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光纤水听器:洞察汪洋的“火眼金睛”

光纤水听器:洞察汪洋的“火眼金睛”

作者:澳门新萄京    来源:未知    发布时间:2019-12-15 02:51    浏览量:

  出品:科普中国

新萄京官方网站,原标题:光纤水听器:洞察汪洋的“火眼金睛”

  6月上旬,在北京展览馆举行的国家“十二五”科技创新成就展上,中船工业集团展出了一套名为“海底观测网”的系统。这对于外行来说也许并不起眼,却让在场的专业人士眼前一亮。因为,这是中国官方首次公开外媒炒作多时的“中国版SOSUS”——海底反潜水声监测系统。

  作者:瑷敏工作室

■军事科技与国家安全

  英国《简氏防务周刊》网站在5月17日的报道中将其称为“水下长城”,认为其能大大削弱美国和俄罗斯核潜艇所垄断的水下作战优势。美国“国家利益”网站则认为,中国构筑水下观测系统的雄心,将适用于触及中国国家利益的所有海洋,包括“近海、深远海、边远海岛、战略通道”等。

  策划:白璐

在美国最为先进的新型核潜艇——“弗吉尼亚”级潜艇中,为了提高反潜、反舰和远程侦察能力,装备了大孔径阵列光纤声学传感器系统,即光纤水听器。它利用光纤和激光技术把目标在水中传播的声音信号转化为光学信息,从而使“弗吉尼亚”级潜艇能够精准识别和跟踪目标。光纤水听器就像人类洞察汪洋的一双“慧眼”。难怪美国海军研究实验室光纤水听器的研究人员曾经自豪地说:“属于光纤水听器技术的时代已经到来!”

  钱报智库、海军军事学术研究院的曹卫东研究员接受本报连线时表示,这套海底观测系统体现了军民融合发展的精神,适合在南海和渤海湾大面积布设,我国将能有效掌控周边国家潜艇在这两个区域的活动,大大提高了中国海军舰艇和民船的行动自由度,甚至成为中国的反潜“主场”。

  监制:光明网科普事业部

传统声呐侦听难度大大增加

  海底固定水声监听阵列是捕捉神秘水下潜艇的“神器”

  在今年5月初举办的中国国际国防电子展上,我国研究人员公开展示了光纤水听器岸基阵列的实物图片。光纤水听器是一种建立在光纤传感和光电子技术基础上的水下声信号探测器。主要利用相关检测技术,把水声信号转换成光信号,进而对汪洋大海中的各种声响进行高灵敏度侦听。随着光纤水听器工程应用的日渐成熟,这双洞察汪洋的“智慧之眼”,堪称水下反潜侦听的“钢铁长城”。

看似安宁的海洋,其实从来都不平静。声波是目前人类知道的唯一能够在水中远距离传播的物质,而光和电磁波在水中传播时很快就会被吸收。声波不仅可以在水里传得很远,而且当声波遇到海洋中的物体时,会被反射回来,不同频率的声波,在水中被吸收和反射的程度也不相同。人们根据声波的这一特性发明了声呐,用来进行水中探测、定位和通信。

  “在海水里,雷达、红外、光学等陆地上的探测手段统统失效,而空气中传不远的声音,在水中传播却特别快、特别远。因此,声呐几乎是探测潜航状态潜艇的唯一有效手段。”

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但近年来随着武器装备的迅速发展和消噪技术的不断进步,各类静音效果良好的核动力潜艇以及AIP潜艇先后列装各国海军,利用传统声呐装置进行侦听的难度大大增加。反潜作战成为当今世界各国海军公认的最大难题之一。

  曹卫东解释说,“如果把数以千计的水听器(即被动声呐)安装在海底声音传播最佳的位置,然后用电缆把他们串联起来,任何水下的声波只要进入到这个阵列范围,都会被察觉。根据不同水听器报警的先后顺序和安装位置,即可判断声源方位和大致距离,然后引导反潜飞机和舰艇到目标区域进行更精确的搜索,以跟踪、锁定敌潜艇。”

  “无声”战场呼唤灵敏的“耳朵”

2009年2月初,英国“前卫”号弹道导弹核潜艇与法国“凯旋”号核潜艇在大西洋深海上演了“深情一吻”。当时两艘潜艇均在水下航行,而且艇上带着核导弹,碰撞发生时,潜艇上共有约250名乘员,可竟然无人利用声呐装置发现对方。其实,自冷战时代起,美国和西方国家就经常派潜艇近距离监视苏联的大型海上军事演习,双方潜艇发生相撞事件时有发生。据不完全统计,在北方舰队和太平洋舰队过去30年来进行军事演习的海域,就曾发生过11起俄罗斯潜艇与外国潜艇相撞事故。俄核潜艇“库尔斯克”号的沉没引发了世人的种种猜测,其中有一种猜测就是认为发生了潜艇相撞事件。

  可见,水声监听系统在反潜战中扮演了类似于防空雷达警戒网的关键角色,只是把雷达改成了声呐。

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