直升机载吊放声纳的现状和发展趋势
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直升机载吊放声纳的现状和发展趋势
[摘要]本文通过对现在各国海军广泛使用的直升机载吊放声纳进行总结分
析,找出他们在技术上的共同点,从而来预测这一技术领域的发展趋势。
[关键词]吊放声纳;直升机;反潜
1.概述
经过几十年的发展,现代潜艇技术在快速发展,拥有潜艇的国家越来越多,
我国周边国家和地区潜艇的数量和质量也在不断的增长,对我国的威胁也在不断
加大,这使得反潜变的十分困难、复杂。
实践已经证明了航空反潜的有效性。直升机噪声由于水面反射,既对声纳的
干扰少,又在搜潜时隐蔽突然,潜艇在水下缺乏有效观测设备,一般不装备对空
武器,因此航空反潜快速有效,也日益受到各国海军的重视。
吊放声纳是直升机探潜的最有效的手段之一。50年来,吊放声纳经历了巨
大的技术变革。电路形式从真空管布线电路经晶体管印制电路转向微型器件集成
电路,信号处理方式从常规模拟处理转向数字处理并使用计算技术,工作频率在
降低,发射功率在增大,体积重量不断减少,可靠性和可维修性日益提高。总而
言之,吊放声纳正向微型化、计算机化、远程化发展。
我国吊放声纳的研制开始于60年代初期。当前,发达国家的吊放声纳产品
已经提高到一个新的技术水平。下面仅就国内外吊放声纳发展情况以及研制新一
代吊放声纳提出一些看法和设想。
2.国内外直升机载吊放声纳的发展概况
2.1国外直升机载吊放声纳的发展概况及技术特点
美国在直升机载吊放声纳方面的研究起步最早,产品也很多。本迪克公司推
出的AN/AQS系列型号应用最广。法国则完成了从引进到自行设计制造的转
变,由辛特拉一阿尔卡特公司设计制造了HS系列型号的吊放声纳。其他国家或
自行研制、或引进、或仿制,均大量装备了吊放声纳以充实自己的航空反潜力量。
目前世界上这些使用广泛的吊放声纳产品虽然各有其特点,但技术特点上来
看,均有不少共同之处:
(1)采用多种工作方式以适应不同的探测环境,对接收到的回波信号实行
相干处理或窄带分析,抑制背景干扰;
(2)具备主动全向或扇面搜索定位功能。在主动工作方式下能在360。范
围内进行全景搜索,亦可进行一定开角的扇面搜索,目标参数结果可以通过画面
显示,系统对目标可进行自动跟踪和定位;
(3)被动全向或定向收听。对收听到的噪声信号按不同的积分时间显示噪
音信号的频率谱,并可对频率谱进行细化观察;
(4)广泛采用微电子技术,减少重量体积,提高可靠性;
(5)使用单芯电缆传送水下分机的多路水听器信号和多种辅助传感器的信
号;
(6)提高了绞车的收放速度,从而缩短了直升机的悬停时间,提高了搜索
速度和效率;
(7)具有故障自检测功能。
2.2国内直升机载吊放声纳的研制使用情况
我国的直升机载吊放声纳主要由西北工业大学、613厂和715所等科研院所
研制生产,1965年研制成功了第一代吊放声纳,80年代完成了第二代吊放声纳
的研制和海上实验,其基本性能指标相当于AN/AQS 13A的水平。目前我国
已服役的吊放声纳采用了很多世界吊放声纳的潮流技术,使用可靠性高。
下面简单列出了一些被广泛使用的吊放声纳的技术指标:
3.直升机载吊放声纳的发展趋势
纵观国内外直升机载吊放声纳的现状和预研计划,未来吊放声纳应该主要在
以下几个方面不断改进发展:
第一,小型化发展趋势。随着现在数字信号处理技术和超大规模集成电路的
日新月异,占现在吊放声纳系统1/3强重量的电子设备有望得到大规模的集成;
现代材料技术和控制技术的发展为绞车的小型化提供了坚实的基础,重量更轻,
体积更小的液压绞车会陆续出现;可折叠体积阵技术的出现也使水下分机的尺寸
越来越小,功能却更加强大,使得吊放声纳对载机的约束性降低了很多,为小型
直升机装备吊放声纳提供了方便。
第二,低频和长脉冲的发展趋势。从20多千赫多现在的几千赫,直升机载
吊放声纳的工作频率在不断降低,其技术核心就是采用可折叠的体积阵。英国海
军为“海王”研发的HQS-101“海鸠”吊放声纳,基阵有五个伸缩臂,每个臂装有五
条换能器,每条换能器有九个基元,整个基阵共由225个换能器基元组成,大大
提高了基阵孔径和性能指标,工作频率将肯定低于HISOS I型的4.4千赫。随
着技术的不断成熟和发展,频率更低、脉冲更长的直升机载吊放声纳会不断涌现。
第三,朝着深潜的方向发展。利用同轴电缆多路复用技术,使用单芯电缆传
送水下分机的多路水听器信号和多种辅助传感器的信号,大大减少了电缆的尺寸
和重量,国内现役的吊放声纳的电缆长度在300米左右,国外已知的最长的吊放
电缆是AN/ASQ-22,其长度达到了765米,能够充分利用远洋深海区域的良好
水文条件。现在国内的目标是把电缆长度提高到500米以上,使吊放声纳能在大
深度环境下工作,为我国海军在南海等深海区域能有有效的反潜手段。
第四,朝着远距的方向发展。随着换能器阵技术的发展,特别是大孔径折叠
阵技术的不断成熟,加之声纳的频率不断降低,直升机装备吊放声纳并提供远距
离的探测和警戒任务成为可能,将来必会成为有效的预警手段之一。
第五,智能化发展趋势。航空反潜的特点是要求声纳员反应速度快,在短时
间内完成大数据量的操作,这就需要系统足够智能化,能将来自操作人员提供的
初始信息经过机器的智能分析,为声纳员和战斗员提供决策咨询,另外通过对符
合人体工程学原理总体设计、合理人机界面、绞车可遥控操作的设计来减轻操作
人员的负担。