由于空气和水介质不同,这种武器只能通过声音来制导

由于空气和水介质不同,这种武器只能通过声音来制导

首页休闲益智深海大爆炸更新时间:2024-05-17

声信号

声制导也被称为声寻的制导,是利用声波作为目标辐射或反射信号的一种制导方式,分为主动声制导和被动声制导两大类型。我们知道,不管采取了哪种寻的制导方式,制导武器都要靠目标辐射或反射的某种信号能量来进行跟踪和导引。声波也是一种信号能量的传输,不过声波传输的是一种机械能,而电磁波传输的是电磁能,两者在物理上属于两种不同性质的能量传播。一般情况下,声制导不会用于对空导弹,因为声波在空气中的传播速度很慢,无法对高速目标进行跟踪和制导,也很难传输制导指令。声波在空气中的传播速度只有340米/秒左右,而现代飞机的飞行速度极快,巡航速度已经达到或超过音速,一些导弹类目标的飞行速度甚至远远超过了音速。很显然,利用声波去引导对空拦截导弹时,导弹只能瞄准高速运动目标身后的一个点,这种弹道模式也被称为“后置跟踪”弹道。这样,在导弹对付超音速目标时,它将永远无法击中目标,不管从哪个方向发动攻击,最终都会被目标甩在身后。当用于拦截弹道导弹时,还由于弹道导弹一般都会出现在大气层外,而声波无法在真空中传播,此时就只有电磁波可用了。

虽然声制导在空中的应用价值较小,却可以在水下大展身手。因为海水是电的导体,使电磁波在水下传输时的衰减速率非常高,难以用作信号的传播媒介。而声波则正好相反,其在水中的传播衰减要小得多,频率越低衰减就越小,传播距离也越远。而且作为机械波,声波在液体介质中的传播比在气体介质中更有优势,它在水中的传播速度就比在空气中更快。声波在海水中的传播效率丝毫不亚于空气中的电磁波,如在深海中爆炸一个几千克的炸弹,在几万千米外还能接收到声信号。冷战时期,美国部署的海底固定声呐监听系统可以追踪到1 000海里外的苏联潜艇。正是因为声波的这一特性,使其在军事领域的应用包括了水下探测、导航、通信、制导等多个方面,尤其在水面/空中反潜作战和潜艇攻防作战领域,声波更是可以大展身手。

水面舰艇的声呐探测潜艇的示意图

潜艇用的大型声呐基阵

水面舰艇尾部的螺旋桨是主要噪声的来源之一

由于海洋环境的复杂性和特殊性,声波在传播途中受到海水介质的不均匀分布和海面、海底的影响,会产生折射、散射、反射和干涉等现象,造成传播途径的改变,导致声波在海水中的传播特性与电磁波在空中的传播特性有很大的区别。声制导最主要的应用就是水中的兵器——鱼雷。

鱼雷是潜艇的重要武器

自从鱼雷问世以来,各国海军都非常重视鱼雷的发展,并根据作战需求和各自的战术思想,选择了不同的技术道路对鱼雷进行发展。事实上,现代先进鱼雷无论是研发难度还是制造成本,非但不比导弹要低,反而要更胜一筹,能够设计制造鱼雷的国家数量远少于能够设计制造导弹的国家,原因就在于海洋水声环境的复杂性以及水下声制导的特殊性。虽然由于导弹技术的不断发展,使得鱼雷对于水面舰艇的重要性有所下降,但鱼雷仍然是各国海军最重要的武器之一,并且鱼雷在潜艇上的作用与地位目前仍然无可撼动。鱼雷的攻击全程基本上都在水下,对于隐蔽性要求极高的潜艇来说,从水下发射和制导的鱼雷是其进攻和自卫的主要武器。除老式的直航鱼雷外,现代鱼雷的制导方式主要可以分为4种:主动声自导、被动声自导、有线指令制导和尾流自导。先进的鱼雷型号往往采用这4种制导方式组成复合制导系统,比如尾流自导 声自导、线导 声自导或主/被动复合声自导等等。

声自导鱼雷头部的感应基阵

美国MK46轻型鱼雷采用主被动声自导方式

【作者:涂林峰】

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