舰船电子装备的特点

http://uzone.univs.cn/news2_2008_227958.html
【科技】舰船电子装备的特点
11-04-05 作者：艾雨兵,郑金华    编辑：韩雪
舰船电子装备的内涵及范围
舰船电子装备是将微电子、计算机、通信、光电、激光、自动控制、干扰、抗干扰、人工智能等信息/电子技术，结合海洋环境、海上作战(作业)等军事实践、科学实践和生产实践中所积累的技术经验而发展起来的，为海军所需的各种电子系统和设备。
　　舰船电子装备涉及的范围几乎遍及舰船工业的各个方面。从信息技术的观点来看，主要有：
　　①信息探测收集：用于监视、预警、搜索、跟踪的雷达、光电和水声设备以及卫星等。
　　②信息传输：长波通信、短波通信、超短波通信、微波通信、卫星通信、 光纤通信、水声通信和高速宽带网络等。
　　③信息管理：空中信息管理、水面信息管理、水下信息管理、 全舰管理信息系统(MIS)等。
　　④指挥控制：指挥自动化、武器导引、指控、火控等， 已发展到综合多节点控制，如编队C3I系统。
　　⑤对抗：电子侦察(ESM)、电子干扰(ECM)、电子反干扰(ECCM)、 无源干扰、水声对抗、光电对抗、通信对抗等。
　　⑥导航与自动控制：导航、舰船操纵自动化、机舱自动控制等。
　　⑦仿真：为开发大型系统和设备，已广泛采用计算机网络系统和相应接口、监控设备，进行方案论证和设计的仿真演示以及性能检测、系统联调试验等工作。
　　⑧共用技术：局域网(LAN)、广域网(WAN)、高性能加固计算机和工作站、 并行计算机、容错计算机、计算机辅助设计/计算机辅助制造(CAD/CAM)、转换模块、计算机操作系统及其他支援软件等。
舰船电子装备的特点
　　舰船电子装备的特点是由舰艇及其作战环境所决定的。舰艇是处于海洋中的运动的作战平台，其作战对象来自陆上、空中、水面、水下和空间，是立体、全方位的。由于舰艇吨位的限制加上多功能的要求，使其设备和系统的配套种类多、密集度高，兼容性要求强，海上隐蔽性条件苛刻，在海洋环境中的横摇纵倾以及温度、湿度、盐雾等恶劣条件，带来了对舰载装备的特殊要求。归纳起来有下述九个特点：
环境恶劣
　　海洋环境恶劣，要求各类舰船电子设备能承受周期为9～12s的横摇±45°，长期横倾±15°，长期纵倾±10°，一般在6级海情下正常工作，8级海情下不被破坏；具有防湿热、防盐雾、防霉菌性能，能在环境温度为＋65℃～-28℃、 相对湿度为85%～99%的温湿度交变频繁的环境中正常工作。
　　为此，舰用电子设备必需在安装前根据国军标要求完成高低温、湿热、盐雾、霉菌、淋雨、积水、振动、冲击、倾斜、摇摆、耐压等项目的严格试验。
种类繁多
　　舰船电子设备种类繁多。主要表现在：
　　雷达：舰载对海、对空警戒雷达、舰载对海、对空警戒及目标指示雷达、舰载对海、对空警戒及目标指示三坐标雷达、舰载微波主/被动超视距雷达、舰载多功能相控阵雷达、舰载机着舰指挥雷达、舰载低截获概率警戒雷达、舰载空海近程搜索雷达、舰载跟踪雷达、舰载搜索跟踪雷达、舰船(艇)载导航雷达、潜艇攻击/导航雷达、舰(艇)载雷达敌我识别器、岸基对海对空警戒雷达等等。
　　声呐：舰用综合声呐、舰用侦察声呐、舰用拖曳变深声呐、舰用拖曳阵声呐、潜用综合声呐、潜用测距声呐、潜用侦察声呐、潜用拖线阵声呐、潜用舷侧阵声呐、吊放声呐、探雷声呐、猎雷声呐、规避声呐、通信声呐、声呐浮标、岸基固定声呐、岸基锚定声呐等等。
　　光电方面：舰载红外警戒系统、舰载光电火控系统、舰载光电跟踪仪、光机潜望镜、潜(舰)用光电安全系统、光电潜望镜、潜用光电浮标、光电桅杆、舰载轻型光电导弹防空系统、舰载直升机红外吊舱、舰载直升机光电吊舱等等。
　　对抗方面：舰载雷达侦察设备、舰载雷达有源干扰设备、舰载无源/有源干扰弹发射装置、舰载通信侦察设备、舰载通信干扰设备、舰载通信抗干扰设备、舰载光电侦察告警设备、舰载光电有源干扰设备、舰载激光侦察设备、舰载激光对抗设备、自航式诱饵、拖曳式诱饵、悬浮式诱饵、火箭助飞诱饵、高低频噪声干扰器、火箭助飞式声干扰器、气幕弹等等。
　　通信方面：舰船(艇)内部通信系统、舰船(艇)外部通信系统、舰船(艇)通信天线、舰船(艇)通信收发设备、舰船(艇)通信终端设备、舰船(艇)卫星通信系统、舰船(艇)遇险救生通信系统、舰船(艇)综合控制宽带传输系统、舰船(艇)数据链系统、舰船(艇)无线数据通信网、舰船(艇)信息安全与保密设备、舰船(艇)超快速通信系统等等。
　　导航方面：惯性导航系统、静电陀螺监控器系统、平台罗经、捷联式定位定向系统、捷联式航姿基准及变形测量系统、重力仪、重力梯度仪、方位水平仪、电罗经、惯性敏感器，舰(艇)无线电定位导航系统及设备、卫星导航设备、潜(舰)用天文导航系统、磁罗经，计程仪、船舶气象仪、气象传真接收机、卫星云图接收机等等。
　　指挥控制方面：单舰、单艇、编队和区域作战指挥控制系统等。
　　火控方面：导弹火控、火炮火控、鱼雷火控、深弹火控、软武器控制乃至综合武器控制系统等。
设备密集
为了完成使命任务以及防御来自空中、水面、水下的攻击，往往需要在一艘中型水面舰艇上装备多种类型的雷达、声呐、对抗、通信、火力控制等设备，形成复杂的舰载电子设备体系。以驱逐舰为例，有雷达10余部、电子战(侦察和干扰)4～6部，通信30～40台(套)、声呐1～2部、电子显控台数十台、天线数十根。舰面天线林立，舱室内设备密集，强弱信号、不同功率电缆纵横交错，因此要求电子设备体积小、重量轻，并充分考虑冷却、通风、供水、供气及各种电缆敷设、波导馈线架设等问题。
干扰严重
　　舰艇内狭小的舱容布置众多的电子设备，带来了严重的电磁兼容问题。常常出现雷达不能同时工作，通信线路不能同时开通。
　　海岛、近海的渔船、海洋生物、海浪和海面上空多变的云层，形成多种多样的海面杂波，分布异常密集，严重影响了电子设备对目标的探测。对于舰载低空防御雷达而言，除了必须具有极强的海杂波抑制能力外，还要克服海面回波所造成的多路径效应的干扰。声波在海水中传播的非线性以及水下礁石、浅滩、水温、盐份等因素引起的水中混响，影响和干扰了声呐对目标的探测，因此在舰船雷达和声呐上必须采取克服干扰的特殊技术措施。
　　舰艇的运动(尤其是机动)和摇摆会干扰雷达和声呐对目标的探测和跟踪，因此需要复杂的稳定设施或措施。
难于隐蔽
　　雷达反射面积(RCS)主要来自舰体和上层建筑，尤其是天线。一艘中型舰船，其雷达反射面积为3～5万平方米。而战斗机的雷达反射面积为0.5～5平方米，轰炸机为1～10平方米，导弹仅为0.01～0.5平方米。以电子手段掩护舰船远比掩护陆上一般目标和飞行体困难得多。无论是采用有源干扰和无源干扰，还是采用伪装和隐身，要使舰艇隐蔽都是极其困难的，这对舰船电子对抗系统和设备提出了比陆用和空用电子对抗难度大得多的高要求。
　  研制周期长
　　由于舰船电子系统和设备有上述特殊问题，因此无论是国内还是国外，研制周期都很长。以舰载雷达为例，美国的AN/SPY-1舰用相控阵雷达研制14年，我国的354雷达9年，515雷达15年，360雷达14年。
生产批量少
　　在和平时期，世界各国海军的舰艇订货量都不大。我国的导弹驱逐舰平均每年建造不到2艘，同种型号的电子设备一般最多研制2台左右，平均每年的批量一般为4台左右。而随着技术的进步，后续舰艇的装备又有了改进提高，因而同类型舰艇的同种设备少有完全相同的。
所需经费大
　　由于环境复杂、使用要求高、技术难度大、研制周期长、生产批量少，因此研制舰船电子系统和设备所需的经费较多。美国AN/SPY-1舰用相控阵雷达耗资达10亿美元，AN/SLQ32(V)舰用电子战系统耗资3～4亿美元。据报道，发达国家舰船电子系统和设备的费用已占整艘舰艇总费用的50% 左右。从经费投入角度来看，舰船电子装备已成为整个舰船工业的重要组成部分，发挥着举足轻重的作用。从某种意义上讲舰船电子装备的经费投入与舰船的现代化水平成正比。
可靠性要求高
　　舰艇的寿命长达数十年，执行一次任务可能在海上独立航行数周至数月。舰载电子系统和设备种类繁多、使用环境恶劣，从而对舰载电子系统和设备的可靠性提出了高要求。在舰载电子系统和设备的可行性论证、选型和设计时就要充分考虑其系列化、标准化和模块化，考虑关键元器件、部件的长期稳定供应，考虑日后功能的完善和扩充，考虑系统和设备的更新，考虑高新技术的进一步采用。
　　综上所述，舰船电子系统和设备在舰船的特殊环境之中完成各自的使命任务，同时又互相联系、互相制约，并与其他舰载系统和设备一起完成整个舰艇、编队的使命任务。舰船电子装备的上述特点体现了它的系统性、综合性、特殊性、复杂性和适装性，说明舰船电子装备的发展是舰船技术发展的必然。http://uzone.univs.cn/news2_2008_227958.html
【科技】舰船电子装备的特点
11-04-05 作者：艾雨兵,郑金华    编辑：韩雪
舰船电子装备的内涵及范围
舰船电子装备是将微电子、计算机、通信、光电、激光、自动控制、干扰、抗干扰、人工智能等信息/电子技术，结合海洋环境、海上作战(作业)等军事实践、科学实践和生产实践中所积累的技术经验而发展起来的，为海军所需的各种电子系统和设备。
　　舰船电子装备涉及的范围几乎遍及舰船工业的各个方面。从信息技术的观点来看，主要有：
　　①信息探测收集：用于监视、预警、搜索、跟踪的雷达、光电和水声设备以及卫星等。
　　②信息传输：长波通信、短波通信、超短波通信、微波通信、卫星通信、 光纤通信、水声通信和高速宽带网络等。
　　③信息管理：空中信息管理、水面信息管理、水下信息管理、 全舰管理信息系统(MIS)等。
　　④指挥控制：指挥自动化、武器导引、指控、火控等， 已发展到综合多节点控制，如编队C3I系统。
　　⑤对抗：电子侦察(ESM)、电子干扰(ECM)、电子反干扰(ECCM)、 无源干扰、水声对抗、光电对抗、通信对抗等。
　　⑥导航与自动控制：导航、舰船操纵自动化、机舱自动控制等。
　　⑦仿真：为开发大型系统和设备，已广泛采用计算机网络系统和相应接口、监控设备，进行方案论证和设计的仿真演示以及性能检测、系统联调试验等工作。
　　⑧共用技术：局域网(LAN)、广域网(WAN)、高性能加固计算机和工作站、 并行计算机、容错计算机、计算机辅助设计/计算机辅助制造(CAD/CAM)、转换模块、计算机操作系统及其他支援软件等。
舰船电子装备的特点
　　舰船电子装备的特点是由舰艇及其作战环境所决定的。舰艇是处于海洋中的运动的作战平台，其作战对象来自陆上、空中、水面、水下和空间，是立体、全方位的。由于舰艇吨位的限制加上多功能的要求，使其设备和系统的配套种类多、密集度高，兼容性要求强，海上隐蔽性条件苛刻，在海洋环境中的横摇纵倾以及温度、湿度、盐雾等恶劣条件，带来了对舰载装备的特殊要求。归纳起来有下述九个特点：
环境恶劣
　　海洋环境恶劣，要求各类舰船电子设备能承受周期为9～12s的横摇±45°，长期横倾±15°，长期纵倾±10°，一般在6级海情下正常工作，8级海情下不被破坏；具有防湿热、防盐雾、防霉菌性能，能在环境温度为＋65℃～-28℃、 相对湿度为85%～99%的温湿度交变频繁的环境中正常工作。
　　为此，舰用电子设备必需在安装前根据国军标要求完成高低温、湿热、盐雾、霉菌、淋雨、积水、振动、冲击、倾斜、摇摆、耐压等项目的严格试验。
种类繁多
　　舰船电子设备种类繁多。主要表现在：
　　雷达：舰载对海、对空警戒雷达、舰载对海、对空警戒及目标指示雷达、舰载对海、对空警戒及目标指示三坐标雷达、舰载微波主/被动超视距雷达、舰载多功能相控阵雷达、舰载机着舰指挥雷达、舰载低截获概率警戒雷达、舰载空海近程搜索雷达、舰载跟踪雷达、舰载搜索跟踪雷达、舰船(艇)载导航雷达、潜艇攻击/导航雷达、舰(艇)载雷达敌我识别器、岸基对海对空警戒雷达等等。
　　声呐：舰用综合声呐、舰用侦察声呐、舰用拖曳变深声呐、舰用拖曳阵声呐、潜用综合声呐、潜用测距声呐、潜用侦察声呐、潜用拖线阵声呐、潜用舷侧阵声呐、吊放声呐、探雷声呐、猎雷声呐、规避声呐、通信声呐、声呐浮标、岸基固定声呐、岸基锚定声呐等等。
　　光电方面：舰载红外警戒系统、舰载光电火控系统、舰载光电跟踪仪、光机潜望镜、潜(舰)用光电安全系统、光电潜望镜、潜用光电浮标、光电桅杆、舰载轻型光电导弹防空系统、舰载直升机红外吊舱、舰载直升机光电吊舱等等。
　　对抗方面：舰载雷达侦察设备、舰载雷达有源干扰设备、舰载无源/有源干扰弹发射装置、舰载通信侦察设备、舰载通信干扰设备、舰载通信抗干扰设备、舰载光电侦察告警设备、舰载光电有源干扰设备、舰载激光侦察设备、舰载激光对抗设备、自航式诱饵、拖曳式诱饵、悬浮式诱饵、火箭助飞诱饵、高低频噪声干扰器、火箭助飞式声干扰器、气幕弹等等。
　　通信方面：舰船(艇)内部通信系统、舰船(艇)外部通信系统、舰船(艇)通信天线、舰船(艇)通信收发设备、舰船(艇)通信终端设备、舰船(艇)卫星通信系统、舰船(艇)遇险救生通信系统、舰船(艇)综合控制宽带传输系统、舰船(艇)数据链系统、舰船(艇)无线数据通信网、舰船(艇)信息安全与保密设备、舰船(艇)超快速通信系统等等。
　　导航方面：惯性导航系统、静电陀螺监控器系统、平台罗经、捷联式定位定向系统、捷联式航姿基准及变形测量系统、重力仪、重力梯度仪、方位水平仪、电罗经、惯性敏感器，舰(艇)无线电定位导航系统及设备、卫星导航设备、潜(舰)用天文导航系统、磁罗经，计程仪、船舶气象仪、气象传真接收机、卫星云图接收机等等。
　　指挥控制方面：单舰、单艇、编队和区域作战指挥控制系统等。
　　火控方面：导弹火控、火炮火控、鱼雷火控、深弹火控、软武器控制乃至综合武器控制系统等。
设备密集
为了完成使命任务以及防御来自空中、水面、水下的攻击，往往需要在一艘中型水面舰艇上装备多种类型的雷达、声呐、对抗、通信、火力控制等设备，形成复杂的舰载电子设备体系。以驱逐舰为例，有雷达10余部、电子战(侦察和干扰)4～6部，通信30～40台(套)、声呐1～2部、电子显控台数十台、天线数十根。舰面天线林立，舱室内设备密集，强弱信号、不同功率电缆纵横交错，因此要求电子设备体积小、重量轻，并充分考虑冷却、通风、供水、供气及各种电缆敷设、波导馈线架设等问题。
干扰严重
　　舰艇内狭小的舱容布置众多的电子设备，带来了严重的电磁兼容问题。常常出现雷达不能同时工作，通信线路不能同时开通。
　　海岛、近海的渔船、海洋生物、海浪和海面上空多变的云层，形成多种多样的海面杂波，分布异常密集，严重影响了电子设备对目标的探测。对于舰载低空防御雷达而言，除了必须具有极强的海杂波抑制能力外，还要克服海面回波所造成的多路径效应的干扰。声波在海水中传播的非线性以及水下礁石、浅滩、水温、盐份等因素引起的水中混响，影响和干扰了声呐对目标的探测，因此在舰船雷达和声呐上必须采取克服干扰的特殊技术措施。
　　舰艇的运动(尤其是机动)和摇摆会干扰雷达和声呐对目标的探测和跟踪，因此需要复杂的稳定设施或措施。
难于隐蔽
　　雷达反射面积(RCS)主要来自舰体和上层建筑，尤其是天线。一艘中型舰船，其雷达反射面积为3～5万平方米。而战斗机的雷达反射面积为0.5～5平方米，轰炸机为1～10平方米，导弹仅为0.01～0.5平方米。以电子手段掩护舰船远比掩护陆上一般目标和飞行体困难得多。无论是采用有源干扰和无源干扰，还是采用伪装和隐身，要使舰艇隐蔽都是极其困难的，这对舰船电子对抗系统和设备提出了比陆用和空用电子对抗难度大得多的高要求。
　  研制周期长
　　由于舰船电子系统和设备有上述特殊问题，因此无论是国内还是国外，研制周期都很长。以舰载雷达为例，美国的AN/SPY-1舰用相控阵雷达研制14年，我国的354雷达9年，515雷达15年，360雷达14年。
生产批量少
　　在和平时期，世界各国海军的舰艇订货量都不大。我国的导弹驱逐舰平均每年建造不到2艘，同种型号的电子设备一般最多研制2台左右，平均每年的批量一般为4台左右。而随着技术的进步，后续舰艇的装备又有了改进提高，因而同类型舰艇的同种设备少有完全相同的。
所需经费大
　　由于环境复杂、使用要求高、技术难度大、研制周期长、生产批量少，因此研制舰船电子系统和设备所需的经费较多。美国AN/SPY-1舰用相控阵雷达耗资达10亿美元，AN/SLQ32(V)舰用电子战系统耗资3～4亿美元。据报道，发达国家舰船电子系统和设备的费用已占整艘舰艇总费用的50% 左右。从经费投入角度来看，舰船电子装备已成为整个舰船工业的重要组成部分，发挥着举足轻重的作用。从某种意义上讲舰船电子装备的经费投入与舰船的现代化水平成正比。
可靠性要求高
　　舰艇的寿命长达数十年，执行一次任务可能在海上独立航行数周至数月。舰载电子系统和设备种类繁多、使用环境恶劣，从而对舰载电子系统和设备的可靠性提出了高要求。在舰载电子系统和设备的可行性论证、选型和设计时就要充分考虑其系列化、标准化和模块化，考虑关键元器件、部件的长期稳定供应，考虑日后功能的完善和扩充，考虑系统和设备的更新，考虑高新技术的进一步采用。
　　综上所述，舰船电子系统和设备在舰船的特殊环境之中完成各自的使命任务，同时又互相联系、互相制约，并与其他舰载系统和设备一起完成整个舰艇、编队的使命任务。舰船电子装备的上述特点体现了它的系统性、综合性、特殊性、复杂性和适装性，说明舰船电子装备的发展是舰船技术发展的必然。