsavar formájának megváltoztatása, a hajókon leggyakrabban használt példa a magas ferde légcsavar. Az ötlet az, hogy megváltoztassák a lapátok alakját, miközben a víz átfolyik a propellerben, hogy elnyomja a vibrációt és a zajt. Ügyelni kell azonban arra, hogy ne cserélje túl sokat a pengéket, mert ez zajt okozhat. Egy másik lehetőség, hogy préri rendszert alkalmaznak a propellerre. Ez egy olyan technika, amely abból áll, hogy kis lyukakat fúrnak a propeller lapátjaiba, és levegőt fújnak át rajtuk, hogy légfilmet hozzon létre, amely egyfajta falként működik, amely megakadályozza, hogy a lapátok körül keletkező hang a víz alatt elterjedjen. Emellett fejlesztjük és alkalmazzuk az Anti-Singing Edge módszert is, amely levágja a szárny hegyét, és egy másik anyagot rögzít a zajkeltés elnyomására, hogy csökkentse az éneklési jelenséget.
A zajcsökkentés mellett más technológiákra is szükség van a tengeralattjáró lopakodásának fenntartásához. Például a tengeralattjáró felületét speciális hangelnyelő anyagokkal lehet bevonni, hogy megakadályozzák a hanghullámok visszaverődését. Fontos az is, hogy a tengeralattjáró külsejét úgy alakítsuk ki, hogy a radar visszaverő területe alacsony legyen, így kevésbé legyen kitéve a radarérzékelésnek.
A tengeralattjárókat használó nemzetek közötti néma háború ma is tart. Az amerikai haditengerészet a közelmúltban robot-tengeralattjárót rendelt az Egyesült Államok felségvizein működő orosz gyártmányú tengeralattjárók befogására, Oroszország pedig rohan a tengeralattjárók új generációjának megépítésére, amely a legmodernebb technológiával van felszerelve, amely gyakorlatilag hangtalanná teszi azokat. Ezek a tengeralattjárók folyamatosan keresik és figyelik egymást, jelentőségük pedig folyamatosan nő. A zajcsökkentő technológia pedig addig fog fejlődni, amíg teljesen el nem hallgatnak.
