舰艇声纳技术的发展动向与分析_石万山

２）被动声呐。 被 动 声 呐 技 术 是 指 声 呐 被 动 接 收 舰 船
等水中目标产生的辐 射 噪 声 和 水 声 设 备 发 射 的 信 号，以 测 定目标的方位。它由 简 单 的 水 听 器 演 变 而 来，它 收 听 目 标 发出的噪声，判断出目标的位置和某些特 性，特 别 适 用 于 不 能发声暴露自己而又要探测敌舰活动的潜艇。例如美国海 军的 ＡＮ／ＳＱＲ—１９战术 拖 曳 阵 声 纳 和 ＡＮ／ＳＱＳ—５３ 系 列 声纳（Ａ、Ｂ 和 Ｃ 型 ）；英 国 海 军 的 ２０３１ 型 拖 曳 阵 声 纳 和 ２０５０ 型 （或 ２０１６ 型 ）舰 壳 声 纳 。
由阿特拉斯 电 子 公 司 英 国 子 公 司 开 发 的 “塞 伯 罗 斯 ” Ｍｏｄ２声纳将成为安装 在 北 约 舰 艇 上 的 第 一 部 潜 水 员 检 测 声纳。当潜水员、游 泳 者、自 主 水 下 航 行 器 （ＡＵＶ）或 蛙 人 运载工具出现时，“塞伯罗斯”将向作战人 员 发 出 告 警 信 号， 以保护军用舰艇不受水下威胁侵害。系统非常适用于远征 平台，如战时将在潜在敌区进行前沿行动的 Ｆ１２５护卫舰。
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舰船电子工程 Ｓｈｉｐ Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ
总 第 ２３４ 期 ２０１３ 年 第 １２ 期
舰艇声纳技术的发展动向与分析＊
石万山 （海 军 驻 沈 阳 地 区 电 子 系 统 军 代 表 室 沈 阳 １１０００３）
摘 要 舰艇声纳技术在现代战争中发挥着越来越重要的作用 。论文介绍了舰艇声 纳 技 术 的 发 展 历 程 以 及 装 备 的 研 制 、改 进 情 况，指 出了在现代战争中发展舰艇声纳技术的优势和重要性 ，重点探讨了几种舰艇声纳技术的性 能 及 其 特 点 ，最 后 论 述 了 舰 艇 声 纳 技 术 的 发 展 动 向与分析。
雷声公司交付的声纳电子设备全部组装并集成到电子 模块外壳（ＥＭＥ）。ＥＭＥ 是 用 于 ＤＤＧ－１０００ 驱 逐 舰 的 创 新 性造船技术，不仅可方便船厂进行安装前 的 集 成 和 测 试，而 且 最 大 限 度 地 减 少 了 在 舰 上 安 装 空 间 ，同 时 还 提 高 了 效 率 。
ＡＮ／ＳＱＱ－９０由 ＡＮ／ＳＱＳ－６０舰 壳 中 频 声 纳、ＡＮ／ＳＱＳ－ ６１舰壳高频 声 纳、ＡＮ／ＳＱＲ－２０ 多 功 能 拖 曳 阵 列 声 纳 和 吊 放系统组成。利用自动化技术和独特的 信 息 管 理 技 术， ＡＮ／ＳＱＱ－９０所需 的 操 作 人 员 仅 为 “宙 斯 盾 ”系 统 的 １／３。 通过集成 ＤＤＧ－１０００驱逐舰开放架 构 战 斗 系 统 和 多 传 感 器 能力，ＡＮ／ＳＱＱ－９０将提供多 目 标 打 击 能 力，包 括 在 沿 海 和 深海水域对抗地雷和柴油动力潜艇。
３）可变深度声纳。比较直 接 的 因 素 有 传 播 衰 减、多 路 径效应、混响干扰、海洋噪声、自噪声、目标 反 射 特 征 或 辐 射 噪声强度等，它们大多与海洋环境因素 有 关。 例 如，声 波 在 传播途中受海水介质 不 均 匀 分 布 和 海 面、海 底 的 影 响 和 制 约，会产生折射、散 射、反 射 和 干 涉，会 产 生 声 线 弯 曲、信 号 起伏和畸变，造成传 播 途 径 的 改 变，以 及 出 现 声 阴 区，严 重 影响声呐的 作 用 距 离 和 测 量 精 度。 现 代 声 呐 根 据 海 区 声 速—深度变化形成的传 播 条 件，可 适 当 选 择 基 阵 工 作 深 度 和俯仰角，利用声波的不 同 传 播 途 径 （直 达 声、海 底 反 射 声、 会 聚 区 、深 海 声 道 ）来 克 服 水 声 传 播 条 件 的 不 利 影 响 ，提 高 声 呐探测距离。又如，运 载 平 台 的 自 噪 声 主 要 与 航 速 有 关，航 速 越 大 自 噪 声 越 大 ，声 呐 作 用 距 离 就 越 近 ，反 之 则 越 远 ；目 标 反射本领越大，被对 方 主 动 声 呐 发 现 的 距 离 就 越 远；目 标 辐 射噪声强 度 越 大，被 对 方 被 动 声 呐 发 现 的 距 离 就 越 远。例 如：加拿大的 ＳＱＳ—５０９，法 国 的 ＳＳ—１２ 和 ＳｉｏｄｏｎＴＳＭ２６３０； 德国的 ＤＳＱＳ—２１ 和 美 国 的 ＤＥＩＩ６０ 系 列 声 纳、７８０ 系 列 声 纳；法国的 ＴＳＭ２６４０ＳＡＬＭＯＮ 变深声纳。目前，美国装备海 军舰 艇 的 ＡＮ／ＳＱＲ－１９ 声 纳，它 是 在 ＡＮ／ＳＱＲ－１５ 和 ＡＮ／
＊ 收稿日期：２０１３年６月１０日，修回日期：２０１３年７月３０日 作 者 简 介 ：石 万 山 ，男 ，高 级 工 程 师 ，研 究 方 向 ：水 声 、电 子 工 程 。
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ＳＱＲ－１８的基础上 开 发 而 成 的。该 阵 列 声 纳 长 ８００ 英 尺，拖 缆 长 ５６００ 英 尺 ，拖 曳 深 度 可 达 １２００ 英 尺 。
２）阿特拉 斯 公 司 将 为 德 国 Ｆ１２５ 护 卫 舰 提 供 “塞 伯 罗 斯”便携式潜水员检测声纳。 法 国 《航 宇 防 务 》２０１２ 年 ７ 月 １６日报道：阿特拉斯电子公 司 将 向 德 国 海 军 交 付 用 于 部 署 最新型护卫舰 Ｆ１２５的 便 携 式 潜 水 员 检 测 声 纳。 阿 特 拉 斯 作为海军电子系统的 领 衔 供 应 商，获 得 德 国 联 邦 国 防 技 术 和采购局（ＢＷＢ）的一项采办合同，其 中 包 含 用 于 四 艘 Ｆ１２５ 护卫舰的的四部“塞 伯 罗 斯”Ｍｏｄ２ 便 携 式 潜 水 员 检 测 声 纳 （ＤＤＳ）和ｔｒａｃｔ Ｔｈｅ ｓｈｉｐｓ ｓｏｎａｒ ｔｅｃｈｎｉｃａｌ ｏｆ ｔｈｅ ａｄｖａｎｃｅｄ ｆｉｇｈｔｅｒ ａｉｒｃｒａｆｔ ｐｌａｙ ｍｏｒｅ ａｎｄ ｍｏｒｅ ｉｍｐｏｒｔａｎｔ ｒｏｌｅｓ ｉｎ ｔｈｅ ｗａｒ ｔｏｄａｙ．Ｔｈｅ ｐｒｏｃｅｓｓ ｏｆ ｄｅｖｅｌｏｐ－ ｍｅｎｔ ｏｆ ｔｈｅ ｓｈｉｐｓ ｓｏｎａｒ ｔｅｃｈｎｉｃａｌ ａｎｄ ｅｑｕｉｐｍｅｎｔｓ ｉｎ ａｌｌ ｃｏｕｎｔｒｉｅｓ ｏｖｅｒ ｔｈｅ ｗｏｒｌｄ ａｎｄ ｉｔｓ ｍｏｄｉｆｉｃａｔｉｏｎ ａｒｅ ｄｅｓｃｒｉｂｅｄ．Ｔｈｅ ｔｅｃｈｎｉｑｕｅ ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ ａｎｄ ｐｒｏｐ－ ｅｒｔｉｅｓ ｏｆ ｓｅｖｅｒａｌ ｓｈｉｐｓ ｓｏｎａｒ ｔｅｃｈｎｉｃａｌ ｔｈｅａｔｅ ｓｅｅｋｅｒｓ ａｒｅ ａｎａｌｙｚｅｄ；ａｎｄ ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ ｔｒｅｎｄｓ ａｎｄ ａｎａｌｙｓｉｓ ｏｆ ｔｈｅ ｓｈｉｐｓ ｓｏｎａｒ ｔｅｃｈｎｉｃａｌ．
关 键 词 舰 艇 声 纳 ；发 展 趋 势 中图分类号 ＴＮ９７ ＤＯＩ：１０．３９６９／ｊ．ｉｓｓｎ１６７２－９７３０．２０１３．１２．０４５
Ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ Ｔｒｅｎｄ ａｎｄ Ａｎａｌｙｓｉｓ ｏｆ ｔｈｅ Ｓｈｉｐｓ Ｓｏｎａｒ Ｔｅｃｈｎｉｃａｌ
ＳＨＩ Ｗａｎｓｈａｎ （Ｎａｖｙ Ｆａｏｒｃｅ Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ Ｓｙｓｔｅｍ Ｒｅｐｒｅｓｅｎｔａｔｉｖｅ Ｂｕｅａｕ ｉｎ Ｓｈｅｎｙａｎｇ，Ｓｈｅｎｙａｎｇ １１０００３）
“塞伯罗斯”系统可在远离舰桥和甲板 下 方 处 理 和 显 示 单元的地 方 运 行。 若 “塞 伯 罗 斯 ”不 采 用 舰 艇 标 准 电 源 供 电，系统还可完全 独 立 于 舰 艇 系 统 运 行。 将 几 部 声 纳 置 于 海港中的合 适 位 置，就 可 监 视 很 大 的 范 围，并 保 护 大 量 舰 艇。“塞伯罗斯”可以将其周围区域的 显 示 在 海 图 上。 系 统 所在舰船的位置和 方 位 会 不 断 更 新。 一 旦 初 始 化，潜 水 员 检测声纳就会在有水下目标接近舰艇时产生视觉和听觉的 告警信号。因此，监视人员无需一直盯 着 显 示 器。 由 于“塞 伯罗斯”系统只有２３ｋｇ 且 非 常 轻 巧，无 需 吊 车 或 吊 架 便 可 安装，只需个人 即 可 轻 易 地 搬 运 和 操 作 其 部 件 。 “塞 伯 罗 斯”Ｍｏｄ２ 满 足 所 有 相 关 的 国 内 和 国 际 军 用 标 准 （ＢＶ 和 ＭＩＬ）。
３ 发 展 动 向
１）雷声公司 向 美 国 海 军 交 付 第 一 部 双 波 段 声 纳 。 法 国 《航 宇 防 务 》２０１２ 年 ４ 月 １６ 日 报 道 ：雷 声 公 司 最 近 向 美 国 海军 交 付 了 第 一 部 水 面 舰 艇 用 双 波 段 船 体 声 纳 —ＡＮ／ ＳＱＱ－９０ 战 术 声 纳 套 件，用 于 装 备 美 国 海 军 第 一 艘 ＤＤＧ－ １０００驱逐舰，以显著增强其 水 下 作 战 能 力 并 扩 展 其 作 战 范 围 ［３］。
Ｋｅｙ Ｗｏｒｄｓ ｓｈｉｐｓ ｓｏｎａｒ，ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ ｔｒｅｎｄ Ｃｌａｓｓ Ｎｕｍｂｅｒ ＴＮ９７
１ 引 言
声纳是利用水中 声 波 进 行 探 测、定 位 和 通 信 的 电 子 设 备，是各国海军进 行 水 下 监 视 使 用 的 主 要 技 术。 可 用 于 对 水下目标进行探测、分 类、定 位 和 跟 踪；进 行 水 下 通 信 和 导 航，保障舰艇、反潜飞机和反潜直升机的战 术 机 动 和 水 中 武 器的使用。本文就 舰 艇 声 纳 技 术、发 展 动 向、发 展 分 析 等， 作 进 一 步 的 研 究 和 探 讨［１］。
２ 舰 艇 声 纳 技 术
目前，各 国 海 军 根 据 自 己 的 战 术 要 求、海 区 特 点、舰 艇 种类、技术水平和经济实力的不同，水面舰 艇 反 潜 声 纳 主 要 有 ［２］：
１）主动声呐。 主 动 声 呐 技 术 是 指 声 呐 主 动 发 射 声 波 “照射”目标，而后接 收 水 中 目 标 反 射 的 回 波 以 测 定 目 标 的 参数。大多数采 用 脉 冲 体 制，也 有 采 用 连 续 波 体 制 的。 它 由简单的回声探测仪器演变而来，它主动 地 发 射 超 声 波，然 后收测回波进行 计 算，适 用 于 探 测 冰 山、暗 礁、沉 船、海 深、 鱼群、水雷和关闭了 发 动 机 的 隐 蔽 的 潜 艇．目 前，美 国 海 军 为了加强反潜能力，准备在未来声纳上运 用 一 种 新 技 术，那 就是连续主动声纳技术（ＣＡＳ）。 美 国 埃 莱 恩 科 公 司 正 在 开 发的这种探测系统，可以不间断地发射信 号，声 纳 操 作 员 也 能同步听到潜艇的声 音，从 而 使 水 面 舰 艇 能 够 更 快 地 探 测 到敌舰艇。