详解美国海军7大声纳浮标系统 将成中国潜艇劲敌

2017年10月16日 10:15 新浪军事
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  介绍一下美军现役SSQ-36/53/62/77/101/125声纳浮标现状,及其对现代反潜战的影响

  安静型潜艇躲在温跃层,一直是反潜战的噩梦,但美军发挥技术宅的一根筋思路,和技术优势,通过一系列声纳浮标,在不断穿透温跃层,解决这些问题。下面简单一览这7种浮标,分析它们是如何让潜艇无处遁形的

  声纳浮标是用于探测和识别水下移动物体的重要手段,既有被动获取目标发出声音的,也有自己主动发声来检测回波的。当然也有综合了电、磁等其他传感器的,除了测量目标数据,也可以搜集环境数据。大部分是固定翼飞机和直升机投放,战舰也可以投放。一般都是一次性使用的。

  从尺寸上,北约已经把声纳浮标标准化为A,G,F三种类型尺寸,直径都是124毫米,长度不同:

  l  A类914mm

  l  G类419mm

  l  F类123mm

  美军主要使用A类,其他国家可能用更短的类型。

  数量非常庞大,2009年-2013年的数量:

  36B水温浮标:1万7957个

  53F被动测向浮标:31万4369个

  62E主动定位浮标:5万8615个

  101增强阵列定位浮标:1万6305个

  125增强连续波浮标:8627个

  二、AN/SSQ-36B海洋测温声纳浮标

  这也是一种北约A类尺寸浮标,主要用于测量垂直剖面的海水温度,用于科研和反潜战,是美国海军航空反潜战的主要装备之一,用于评估当前海水分层水温,用于预测水声传播通道。

  一般在反潜战的初始阶段,作为第一种浮标扔下去,测得海水温度等数据,基于此计算出其他浮标的投放战术和参数,包括其他声纳的工作方式和战术,然后才开始撒别的浮标。

  基本的性能包括最大工作深度800米,VHF频段99个信道可选,从海面下沉过程中对不同深度的水温进行热电传感器测量。数据可以按照“深度-温度”方式通过无线电传送给飞机。

  固定翼飞机和直升机都可以投放,有个减速降落伞,也可以从战舰的甲板上往水里扔。

  浮标带有电子功能选择功能EFS,在投放时可以快速设定通讯频率等参数。

  温度传感器测量范围0-35摄氏度,精度正负0.55摄氏度,工作深度0-800米,下沉速度1.5米/秒,工作时间12分钟,自动沉没自毁, 发射机功率1/4瓦,99频道可选(136.000-173.500MHz)。

  重量7.3公斤,

  北约A类尺寸表示:长91.44厘米,直径12.4厘米,可以由LAU-126/A发射装置发射。

  空投高度:12米-9144米;

  空投速度:0-370节

  储存寿命:5年

  三、AN/SSQ-53F 被动定向浮标DIFAR

  这是一种定向频率分析与记录系统DIFAR的被动定向浮标,用于探测、跟踪和定位潜艇,北约A类尺寸,它综合了被动测向功能和宽频段能力,相当与SSQ-53D和SSQ-57的综合体。

  绰号Pointer。

  通过电子功能选择EFS和指挥功能选择CFS功能,SSQ-53F可以工作在三种水声传感器模式。

  一种连续浅水模式CSO,提供在13.7米的浅水深的水声信息。

  一种通过DIFAR(指向性频谱分析与记录)传感器的校准的协同定位模式在一个选定的工作深度;

  浮标能增强水声信号,提供方向数据,以及水声信号能量强度数据。

  DIFAR为了定向,包括一个自带罗盘和三个相互独立的水声信号通道,每个水声信号通道带有两个正交的偶极子通道和一个全向通道,定向误差可达正负10度。

  EFS允许实现设定参数,CFS允许工作中修改参数,提供了很强的灵活性。

  水声传感器工作模式:

  l  Constant Shallow Omni, CSO,频率30-5000Hz,持续变浅全向传感器

  l  Calibrated Omni, CO, 频率 5-20kHz,定深全向传感器

  l  DIFAR, 频率5-2400Hz,指向性频谱分析与记录

  EFS事先设置:无线频道,寿命,深度,传感器,AGC自动增益等级

  CFS实时设定:工作频道,寿命,传感器,AGC等级

  发射机1瓦96频道可选。

  工作深度:27米,61米,122米,305米

  工作寿命:半小时,1小时,2小时,8小时

  重量8.6公斤

  投放高度:12米-9144米

  投放速度:0-370节

  储存寿命:5年

  四、AN/SSQ-62E 主动定位声纳浮标,DICASS

  这是一种第五代,全数字测向主动声纳浮标系统DICASS,一枚就可以定向,用于攻击潜艇前的最后定位。

  绰号Cadillac。美军,加拿大,澳洲,日本,荷兰,西班牙都有购买。

  工作频率低于6kHz,采用发射垂直线列阵提高声源级。为了单枚浮标实现测距测向,采用了有方向性的水听器。即全向发射,定向接收。

  分为两个部分,水面部分通过无线电实时接收来自控制平台的控制指令,并且把目标数据回传给其他平台。水下部分根据控制平台的指令,发出声纳脉冲信号,接收声纳回波。

  它可以同时提供目标的距离和方位信息,投放前可EFS电子设定4种频率中的一种。

  投放后工作中,还可以通过CFS功能改变工作模式。既有标准锂电池,也有工作时间更长的热电池包。

  全数字设计;

  CSG/CFS实时参数调整(深度,工作时间,自毁,通讯频率,声纳频率)

  UHF大功率96频道无线电发射机,功率大于1瓦,频率136-173.5MHz;

  热电池或锂电池;

  兼容所有现役的机载水声处理系统;

  完全兼容以往62D,62B的标准;

  重量:16.4公斤

  尺寸:北约A雷,LAU-126/A发射装置可用;

  声纳有4个频段可选,6.5k, 7.5k, 8.5k, 9.5kHz

  工作时间:1小时

  工作深度D1:15,46,92米

  工作深度D2:27,120,460米

  换能器:压电陶瓷,全向

  储存寿命:5年

  五、AN/SSQ-77C垂直线列阵声纳,VLAD

  这是是一种被动测向浮标,在垂直方向上有多个水听器,组成多基地接收器或被动传感器。具有DIFAR(指向性频谱分析与记录)能力。

  提高在高噪声背景的繁忙水域的水下目标探测能力。

  增加了2条阵列,每个上面有8个水听器,内部还有波束形成器,提高复杂环境下的检测能力。

  还有波束俯仰功能,使得浮标可以按照海底跳跃BB和汇聚区CZ探测方式工作,大大增加探测距离。

  重量:11公斤

  六、AN/SSQ-101空投测向声纳,ADAR

  ADAR是空投主动接收的缩写,其实是一种被动测向声纳浮标,北约A类尺寸。

  是增强扩展回声探测范围IEER系统的一部分,该系统主要用于大范围里搜索小型安静型潜艇,包括濒海地区。采用爆炸能量制造声源(如SSQ-110B声纳浮标的2个4.2磅爆炸载荷)。IEER系统包括新的传感器,SSQ-101声纳浮标,P-3C巡逻机的USQ-78A声信号处理器的软件升级。

  提供一种可控的被动搜索能力。经常被用于多站主动接收系统的接收机。

  全家族1.6万枚,绰号IEER。

  专门设计用于多基地接收的浮标,可以配合ALFEA声源工作。

  是可扩展阵列,具有较大的空间增益。

  当投放到水中后,240秒内,水平展开一个五边形的巨大水听器阵列,上面有40个水听器,每个水听器都有自己独特的识别符合定位信息,从而对目标 水声信号来源进行定位。

  所有的预处理后的水声信息会共享给其他舰艇或飞机。

  投放前EFS选择:发射频段,深度,水声频段;

  工作中CFS选择:发射频段,水声频段;

  无线电发射机功率5瓦,47频段可选;

  重量14.1公斤;

  尺寸:北约A类,LAU-126/A发射装置可用;

  水声频率:250-1000Hz

  工作时间:4-6小时

  工作深度:19.8米,91.4米,152.4米

  投放高度:12-9144米,速度370节

  存储寿命:5年

  水听器阵列展开时间240秒。

  七、AN/SSQ-125,连续声纳浮标

  SSQ-125是连续声纳浮标,用于多站主动连续航空反潜系统。它取代SSQ-110声纳浮标。它提供连续脉冲,使得接收机能通过多普勒效应从背景中检测出移动目标,这个功能在海床地形复杂的浅海反潜战中非常重要。

  它也是IEER增强扩展回声测量系统的一部分,也是P-8A新型多站主动连续探测系统的一部分。

  根据控制平台的指令,它可以产生多种波形,包括低频连续波用于远程探测。

  它发出的声音可以被多种北约声纳浮标接收和处理,这样既可以抵消潜艇通过艏向机动造成的探测投影面积变小的问题,也可以用多普勒效应检测运动目标的速度和航向。

  采用基于GPS定位的绝对定位坐标系,非常适于那些P-8A这种高高度投放的GPS制导的鱼雷。

  在多基地主动连续探潜MAC项目的第二阶段,SSQ-125的能源将扩充,使其具备更远距离的探测能力,以适应那些深层汇聚区的海区。

  八、AN/SSQ-110 爆炸声源声纳

  这是一种A尺寸空投一次性爆炸声源浮标。

  由两部分组成,漂浮在水面的控制端,跟SSQ-62浮标的上面段一样,负责通讯和控制。

  下面有两个爆炸声源载荷SUS,每个爆炸载荷4.2磅。根据设定的水深水压起爆。

  A系列具有EFS投放前电子设置功能,包括99个无线电通讯频段。可以设定2个爆炸深度。深度可以在投放后由无线电指令修改和设定。

  飞机、战舰都可以携带和投放。投放后,载荷会暂停在水下以下15-20英尺,然后建立无线电通讯,根据指令开启保险,根据预先设置和指令起爆。

  它可以为美军所有现役声纳浮标系统提供声源。

  九、归纳:

  美军就是一根筋的技术宅,用直线思维和技术优势解决一个个“难题”。

  1、  有温跃层?那我先投一堆-36B这样的浮标,把当下0-800米不同深度的温盐密特性摸个清楚,再结合多年的海洋观测积累,水声科学积累,计算得出最佳的浮标布设阵型、深度和战术;

  2、  声纳浮标只能多点测向?那我就发明53F这样的定向被动声纳浮标,单个浮标就能测向!

  3、  单个浮标测向不准?上波束形成技术,上信号处理技术,再不济就是101这样拥有40个水听器,五边形的巨大展开阵列,提高测向精度;

  4、  温跃层和汇聚区,管道效应?所有的声纳浮标都具有深度可变功能,有的发射前设置,更多是发射后实时调整,各层无死角覆盖,甚至还有77C这样的“波束俯仰”功能,充分利用汇聚区

  5、  水下水声信号传输慢?新一代浮标都是水面水下两部分组成,水下听音,水面无线电99个信道跟飞机,舰艇沟通,探测通讯两不误!

  6、  定位速度慢?新一代普遍都是多站/多基地组网协同探测模式,主被动结合,脉冲+连续波结合,部分还能工作中实时接收指令调整工作模式。

  7、  太费钱?首先所有声纳都兼容现役的其他型号声纳,其水声信号都能处理。其次无线电数据链和数据格式标准化,只要设置正确,所有型号的声纳浮标的数据都能被所有的舰艇、飞机平台接收处理,信号资源充分共享;

  8、  安静型潜艇?濒海复杂环境?美军也在不断进步,以前是被动53+主动62组合,后来是被动101+主动125组合,技术宅直线思维一发而不可收拾……(作者署名:默虹美海军学习小站)

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