由于雷达电磁波在水中衰减很快、传输距离有限，因此，利用声波对水下目标讲行探测、定位的声呐就成了潜艇的“眼睛”。潜艇声呐按功能可分为侦察声呐、探雷/调碰声呐、导航声呐和敌我识别声呐这四大类。其中，最重要的侦察声呐按安装位置的不同，又可分为艇艏声呐、舷侧阵声呐和拖曳线列阵声呐。在当下的潜艇市场上，一款全新的外销型潜艇无论缺失了哪款声呐，都将面临乏人问津的窘境。那么，这些声呐各自都有哪些特点？
艇艏声呐须取舍潜艇的艇艏位置视野最开阔，而且远离发动机舱、螺旋桨等主要噪声源，也不受涡流噪声影响，因此是潜艇声呐首选的安装位置。
过去，艇艏声呐是清一色的主动声呐。它将给电-声元件加电压后产生的震动声波朝一定方向“发射”出去，通过接收水中目标反射的回波时间，以及回波参数来测定目标的距离、方位、航速、航向等运动要素。主动声呐既有采用脉冲体制的。也有采用连续波体制的，基于声波频率越高、探测精度越高、探测距离越近的特点，主动声呐一般工作在中高频段，最大作用距离约10余千米。
澳大利亚科林斯级潜艇
主动声呐主要由水声换能器基阵、发射机、定时中心、接收机、显示器、控制器等几部分组成。水声换能器，是声呐中的重要器件，声能与机械能、电能、磁能之间的相互转换全靠它。传统水声换能器采用压电陶瓷元件，最新的光纤换能器的探测灵敏度比传统压电陶瓷换能器高了一个数量级。基阵由水声换能器以一定几何图形排列组合而成，基阵上的水声换能器分别接收信号，并将信号传给计算机，由计算机进行综合解算。按功能分，声呐基阵又可分为接收基阵、发射基阵或收发合一基阵这三种。
以往为避免相互干扰，接收基阵和发射基阵是分开的，这给声呐在“寸土寸金”的潜艇内部安装带来不小的困难。有时，设计师不得不以牺牲部分性能为代价，忍痛压缩基阵表面积。不过，随着计算机技术和抗干扰技术的发展，收发合一基阵日益成为主流，极大缓解了声呐安装空间与性能间的矛盾。不仅如此，艇收主动声呐也发展成了主/被动综合声呐。即在不开发射机的情况下，仅让接收基阵处于工作状态，也能被动侦测目标信息。
一般而言，声呐基阵越大越好。艇艏声呐基阵有两种形状：柱状和球状。柱状声呐基阵，一般都是扁圆柱形。它的优点是，对垂直方面的安装空间要求较低，鱼雷发射管可装在基阵上方或下方，潜艇可以设计得比较紧凑。它的缺点是，基阵的上方、下方没有水声换能器，因此对垂直方向上有较大的探测盲区。
与柱状声呐基阵相比，球状声呐基阵的最大优点是，其整个表面连续过渡。对于任何一个方向，其阵列孔径都足够大，因而在同等情况下，其探测精度、探测距离均明显优于柱状声呐基阵。不过球状声呐基阵的体积着实不小，造价更是柱状声呐基阵所不能相提并论的。俄军雅森级核潜艇艇艄安装的“阿雅克斯”球状声呐基阵，直径达6米。美国弗吉尼亚级核潜艇装备的BQQ10型艇艏声呐的球状声呐基阵，则占据了整个艇艏位置。这种情况下，鱼雷发射管无法布置在球状声呐基阵上方或下方，只能后移。
鱼雷发射管后移，不仅将拉长潜艇长度、增加其表面积，从而增加潜艇水下阻力，还会恶化潜艇的水下机动性。以往鱼雷发射管布置在艇艏时，鱼雷出管后直接奔目标而去，球状声呐基阵占据整个艇艏后，鱼雷发射管被迫后移，改用舷侧发射的方式。在这种情况下，鱼雷发射管和潜艇纵向中轴线间会有10度左右的外斜角，这就增加了鱼雷出管后修正航向的工作量。此外，若将鱼雷发射管布设在艇艏既可通过外部管口进行鱼雷再装填，也可从上甲板的人员出入舱口进行再装填。鱼雷发射管一旦后移，若仍从上甲板出入舱口进行再装填，鱼雷要在艇内走“之”字形，至少要倒两道弯才能就位，大幅增加了鱼雷与艇内设备产生磕碰的危险。
俄罗斯北风之神级核潜艇
对潜艇设计师而言，究竟是追求艇艏声呐的极限性能，还是寻求各方面平衡，这是需要通盘考虑的问题。目前，美国现役核潜艇清一色采用艇艏球状声呐基阵，但就世界范围来说，艇艏柱状声呐基阵的占比更高一些。
舷侧安装讲究多早期潜艇只装有艇艏主动声呐。随着水声对抗技术的提高，主动声呐容易暴露己方潜艇位置的缺点日益凸显，因而只能在需要给武器装定射击诸元前才短暂开启，平时主要依靠被动声呐掌握水下态势。
被动声呐要想探测距离远，工作频率就应该越低越好，但声呐接收窗口的尺寸是按无线电的半波理论设计的——声呐工作频率越低，接收窗口尺寸就越大。于是，在20世纪80年代末期，开始出现舷侧阵声呐，并于90年代投入实用。它的特点是，接收阵长度较长、孔径较大、空间增益较高、工作在中低频段，可探测到几十千米外的敌潜艇，而且其安装在艇身两侧，不存在阵形畸变、收放及拖曳问题。
理论计算表明，同样的潜艇舷侧长度，同样的换能器数量，分成越多阵列探测精度越高。然而，舷侧阵声呐的接收基阵块数越多，后端计算机的处理负荷就越大。因此经过权衡，舷侧阵声呐的接收基阵分为三块最为合适。也就是说，在处于同一个平面上，等距分布最好，以方便三角测算换算。
对单壳体潜艇来说，艇体外表面没有什么设备影响舷侧阵安装，完全有条件找到尽量等距的三个安装位置，等距布置的三块阵面探测数据取平均值，会比间距差异较大的三块阵面探测出的数据取平均值更准确。因此，大多数装有舷侧阵的潜艇各阵面间大体是等距的。英国机敏级核潜艇是罕见的例外，该型核潜艇每舷侧的前两块阵面间距很小，很容易被误认为是一整块阵面。这是因为机敏级中间耐压艇体较短，其布设舷侧阵的地方实际是非耐压艇体，而耐压艇体与非耐压艇体的材料厚度不一样，固有振动频率也不尽相同。若在两种艇体材料上都布设舷侧阵计算机在进行去耦处理时，要增加很多负担。本着简化计算机解算工作量的初衷，机敏级每舷侧的前两块阵面被迫挨得很近，付出的代价是探测精度要低一些。
对单壳体潜艇而言，舷侧阵只能装在外表面。艇体表面由此突起约十几厘米而且突起面积很大，势必造成潜艇水下阻力和流体噪声明显增加。此外，阵面容易附着海洋生物，容易与海中物体擦撞受损。不过，随着消声瓦技术的日渐成熟，以及薄板基阵技术的兴起，上述缺点已可克服。消声瓦的厚度可部分弥补阵面与艇体的高度差，而且其功能已不仅仅局限于吸声和隔声了。现代水声橡胶材料有吸声、透声、反声等三种类型，消声瓦也已逐步发展成包括去耦瓦、透射损失瓦、无回声瓦和阻尼瓦在内的一个大家族。将消声瓦家族中的数种组合起来，可赋予吸声、透声、反射、隔振、减阻、防污等不同功能。越来越多的潜艇在给艇体外表面覆盖吸声隔振的消声瓦时，还在舷侧阵面上覆盖透声减阻瓦。这也就是为何新锐潜艇的外表面越来越光顺，舷侧阵轮廓越来越不明显，辨识越来越考验眼神的原因所在。
美国弗吉尼亚级核潜艇是首个采用舷侧薄板基阵的型号，其每块舷侧阵都是由一个面积较大的突起和一个面积较小的突起组成。较大突起的里面安装有去装置，其外侧是水声换能器，水声换能器外面是外去耦层。由于水声换能器的布设面积要小于内去耦层，因此，外去耦层的面积也小于内去耦层，由此形成了阵面上一大一小两个突起。这种设计的优点是，舷侧阵在艇体表面突起比较缓和，不至于使流体阻力和噪声过大。
美国弗吉尼亚级核潜艇
对于双壳体潜艇，舷侧阵可以放在耐压壳外侧或非耐压壳内侧，完全规避了在单壳体潜艇上布设舷侧阵带来的问题。不过，前一种布设方式，因阵面与非耐压壳之间隔着海水，信号易畸变，计算机解算难度会大一些。后一种布设方式，在潜艇与水下物体刮蹭时，仍存在着与非耐压壳“一损俱损”的可能性。
拖曳线列受制约舷侧阵的出现，让潜艇声呐的水下探测距离提高了一大截，但它受潜艇自身噪声干扰较大，且受限于阵列尺寸，探测距离再难有太大提升。因此，从20世纪80年代开始，又发展出潜艇拖曳线列阵声呐。它由水声换能器线列阵、拖缆信号处理设备和数据处理中心等组成。拖曳线列阵声呐的长度依具体型号不同，大体在300米至800米左右。从外观看，它形似一根细长的“绳子”，“绳子”前部的水声换能器线列阵上，有规律地分布着声学组件、隔振组件和遥测组件。“绳子”后部是长达一二百米的线缆。也就是说，拖曳线列阵声呐在距潜艇艉部约一二百米的水中展开工作，其水声换能器阵列长度最多长达数百米。这不仅让其工作时远离潜艇上的噪声源干扰，且能工作在低频和甚低频频段上，能将探测距离拓展到一二百千米左右。
目前，拖曳线列阵声呐在潜艇上有三种截然不同的安装方式。苏/俄核潜艇习惯于在艉垂直舵上方设置一个纺锤体整流罩，里面安装滚筒式绞盘，用于收放拖曳线列阵声呐。像V-Ⅲ型核潜艇艉垂直舵上方的纺锤体整流罩长6米，直径达3米左右。这种安装方式，可使拖曳线列阵声呐尽可能远离艇艉螺旋桨涡流区，避免因线缆不停抖动而影响探测效果，缺点是，巨大的整流罩额外增加了潜艇的水下阻力和艇艉流体噪声。
英国机敏级核潜艇
美国核潜艇都是单壳体结构，其压载水舱分别设在艇艏和艇艉。该国核潜艇的拖曳线列阵声呐，一般都有一粗一细两条水声换能器线列阵。其中，粗的那条收于艇背右舷的一个棱线突起内，立式绞盘设置在艄压载水舱里。细缆及其立式绞盘，设置在艉压载水舱里。两条线列阵，分别通过艉水平舵两侧边缘导管收放。这种安装方式的优点是，付出的阻力和噪声代价较小，缺点是增加了设计及施工难度。拖曳线列阵声呐展开工作时，难免会受艇艉螺旋桨涡流区的影响。
澳大利亚柯林斯级潜艇采用第三种安装方式。它将立式绞盘安装在围壳后的上层建筑内，拖曳线列阵声呐从一根直通艇艉且从X形艉舵上方伸出的空心管中进出。这种安装方式的优缺点介于美、苏安装方式之间。无论哪种安装方式，均要求拖曳阵自动排缆机构收回时不能打卷，放缆时要顺利放出，由于潜艇处在潜航状态时，无法人工排除自动排缆机构故障，因此对它的可靠性要求极高。
理论上，拖曳线列阵声呐必须做成零浮力，才能让整条拖曳都保持在同一深度平面上。但实际上，目前各型拖曳线列阵声呐工作时，阵列中部很长一段都会轻微下垂，海流的冲击也会让阵列在左右方向上不可能总是保持直线状态。这些阵列畸变，会造成每个水声换能器探测到的声信号都略有区别。因此，艇上计算机首先要对声呐阵列在水中的变形情况进行测定，然后再计算目标方位距离时消除这种误差。
传统的单线阵声呐换能器，是由非矢量水声换能器组成的条状结构。由于水声换能器本身没有指向性，因此，其对于左边和右边入射信号的响应几乎完全一致，也就是说，它分不清楚信号到底来自左边还是右边。解决这个难题的技术途径有三条：一是，潜艇在水下作转弯机动，通过测定信号距离的变化，来判断其到底来自左边还是右边。但这种方法在实际使用中，要受到客观环境和战场态势的限制。二是，借助单线阵在水下的阵型扭曲和畸变，由计算机实时分析单线阵的阵型与目标信息变化之间的关联关系，从而判断入射信号的左右方位，这对解算计算机提出了很高要求。三是，发展双线阵或多线阵、改用矢量水声换能器。这种技术途径的本质，是潜艇在水下同时放出2至4条水声换能器线列阵，让它们处于同一竖直面内，分别有不同的下垂度，越远离潜艇，它们之间的高度差越大。这样就可以通过三角测量法，判定信号方位。此外，矢量水声换能器也能在将所探测到的信号发往计算机处理前，就已初步判明了其大致方位，以此减轻计算机负担。然而，第三条技术途径虽彻底解决了问题，但也不可避免付出了系统复杂度及造价上涨的代价，而且让声呐阵列的收放变得更复杂。
拖曳线列阵声呐工作图
拖曳线列阵声呐被动侦测信号固然能保障本艇的隐蔽性，但在潜艇静音水平飞速提高的当下，仅靠被动侦测仍显不足。因此，从20世纪90年代开始，英国率先开始研发主/被动复合拖曳线列阵声呐。它在传统的拖曳线列阵声呐阵列基础上，加装了发射基阵，两者结合起来实现主/被动联合探测，探测的灵活性大增，而且在潜艇高速航行、背景噪声较大的情况下，也能使用。
不过，主动声呐的耗电功率是被动声呐的几百倍，目前拖曳线缆里面的细电缆难以传输那么大的功耗，而一味加粗线缆会导致声呐阵列重量大增，加大水中展开时的下垂度，对潜艇的水下机动非常不利。海底情况复杂，在大陆架海区，数百米长的拖曳阵若下垂严重，很可能会触底，与海底岩石擦撞后易损坏基阵。若线缆过重且又要保持零浮力，线缆外层就要额外增加浮力材料，线缆就会粗得难以在艇上装下。因此，目前的主/被动复合拖曳线列阵声呐中的发射基阵发射功率并不大，由此严重制约了其探测距离。
