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华夏展览,中夏族民共和国在黄海建水下监听网

作者: 军事资讯  发布:2019-04-22

  出品:科普中国

  6月上旬,在北京展览馆举行的国家“十二五”科技创新成就展上,中船工业集团展出了一套名为“海底观测网”的系统。这对于外行来说也许并不起眼,却让在场的专业人士眼前一亮。因为,这是中国官方首次公开外媒炒作多时的“中国版SOSUS”——海底反潜水声监测系统。

军事资讯 1 资料图:中国海军潜艇编队

  作者:瑷敏工作室

  英国《简氏防务周刊》网站在5月17日的报道中将其称为“水下长城”,认为其能大大削弱美国和俄罗斯核潜艇所垄断的水下作战优势。美国“国家利益”网站则认为,中国构筑水下观测系统的雄心,将适用于触及中国国家利益的所有海洋,包括“近海、深远海、边远海岛、战略通道”等。

  日本《外交学者》杂志网站6日报道称,中国正在加紧打造自己海洋水声监听系统,以满足未来在太平洋地区遂行反介入区域拒止的作战需求。文章称,通过建立海洋水声监听系统,不仅能够显著提升中国军队的反潜作战能力,使他国潜艇在这一海域的活动受到极大限制,而且海洋水声监听系统所收集到的情报信息还有助于提升中国潜艇,特别是导弹核潜艇的作战效能。

  策划:白璐

  钱报智库、海军军事学术研究院的曹卫东研究员接受本报连线时表示,这套海底观测系统体现了军民融合发展的精神,适合在南海和渤海湾大面积布设,我国将能有效掌控周边国家潜艇在这两个区域的活动,大大提高了中国海军舰艇和民船的行动自由度,甚至成为中国的反潜“主场”。

  美专家关注中国海底监听系统建设

  监制:光明网科普事业部

  海底固定水声监听阵列是捕捉神秘水下潜艇的“神器”

  该网站援引上月发表在美国海军学院学报上的一篇文章的部分内容称,该文章的两名美国作者通过翻阅和查证许多中国国内学术期刊后认为,中国已经在近海海域部署了能用于大洋监听的大型固定式水声监听阵列系统。

  在今年5月初举办的中国国际国防电子展上,我国研究人员公开展示了光纤水听器岸基阵列的实物图片。光纤水听器是一种建立在光纤传感和光电子技术基础上的水下声信号探测器。主要利用相关检测技术,把水声信号转换成光信号,进而对汪洋大海中的各种声响进行高灵敏度侦听。随着光纤水听器工程应用的日渐成熟,这双洞察汪洋的“智慧之眼”,堪称水下反潜侦听的“钢铁长城”。

  “在海水里,雷达、红外、光学等陆地上的探测手段统统失效,而空气中传不远的声音,在水中传播却特别快、特别远。因此,声呐几乎是探测潜航状态潜艇的唯一有效手段。”

  文章最后称,随着中国军队水下监听和作战能力的不断增强,打造出新的水下反介入区域拒止作战网络,美国将不得不慎重考虑中国军队在这方面的最新建设成就。

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  曹卫东解释说,“如果把数以千计的水听器(即被动声呐)安装在海底声音传播最佳的位置,然后用电缆把他们串联起来,任何水下的声波只要进入到这个阵列范围,都会被察觉。根据不同水听器报警的先后顺序和安装位置,即可判断声源方位和大致距离,然后引导反潜飞机和舰艇到目标区域进行更精确的搜索,以跟踪、锁定敌潜艇。”

  美水下监听系统所用电缆能绕地球一圈

  “无声”战场呼唤灵敏的“耳朵”

  可见,水声监听系统在反潜战中扮演了类似于防空雷达警戒网的关键角色,只是把雷达改成了声呐。

  美国从上世纪60年代起,就开始在其本土东西两侧的大西洋和太平洋分别建设两套针对苏联潜艇的固定式海洋水声监听系统。通过几十年的建设和发展,目前美国的两套海洋水声监听系统各有3条深水声呐阵列组成的警戒线,其通信电缆总长度超过3万海里。美国的大西洋水声监听系统第一条警戒线是从斯匹次卑尔根群岛到挪威;第二条自纽芬兰经格陵兰、法罗群岛、法国到西班牙;第三条在美国东海岸大陆架大约150海里处。

  看似祥和的大海,其实从来都不平静。游荡在水下的潜艇仿佛水中的“隐身战机”,对水下声信号的侦听提出了越来越高的要求。2009年2月,英国“前卫”号核潜艇与法国“凯旋”号核潜艇在大西洋深海上演了“深情一吻”。当时两艘潜艇均在水下航行,碰撞发生时潜艇上共有约250名乘员,可就是没有一个人利用声呐装置发现对方。

  与飞机、军舰使用的舰体声呐、拖曳式声呐、吊放式声呐及声呐浮标“从上往下”的探测不同的是,海底固定监听阵列是“从下往上”地“仰望”潜艇。据曹卫东介绍,由于海洋中各类温度、密度跃变层大多靠近海面,后者比前者受水体折射的影响要小得多,因此对低速航行的安静型潜艇有更高的捕获概率。

  美国的太平洋水声监听系统的三条警戒线分别是:第一条由俄罗斯的堪察加外海经日本列岛向南延伸到菲律宾和马六甲海峡;第二条由阿留申群岛到夏威夷群岛;第三条设在美国西海岸大陆架200海里外。同时,美海军还在世界各主要海峡地带部署有大、中型的深水声呐阵列。中国互联网上有一种说法称,“美国核潜艇刚离开本土基地,就可以听到马六甲海峡船只航行的声音,并能够从航行的声音分辨出是哪一型船只”。 这一说法不只是炫耀美国海军核潜艇的单艇探测能力,而是因为在马六甲海峡美军早已建有一套固定于大洋底的阵列式潜艇探测系统。

  声波不仅是目前人类唯一知道的能在水中远距离传播的物质,当在水中遇到物体时,还会被反射回来。不同频率的声波,在水中被吸收和反射的程度也不同,人们于是根据声波这一特性发明了声呐。近年来各类“悄无声息”的先进潜艇先后加入现役,利用传统声呐装置进行侦听的难度大大增加。反潜作战这个“无声”战场也成为各国海军公认的难题之一。

  据湖北卫视报道,十二五科技创新成就展展出的海底观测网,由水下声呐阵列、岸基分析处理中心和通信光纤等组成,如果信号质量够好,对潜艇的定位精度可达10公里。而且,这套系统还配备有无人潜航器和深海滑翔器,如“海燕”无人深潜器,最大潜深达1500米。

  海洋水声监听系统对中国有什么用

  光纤水听器是一种建立在光纤传感和光电子技术基础上的水下声信号探测器。它通过高灵敏度的光纤相干检测技术,如同魔术师一般直接把水声信号变换成光信号,并通过光纤传输至信号处理系统。经过后续处理,我们就能从看似宁静的信号中提取出海洋中“不速之客”的独有声响。

  根据现场模型标示的深度,这套系统的水听器阵列可以布设在1500-2000米深的海底。

军事资讯,  有报道显示,我国从上世纪六七十年代就开始发展水声监听技术,经过数十年刻苦攻关和发展,目前已发展出以光纤水听器为代表的具有世界先进水平的海洋水声监听设备。在2012年的第8届国际国防电子展上,我国曾公开展出了光纤水听器阵列演示系统,标志着我国固定式水声监视系统进入了具体应用的阶段,也标志着我国新一代反潜体系进入了关键实施阶段。

  “光纤水听器时代”已经到来

  根据军事科普作家张明的设想,一旦系统捕捉到可疑潜艇的踪迹,无人深潜器可以迅速出动,向其靠近,紧紧地跟在该潜艇身后长时间“盯梢”,并收集其详细声学信号。这足以逼退某些国家心怀鬼胎的潜艇。

  有消息称,我国已经开始在南海建设光纤水听器阵列,这表明我国在相关海域布置大型水下声呐基阵的工作可能已经开始,它表明我国海洋水声监听系统建设已经进入实施阶段。2013年5月,有国内媒体报道称,我国首个水下监听系统和海底观测系统在海南省三亚市建成。

  早在1937年,研究人员就发现了深海中存在着一个能让声波传输到更远距离的“深海通道”。在“深海通道”和反潜技术发展的基础上,美国海军研究实验室于1977年发表了光纤水听器的首篇论文,开启了属于光纤水听器的水下侦听新时代。此后,美国海军研究实验室开始执行光纤传感器系统计划,光纤水听器是该实验系统的重要内容之一。

  中国海底观测网使用光纤水听器美国静音核潜艇将无法在南海隐匿行踪

  中国军事专家刘江平6日接受《环球时报》记者采访时表示,该系统通常由水下声呐阵列、岸基或水面分析处理组件以及连接水下和水上设备的通信电缆等部件组成。

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  相对于美国从1950年代起开始针对苏联潜艇设置的SOSUS系统,中国的“海底观测网”采用了一系列全新的尖端技术。

  他介绍说,中国在自己的领海和专属经济区建设海底监听系统是完全符合有关海洋公约的,是一种正当的防卫性措施。这与在自身国土上建设各种防空预警雷达站性质和作用是一样的,可在敏感海域探测、跟踪、识别与中国海防安全相关的潜艇和水面舰船的声音信号。中国在这方面与西方国家相比是有不小差距的,应该加快这方面的建设以提高中国海军反潜能力,也为我国核潜艇、常规潜艇和水面舰艇执行巡逻防卫任务提供可靠的海洋环境信息。

  美国海军在“流动噪声驳船”系统上对塑料芯轴光纤水听器进行了第一次海上实验,并于1983年7月在巴哈马群岛成功部署。其后,美国海军相继进行了多次拖曳式光纤水听器阵列的海上实验,并取得了重大成功。伴随着美国海军研究实验室正式制订潜艇用“光纤水听器系统标准”,光纤水听器也开始了向实用武器系统的巨大迈步。

  根据本次展会的公开展示,我国固定海底水声阵列使用了先进的光纤水听器技术。

 

  作为未来水下侦听系统的重要发展方向,英国、法国、意大利等国也相继开展光纤水听器领域的研究。光纤水听器能有效克服传统声呐需要大量水下电子元件、价格高、重量大、密封性不好等问题,能有效提高水声信号的侦听精度和系统的稳定度。这也难怪有研究人员曾自豪地说:“属于光纤水听器技术的时代已经到来!”

  “声波会对光传输造成干扰,被干扰后的光信号被接收后,经过调制解调变成数字信号,通过分析光波传导变化,就能得知声波的状态,从而探测到潜艇等水下航行物。”据张明透露,与采用压电水听器的传统被动声呐相比,光纤水听器最大的优点是灵敏度非常高,在海洋背景噪声条件下分辨目标的能力非常突出,对低频信号特别敏感,因此可以探测到现代化安静型潜艇。

  英国海军主要聚焦利用阵列进行浅海监视和海岸线监控技术,已经成功研制出光纤海底阵系统,可实现远距离组建的光纤水听器阵列技术具有巨大的应用前景。法国、意大利与挪威合作执行全光纤光纤水听器线阵计划,旨在发展静态光纤水听器阵列,后来继续发展成为欧洲长期防卫联盟项目的一部分。

  还有个重大的优点是传输距离远,由于采用光纤作为传输介质,信号能传到1000公里左右,加上光纤可以传输多个信号,可以形成庞大的基阵,提高控制范围。

  立体反潜“水听网”呼之欲出

  此外,光纤水听器没有金属部件,对方不容易探测和破坏,不受电磁干扰,而且不易被海水腐蚀,使用寿命和可靠性都要高于传统声呐。

  与传统水听器相比,光纤水听器可谓“好处多多”。由于能把大量信号从一根光纤里传输,光纤水听器具备形成大规模阵列的“特殊能力”。此外,光纤水听器的模块单元也可灵活设计,且响应带宽宽、灵敏度极高,在信号传输和单元布设时还无需担心电磁环境的干扰,具备组建形成光纤水听器大规模探测阵列的巨大潜力。

  光纤水听器如此优越,已成为世界反潜探测技术的一大热点,2003年美国和英国首先联合完成了一个数千个水下光纤水听器阵列的布置。

  光纤水听器与反潜巡逻机和反潜舰艇“强强联合”,就能形成一张洞察汪洋的立体反潜“水听网”。未来还可以把光纤水听器与陆地地面侦听站和空天探测卫星编织成的一张天、地、海的综合探测网,或将成为“军事物联传感网络”的重要组成部分。

  曹卫东认为,如果在出入南海的巴士、巴林塘及巴布延等各海峡布设这种先进高效的水听器阵列,即使是美国最先进的弗吉尼亚级核潜艇也不敢保证能“神不知鬼不觉”溜进南海中央深海区,能够有力保障中国战略核潜艇和航母编队的行动安全与自由。(钱江晚报)

  光纤水听器不仅可用于反潜作战和水下武器试验,成为水下反潜侦听的“钢铁长城”,在民用领域也是一位“多面手”。此前美国研究人员就与英国防卫研究局成功开发出一套海洋陆地钻孔成像系统,这个系统依托全光光纤水听器,可用于地下石油或天然气勘探。检查海洋平台、水下储油罐、海底电缆、海底输油管线等设施是否出现故障,光纤水听器也能大显身手。此外,光纤水听器还可用于海洋地震波检测和海洋环境检测,必将在军民用领域发挥日益重要的作用。(以上图片来源于网络)

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