声纳有哪些工作方式?
声纳的基本工作方式有两种,一种是利用回声进行探测的主动工作方式,另
一种是利用目标自发噪声进行探测的方式。主动工作方式是声纳自己主动发射声
波,当声波遇到目标时,就会产生反射,通过接收和处理这些反
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射回波,便可测出目标的方位、距离和特性。这种工作方式往往在水下攻击
时使用,舰艇航速可保持18~24节。由于主动发射声波,所以极易暴露本艇方位,
隐蔽性很差。被动工作方式正好相反,它自己下发射任何声波,只是单纯地接收
目标在航行和工作时所辐射的噪音,并据此来推算它的方位、速度和距离,这种
声纳应用非常广泛,隐蔽性也很好,但舰艇在进行被动听测时必须低速航行或停
车,以防本艇辐射的噪声干扰。除这两种最基本的工作方式外,还有集主动与被
动工作方式为一体的综合声纳,以及进行水下通信用的通信声纳等。
▲荷兰主动声纳的轻型换能器阵
什么是海岸固定声纳?
现代反潜体系是一个战略与战术结合,水下、水上、空中与空间一体化的多
维度、立体化、大纵深的反潜预警、识别、定位、跟踪和攻击体系。在这个庞大
的反潜体系中,能够执行远程战略反潜探测任务的有:装有非声探测装置的海洋
监视卫星、装有声学和非声探测装置的大型远程海上巡逻机、装有大型水面拖曳
线列阵声纳的远洋侦察船,以及广布于一定水深和声道、乃至海底的海岸固定声
纳系统。
海岸固定声纳系统是一种通过一定方式,将水听器基阵布设于水中一定深度、
声道和海底的水声监视装置,它的主要任务就是以被动方式探测敌潜艇,并将所
获取的目标信息传送至岸基地面站,由地面站转发通信卫星,以通知反潜飞机或
舰艇奔赴预定海域进行战术搜潜和攻潜。
海岸固定声纳由水听器基阵、海底电缆或光缆、海底信号放大器和电子设备
等组成。水听器基阵换能器多为圆柱形,通常以悬挂、锚系和坐沉海底等形式固
于水中。一般每隔5 ~15海里布一基阵,从而在近海沿岸、港口要塞、海峡通道
等战略要冲,由一个个水▲各类声纳的布阵方式▲美国海军布设的水声监视系统
听器基阵构成一个庞大的水下声纳警戒网络。为了尽早对前苏联潜艇进行预警,
以防止其窜入大西洋、太平洋接近美国的某海域,对美发射弹道导弹和巡航导弹,
美国海洋监视卫星始终不停地搜索,对苏潜艇的进出港口一清二楚。在水下,美
国把水声监视系统一直布设到格陵兰经冰岛至英国一线,位于巴伦支海的熊岛至
挪威海岸,太平洋中的日本、南朝鲜和阿留申群岛一线,甚至位于地中海的西班
牙和土耳其海岸等,至于美国东西海岸长达3000多公里的海岸线,其水下更是星
罗棋布,密如蛛网。
目前,海岸固定声纳主要有水声监视系统、水声固定式分布系统和综合式水
下监视系统。这些水声探测系统的特点是常备不懈、忠于职守、终日不停、终年
不断地长期监视敌潜艇动向,而且探测距离较远,一有情况,便立即通报,通常
整个反应时间只有几分钟,因而对舰艇、飞机进行战术反潜提供了极为重要的信
息和依据,但是,固定式声纳基阵毕竟是固而下动的装置,它无法象拖曳线列阵
声纳那样机动反潜,所以这种守株待兔的探潜方式,在战时很易被敌破坏,如炸
毁基阵、切断电缆等,所以生存能力较差。
什么是远程拖曳线列阵声纳?
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近年来,由于潜艇隐身和降噪技术的发展,使潜艇变得更加安静,越来越难
以探测。同时,潜艇航速不断提高,潜射鱼雷、导弹的航速不断加快,航程也越
来越远,这对反潜兵力来说构成了不小的威胁。为了能够从更远的距离上尽早发
现敌潜艇,自70年代以来,美、英、法等国相继研制了一批性能良好的拖曳式线
列阵声纳,它一般由水面舰艇拖曳,也可由潜艇拖曳。拖曳线列阵声纳通常分两
大类:远程警戒型和战术听测型。
远程警戒型实际上是一种远程水下预警声纳系统,它通常由水面舰船拖曳,
用以收听远程潜艇的水声信息。目前,美国研制了一型专门用于海上水声探测和
预警的T 一AGOS远洋侦察船。这种船不属海军建制,也不配海军官兵,完全由民
用部门管理和使用,以便在和平时期长期游弋于大西洋和太平洋,搜集、监视敌
潜艇动向,并积累重要的水声信息资料。船上一般配20名船员,除装备大型拖曳
线列阵声纳外,还配有相应的绞车、收放装置和信息情报处理中心。工作时,侦
察船通常以3 节航速航行,拖曳线列阵声纳基阵拖在船后约5 公里处,水听器在
水中可以扭曲,具有较好的挠性。在发现目标潜艇之后,水听器基阵将噪声信号
转变为电信号,借助于拖缆把电信号传至侦察船情报中心进行分析和处理。之后,
通过装于侦察船主桅上的“维斯凯”6 型数据链天线,将经过处理的敌潜艇噪声
特性转发给通信卫星。通信卫星将接收到的信号转至美国本土地面站,并呈报海
军作战部进行决策参考。美国准备建造26艘T-AGOS远洋侦察船,每艘船可在海上
持续工作90天左右。除美国外,日本海军也发展了类似的水声监视船。
什么是战术拖曳线列阵声纳?
战术拖曳线列阵声纳是一种装于潜艇和水面舰艇,用以探测远距离水下目标
的水声探测设备。拖曳线列阵声纳最早用于弹道导弹核潜艇,主要执行远程警戒
任务。后来,逐步扩展到攻击型核潜艇和水面舰艇上,目前几乎所有现代化反潜
舰艇都装有这种装置。
潜艇自身辐射噪声较小,又处于水下环境,所以较为安静。潜艇多以装备大
型被动式艇壳声纳和拖曳线列阵声纳为主,因而听测距离较远,又不易暴露本艇
艇位。对潜艇而言,一般不用主动声纳,只有在快速鱼雷攻击、目标识别和定位
时才迫不得已使用,然后快速规避,以防敌潜艇追踪。
水面舰艇和潜艇不同,它处于辐射噪声较大的水面,且受本舰噪声影响较大,
很难象潜艇那样平心静气地仔细听查目标潜艇噪声,所以舰壳声纳常以主动探测
为主,这样一来,作用距离就受到限制。拖曳线列阵的出现,使水面舰艇如虎添
翼,长长的水听器基阵远远地拖在舰艇后面,本舰辐射噪声再也对它形不成干扰,
所以探测距离较远。装有拖曳线列阵的反潜舰艇,可以单舰游弋,也可以编队航
行。编队航行时,由于前方有反潜巡逻机、反潜直升机、攻击型核潜艇和中型反
潜舰艇进行警戒,所以装有拖曳线列阵声纳的舰艇一般在编队的两侧或殿后航行,
航速通常在8 ~12节左右。
▲美国为部署拖曳线列阵警戒声纳系统而建造的“壮健”级海洋监视船
舰艇上的声纳安装在什么部位?
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声纳是潜艇和水面舰艇的重要水中探测设备,一般每艘舰艇上都装有几部、
十几部各种不同类型的声纳,按功能来分,舰艇所使用的声纳有主动定位声纳、
被动测向声纳、被动测距声纳、侦察声纳、通信声纳、探雷声纳等;按声纳基阵
的工作位置可分为两类:舰壳(艇壳)声纳和拖曳声纳。
声纳一般由基阵、发射机、接收机、显示器、操控台和电源等组成,在舰艇
上布置时可以把它分成两大类,即声纳基阵和内部设备(电子机柜等)。声纳基
阵是声纳的耳目,它的作用和雷达的天线很相似,声纳;句水中发射声波或接收
声波都要靠它来完成,所以基阵是一个非常重要的声纳组件,通常又称作换能器。
舰壳(艇壳)式声纳基阵在水面舰艇和潜艇的总布置方案中,一般要考虑尽量减
少本舰本艇自发噪声对它的干扰,通常要远离螺旋桨、发动机、舵机等噪声干扰
源,把它安置在一个相对安静的位置。比如有些潜艇为了减小对声纳的自噪声干
扰,特地把艏水平舵移到舰桥上,同时还把艇艏鱼雷发射管后移至艇体中部。此
外,声纳基阵在舰艇上布置时还要尽量保证让它有一个开阔的视野,即观察扇面
要尽可能大一些,死角和盲区要尽量小一些,这和雷达天线的布置原理是一样的。
舰壳(艇壳)式声纳基阵最常用的形式是圆柱形,也有平面形(板形)、球形、
曲面形(共形阵)
基阵。除上述因素外,舰壳基阵在布置时还要尽可能减少水流阻力,即应使
舰艇保持良好的水动力特性(特别是潜艇),这一点也相当重要。