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【科普中国军事科技】想要捕获潜艇行踪,水下探潜网络是怎样工作的?

来源:光明网-科普中国2023-07-24 11:25

  冷战结束后,随着海军战略调整,美国海军反潜战的重点由针对苏联海军的核潜艇,转为对付第三世界国家的常规潜艇。此前定点部署的固定式水下监视系统已不能满足在更广泛海域遂行反潜战的需求。因此,美国海军开始借助先进的光纤传输和局域网等技术,开始研发分布式可部署的水下监视系统,主要有“固定式分布系统”和“先进可部署系统”等。固定式分布系统由水下部分和海岸信息处理系统两大部分构成,主要布设在深海、海峡、近海和其他重要海域,提供水下目标的类型、位置等信息,尤其是加强了对低噪声潜艇的探测能力。

【科普中国军事科技】想要捕获潜艇行踪,水下探潜网络是怎样工作的?

  先进可部署系统是一种用于近海水域的水下监视系统,是美国海军濒海战斗舰反潜任务模块的组成部分。它的传感器部署在海底并由电缆连接,采取不同的配置方式,既可监视广阔的海域,也可在一段狭长区域内进行监视。

  进入21世纪,美国海军更加注重发展机动可部署的水下探测网络。2005年,美国海军开始研发“近海水下持续监视网络”。根据美国海军“风险控制”反潜战略,要求该系统具备“在100海里范围内、长达数月、有效监视水下多个安静型潜艇”的能力。为此,项目采取了系统集成的方式,将多个自主、机动式、可控的传感器、武器等组成网络,以形成非对称的反潜战能力。它的主要特点是多部机动传感器之间可自主协同作战,并具备环境自适应能力、隐蔽自主部署能力。

  该系统由多部半自主、可控的无人潜航器等构成,主要有2部“蓝鳍”21、1部“海马”、4部“水下滑翔者”等无人潜航器,由核潜艇或水面舰艇搭载、布放,系统中的传感器能够根据当时战术需求及环境态势进行重新部署。另外,系统还配有固定式水听器阵列,可进行分布式反潜监视。该系统能对1万平方公里水域内的常规潜艇进行数月乃至数年的探测、识别、定位、跟踪。

  “可部署自动分布式系统”是美国海军2010年装备部队的近海反水雷和反潜战装备,主要由14个固定节点组成,包括2个传感器节点、2个浮标网关节点和10个遥控声纳中继节点。该系统由布设在海底、可长期自主工作的水声传感器组成,由水面舰艇或潜艇、无人潜航器布设,布放深度为50-300米,传感器的间距为2-5公里,可长期监视重要海域的水下目标或收集水声信息。每个传感器节点有一个长约100米的由声学传感器和电磁传感器组成的传感器阵列构成,节点上装有信号处理器、电池、声通信装置,封装在密封筒内,布放后可工作半年左右。

  2011年美国海军发布《水下战纲要》,提出发展部分替代潜艇执行水下战的创新装备,同年,DARPA提出“分布式敏捷反潜系统”概念。该系统分为浅海、深海两套系统。浅海系统可控制数十架无人机,利用无人机搭载的非声传感器采用“自上而下”的搜索方式,收集潜艇尾流等非声学特征。深海系统由“固定式可靠声学路径系统”和“潜艇风险控制系统”构成。两个系统相互配合使用,前者的任务是发现目标,后者的任务是对其进行探测、跟踪。

  “固定式可靠声学路径系统”是一种可快速部署、长期使用,且成本较低的深海传感器系统,用于远距离被动探潜。“潜艇风险控制系统”是由多个装备主动声纳的无人潜航器组成的监视探测网络,采取“由下而上”的搜索方式,在水下6000米处使用主动声纳对上方海域进行监测,从而减少海面、海底声散射的影响,系统可及时、可靠地发现指定海域内的敌方潜艇。

  今天的微课就到这里,谢谢观看。下节课我们介绍国外海军的各类声纳系统。

  科普主讲人:侯建军(海军专家)

  科学审核:费伯禹(军事内容资深编审)

  监制:战钊

  导演:金赫

  摄影:小鹏

  后期:珞岩

  出品:中国科协科普部 光明网传媒有限公司

[ 责编:肖春芳 ]
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