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当今世界各国装备先进潜艇潜艇上的声呐兵是如何工作的?

发布时间:2019-11-04 15:03 来源:未知 编辑:admin

  在一艘潜艇一生的时间里,绝大部分时间都在水下。而在水下时,因为GPS系统无法运作, 在水下,潜艇使用惯性制导系统(电动,机械),通过使用陀螺仪从固定的起点跟踪船舶的运动。惯性制导系统精确到150小时的运行,必须由其他依赖于地面的导航系统(GPS,无线电,雷达,卫星等)。通过船上的这些系统,潜艇可以精确地航行。而在作战时,潜艇的耳目便是声呐系统,操控这个系统的则是声呐操作员。

  主动声呐使用声音发射器和接收器。当两者在同一个地方时,它是单基地(类似于单机地雷达,双基地和多基地也是以此类推)操作。当发射器和接收器分离时,它是双基地操作。当使用更多发射器(或更多接收器)时,再次在空间上分离,它是多基地操作。大多数声呐都是单稳态使用的,通常用于传输和接收的相同阵列。主动声呐浮标阵列可以多维操作。主动声呐产生声音脉冲,然后监听脉冲的反射(回声)。这种声音脉冲通常使用由信号发生器,功率放大器和电声换能器/阵列组成的声呐投影仪以电子方式产生。通常采用波束形成器将声功率集中到光束中,光束可以扫过以覆盖所需的搜索角度。被动声呐无需传输即可收听。

  由于主动声呐会给敌方提示潜艇的存在和位置,并且不能对作战目标进行精确分类,因此它被快速(飞机,直升机)和嘈杂的平台(大多数水面舰艇)使用,但很少被潜艇使用。当水面声呐被水面舰艇或潜水艇使用时,它通常会在间歇期间非常短暂地激活,以最大限度地降低探测风险。因此,主动声呐通常被认为是被动声呐的辅助或备用品。在飞机上,主动声呐会以一次性声呐浮标的形式使用,声呐落在飞机的巡逻区域或者是有可能与敌方声呐发生接触的海域附近。被动声呐具有多种用于识别检测到的声音源的技术。例如,美国船舶通常使用60HZ频率的交流电力系统。如果变压器或发电机安装时没有与船体保持适当的隔离或者使用减震措施,则电传动机组的60HZ声音可以从潜艇或船舶发出。这有助于确定其国籍,因为所有欧洲潜艇和几乎所有其他国家的潜艇都有50赫兹的动力系统。而间歇声源(例如扳手掉落),称为瞬变,也可由被动声呐所探测。

  而潜艇上的声呐操作员,则主要负责对被动声呐接收的声波的分析与识别, 而一名经验丰富,训练有素的声呐操作员可以快速识别出声波的类型,虽然现在计算机也可以做到这一点。 被动声呐系统可能具有大型声波数据库,但声呐操作员最终通常会手动对信号进行分类。而舰载的计算机系统经常使用这些数据库来识别船舶,航行中(即船的速度,相对位置)的船舶,甚至可以分析出目标舰船的种类型号。

  在现代海战中,由于各国对水面作战舰艇的大规模运用,以及反潜机的普及,甚至于一些关键海区还布置有声音监视系统(SOSUS)和集成海底监视系统(IUSS)。 因此由潜艇使用主动声呐来确定方位的情况极为罕见,且并不一定能给潜艇的CIC提供高质量的方位或航程信息。然而,在水面舰艇上使用主动声呐非常普遍,当战争情况决定确定敌方潜艇的位置比隐藏自己的位置更为重要时,潜艇会使用主动声呐。而对于水面舰艇来说,可以假设威胁为已经用卫星数据跟踪船只,因为发射声呐周围的任何船只都将检测到发射。

  听到信号后,很容易识别所用的声呐设备(通常是其频率)及其位置(声波的能量大小)进而可以大致得知对方潜艇的类型。且由于各型潜艇的外型,螺旋桨形状,搭载的轮机的种类不同,在航行时会产生特定频率的声波,而这种声纹数据是独一无二的,在收到数据后(通常不会轻易接收到完整且清晰的声纹数据,因而需要手动对比),声呐操控员需将其与数据库中的数据进行对比,进而探知对方舰艇的类型。

  主动声呐与雷达相似,但它允许在一定范围内探测目标。因此,在潜艇作战中,潜艇使用主动声呐的机会少之又少,而最关键的就是需要依靠被动声呐以及其操作员的耳朵。在武器发射后,对于是否命中目标,目标是否真的被击沉,也需要声呐操控员进行甄别。同时,声呐操控员还肩负有对潜艇龙骨以下海况,以及对海底山地和暗礁进行规避测绘方面的任务。

  而关于潜艇上其他成员在作战时保持静默的状态,是在艇长下令全舰进入静默航行模式时才会发生的事情。首先,我们应该明白,海洋中并不是悄声无息的,水下存在约为100分贝左右的海洋背景音,如果潜艇产生的噪音能够接近或者低于这个指数时,潜艇是几乎不会被发现的。而且声波摄氏0度的空气中,声音的传播速度是331米/秒;在水中的传播速度是1473米/秒。声波在水中传播的速度远大于在空气中传播的速度,且声波在海水中衰减量较小,且在波导现象存在时,传播的距离会更远。

  因此在潜艇上存在着静默航行模式(slience running)。 目的是通过消除多余的噪音来逃避敌方舰艇被动声呐的发现:关闭不必要的系统,促使机组人员休息并避免发出任何不必要的声音,并且大大降低速度以最小化螺旋桨噪声。包括上文提及被动声呐时所说的,对于间歇性声源,也可被被动声呐所探测,因此在潜艇开启静默航行时,所有艇员必须严格遵守规定,保持安静。返回搜狐,查看更多

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