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浅谈反潜新兵光纤水听器的成长.下篇

阅读:79 宣布:2021/05/01 20:36

静里水声那边觅,流光阴影锁真机
——浅谈反潜新兵光纤水听器的成长.下篇

中篇谈了FOVH的道理与东方出格是美帝的研讨与操纵环境。

有伴侣催武器迷了:抖累赘、打匿伏都无限度。酒过三巡菜过五味了,最要紧咱中国的事儿,咋总不提呢?

好,咱们这就——上硬菜!
中国压电矢量水听器:

尽人皆知,中国的声呐手艺,甚至全部水声手艺,一向是一个短板。以压电矢量水听器来讲,研讨任务从1990年月才起头——对照美苏,这个出发点,掉队了最少20年。

中国哈尔滨工程大学、东南财产大学、中船重工715所和中科院声学所,是那时研讨压电矢量水听器的主力军。有关声压梯度水听器和双水听器声强丈量等研讨任务同步睁开。该当指出的是,在中苏干系一般化以后,和中俄友爱干系晋升以后,中国经由进程对俄手艺引进,周全睁开了压电矢量水听器的工程操纵研讨。

之外场尝试为规范,真正深切的研讨任务要更晚,约莫起头研讨的时辰在1998年。在这一年,中国停止了最早的对声矢量传感器手艺的外场尝试:吉林松花湖尝试。在这以后又停止了2000年的辽宁大连海试,2002年的北京密云水库尝试,2003年的东海、南海声矢量传感器线阵尝试。
中国FOVH光纤矢量水听器:

中国光纤矢量水听器的研讨任务始于1986-1990年的“七五”打算时期,并在“八五”、“九五”和后续打算时期参与研讨打算。中国FOVH的首要研讨机构有:
-        国防科大长沙光电迷信与工程学院
-        中国迷信院声学研讨所
-        声场声信息国度重点尝试室

1996年,是中国FOVH成长的分水岭,中国将陆地范畴归入863打算,在南海建成了国度级陆地声学研讨基地,陆地监测高手艺范畴今后走上了成长正轨,从尝试室道感性研讨到现场水域尝试,都取得了必然的停顿。

历经近二十年的大规模投入和延续跟踪、引进、消化、研讨和尝试,中国光纤矢量水听器手艺在2001-2005年的“十五”打算前期,终究在关头性手艺和(试)操纵上起头取得冲破性停顿。

2002年8月,停止了中国初次光纤水听器阵列的海上尝试。

据公然论文报道:
2003年7月,国防科大研制的光纤矢量水听器,在中船重工715所水声一级计量站停止了一维光纤矢量水听器的活络度及指向性测试,测试声压活络度到达-140dB,指向性为“8”字指向性,串扰小于-20dB。操纵锐化手艺应进方针方位估量,较切确地预算了方针船的方位角,并对陆地声场的矢量特征停止了丈量。

图1 一维光纤矢量水听器


2003年8月,国防科大研制的四份量三维光纤矢量水听器在青岛外海疆停止了海上尝试,并成功完成了矢量三维定向和婚配场三维定位。在图1中能够也许也许看到,三个维度的三个干与型光纤加快率计做成一个相互正交的圆柱体,专业术语为“三维芯轴型推挽式布局”,以减小体积和穿插串扰。

图2 三维光纤矢量水听器布局图


2005年,中国在青岛四周海疆布建完成了“水下光纤综合探测体系”名目尝试。

2008年4月, 国防科大在南海停止了光纤矢量水听器的相干海上尝试, 测试标的方针精度:优于5°(信噪比>3dB),任务水深可达500米。如图3和图4。

图3:三维矢量光纤传感头封装什物图,左图为封装前,右图为封装后。
   


图4三维光纤矢量水听器南海海上尝试现场
   


2009年4月,“中国迷信院声学研讨所南海声学与陆地综合观察尝试站”正式在海南陵水成立。至此,中国国的水声学研讨,组成了中科院声学所北京本部,加东海站、北海站和南海站三个濒海研讨平台的1+3款式。

2009年10月,海南陵水基地起头布放“863”重点名目“岸基光纤线排阵水声综合探测体系”。

2010年1月,863重点名目“岸基光纤线排阵水声综合探测体系”在南海多个关头海疆成功布放终了。

2011年,中科院在陵水站扶植9600平方米的“南海陆地手艺与体系尝试研讨基地”(一期)。同年,科技部在距陵水基地岸边100千米处,布放了第二套岸基光纤探测体系。

2012年, 科技部依靠陵水基地扶植中国首个“南海海底观察网尝试体系”。同年,年国务院50号文令:在海南陵水扶植海底观察网体系。

2013年5月13日,《中国迷信报》报道,南海陆地所连系沈阳主动化所和声学研讨所配合完成的中国第一个海底观察体系取得第一批数据。海底观察树模体系由岸基站、2km长的光电缆、基于自立手艺的1个主接驳盒和1个次接驳盒、3套观察设备、1个声学网枢纽点与3个观察节点组成,并具有扩展功效,岸基站供给10kv高压直流电,接驳盒布放在20m水深的海底。

2014年5月11日,中科院南海陆地研讨所网站报道,跟着海底观察数据在屏幕上的及时显现,标记中国首个水下监督体系和海底观察体系建成。

图5: 海底监测数据及时显现


2012年,第八届国防电子展上,中国电子信息财产团体公司、国防科技大学、湖南光纤传感手艺工程尝试室,连系展出了国产光纤水听器的模子。

2014年,第九届国防电子展上中国电子信息财产团体公司和北京神州普惠科技股分无限公司连系展出了进程光纤水听器和FOVH阵元什物。至此,国产FOVH终究公然在众人的面前。从报道看,中国的FOVH研发团队基于静态婚配的大容差光学平衡阵列设想与组装立异手艺、光纤水听器阵列数据收罗与旌旗灯号处置手艺、声全息丈量手艺、声聚焦手艺、声场预告手艺、声学仿真平台手艺、声学仿真平台手艺,未然渐成体系,让人对国产光纤水声器的成长布满了高傲和期许。

看到国际的前进,天然内心欢快。

可是,仍是给巨匠提个醒:2014年中国投入操纵的国产FOVH大多是128阵元的,按照手艺请求差别,阵元间距0.75米-25米。国产FOVH256阵元的产物正在研制中,而美国2000年的产物是96阵元,2003年弗吉尼亚级核潜艇装置的是2700个FOVH的全光水听器阵列声呐舷侧阵。

别嫌武器迷煞风光——前进是一种现实,差异也是一种现实。若是说前者值得咱们惊喜,尔后者就更有来由,值得咱们非分出格的尊敬。
总结
从中国FOVH的成长进程来,咱们读到了一个清楚而首要的辞汇:逾越。

从汗青上看,1990年月之前,中国水声研讨的根柢长短常薄的。固然中国上世纪50年月未,水声学的第一支国度队就组建于三亚,也便是本日后的中科院声学所南海研讨站。可是,在声压水声器和传统压电矢量水听器的成长进程都乏善可陈。为甚么?

第一:没钱。水声学烧钱,比电商还狠(后面胪陈)。“新”中国名字难听,从设备上,现实是个旧穷国。别说大面积反潜侦听网,便是拖曳声呐都是天鹅肉。好歹有个船壳声呐就很高科技了。一艘大舰相称于一个步兵师,传统的中国大陆军哪有那末多钱往水里砸。日本靠美国了。欧洲有没无限定潜艇战的汗青,晓得反潜的首要性,但水声学的成长比美国差远了,首要题目也是钱。

第二:潜艇曾不是首要要挟。很长一段时辰内,中国面对的海上要挟首要来自美蒋的飞机——比方PV2每一个月2次,最远一向飞到哈尔滨窥伺完再飞回台湾都拦不住。到1961年10月,累计大陆阻挡400多架次无战果。其次是兵舰,1950年月台湾的兵舰一向有用封闭中国东部内地,有乐趣的网友能够也许也许去查查1955年的台山列岛海战,国共的战果一边倒到甚么程度(双方的资料都要看啊,出格是那边)。至于反潜,大陆水兵被击沉击伤的舰艇不少,可有一艘是损于敌方潜艇?武器迷没查到。后面的要挟便是北约都顾忌的苏联的坦克狂飙和战术核武器了。谁另有工夫理睬躲潜藏藏的潜艇?

第三:反潜手艺自身结果无限。不必赘述黄海和东海的庞杂浅水环境噪声影响水听器的结果,很长一段时辰,反潜结果最好的武器仍是潜艇自身。至于拖曳声呐,太大太沉——80年月中国引进法国的SS12,拖曳间隔才200米,探测间隔才16海哩,船面份量却有4吨。何况,30年前中国舰艇的柴油机那轰鸣的低频噪声,装上啥声呐也白搭啊。就算是反潜第一大户美国,远有埃及老式柴电潜艇,近有瑞典哥特兰、中国宋改,都破了美国的反潜网。

须要不迫切,费钱不知底,结果不抱负。贫民身世的中国水声研讨步子,快得了吗?在这类环境下,反潜声呐设备,出格是拖曳声呐设备的成长,也就落空了手艺根柢,成为无源之水。这也是为甚么美日冷笑中国反潜才能数十年不本色性改良的根柢缘由。

可是,时移世易。

跟着中国中国海内商业的成长,海上运输宁静日趋首要。中国水兵防空反舰才能的前进,包含航母和核潜艇在内的大中型舰艇走向深蓝的步调也在加快,这些都大大增添了我方面对敌方潜艇的概率。

同时,潜艇降噪手艺成长组成了须要的变更。曩昔,潜艇的辐射噪声首要在高频。是以,探测潜艇噪声的声呐基阵的尺寸能够也许也许做的很小。浮漂声呐和吊放声呐就大抵能够也许也许对。可是21世纪以来,潜艇的降噪手艺使得高频噪声大幅度削弱,是以首要辐射噪声在低频。而探测低频大波长噪声,声呐换能基阵的尺寸就要响应增大。是以,中国水兵对声呐阵列如拖曳声呐、大型牢固阵列的战术须要日趋增高。

所幸的是,中国在水声器件方面软弱的场合排场,在1990年月,终究迎来了一个翻身的起色。

一方面,如前文所述,在1990年月中苏干系一般化以后,中国无机遇师从苏俄的水声手艺。从而在根柢现实、尝试方式和数据处置、数据阐发取得周全晋升。另外一方面,在矢量水听器的工程完成上,中国又能够也许也许绕过苏美电器件时期的良多曲折,间接操纵那时起头大规模操纵的光纤传输、光传感器手艺,集合精神成长光器件时期的水听器。

武器迷之以是后面絮罗唆叨的先容根柢现实,方针便是让巨匠看出来:光纤水听器在水声探测的现实上,实在并不全新的冲破。光手艺对水声探测的首要进献,是在工程层面上,用全新的手艺手腕,去处置电机手艺水声传感和声纳数据传输没法完成的高效力、一体化困难,同时大幅度晋升体系的靠得住性,下降制作、操纵和掩护的总本钱。犹如ZIBAO兄所说,模(拟)改数(字),硬(件)改软(件)、机(械)改电(子),电(气)改光(纤)——道理照旧,手腕大变。

荣幸的是,中国从担当传统现实和操纵古代手艺这两个方面捉住了机遇,从而“弯道超车”,完成了中国矢量水声器的光纤化,从而削减了与全国前进前辈程度的差异。

逾越式成长的例子良多,中国相控阵雷达手艺——有源体系体例超出无源体系体例的成长,中国通讯互换手艺——程控式互换超出纵横制互换的成长,中国陀螺仪手艺——光纤体系体例超出电机体系体例,都是实例。成长中国度作为古代财产的厥后者,可否完成逾越式成长,在于可否充实操纵成熟现实补课的同时,捉住新手艺成长的契机,并将两者加以连系。中国兵工最近几年来的逾越式前进层见叠出,FOVH为如许的成长形式供给了一个很好的样例。

反观苏俄,在传统水声手艺和工程上与美邦本来是伯仲之间的事。可是在1990年月的苏联崩溃和厥后十几年的经济困窘中,误了光通讯这班车。固然普京在朝后逐步起头规复元气,但照旧在FOVH的成长上慢了一步。旧日的矢量水声学开山巨匠,此刻已被美国甩在了后面。

中国的一追一赶,苏俄的一停一顿,进退交织的对照之下,真是让人百感交加。

固然,逾越式成长,也是有规模的,看着别人走过的道超出,到达别人的80%,最多能委曲遇上别人。再想超近道就难了。由于,根柢就没道了。有别人也不告知咱。现实功底根柢研讨这时辰就很首要了。现实前进前辈一分,算法前进前辈一分,工程上略施手腕,前进一代半代都是能够也许也许的。根柢掉队,再大的本事也便是仿得快。从这个角度讲,俄罗斯若是完整缓曩昔,比咱们前进更快。

深一步聊:逾越式成长,提及来轻松,做起来又谈何轻易。手艺上要追逐,工程上要追逐,都有一个必不可少的前提。

对了。便是资金。

美国1990年月中期,五年用了8000万美圆在光纤反潜上。从1988年头起头,美国用于发明低噪声柴电潜艇的近岸牢固水声监督体系FDS耗资逾越11亿美圆。中国此刻呢,更是没少花,《中国迷信报》载文,2011年中科院投资的第二套岸基光纤探测体系,4000万国民币;同年陵水站“南海陆地手艺与体系尝试研讨基地”,仅仅第一期便是7800万国民币;2012年, 科技部建的中国首个“南海海底观察网尝试体系”,也是第一期,投资2.5亿元国民币。——用收集说话说,蛮拼的。

之前有句话,说“有钱不能吊水漂”。可此刻,为了光纤水声手艺,白花花的银子,真恰是大把大把往水里倒。为嘛?款项换时辰啊。

再往深一步想,为甚么国度肯于往这外面投资?

这位说,有钱了呗。

也对。

不过中国人多底薄,再多的钱,也要有所挑选。为甚么挑选了水声这一块?

窃感觉,这从一个很小的正面,反应出中国的成长计谋已产生了根柢性的起色——中国正在从陆权时期加快进入海权时期。

甚么是海权时期?

便是国度的气力、民族的好处、兵力的成长、争真个发源和谈吐的核心,更多的集合在陆地而不是陆地。中国此刻的商业依存陆地,中国将来的成长依靠陆地,是以中国今后的疆场就在陆地。

从水听器的角度看,咱们看看美国的海权时期象征着甚么:

美国从上世纪60年月起,针对苏联的潜艇在外乡工具两侧的大泰西和承平洋扶植牢固式陆地水声监督体系,每一个标的方针由多达三条深水水听器阵列组成,电缆总长度逾越3万海里。在承平洋方的三条鉴戒线别离是:第一条由俄罗斯的堪察加外海经日本列岛向南延长到菲律宾和马六甲海峡——这便是第一岛链的反潜水声器监听链,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。2006年美国经由进程了由远洋、地区、环球三大海底观察体系组成的“陆地观察打算”(OOI)。该打算于2009起头扶植,打算操纵30年。此中最为首要的是地区性海底观察网,即西南承平洋的加拿大“海王星”(NEPTUNE)打算,能将上千个海底观察设备联网。加拿大的NEPTUNE海底观察网已于2009年12月8日建成,今朝有6个基站,海缆长度达800千米。

中国艰巨繁重地起头由陆向海时,已被美日韩台菲的第一岛链封闭了半个多世纪。最近几年来咱们碰到的一切海上争端,仿佛都让人听到,一个阶下囚试图奋力摆脱这条锁链时收回的,近似金属碰撞般的铿锵作响。

国际某着名的交际学者说: “第一岛链只要设想观点,把地舆上一些稀少的小岛说是对中国的封闭完整是骇人听闻”。呵呵,武器迷感觉,如许的谈吐,Too simple, sometimes naïve.

扯远了。

在本系列文章的最初,让咱们再次把眼光投向暗流涌动的南中国海。中国为甚么在南海而不是其余处所,连续成立第一套、第二套岸基光纤探测体系,和中国首个水下监督体系和海底观察体系?为甚么陵水基地最近几年来,各类军民两用水声名目目不暇接?(这里边有真工夫,也有凑热烈,另有白手套白狼的,热烈不凡啊,呵呵。)

第一:中国黄海的均匀水深只要30-40米,东海的均匀水深是340米,南海的均匀水深为1212米,这对任务深度500米的FOVH尝试具有首要的意思(大型拖曳声呐阵列的最大倾斜入海任务深度也是500米)。

另:有动静说中国已在第一岛链内侧已设置了反潜侦听网,武器迷存疑:从公然手艺文献看,中国光纤水听器的手艺停顿没那末快。局部军港的掩护性侦听网估量是有的,但若是全部第一岛链布设,这么大阵仗美日能没反应?最少公然资料中,美国感觉中国只在南海有稍大规模的反潜窥伺网。

第二:比拟黄海和东海,南海海疆泛博,是中国水兵陆基防氛围力没法完整笼盖的海疆,倒是美国水兵核潜艇能够也许也许大显技艺的地区。两者叠加,对我方舰艇在这个海疆的作战步履组成了更大的要挟。出格是斟酌到束缚军三亚新型核潜艇基地和巨浪-2南海发射阵地的宁静,上述要挟对中国海基计谋核还击气力组成了不可轻忽的严重磨练。更不要说将来三亚基地还承接着中国航母母港的潜伏须要。这个海疆的反潜作战须要之高就加倍肯定无疑。

第三:南海是中国商业运输要道,出格是动力运输的最大线路,而美国和东盟列国的潜艇气力一向在此延续活泼。保证这一地区的通顺宁静,是中国远洋陆地权利的最大表现。

是以,在南海领先安排FOVH阵列水声探测体系,既是科研尝试的须要,也是经济好处的须要,更是军事筹办的须要。

本年简氏防务周刊报道中国竟然能够也许也许在排水量1400吨的056轻掩护上安排小型拖曳声呐,探测间隔远超压传统小型压电式拖曳声呐,足见中国反潜设备小型化的前进之快。2014年,中国新拟定的《国度中持久迷信和手艺成长打算纲领(2012-2030年)》明白将海底观察体系列为16项将扶植的严重迷信工程的首位。

瞥见没,2030年见。好好在世吧——“谁在世,谁就看得见”(萨拉热窝的瓦尔特曾如许说)。

中国FOVH的科研和工程实际标明:咱们在可见的将来,将有才能安排最大探测间隔逾越1000千米的,与海岸观通体系、舰船观察体系、空中预警体系、卫星监督体系完整整合的水下监督和海底观察体系。并能够也许也许将FOVH的操纵规模,扩展到鉴戒声纳、拖曳线排阵声纳、舷侧阵共形阵声纳、水雷声引信、鱼雷探测声纳、多基地声纳、水下潜航器的导航定位、散布式传感器收集等。大中型船艇用拖曳声呐的探测间隔,无望逾越100千米到达150千米的程度。光纤矢量水听器对中国水兵反潜才能晋升的首要性,是不管若何估量都不过度的。

中国光纤反潜手艺的逾越式成长,从一个正面反应出中国水兵反潜才能疾速前进的趋向,这块刺目标短板,将无望在10-15年内被延续加长。回首和瞻望如许的成长进程,让咱们有来由对“密歇根”号艇长本杰明•皮尔森的“南海东海后院”论,给出如许的批评:

在今天,这的确是一个现实;在今天,这也许是一个疑难;在今天,这将只能是一个笑话。

愿如许的今天,早日到来。


静里水声那边觅,流光阴影锁真机

注:一切资料来自于互联网公然报道和公然出书物,如:
《声矢量传感器研讨停顿》
《光纤矢量水听器道理与操纵》
《光纤矢量水听器研讨停顿》
《声学学报》
本文同时援用了公然论文《光纤矢量水听器研讨停顿》中的图片在此一并称谢

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中篇谈了FOVH的道理与东方出格是美帝的研讨与操纵环境。

有伴侣催武器迷了:抖累赘、打匿伏都无限度。酒过三巡菜过五味了,最要紧咱中国的事儿,咋总不提呢?

好,咱们这就——上硬菜!
中国压电矢量水听器:

尽人皆知,中国的声呐手艺,甚至全部水声手艺,一向是一个短板。以压电矢量水听器来讲,研讨任务从1990年月才起头——对照美苏,这个出发点,掉队了最少20年。

中国哈尔滨工程大学、东南财产大学、中船重工715所和中科院声学所,是那时研讨压电矢量水听器的主力军。有关声压梯度水听器和双水听器声强丈量等研讨任务同步睁开。该当指出的是,在中苏干系一般化以后,和中俄友爱干系晋升以后,中国经由进程对俄手艺引进,周全睁开了压电矢量水听器的工程操纵研讨。

之外场尝试为规范,真正深切的研讨任务要更晚,约莫起头研讨的时辰在1998年。在这一年,中国停止了最早的对声矢量传感器手艺的外场尝试:吉林松花湖尝试。在这以后又停止了2000年的辽宁大连海试,2002年的北京密云水库尝试,2003年的东海、南海声矢量传感器线阵尝试。
中国FOVH光纤矢量水听器:

中国光纤矢量水听器的研讨任务始于1986-1990年的“七五”打算时期,并在“八五”、“九五”和后续打算时期参与研讨打算。中国FOVH的首要研讨机构有:
-        国防科大长沙光电迷信与工程学院
-        中国迷信院声学研讨所
-        声场声信息国度重点尝试室

1996年,是中国FOVH成长的分水岭,中国将陆地范畴归入863打算,在南海建成了国度级陆地声学研讨基地,陆地监测高手艺范畴今后走上了成长正轨,从尝试室道感性研讨到现场水域尝试,都取得了必然的停顿。

历经近二十年的大规模投入和延续跟踪、引进、消化、研讨和尝试,中国光纤矢量水听器手艺在2001-2005年的“十五”打算前期,终究在关头性手艺和(试)操纵上起头取得冲破性停顿。

2002年8月,停止了中国初次光纤水听器阵列的海上尝试。

据公然论文报道:
2003年7月,国防科大研制的光纤矢量水听器,在中船重工715所水声一级计量站停止了一维光纤矢量水听器的活络度及指向性测试,测试声压活络度到达-140dB,指向性为“8”字指向性,串扰小于-20dB。操纵锐化手艺应进方针方位估量,较切确地预算了方针船的方位角,并对陆地声场的矢量特征停止了丈量。

图1 一维光纤矢量水听器


2003年8月,国防科大研制的四份量三维光纤矢量水听器在青岛外海疆停止了海上尝试,并成功完成了矢量三维定向和婚配场三维定位。在图1中能够也许也许看到,三个维度的三个干与型光纤加快率计做成一个相互正交的圆柱体,专业术语为“三维芯轴型推挽式布局”,以减小体积和穿插串扰。

图2 三维光纤矢量水听器布局图

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2014-11-9 13:47 上传



2005年,中国在青岛四周海疆布建完成了“水下光纤综合探测体系”名目尝试。

2008年4月, 国防科大在南海停止了光纤矢量水听器的相干海上尝试, 测试标的方针精度:优于5°(信噪比>3dB),任务水深可达500米。如图3和图4。

图3:三维矢量光纤传感头封装什物图,左图为封装前,右图为封装后。
   

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图4三维光纤矢量水听器南海海上尝试现场
   

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2014-11-9 13:47 上传




2009年4月,“中国迷信院声学研讨所南海声学与陆地综合观察尝试站”正式在海南陵水成立。至此,中国国的水声学研讨,组成了中科院声学所北京本部,加东海站、北海站和南海站三个濒海研讨平台的1+3款式。

2009年10月,海南陵水基地起头布放“863”重点名目“岸基光纤线排阵水声综合探测体系”。

2010年1月,863重点名目“岸基光纤线排阵水声综合探测体系”在南海多个关头海疆成功布放终了。

2011年,中科院在陵水站扶植9600平方米的“南海陆地手艺与体系尝试研讨基地”(一期)。同年,科技部在距陵水基地岸边100千米处,布放了第二套岸基光纤探测体系。

2012年, 科技部依靠陵水基地扶植中国首个“南海海底观察网尝试体系”。同年,年国务院50号文令:在海南陵水扶植海底观察网体系。

2013年5月13日,《中国迷信报》报道,南海陆地所连系沈阳主动化所和声学研讨所配合完成的中国第一个海底观察体系取得第一批数据。海底观察树模体系由岸基站、2km长的光电缆、基于自立手艺的1个主接驳盒和1个次接驳盒、3套观察设备、1个声学网枢纽点与3个观察节点组成,并具有扩展功效,岸基站供给10kv高压直流电,接驳盒布放在20m水深的海底。

2014年5月11日,中科院南海陆地研讨所网站报道,跟着海底观察数据在屏幕上的及时显现,标记中国首个水下监督体系和海底观察体系建成。

图5: 海底监测数据及时显现

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2014-11-9 13:47 上传



2012年,第八届国防电子展上,中国电子信息财产团体公司、国防科技大学、湖南光纤传感手艺工程尝试室,连系展出了国产光纤水听器的模子。

2014年,第九届国防电子展上中国电子信息财产团体公司和北京神州普惠科技股分无限公司连系展出了进程光纤水听器和FOVH阵元什物。至此,国产FOVH终究公然在众人的面前。从报道看,中国的FOVH研发团队基于静态婚配的大容差光学平衡阵列设想与组装立异手艺、光纤水听器阵列数据收罗与旌旗灯号处置手艺、声全息丈量手艺、声聚焦手艺、声场预告手艺、声学仿真平台手艺、声学仿真平台手艺,未然渐成体系,让人对国产光纤水声器的成长布满了高傲和期许。

看到国际的前进,天然内心欢快。

可是,仍是给巨匠提个醒:2014年中国投入操纵的国产FOVH大多是128阵元的,按照手艺请求差别,阵元间距0.75米-25米。国产FOVH256阵元的产物正在研制中,而美国2000年的产物是96阵元,2003年弗吉尼亚级核潜艇装置的是2700个FOVH的全光水听器阵列声呐舷侧阵。

别嫌武器迷煞风光——前进是一种现实,差异也是一种现实。若是说前者值得咱们惊喜,尔后者就更有来由,值得咱们非分出格的尊敬。
总结
从中国FOVH的成长进程来,咱们读到了一个清楚而首要的辞汇:逾越。

从汗青上看,1990年月之前,中国水声研讨的根柢长短常薄的。固然中国上世纪50年月未,水声学的第一支国度队就组建于三亚,也便是本日后的中科院声学所南海研讨站。可是,在声压水声器和传统压电矢量水听器的成长进程都乏善可陈。为甚么?

第一:没钱。水声学烧钱,比电商还狠(后面胪陈)。“新”中国名字难听,从设备上,现实是个旧穷国。别说大面积反潜侦听网,便是拖曳声呐都是天鹅肉。好歹有个船壳声呐就很高科技了。一艘大舰相称于一个步兵师,传统的中国大陆军哪有那末多钱往水里砸。日本靠美国了。欧洲有没无限定潜艇战的汗青,晓得反潜的首要性,但水声学的成长比美国差远了,首要题目也是钱。

第二:潜艇曾不是首要要挟。很长一段时辰内,中国面对的海上要挟首要来自美蒋的飞机——比方PV2每一个月2次,最远一向飞到哈尔滨窥伺完再飞回台湾都拦不住。到1961年10月,累计大陆阻挡400多架次无战果。其次是兵舰,1950年月台湾的兵舰一向有用封闭中国东部内地,有乐趣的网友能够也许也许去查查1955年的台山列岛海战,国共的战果一边倒到甚么程度(双方的资料都要看啊,出格是那边)。至于反潜,大陆水兵被击沉击伤的舰艇不少,可有一艘是损于敌方潜艇?武器迷没查到。后面的要挟便是北约都顾忌的苏联的坦克狂飙和战术核武器了。谁另有工夫理睬躲潜藏藏的潜艇?

第三:反潜手艺自身结果无限。不必赘述黄海和东海的庞杂浅水环境噪声影响水听器的结果,很长一段时辰,反潜结果最好的武器仍是潜艇自身。至于拖曳声呐,太大太沉——80年月中国引进法国的SS12,拖曳间隔才200米,探测间隔才16海哩,船面份量却有4吨。何况,30年前中国舰艇的柴油机那轰鸣的低频噪声,装上啥声呐也白搭啊。就算是反潜第一大户美国,远有埃及老式柴电潜艇,近有瑞典哥特兰、中国宋改,都破了美国的反潜网。

须要不迫切,费钱不知底,结果不抱负。贫民身世的中国水声研讨步子,快得了吗?在这类环境下,反潜声呐设备,出格是拖曳声呐设备的成长,也就落空了手艺根柢,成为无源之水。这也是为甚么美日冷笑中国反潜才能数十年不本色性改良的根柢缘由。

可是,时移世易。

跟着中国中国海内商业的成长,海上运输宁静日趋首要。中国水兵防空反舰才能的前进,包含航母和核潜艇在内的大中型舰艇走向深蓝的步调也在加快,这些都大大增添了我方面对敌方潜艇的概率。

同时,潜艇降噪手艺成长组成了须要的变更。曩昔,潜艇的辐射噪声首要在高频。是以,探测潜艇噪声的声呐基阵的尺寸能够也许也许做的很小。浮漂声呐和吊放声呐就大抵能够也许也许对。可是21世纪以来,潜艇的降噪手艺使得高频噪声大幅度削弱,是以首要辐射噪声在低频。而探测低频大波长噪声,声呐换能基阵的尺寸就要响应增大。是以,中国水兵对声呐阵列如拖曳声呐、大型牢固阵列的战术须要日趋增高。

所幸的是,中国在水声器件方面软弱的场合排场,在1990年月,终究迎来了一个翻身的起色。

一方面,如前文所述,在1990年月中苏干系一般化以后,中国无机遇师从苏俄的水声手艺。从而在根柢现实、尝试方式和数据处置、数据阐发取得周全晋升。另外一方面,在矢量水听器的工程完成上,中国又能够也许也许绕过苏美电器件时期的良多曲折,间接操纵那时起头大规模操纵的光纤传输、光传感器手艺,集合精神成长光器件时期的水听器。

武器迷之以是后面絮罗唆叨的先容根柢现实,方针便是让巨匠看出来:光纤水听器在水声探测的现实上,实在并不全新的冲破。光手艺对水声探测的首要进献,是在工程层面上,用全新的手艺手腕,去处置电机手艺水声传感和声纳数据传输没法完成的高效力、一体化困难,同时大幅度晋升体系的靠得住性,下降制作、操纵和掩护的总本钱。犹如ZIBAO兄所说,模(拟)改数(字),硬(件)改软(件)、机(械)改电(子),电(气)改光(纤)——道理照旧,手腕大变。

荣幸的是,中国从担当传统现实和操纵古代手艺这两个方面捉住了机遇,从而“弯道超车”,完成了中国矢量水声器的光纤化,从而削减了与全国前进前辈程度的差异。

逾越式成长的例子良多,中国相控阵雷达手艺——有源体系体例超出无源体系体例的成长,中国通讯互换手艺——程控式互换超出纵横制互换的成长,中国陀螺仪手艺——光纤体系体例超出电机体系体例,都是实例。成长中国度作为古代财产的厥后者,可否完成逾越式成长,在于可否充实操纵成熟现实补课的同时,捉住新手艺成长的契机,并将两者加以连系。中国兵工最近几年来的逾越式前进层见叠出,FOVH为如许的成长形式供给了一个很好的样例。

反观苏俄,在传统水声手艺和工程上与美邦本来是伯仲之间的事。可是在1990年月的苏联崩溃和厥后十几年的经济困窘中,误了光通讯这班车。固然普京在朝后逐步起头规复元气,但照旧在FOVH的成长上慢了一步。旧日的矢量水声学开山巨匠,此刻已被美国甩在了后面。

中国的一追一赶,苏俄的一停一顿,进退交织的对照之下,真是让人百感交加。

固然,逾越式成长,也是有规模的,看着别人走过的道超出,到达别人的80%,最多能委曲遇上别人。再想超近道就难了。由于,根柢就没道了。有别人也不告知咱。现实功底根柢研讨这时辰就很首要了。现实前进前辈一分,算法前进前辈一分,工程上略施手腕,前进一代半代都是能够也许也许的。根柢掉队,再大的本事也便是仿得快。从这个角度讲,俄罗斯若是完整缓曩昔,比咱们前进更快。

深一步聊:逾越式成长,提及来轻松,做起来又谈何轻易。手艺上要追逐,工程上要追逐,都有一个必不可少的前提。

对了。便是资金。

美国1990年月中期,五年用了8000万美圆在光纤反潜上。从1988年头起头,美国用于发明低噪声柴电潜艇的近岸牢固水声监督体系FDS耗资逾越11亿美圆。中国此刻呢,更是没少花,《中国迷信报》载文,2011年中科院投资的第二套岸基光纤探测体系,4000万国民币;同年陵水站“南海陆地手艺与体系尝试研讨基地”,仅仅第一期便是7800万国民币;2012年, 科技部建的中国首个“南海海底观察网尝试体系”,也是第一期,投资2.5亿元国民币。——用收集说话说,蛮拼的。

之前有句话,说“有钱不能吊水漂”。可此刻,为了光纤水声手艺,白花花的银子,真恰是大把大把往水里倒。为嘛?款项换时辰啊。

再往深一步想,为甚么国度肯于往这外面投资?

这位说,有钱了呗。

也对。

不过中国人多底薄,再多的钱,也要有所挑选。为甚么挑选了水声这一块?

窃感觉,这从一个很小的正面,反应出中国的成长计谋已产生了根柢性的起色——中国正在从陆权时期加快进入海权时期。

甚么是海权时期?

便是国度的气力、民族的好处、兵力的成长、争真个发源和谈吐的核心,更多的集合在陆地而不是陆地。中国此刻的商业依存陆地,中国将来的成长依靠陆地,是以中国今后的疆场就在陆地。

从水听器的角度看,咱们看看美国的海权时期象征着甚么:

美国从上世纪60年月起,针对苏联的潜艇在外乡工具两侧的大泰西和承平洋扶植牢固式陆地水声监督体系,每一个标的方针由多达三条深水水听器阵列组成,电缆总长度逾越3万海里。在承平洋方的三条鉴戒线别离是:第一条由俄罗斯的堪察加外海经日本列岛向南延长到菲律宾和马六甲海峡——这便是第一岛链的反潜水声器监听链,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。2006年美国经由进程了由远洋、地区、环球三大海底观察体系组成的“陆地观察打算”(OOI)。该打算于2009起头扶植,打算操纵30年。此中最为首要的是地区性海底观察网,即西南承平洋的加拿大“海王星”(NEPTUNE)打算,能将上千个海底观察设备联网。加拿大的NEPTUNE海底观察网已于2009年12月8日建成,今朝有6个基站,海缆长度达800千米。

中国艰巨繁重地起头由陆向海时,已被美日韩台菲的第一岛链封闭了半个多世纪。最近几年来咱们碰到的一切海上争端,仿佛都让人听到,一个阶下囚试图奋力摆脱这条锁链时收回的,近似金属碰撞般的铿锵作响。

国际某着名的交际学者说: “第一岛链只要设想观点,把地舆上一些稀少的小岛说是对中国的封闭完整是骇人听闻”。呵呵,武器迷感觉,如许的谈吐,Too simple, sometimes naïve.

扯远了。

在本系列文章的最初,让咱们再次把眼光投向暗流涌动的南中国海。中国为甚么在南海而不是其余处所,连续成立第一套、第二套岸基光纤探测体系,和中国首个水下监督体系和海底观察体系?为甚么陵水基地最近几年来,各类军民两用水声名目目不暇接?(这里边有真工夫,也有凑热烈,另有白手套白狼的,热烈不凡啊,呵呵。)

第一:中国黄海的均匀水深只要30-40米,东海的均匀水深是340米,南海的均匀水深为1212米,这对任务深度500米的FOVH尝试具有首要的意思(大型拖曳声呐阵列的最大倾斜入海任务深度也是500米)。

另:有动静说中国已在第一岛链内侧已设置了反潜侦听网,武器迷存疑:从公然手艺文献看,中国光纤水听器的手艺停顿没那末快。局部军港的掩护性侦听网估量是有的,但若是全部第一岛链布设,这么大阵仗美日能没反应?最少公然资料中,美国感觉中国只在南海有稍大规模的反潜窥伺网。

第二:比拟黄海和东海,南海海疆泛博,是中国水兵陆基防氛围力没法完整笼盖的海疆,倒是美国水兵核潜艇能够也许也许大显技艺的地区。两者叠加,对我方舰艇在这个海疆的作战步履组成了更大的要挟。出格是斟酌到束缚军三亚新型核潜艇基地和巨浪-2南海发射阵地的宁静,上述要挟对中国海基计谋核还击气力组成了不可轻忽的严重磨练。更不要说将来三亚基地还承接着中国航母母港的潜伏须要。这个海疆的反潜作战须要之高就加倍肯定无疑。

第三:南海是中国商业运输要道,出格是动力运输的最大线路,而美国和东盟列国的潜艇气力一向在此延续活泼。保证这一地区的通顺宁静,是中国远洋陆地权利的最大表现。

是以,在南海领先安排FOVH阵列水声探测体系,既是科研尝试的须要,也是经济好处的须要,更是军事筹办的须要。

本年简氏防务周刊报道中国竟然能够也许也许在排水量1400吨的056轻掩护上安排小型拖曳声呐,探测间隔远超压传统小型压电式拖曳声呐,足见中国反潜设备小型化的前进之快。2014年,中国新拟定的《国度中持久迷信和手艺成长打算纲领(2012-2030年)》明白将海底观察体系列为16项将扶植的严重迷信工程的首位。

瞥见没,2030年见。好好在世吧——“谁在世,谁就看得见”(萨拉热窝的瓦尔特曾如许说)。

中国FOVH的科研和工程实际标明:咱们在可见的将来,将有才能安排最大探测间隔逾越1000千米的,与海岸观通体系、舰船观察体系、空中预警体系、卫星监督体系完整整合的水下监督和海底观察体系。并能够也许也许将FOVH的操纵规模,扩展到鉴戒声纳、拖曳线排阵声纳、舷侧阵共形阵声纳、水雷声引信、鱼雷探测声纳、多基地声纳、水下潜航器的导航定位、散布式传感器收集等。大中型船艇用拖曳声呐的探测间隔,无望逾越100千米到达150千米的程度。光纤矢量水听器对中国水兵反潜才能晋升的首要性,是不管若何估量都不过度的。

中国光纤反潜手艺的逾越式成长,从一个正面反应出中国水兵反潜才能疾速前进的趋向,这块刺目标短板,将无望在10-15年内被延续加长。回首和瞻望如许的成长进程,让咱们有来由对“密歇根”号艇长本杰明•皮尔森的“南海东海后院”论,给出如许的批评:

在今天,这的确是一个现实;在今天,这也许是一个疑难;在今天,这将只能是一个笑话。

愿如许的今天,早日到来。


静里水声那边觅,流光阴影锁真机

注:一切资料来自于互联网公然报道和公然出书物,如:
《声矢量传感器研讨停顿》
《光纤矢量水听器道理与操纵》
《光纤矢量水听器研讨停顿》
《声学学报》
本文同时援用了公然论文《光纤矢量水听器研讨停顿》中的图片在此一并称谢

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好文得凸,海权啊海权......

点进楼主的博客看了看,必须强推啊,良多不错的文章!

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不错的先容文章,对中国反潜声纳阵大要的手艺与标的方针有了一点熟悉了
本来反潜也能够也许也许用光纤
如许的科普贴不顶妄为军迷啊!谁把这篇好帖的上篇链接发一下,感谢。
不能把尝试的样品和人家已设备队伍的设备去比机能。

咱们02年还在道理考证、尝试。人家已定型设备

根柢不具有可比性
呆傻老汉子 颁发于 2014-11-11 21:30
如许的科普贴不顶妄为军迷啊!谁把这篇好帖的上篇链接发一下,感谢。
您要的链接:http://blog.sina.com.cn/s/articlelist_1455885643_0_1.html

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武器谱文章地点:浅谈反潜新兵光纤水听器的成长.下篇 http://jfotog.com/news/1390106

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  • 已知局部被氧化的镁条1.6g和充足的盐酸反应,在规范状态下天生1.12L的氢气,求反应前被氧化的镁的品质
  • 1.将5.6g外表已局部氧化的镁投入到100g稀盐酸中,刚好完整反应,天生氢气0.4g1.将5.6g外表已局部氧化的镁投入到100g稀盐酸中,刚好完整反应,天生氢气0.4g求①稀盐酸中HCL的品质分数②反应后溶液
  • 5克外表局部氧化(变成氧化镁)的镁带,跟充足稀盐酸反应,天生氢气0.4克,该镁带中单质镁的品质分数是多
  • 将5g镁条间接插手100g稀硫酸中制取氢气,刚好完整反应,所得溶液品质为104.6g.求:1.蜕变后的镁条中单质镁的品质分数2.所得溶液的溶质品质分数
  • 有外表被氧化的镁条3.8克,与充足盐酸完整反应,并天生氢气0.3克,求镁条中氧化镁的品质分数
  • 武器谱,聚集全国名器。