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水面舰艇的水下之眼——声呐
发布时间:2020-11-13     作者:   来源:兵器知识   分享到:

舰载声呐主要用于探测潜艇和水下反舰武器。声呐探测的原理与雷达相似,只是发射的是声波而不是电磁波。由于作战环境不同,水面作战舰艇的声呐系统大体按照一前一后的布局配置。“一前”指首部声呐导流罩内的综合声呐,“一后”则是指位于舰艉的拖曳声呐。

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首部声呐位于龙骨以下并做成流线型,又称为舰壳声呐或球鼻艏声呐,例如美国海军装备的SQS-53C声呐。首部声呐采用柱面阵作为布阵形式,同一个基阵上集成了收发功能,柱面阵的孔径根据舰体大小不同而差别较大,中小型水面舰艇如1 000~2 000吨级的护卫舰直径可能只有1~2米,但大型水面舰艇如5 000~9 000吨级的驱逐舰的基阵直径可能达到4米以上。首部声呐一般具有主被动两种工作方式。顾名思义,主动方式就是通过主动发射声波并根据回波探测目标,探测精度较高但易暴露;而被动方式则是通过接收和处理水中目标发出的辐射噪声或声呐信号,而获取目标参数,探测精度较低但更隐蔽。在良好水文条件下,大型舰艇正常速度航行时,首部声呐对一般噪声潜艇的被动探测距离不大于10千米,主动探测距离可达20千米。

拖曳声呐位于舰艉,早期采用拖曳变深声呐,即利用与舰艉特定装置相连的拖缆拖行装有声呐基阵的拖曳体,对潜艇进行探测,并可以通过调整拖缆长度来调节声呐深度。这种声呐实际上是首部综合声呐的自然延伸,一般也采取柱面阵的布阵形式和主被动的工作方式。其最大的优势在于:一是工作位置距离舰艇较远,背景噪声较低;二是可以通过调节深度来匹配海洋水文条件,环境适应性较好。不过,由于在孔径方面与首部声呐大体相同,因此在良好水文条件下其作用距离也不会比首部声呐更远。

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水面作战舰艇采用首尾结合的简单方式最大化利用了声呐的特性,形成了以自身为圆心、半径最大达20千米的探测范围。实际上,虽然世界各国海军都在大力发展航空反潜力量,但水面舰艇的反潜能力依然不许小视。原因在于,水面舰艇噪声一般远高于同时期的潜艇,而且降噪比潜艇困难的多,在同样采用被动声呐的情况下,潜艇将先于水面舰艇发现对方。既然如此,水面舰艇就不用担心主动声呐易暴露的问题,反而可以肆无忌惮地使用主动声呐,这种优势是显而易见的。

水面作战舰艇的首部声呐和拖曳变深声呐由于孔径限制,最大探测距离有限,而且潜艇的噪声在不断降低,扩大探测范围势在必行,于是就产生了拖曳线列阵声呐。这种声呐是将有一定间隔的水听器,以线列阵形式布置到透声保护导管内,并将管内充油调节密度到与水基本相同,再通过拖缆拖曳在舰艇尾部,犹如一条长长的“尾巴”。

拖曳线列阵声呐的阵孔径可长达数百米,较采用柱面阵布阵形式的拖曳变深声呐的探测范围大幅扩充,当然,也正因如此,拖曳线列阵声呐的摆动幅度较大、收放工序较为复杂,影响了舰艇机动。例如美国海军“伯克”级导弹驱逐舰(Flight IIA型之前)上装备的SQR-19型声呐就是拖曳线列阵声呐,其长达244米,拖缆长1 700米,拖曳深度可达366米。

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拖曳线列阵声呐解决了水面舰艇对水下目标探测距离不远的问题,但由于只能采用被动工作方式,探测精度不算太高。于是,出现了将拖曳变深声呐和拖曳线列阵声呐各自优点结合起来的主被动拖曳声呐。这种声呐一般采用拖体主动发射声波,线列阵接收的方式,同时线列阵也可以单独的以被动方式工作。在主动工作方式下,主被动拖曳阵声呐对潜艇的探测距离远超过20千米,甚至可以达到40~50千米。举个简单的例子,假设上述主被动拖曳声呐对潜艇的发现半径为40千米,那么水面舰艇在航速18节的情况下,单舰每小时的扫海面积将达到7 600平方千米左右,多艘舰艇配合更可实现大区域无缝扫海,效果显著。因此,主被动拖曳阵声呐是未来水面舰艇声呐的发展方向。

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