З одного боку судна під водою вибухом чи ударом дзвона створювали звук і засікали час. Звукові хвилі досягали дна, відбивалися від нього і поверталися до судна. Там, з другого борту, прикріплювався апарат, який сприймав цей відбитий звук і відзначав час, коли цей звук був ним прийнятий. Оскільки звук від судна до дна і від дна до судна проходить за однаковий час, то досить було знати час, що минув від вибуху до моменту сприйняття приймачем відбитого звуку, щоб визначити, скільки секунд і, отже, скільки метрів звук пройшов до дна. Потім з'явилися ехолоти, які автоматично, самі, показували на особливій шкалі глибину в метрах і позбавляли людину різних вирахувань і підрахунків. Діючи безперервно, посилаючи у воду звуки і сприймаючи їх відбиття, такі ехолоти самі відмічали, записували і показували на папері або на екрані особливою лінією рельєф дна, над яким проходив корабель. Нарешті, з'явилися ультразвукові ехолоти, як, наприклад, випромінювач Ланжевена.
Висота всякого звуку залежить від частоти коливань, в які джерело звуку приводить частинки передаючого середовища – повітря, води чи твердих тіл, а через них і барабанну перетинку в людському вусі. Людське вухо може сприйняти у вигляді звуку лише ті коливання, які відбуваються з частотою від шістнадцяти до двадцяти тисяч раз на секунду. Це – низьке гудіння і високий, тонкий комариний писк. Вище за двадцять тисяч коливань починаються вже ультразвуки. Ультразвуки людське вухо уже не може сприйняти.
Джерелом ультразвукових коливань є пластинка гірського кришталю або п'єзокварцу. Якщо-опустити таку пластинку, затиснуту між металевими електродами, в рідину і подіяти на неї з допомогою радіопередавача, то вона починає часто і швидко коливатися, і це коливання передається навколишній рідині. Чим більша частота коливань пластинки, тим вищий ультразвук.
Ультразвуки мають дві дуже важливі особливості. По-перше, їх можна посилати не кулястими, сферичними хвилями в усі боки, а тонким спрямованим в будь-який бік променем. По-друге, як було відомо ще з дослідів Вуда і Луміса, деякі тваринні організми, як жаби, дрібні риби, пуголовки, морські раковидні, потрапивши в ультразвукове поле, гинуть, а деякі тверді тіла, як лід, розрихлюються, руйнуються.
Інженер Крєпін використав обидві ці особливості ультразвуків, щоб дати своєму підводному човнові зір, слух і нищівну зброю в боротьбі з живою і мертвою природою.
Разом із своїм другом, ученим і винахідником Власьєвим, професором Московського інституту по вивченню коливань високої частоти, він побудував апарат, який давав до кількох сот мільйонів коливань за секунду. Вони винайшли методи одержання таких потужних коливань, що пучок ультразвукових хвиль, які випускає їхній апарат, пронизував водяні простори на відстань до двадцяти кілометрів. Ці апарати разом з самописними приймачами Крєпін установив на носі, на спині, з боків і в кілі «Піонера», давши йому таким чином вуха, яких не має жодна жива істота в світі.
Але на цьому Крєпін і Власьєв не заспокоїлись. Вони пішли далі і перетворили ці вуха одночасно і в очі свого корабля.
Ультразвукові промені, що випускаються їхнім апаратом, відбивалися зустрічними перепонами не з однаковою силою, а відповідно до зовнішньої форми цих перепон. Тому ультразвуковий промінь повертався вже зміненим. Винахідники влаштували приймальну мембрану з тисячі мікроскопічних мембран. Кожна з них вібрувала відповідно до сили тільки того пучечка ультразвукового променя, що повернувся, який падав саме на неї.
З допомогою складного приладу, що перетворює звукову енергію в світлову, кожен пучок променів давав на екрані центрального поста підводного човна зображення тієї частини зустрінутої перепони, від якої він відбився.