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声呐与反潜

发布时间:2015-06-03

在深邃莫测的茫茫大海中,如何发现敌方的潜艇?经过人们的研究发现,在海水中无论是光波还是无线电波的衰减都远比声波的衰减大,也就是说,以声波在海水中传播为最好。科学家根据声波在水中传播的特性制成了多种型号的“声呐”,通过电声转换和信号处理,完成水下目标探测,进行水下通讯、遥测或遥控。利用声呐对水下潜艇的探測距离可达十几海里,最先进的拖曳线列阵声呐探测距离可达上百海里。

  声呐按其工作方式可分为主动声呐和被动声呐两大类。主动声呐发射声信号,该信号由目标反射回来,通过声吶接收机測出目标的距离、速度和方位;被动声呐本身不发射声信号,而是靠接收目标本身发出的声音来測定目标的运动要素。由此可见,被动声呐不易暴露自己,保密性好。用于反潜的声呐主要有舰艇声呐(包括水面舰艇声呐、潜艇声呐、拖曳声呐)还有航空声呐、 声呐浮标以及海岸声呐等。

  水面舰艇声呐种类繁多,仅美国巨前正在使用的就有近50 种型号,新塱设备仍在研制中。水面舰艇声呐有远程、超远程声呐,也有中近程声呐;有主动式声呐,也有被动式声呐。通常一艘反潜水面舰艇约装有5部声呐。如美国的AN/SQS-23型声呐,采用直接声传播、海底反射、会聚区三种声传播途径,并引用新的信号处理技术,使其作用距离明显提高,直接作用距离为 海里;海底反射作用距离为15〜20海里;会聚区作用距离为30〜35海里。潜艇声呐是舰艇声吶中性能最佳的,而其中又以攻击型核潜艇声呐性能为最高。例如,美国攻击核潜艇声呐船7600~5型综合型声呐系统,就包括有主动式声呐、被动式快速定位声呐、被动式探测声呐、拖曳式线列阵被动声呐、通讯声呐、目标识别声呐及侦察声呐等7种主要功能声呐站。潜艇声 呐在使用上多以被动工作为主,只是在实施对敌方潜艇攻击前需要对目标空位时才使用主动声呐,这样会暴露自己。如果在潜艇上装有精度较高的被动式测距声呐时,则在目标定位过程中可保持潜艇隐蔽活动的优点。除了以上所述的舰艇声呐外,还有拖曳式声呐,它的探测目标的换能器基阵用机电拖缴拖曳在水面舰艇尾后的海水中。其中的一种为拖体砗声呐是主动式的,探测距离为10海里。如台湾海军装备的SQS35回声变深声呐,作用距离 8〜10海里。另一种为线列阵声呐,它可以由水面舰艇、潜艇或反潜直升机等用机电拖缆将其拖曳在水中,探测距离优于主动式,如台湾海军的邓819型拖曳线列阵声呐,其监听目标距离为30海里。

  除舰艇声呐外,机载声吶在军事上应用甚广。它是指安装在直升机上的声呐,它充分利用反潜直升机转弯半径小,机动灵活,且速度超过舰艇的特点,能较快飞向发现潜艇的地区,并能快速地搜索大面积海域,对潜艇实施攻击,这就是机载声呐的优势。目前,各国海军的护卫舰、驱逐舰和巡洋舰上都载有反潜直升机,上面装有吊放式声呐用于对水中目标进行搜索。美军的最新型吊放式声呐为型声吶,它有4个改进型,其中型工作深度440米,作用距离10海里,装在美军S11—60F “海鹰”舰载直升机上。声呐浮标则是由反潜飞机布放于潜艇可能存在的海区,并用无线电发送目标信号给反潜飞机。目前,声呐浮标通常属于一次件使用的消耗器材,工作后可自沉海底。此外,还有岸边海底固定式声呐监护系统,它是进行本土防潜的工具,由设置在海湾、海峡和主要海上通道跗近的水声探潜设备所组成。它的优点是不受运载工具的限制,可使用低频大功率尺寸的声呐换能器基阵,增大探测距离,还可根据不同海区的水声传 播条件,将该系统置于有利的水层,这样可进一步增大声呐的探测距离。

  为了进一步提高声呐反潜性能,目前世界先进国家正在积极开展声波在海水中传播的特性和海岸环境的待性研究,以找出优化声呐的途径。在探測方式上,将对波动式声呐的测距与定位性能,尤其对甚低频信号的探测能力进行改进并有所突破。主动式探测方式也将得到重视,尤其是主动式舰壳声呐和变深声呐是对潜艇实施攻击定位的关键设备,将进一步得到改进和发展。另外光纤技术在拖曳阵声呐系统中可能得到应用。数宁技术也将很快 用于声呐的硬件结构及其信号处理技术等方面。