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仪表百科带你探寻水面舰艇的水下耳目

百科知识中国仪表网2015年11月20日 15:02人气:5972

  【中国仪表网 百科知识】如今,无论在海面、水下,还是在地上、空中,都布置着各种反潜兵力,比如反潜水面舰艇、反潜潜艇、海岸固定声纳站、电子侦察机、侦察卫星、反潜固定巡航机以及反潜直升机等,它们在三维空间共同构成了立体反潜体系。
  

  要发现在水下活动的潜艇并击沉它,探测设备和反潜武器是必不可少的。作为反潜战尤其是水面舰艇的“水下耳目”的声纳,目前仍旧是探测潜艇的最为有效的工具。
  
  声纳(SONAR)的意思是“声导航和测距”(SOund Navigation And Ranging)。60年代以来,以低频、大功率、大基阵为特点的声纳问世;随着微电子技术的发展,各种规模的集成电路取代了晶体管,计算机也进入了声纳技术领域,出现了一批全新的数字化声纳。
  
  什么是声纳呢?声纳是利用声波在水下的传播特性,通过电声转换装置和信号处理,完成水下目标探测和通讯任务的设备。按照搜索方式,声纳可以分为:多波束声纳、三维声纳、扫描声纳、旁视声纳等。按装备对象可分为水面舰艇声纳、潜艇声纳、海岸固定声纳、固定翼机声纳和直升机机载声纳等。
  
  声纳的种类如此繁多,让我们看其中的一种声纳,就是舰壳声纳,今天的水面舰艇声纳集自动化、传感器、继承电路、计算机、海洋工程等高技术于一身,他的工作频率低,作用距离远,能够分析复杂信号,测向精度和可靠性较高。水面舰艇的舰壳声纳,顾名思义就是安装在水面舰艇壳体上的声纳。水面舰艇的舰壳声纳的最突出成就莫过于新的声传播的探索和应用(深海声道会聚区和海底反射)。
  


海底反射的原理
  
  我们知道,声波在海水中的传播特性,决定声纳的使用效果同时也是声纳设计的重要依据之一。由于舰载声纳的作用距离受到水文条件的影响很大,因此了解和掌握声波在海水中的传播特性是至关重要的。声速是声波在海水里传播的速度,它与温度、盐度、压力有关,由于日光、气温、海流、风浪等因素的影响,使得声速随着深度而变化。通常以声线代表自声源发出的能量传播途径的曲线,如果声速随着深度而增加,则声线折回海面;如果声速随着深度而减小,则声线折向海底。这样造成声波在海水中传播情况的复杂性。在这基础上,可供舰壳声纳采用的声传播途径有如下三种。
  
  最直接的是声直接传播。这种声直接传播的距离比较近,一般不超过10海里。随着“低频、大功率、大基阵”的发展,使得深海声道会聚区和海底反射技术成为可能。
  
  什么是深海声道会聚区呢?在深海海区,太阳照射使得海面的温度增加,而深处的温度是不变的,加上海水的压力随深度而增加,导致了声纳随深度的变化先减小后增大,这样就存在一个稳定的声道,当声波借助于深海声道所形成的会聚效应传播时,能够达到30海里的距离。
  
  什么又是海底反射呢?由于海底、海面两个反射面的存在,当声源以某一个倾角发射时,声波遇到海底发生反射返回海面,乃至重新返回海底,这样的不断反射可以获得大约15海里的探测距离。
  
  声纳技术在现代战争中发挥着巨大的作用,随着声传播理论以及其他理论的发展,声纳技术必将具有更多的智能化、更强的探测性,在海底发挥着“海底望远镜”的重大功能。
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