<原创>水面舰反潜利器——主被动拖曳线列阵声纳，及 ...

一般来说水面舰的辐射噪声远高于正常潜艇噪声，产生这种现象的主要原因是：水面舰推进器所处深度较浅、静水压力小，空化阈低，一般水面舰推进器6—8节左右即完全空化；水面舰航行中卷入大量气泡，气泡破裂声也是重要的宽带普声源。水面舰噪声中螺旋桨噪声占绝对主要地位，远高于机械噪声。由于这种情况主要是因为航行环境引起的，是很难采用技术手段改善。因此在水面舰单独执行反潜任务时，被动信息优势一般是向潜艇方倾斜的。一般潜艇使用艇艏综合声纳对中型水面舰的探测距离可达数十公里，而使用拖曳阵情况下将可能达到上百公里；而水面舰即使使用拖曳线列阵对一般潜艇的探测距离也仅有十公里量级。

水面舰对潜艇的]这种被动信息劣势可以采用航空反潜手段部分挽回，航空反潜手段在远海可以看成是水面舰反潜的延伸，但由于航空反潜采用声纳浮标或吊放声纳的固有劣势，其难以大面积搜索潜艇。航空反潜的两种典型应用：反潜巡逻基本是采用电磁手段压制潜艇露头；而应招反潜只是对重点区域实施确认和打击。

为满足水面舰艇反潜需求，目前国际上发展了一种"主被动拖曳线列阵声纳“，这种声纳将拖曳变深声纳和拖曳线列阵声纳结合起来，采用大型拖体发射低频声波，采用长拖曳线列阵对潜艇回波实施探测，同时线列阵也可以单独的以被动方式工作。一种较为典型的主被动拖曳线列阵声纳如下图所示。

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2013-12-1 11:19 上传

这种声纳利用了变深声纳可以调节声纳基阵所处深度，避免声速跃层影响的优点；利用了拖曳线列阵大孔径、高增益的优势；利用了现代潜艇目标强度降低难于降噪的特点。前两点不做过多解释，对于第三点解释如下：声波与电磁波不同，很难采用结构形状来降低目标强度。同时由于声波波长较长，一般消声瓦需要达到与波长相比拟的厚度方可有效降低反射波，但1kHz左右的声波波长已达到1.5m，潜艇敷设的消声瓦很难达到这种厚度，因此潜艇消声瓦对低频段反射强度的降低尤其困难。目前不敷消声瓦的潜艇目标强度一般为正横方向25dB，敷设消声瓦的潜艇目标强度一般只会降低 到15dB左右。而安静型潜艇的噪声可能比一般潜艇的噪声低十几到二十分贝。同时根据主动声纳方程：SL-2TL-NL+TS+DI=DT和被动声纳方程：SL-TL-NL+DI=DT。目标强度和噪声同样降低6dB，对于被动声纳来说作用距离减半，但主动声纳作用距离仅减少到70%。

由于上述有利条件，水面舰采用主被动拖曳阵声纳对隐身潜艇的探测距离会远超过20km，有可能可以达到40-50km。而且这种性能与对方潜艇情况没有太大关系，即使对方是海狼级或弗吉尼亚级这种号称不可被探测的超级潜艇。

此外，以往的拖曳线列阵声纳具有左右舷模糊问题，即左舷和右舷的目标对单条线列阵来说具有同样相应，线列阵无法在空间上区分目标到底来自左舷还是右舷，舰艇必须进行机动方能判明。这个问题对水面舰对抗潜艇在时间上带来了麻烦，由于潜艇的低噪声性和水声信道的复杂性，有可能舰艇机动后探测不到潜艇目标导致目标丢失。而技术的发展，目前拖曳线列阵声纳已经解决了这一问题，在探测时效性方面大大提高。

综上所述，主被动拖曳线列阵声纳是水面舰反潜利器，必然给未来海上战场带来新的亮点。目前国际上很多先进水面舰都采用了这种声纳，近期国内新下水的轻型护卫舰被网友拍到尾部有大型开口，如下图。

有部分军迷猜测这表明这种大型开口代表了轻型护卫舰将装备主被动拖曳线列阵声纳，这个开口既是拖体收放口；也有人指出这是工艺口，在舰艇舾装后将封闭。对此笔者做了一点猜测：从这个口的大小上看占据了尾部干舷3/4的高度，对比同型护卫舰海试照片中的直9直升机，可以认为该口高度达到了3-4米。

国外主被动拖曳线列阵声纳的发射拖体很少有高于1.5米的，过高将导致垂直波束开角过窄，不利于对潜探测；同时尾部开口过大也会导致舰艇适航能力下降。因此我认为这个3-4米的巨大开口不完全是为装备主被动拖曳线列阵声纳而开的，必然有工艺口的考虑。然而昨日新下水的轻型护卫舰594号似乎也有类似的开口（http://lt.cjdby.net/thread-1751399-1-1.html），一般来说不同船厂工艺有所差别，两艘不同船厂生产的舰艇有相同的工艺口这种情况应当予以关注。所以，如本舰艇装备了主被动拖曳线列阵声纳，那么也可以在这个位置布置拖体收放装置和开口，但那个开口应该会小于目前看到的巨大开口。

一般来说水面舰的辐射噪声远高于正常潜艇噪声，产生这种现象的主要原因是：水面舰推进器所处深度较浅、静水压力小，空化阈低，一般水面舰推进器6—8节左右即完全空化；水面舰航行中卷入大量气泡，气泡破裂声也是重要的宽带普声源。水面舰噪声中螺旋桨噪声占绝对主要地位，远高于机械噪声。由于这种情况主要是因为航行环境引起的，是很难采用技术手段改善。因此在水面舰单独执行反潜任务时，被动信息优势一般是向潜艇方倾斜的。一般潜艇使用艇艏综合声纳对中型水面舰的探测距离可达数十公里，而使用拖曳阵情况下将可能达到上百公里；而水面舰即使使用拖曳线列阵对一般潜艇的探测距离也仅有十公里量级。

水面舰对潜艇的]这种被动信息劣势可以采用航空反潜手段部分挽回，航空反潜手段在远海可以看成是水面舰反潜的延伸，但由于航空反潜采用声纳浮标或吊放声纳的固有劣势，其难以大面积搜索潜艇。航空反潜的两种典型应用：反潜巡逻基本是采用电磁手段压制潜艇露头；而应招反潜只是对重点区域实施确认和打击。

为满足水面舰艇反潜需求，目前国际上发展了一种"主被动拖曳线列阵声纳“，这种声纳将拖曳变深声纳和拖曳线列阵声纳结合起来，采用大型拖体发射低频声波，采用长拖曳线列阵对潜艇回波实施探测，同时线列阵也可以单独的以被动方式工作。一种较为典型的主被动拖曳线列阵声纳如下图所示。

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2013-12-1 11:19 上传

这种声纳利用了变深声纳可以调节声纳基阵所处深度，避免声速跃层影响的优点；利用了拖曳线列阵大孔径、高增益的优势；利用了现代潜艇目标强度降低难于降噪的特点。前两点不做过多解释，对于第三点解释如下：声波与电磁波不同，很难采用结构形状来降低目标强度。同时由于声波波长较长，一般消声瓦需要达到与波长相比拟的厚度方可有效降低反射波，但1kHz左右的声波波长已达到1.5m，潜艇敷设的消声瓦很难达到这种厚度，因此潜艇消声瓦对低频段反射强度的降低尤其困难。目前不敷消声瓦的潜艇目标强度一般为正横方向25dB，敷设消声瓦的潜艇目标强度一般只会降低 到15dB左右。而安静型潜艇的噪声可能比一般潜艇的噪声低十几到二十分贝。同时根据主动声纳方程：SL-2TL-NL+TS+DI=DT和被动声纳方程：SL-TL-NL+DI=DT。目标强度和噪声同样降低6dB，对于被动声纳来说作用距离减半，但主动声纳作用距离仅减少到70%。

由于上述有利条件，水面舰采用主被动拖曳阵声纳对隐身潜艇的探测距离会远超过20km，有可能可以达到40-50km。而且这种性能与对方潜艇情况没有太大关系，即使对方是海狼级或弗吉尼亚级这种号称不可被探测的超级潜艇。

此外，以往的拖曳线列阵声纳具有左右舷模糊问题，即左舷和右舷的目标对单条线列阵来说具有同样相应，线列阵无法在空间上区分目标到底来自左舷还是右舷，舰艇必须进行机动方能判明。这个问题对水面舰对抗潜艇在时间上带来了麻烦，由于潜艇的低噪声性和水声信道的复杂性，有可能舰艇机动后探测不到潜艇目标导致目标丢失。而技术的发展，目前拖曳线列阵声纳已经解决了这一问题，在探测时效性方面大大提高。

综上所述，主被动拖曳线列阵声纳是水面舰反潜利器，必然给未来海上战场带来新的亮点。目前国际上很多先进水面舰都采用了这种声纳，近期国内新下水的轻型护卫舰被网友拍到尾部有大型开口，如下图。

有部分军迷猜测这表明这种大型开口代表了轻型护卫舰将装备主被动拖曳线列阵声纳，这个开口既是拖体收放口；也有人指出这是工艺口，在舰艇舾装后将封闭。对此笔者做了一点猜测：从这个口的大小上看占据了尾部干舷3/4的高度，对比同型护卫舰海试照片中的直9直升机，可以认为该口高度达到了3-4米。

国外主被动拖曳线列阵声纳的发射拖体很少有高于1.5米的，过高将导致垂直波束开角过窄，不利于对潜探测；同时尾部开口过大也会导致舰艇适航能力下降。因此我认为这个3-4米的巨大开口不完全是为装备主被动拖曳线列阵声纳而开的，必然有工艺口的考虑。然而昨日新下水的轻型护卫舰594号似乎也有类似的开口（http://lt.cjdby.net/thread-1751399-1-1.html），一般来说不同船厂工艺有所差别，两艘不同船厂生产的舰艇有相同的工艺口这种情况应当予以关注。所以，如本舰艇装备了主被动拖曳线列阵声纳，那么也可以在这个位置布置拖体收放装置和开口，但那个开口应该会小于目前看到的巨大开口。