从寂静中听声——声呐的基本原理

<正>声呐是利用水中声波对水下目标进行探测、定位和通信的电子设备,是水声学中应用最广泛、最重要的一种装置。实际上是以声音导航测距。声呐的缘起人类从很久以前就开始利用声波寻找水下物体。例如,渔民可以利用声音来探测水下鱼群,15世纪意大利的达·芬奇提出了用插到水中的空气管来收听远处航船噪声的方法。声呐技术至今已有100多年的历     

现代声呐技术的几个发展方向

自1490年意大利艺术家、科学家达·芬奇利用声管听到水中的声音起,声呐技术发展至今已有500多年的历史。在两次世界大战期间,反潜战使声呐成为海军不可或缺的耳目,推动着声呐技术逐步趋于成熟。近年来,随着微电子技术、信号处理技术的发展以及人们对声传播规律的认识, 声呐技术有了长足的进步,出现了多种低频、大功率,大尺寸基阵声呐和新体制声呐。本文将谈及现代声呐技术的几个发展方向。     

军事零讯

ASia亚洲特种水下机器人列入中国“863”项目 最近,由甘肃长城水下高技术有限公司研制出的“堤坝安全检测水下机器人”被列为国家技术、水下控制与导航技术、声呐探测技术和水下视频探测技术。它是一个以图像声呐、浅剖声呐和高清晰度摄像头为探测手段,以水下遥控机器人为载体的高科技综合合体。该机器人能以动力定位技术悬浮于水中,像直升机在空气中地运动那样,能在水中任意方向作自由运动,水下工作深度可达150米,扫查速度为0.5-1米/秒.可程控连续扫描或手动控制扫描,可全天候工作,连续成像,不受天气和环境影响。     

潜艇声呐的功能仿真

声呐是潜艇重要的探测设备。该文在分析声呐工作原理的基础上,结合主被动声呐方程求解了潜艇声呐的作用距离和有利工作深度,给出了潜艇声呐显示功能仿真原理和实现结果。     

潜艇水声对抗航空声呐作战效能仿真研究

为得到潜艇水声对抗主/被动航空声呐的最佳策略,构建了水声环境模型和声呐探测模型、潜艇对抗模型,提出了一种考虑声接触、跟踪、定位和识别处理的航空声呐信息处理模型,仿真分析了被动声呐浮标和主动吊放声呐等典型航空声呐在接触潜艇的条件下,不同潜艇水声对抗策略的效能。结果表明,对抗被动声呐时,减小辐射噪声比提高航速更为有效,潜艇应该采用大深度、最小噪声航速、最短距离脱离。如果潜艇通过电子侦察侦听到声呐浮标空投入水声音得知被动声呐浮标方位,可以插入气幕弹恶化被动浮标阵共视条件,避免跟踪定位,提高对抗效果。对抗主动声呐时,改变航向、投放宽频干扰器和声诱饵后高速脱离是潜艇的最佳策略,脱离过程还可以插入气幕弹恶化声呐跟踪定位识别环境,为潜艇拉开与声呐的距离提供条件。该研究可为潜艇水声对抗主/被动航空声呐提供仿真环境和决策参考。     

国外海军积极开发新型声呐

声呐装备是海军诸多装备中的主要装备之一。由于声呐装备在海军舰艇中有着许多功能,例如能够起到搜索、探测、定位目标等诸多功能,因而受到许多国家海军的重视。近些     

航空探潜利器——吊放声呐与声呐浮标

正在浩瀚无际的海洋中,航空母舰的存在如同一座劈波斩浪的移动城堡,而城堡的守卫就是水面编队驱护舰、水下潜艇、空中反潜飞机以及水下声呐预警系统。它们将航母团团围住,形成了一个"舰机合一,攻防兼备"的海上作战平台。潜艇是为数不多的可能威胁航空母舰的水下航行器,因而反潜是水面编队的主要任务。在搜索潜艇的过程中,驱护舰首当其冲,采用主动声呐发射     

外形对声呐探测影响的分析计算

根据声呐探雷的原理,提出影响声呐探测的因素为:目标强度的大小与声影的强弱。计算了圆柱形、锥台形、BGM601型与1号雷体形状的目标强度及声呐对其的探测距离,并对1号雷壳与圆柱形雷壳的成影能力进行对比分析。结果显示,1号雷壳的目标强度较低,可降低声呐探测距离,且与圆柱形相比,具有较好透声性能。因此,1号雷壳可增加声呐探测的难度,具有良好的隐身性能。     

探听水下目标的顺风耳——声呐专家访谈录

不久前,日本宣布研制新型声呐对付中国潜艇,一些读者对声呐产生了兴趣。为此,本刊记者就声呐及水下战的相关问题采访了声呐专家官继祥高级工程师。     

军舰的耳朵——拖曳式声呐

据媒体报道，6月11日，美国海军“约翰·麦凯恩”号驱逐舰的拖曳式声呐与中国一艘常规潜艇在菲律宾苏比克湾海域附近相撞，价值2000万美元的声呐受损。消息传出后，引起媒体的广泛关注。     

灭雷具图像声呐探测过程仿真模型

根据灭雷具上高分辨率图像声呐的工作原理和探测过程,从为部队官兵提供模拟训练平台的角度出发,利用计算机的图形、图像处理和虚拟现实技术,提出一种数学模型和物理模型相结合的图像声呐可视化建模思路。通过仿真,证明此种方法既便于计算机实现,又符合灭雷具图像声呐的真实探测和显示过程。同时,为了整个仿真系统的需要,简单地给出了系统中三维海底地形和水雷目标的数据模型和构造方法。     

基于吊放声呐的无人艇搜潜任务规划算法

针对无人艇基于吊放声呐自主执行搜潜任务需求,分析吊放声呐搜潜使用的特点,构建吊放声呐探测概率模型,设计了无人艇使用吊放声呐自主搜潜控制流程,建立了基于概率模型和搜潜质量的吊放声呐搜潜任务规划模型。通过仿真计算,该算法输入参数少,输出规划能够满足无人艇执行搜潜任务的控制需求,具有良好的性能,达到了预期的目标。     

双基地声呐海面散射模型及仿真

双基地声呐是近些年发展起来的探潜新技术,而由海-气界面和海面附近气泡的散射引起的海面混响是影响双基地声呐的重要因素之一,有必要对双基地海面混响展开研究.建立了双基地声呐的海面散射模型,给出了海面散射强度的明确表达式.利用计算机仿真,分析出双基地海面散射强度随频率、风速、双基地各角度等参数的变化关系.利用该模型可以明确出海面散射强度与各参数的关系.     

子弹与声音谁跑得快?

在电影、电视画面中,我们都见过这样的场面,指挥员一声令下,顿时枪声大作,响成—片。在枪响的同时子弹飞了出去。那么,你有没有想过,子弹和枪声谁跑得快呢? 你可能会说,子弹射出枪口的速度大约是900米/秒,声音在空气中传播的速度一般是340米/秒,子弹的速度是声速的2倍多,当然是子弹跑得快。 事情并没有这么简单。子弹在飞行过程中,不断地跟空气发     

2004年第12期竞答题目

1.公园里有3艘游戏小艇A、B、C在进行水上娱乐表演,它们绕着半径为30米的一个圆周相互追逐。某一时刻,3艘艇之间的相对位置构成了某种队列形状:AB间的直线距离是BC的3/4,CA间的直线距离是AB的5/3。求:BC间的直线距离是多少? 2.一艘常规潜艇以20节的航速向前行驶,一艘核潜艇则以30节的航速从其后15000码处用声呐系统开始追踪。声呐仪先发出声波,声波传至目标被反射回来,声呐仪测出这中间一来一回     

从寂静中听声——声呐技术的新发展

<正>经过100多年的发展,声呐技术已经有较为成熟的技术构成及相关的原理学说。但是在现代战争中,声呐需要面对具有更加不确定性的作战环境,更为复杂的系统环境和多样的计算模型。同时,目前现代潜艇的隐身性能越来越好,威胁也随之增大,除环境因素外,声呐技术的发展还需要考虑人的因素及其中的策略博弈,在对抗中得到提高。     

美、俄潜艇声呐系统对比

《现代舰船》2004年第4期“猜想210”一文,再次引发了广大读者对美、俄潜艇性能的关注。在以前关于美、俄潜艇对比的文章中,通常会从潜艇自身的噪声特征和武器系统等方面对双方的作战实力加以分析,但是决定潜艇作战能力还有一项更为重要的因素,那就是该型潜艇所配备的声呐系统性能的高低。冷战期间美、俄对潜艇声呐系统的研制都投入了大量的精力,其技术研发能力基本代表了世界最高水平。下面就对双方现役的综合声呐系统作一分析和对比。     

声呐浮标阵列通信干扰效能评估研究

为优化反潜机声呐浮标阵列通信干扰平台和功率选择设计，基于反潜机声呐浮标典型布阵，构建了4种声呐浮标阵列模型，分析浮标通信组网稳定性以及不同阵列公共畅通区，提出以公共畅通区干扰遮盖率为指标，对不同浮标阵列干扰功率进行了分析。仿真实验结果表明：该方法对反潜机与浮标阵列的通信阻塞式干扰有效，且干扰遮盖率与干扰功率近似成正比，干扰功率与干扰距离的平方成正比；闭合阵列比非闭合阵列对干扰功率的变化更敏感。据此可针对性选择干扰功率和平台，对工程实现具有指导性。     

目标和环境特性对主动声呐浮标作用距离影响研究

主动声呐浮标的作用距离不仅和自身设备性能有关,还和目标运动特征及环境特性有着密切的关系.通过建立潜艇目标运动、海洋混响的数学模型,利用浅海平滑平均声场理论推导了潜艇深度变化后主动声呐浮标的作用距离,讨论了潜艇采用不同航深以及海洋混响对主动声呐浮标作用距离的影响,并进行了仿真.结果表明,目标和环境特性对主动声呐浮标的作用距离有重要影响,为航空搜潜训练提供了理论依据.     

远程预警声呐发现目标后的机动原则

鉴于经典的载体优化理论对装备舷侧阵声呐的潜艇的局限性,讨论了装备舷侧阵远程预警声呐的潜艇发现目标后的机动问题.在分析经典的载体优化机动理论的使用条件和特点的前提下,借鉴美国潜艇拖曳阵远程预警声呐发现目标后的战术机动思想,提出了装备舷侧阵声呐的潜艇发现目标后可以采取与初始发现方位线相垂直的倒"U"字机动策略及具体的细节.该机动方法理论上成立,但具体参数的确定还需要经过计算机仿真和海上实践的检验.同时认为战术理论的发展与装备技术水平的发展紧密相关.