水面舰艇
声呐指装备在水面舰艇上的各种声呐,产品主要用于探测潜艇和水雷。
水面舰艇声呐,为反潜武器发射、扫除水雷和舰艇机动等提供目标坐标数据;还可用于水声通信、导航、鱼雷报警、扫海测量和海底底质探测等。水面舰艇声呐以主动工作方式为主,兼有被动工作方式。主动工作方式用于对水下目标探测定位和水声通信,被动工作方式用于对潜监听和鱼雷报警。有些大型水面舰艇还采用舰上的声呐和
舰载直升机上的声呐配合工作,能够扩大水面舰艇对潜探测范围,为水面舰艇的远程对潜警戒和反潜武器的使用提供保障。
第一次世界大战期间,水面舰艇装备各种早期的被动听测装置,用于收听潜艇噪声信号并测定目标方向。
第二次世界大战期间,水面舰艇大量装备主动声呐,用耳机或扬声器收听回音,用电子示波管显示回波,测定目标方位和距离,并配有距离记录器,以配合对潜攻击;声呐的工作频率多为30千赫左右,发射功率在1千瓦以内,作用距离不超过1.5海里,定向精度为±2°。20世纪50年代,水面舰艇警戒声呐开始向低频、大功率、大基阵方向发展,在
反水雷舰艇上装备探雷声呐,出现水面舰艇拖曳式拖体声呐(变深声呐)。60年代以后,一些大型水面舰艇的声呐普遍使用低频、大功率、大基阵,工作频率一般为3~5千赫,发射功率为100~150千瓦,基阵直径为2.5~4.8米,并将基阵安装在球鼻艏内;采用脉冲压缩、极性重合相关和数字波束形成等信号处理技术,应用直达声、海底反射声和深海声道三种传播途径,作用距离为10~35海里,定向精度±1°。各主要海军国家的水面舰艇开始装备拖曳式拖体声呐。70年代,拖曳式线列阵声呐的问世,使水面舰艇的远程被动监视能力显著提高。80年代,水面舰艇声呐的数字化程度进一步提高,普遍应用
数字计算机和微处理器,使声呐的信号处理能力、操作自动化程度和可靠性、可维修性等都有较大进步。
舰壳声呐的换能器基阵安装在舰艇壳体上,基阵安装方式有升降式和固定式两种。①升降式基阵。安装在舰艇前部龙骨附近的围阱中,工作时通过传动装置降到离舰体下数米深的水中,适用于扫雷舰等少量中小型舰艇。②固定式基阵。根据舰艇吨位大小,安装在舰艇的不同部位,小型舰艇安装在龙骨下,大中型舰艇安装在前部球鼻艏内。球鼻艏基阵远离舰艇螺旋桨,受本舰噪声干扰小,不影响舰艇的航速和其他机动性能;球鼻艏内空间大,基阵尺寸相应增大,可工作于低频、大功率,且维修方便。为克服舰艇摇摆的影响,有些水面舰艇舰壳声呐设置有机械式或电子式稳定平台。舰壳声呐的换能器基阵多为圆柱形或球形,阵的直径取决于舰型和安装条件,最大的为4.8米。根据基阵尺寸的不同,发射频率通常在3.5~10千赫范围内,发射功率最大的超过100千瓦。
拖曳声呐的换能器基阵通过收放装置用拖缆拖曳在舰艇尾后水中,按基阵结构特点,分为拖曳式拖体声呐和拖曳式线列阵声呐。拖曳式拖体声呐的基阵装在流线型拖体中,拖缆长数百米,拖体深度可调,与舰壳声呐互相配合或交替使用,提高了水面舰艇声呐对海洋水文条件的适应能力,在跟踪和攻击目标的同时,可继续对周围环境进行监视。拖曳式线列阵声呐的长度可达数百米,主要担负远程警戒任务,引导舰载直升机反潜。
在进一步提高拖曳线列阵声呐的远程被动监视能力的同时,发展用于远程探测的低频主动拖曳线列阵系统的拖线;利用多种声传播途径,进一步提高声呐探测距离;研制宽带、高灵敏度换能器;改进信号处理系统的噪声抑制方法,使声呐在舰艇高速航行情况下具有被动探测能力;声呐设备按大、中、小型与舰艇配套,形成系列,组部件实现集成化、标准化和模块化。