深海是一個漆黑幽暗伸手不見五指的惡劣環境。很多動物在這裏都不靠視力，而是用聲音辨別方向、捕食和溝通，如鯨魚、海豚等都是利用聲波的高手。
潛艇也一樣，水面航行時還能用潛望鏡、雷達瞭解周邊情況，一旦入水就再也無法用光學和雷達設備了。光波、電磁波在這裏都不好用，最清澈的海水裏光線也只能穿透幾十米，超長波能穿透一兩百米，再遠就無能為力了。
只有聲波是至今為止唯一有效的傳播介質，藉助水聲通道最遠可傳到數千公里外。1944年美國莫里斯 尤因博士做了個實驗，讓同事乘“巴克利”號驅逐艦遠航。每隔一段距離就向水中投一枚炸彈，結果驅逐艦跑了1500公里，尤因在基地仍能清晰聽到水中爆炸聲！
他推測深海中有一條神秘“水聲通道”，能讓聲波以極小能量損失在其中傳到千里之外，而事實也的確如此。所以利用聲波工作的聲吶，就當仁不讓的成為潛艇的水下“眼睛”和“耳朵”。
1912年4月，英國豪華郵輪“泰坦尼克”號首次遠航就不幸撞冰山沉沒，1517名乘客遇難，舉世震驚。或許受此影響，一個多月後英國工程師劉易斯尼克森向專利局申請了世界上第一種聲吶探測儀專利，用於探測海中冰山。
第一次世界大戰潛艇登上戰爭舞台，人們對搜尋水下潛艇產生了迫切需求，聲吶也成了搜索潛艇和潛艇探測目標的最佳工具。
1920年英國研製出首台112型艦載聲吶，1922年正式生產。當時聲吶和相關部門都屬絕密，代號“ASDIC”（Anti-Submarine Division反潛部門）。
沒想到新版《牛津英語詞典》的編輯們也注意到這個新詞，特意寫信問海軍是啥意思？海軍哪敢直言，只能裝模作樣的編了一個聽上去很高大上的“反潛探測裝置調查委員會（Anti-Submarine Detection Information Committee ）”搪塞。於是早期英國稱聲吶為ASDIC。
幾年後美國也研製出類似裝備，命名為“聲音導航與測距設備”（Sound Navigation And Ranging），簡稱“SONAR”。後來被廣泛接受成為聲吶的標準名稱。
聲吶有主動聲吶、被動聲吶。主動聲吶發射脈衝聲波，通過目標回波獲取信息，由發射陣、接收陣、信號處理機組成。被動聲吶只收不發，只傾聽目標噪聲，有完美隱蔽性。
早期潛艇上只有簡單的步距式或探照燈式主動聲吶，發射“砰砰”的單波束脈衝。現代主動聲吶就複雜多了，波束也改成多種頻率和模式，還能多扇面同時收發。
聲吶兵也不再只依靠耳朵和經驗發現敵人，而是通過計算機處理信號輸出的聲吶瀑布圖上分析目標，耳朵監聽成了輔助。
主動聲吶精度高，能準確計算目標方位、距離、速度、航向，為魚雷等武器裝訂參數。主動聲吶相對測距精度約1%~ 5%，被動聲吶只有5%-10%。
然而主動聲吶就像黑夜中打開手電筒，照亮目標同時也暴露了自己，所以潛艇很少使用。大部分時間還是靠被動聲吶感知周邊環境，遠程預警、監視和跟蹤目標。
現代潛艇裝備着多種聲吶，有7、8種甚至更多，涵蓋預警、攻擊、避碰、導航、通信等各個方面，可360度全向覆蓋。
主要種類有：艇艏多功能聲吶、舷側陣聲吶、拖曳線列陣聲吶、探雷/避碰聲吶、偵察聲吶、海底導航聲吶、水下通信聲吶、水環境傳感器等。
這些聲吶共同配合，潛艇才能在水下自由航行。美蘇兩國長期在聲吶領域佔據優勢，展開激烈競爭。英法德等國也各有特色，形成獨立一級。
一、艇艏主/被動多功能聲吶。
艇艏尺寸大、位置好，遠離動力系統和螺旋槳，環境最安靜，非常適合聲吶安裝。包括髮射陣、接收陣和信號處理機等。發射陣、接收陣要分開安裝，以免互相干擾。
艇艏聲吶的聲學孔徑大，覆蓋頻率廣，垂直水平方向分辨率都很強。接收陣單獨工作是被動聲吶，與發射陣一起工作就變成主動聲吶。
接收陣一般有柱面陣、球面陣、共形陣三種。
美國潛艇喜歡球面陣，從1958年的AN/BQS-6就開始使用。早期是極其複雜的模擬波束成形，後改成數字計算機控制。
BQS-6A後來改稱AN/BQS-11，6B改稱AN/BQS-12。1965年升級到AN/BQS-13裝備到洛杉磯級核潛艇上。海狼級、弗吉尼亞級上是新型的AN/BQS-13DNA。
海狼級的球面陣體積巨大，直徑達7米，發射陣在球面陣下方，探測距離和分辨率都很強，因此成為攻擊核潛艇中的最強者。
蘇聯潛艇偏愛柱面陣，同等尺寸下性能與球面陣差不多。只是垂直方向搜索時，柱面陣受形狀影響波束寬度會隨俯仰角加大，導致分辨率降低，而球面陣可以一直保持寬度不變，垂直分辨率更好。
蘇聯時期的維克托級（MTK300）、基洛877型（MTK400）、塞拉級、阿庫拉級（MTK540）等都是柱面陣。如今俄羅斯也開始改用球面陣，亞森級核潛艇上的“阿雅克斯”球面陣直徑超過6米，性能也很強。
柱面陣空間利用率相對好一些，魚雷發射管能從上下方伸出來。球面陣容易遮擋發射管位置，所以有些潛艇不得不將魚雷管後移，改從肩部斜向發射。
如今這兩種基陣正在被更先進的共形陣取代。第7-10艘弗吉尼亞級核潛艇已開始用諾·格公司的輕型寬孔徑共形陣（LWWAA）代替球面陣，俄羅斯拉達級常規潛艇也是如此。
共形陣安裝在潛艇殼體表面，能增大孔徑尺寸提高性能，也不影響潛艇運動。它和柱面陣一樣也有垂直方向波束變寬的問題，但不影響它成為未來發展方向。
艇首聲吶頻率廣，覆蓋低中高頻，功能多性能強，是潛艇最重要的聲吶之一。但它有盲區，受艇身遮擋只能監聽前方一定角度，看不到兩側和後方，所以現代潛艇加裝了艇側被動聲吶。
二、舷側陣聲吶。
它屬於被動聲吶，位於艇身兩側。潛艇長達上百米，兩側又相對平整，為安裝大型聲吶陣列提供了良好空間，有些舷側陣長達60米。
它的水聽器可以做得更大，加大聲學孔徑提高空間增益，工作頻段也降低到500-2000HZ甚至更低，所以探測距離遠達40-50千米。
基陣有連續面陣、連續線陣、間斷面陣等類別。海狼級、弗吉尼亞級潛艇就是三元平面基陣，利用三個間斷子陣接收信號的時間差測算距離。德國212型潛艇是連續線陣，法國鈾魚級是舷側陣等。
蘇聯潛艇比較特殊，舷側陣多是大型共形陣，如阿庫拉級潛艇上的鯊魚腮共形陣就是如此。
被動聲納既能測向也能測距，但測距距離短。實際應用中還是會經常用到傳統的目標運動分析法（TMA）。通過記錄一段時間內本艇與目標的運動方向，利用三角函數計算出目標距離。
舷側陣能監聽到兩側約120-160°範圍，但艇尾方向仍有盲區。為了偵測尾隨的敵人，70年代出現了拖曳線列陣聲吶。
三、拖曳線列陣聲吶。
它在一根長長的柔性管內放置很多水聽器，然後拖在艇尾形成長線列陣。因為遠離螺旋槳不受噪音干擾，尺寸又長達數百米，聲學孔徑大增頻率降低，所以探測距離遠達上百千米，可以探測安靜型潛艇。
如美國主力裝備TB-16粗線陣，總長約800多米，工作頻率在3KHZ以下，最遠探測距離達180千米。此外，英國2046、法國DSUV-61/62等也都是世界一流的拖曳線列陣聲吶。
但線列陣體是一條長線，缺少垂直孔徑，所以無法分辨左右對稱目標，全都當成同一個目標處理，需要潛艇機動或兩條拖線陣來解決。
美國財大氣粗，核潛艇上裝備TB-16和TB-29兩條拖線陣。TB-16是粗線陣，高航速時使用；TB-29是細線陣，探測距離更遠，只能在慢速下使用。
另外拖線陣都被設計成較小負浮力，若是靜止就會自然下沉，所以適合長時間連續行駛的核潛艇使用。常規潛艇常常坐底停車，其實不太適合，但為了增強性能很多國家也在常規潛艇上裝備。
四、偵察聲吶。
主要監聽對方主動聲吶和聲自導魚雷的信號提供預警，是被動聲吶。通常裝在艇艏上方擴大偵察範圍，有時艇底也裝一部。未來將被性能日益強大的艇艏多功能聲吶取代。
五、探雷/避碰聲吶。
潛艇在水下可不是一馬平川，狹窄航道中有礁石、沉船、水雷等各種障礙物，浮冰下更是處處危險，所以要用探雷/避碰聲吶探測。
它是主動聲吶，工作頻率在幾十到幾百千赫之間，精度很高。因為頻聲高功率小，水中穿透距離只有幾百米，所以並不擔心被敵方發現。
六、海底導航聲吶。
有些潛艇底部有海底導航聲吶，通過探測海底地形與計算機裏的數字海圖對比，便能確定潛艇位置，實現導航。和風漫談原創，禁止抄襲。
當然，前提必須要有一個非常精確的數字海底地形圖。所以美國音響測量船平時總到別人家門口晃悠，就是為了測量詳細海底地形，以備戰時之需。
七、水環境傳感器等。
主要測量潛艇所在水層的聲速梯度，尋找水聲通道和温躍層，幫助潛艇隱蔽。躲在躍變層下，就算近在咫尺敵人也很難發現。
藉助深海水聲通道還可以遠距離監聽。冷戰時期，美國海狼級核潛艇潛伏在北海水聲通道內，監聽上千公里外的蘇聯核潛艇進出港口聲音。
蘇聯潛艇的SOKS系統，能分析檢測海水環境信息，從微小的變化中發現敵人。
八、水聲通信系統。
用聲吶在水下傳遞信息，實現潛潛、潛艦間通訊。當然水聲通信會發出信號，容易被偵聽，所以只能在環境絕對安全時使用。其通信距離近，信息傳遞能力差，但這已經是為數不多的信息傳遞方案了。
總之，現代潛艇上裝備各種先進聲吶，幫助潛艇暢遊海底。未來高性能聲吶仍將不斷湧現，朝着低頻、大孔徑、共形陣、智能化、模塊化方向發展，讓潛艇更有戰鬥力，成為最可怕的海底殺手。
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