

L-3 Oceans Group 研制的 DS-100 HELRAS Helicopter Long-Range Active Sonar 是目前远程探测能力最强的吊放式声纳,包括人机界面在内系统总重 341 千克。湿端重量为 155 千克,由 7 单元主动发射机 (工作状态下发射阵列全高 5.2 米) 和展开后直径 2.6 米的 8 臂水听器阵列组成,最大工作深度 500 米,主动工作模式核心频率 1.311,1.38,1.449 千赫。制造商方面宣称该型声纳的探测远界可直达第二水声汇聚区 (60 海里),但就其工作频率而言该说法较为勉强。

主动声纳探测到给定距离上典型潜艇目标 (由长 300 英尺/91.44 米,直径 30 英尺/9.144 米的圆柱体代表) 需要的最低发射强度 (模拟值)。横坐标为工作频率 (赫兹),纵坐标为声源强度 (分贝),曲线上方的数字为探测半径 (海里)。左方的蓝色区为高背景噪声频段 (低频声波传输损耗低,累积背景噪声水平相应较高,见下图),频率越低噪声水平越高,迫使声纳系统提升发射功率加以补偿,否则无法维持实现目标截获所需信噪比。右方的粉色部分为声能吸收区,海水对较高频率声能的强烈吸收同样迫使声纳大幅度增强发射功率以维持目标回波强度。高频声纳因此只适合探测近距离目标。白色区是主动声纳较为理想的工作窗口,1+ 千赫级主动声纳在该窗口范围内的探测远界是 30 海里。




Thales 公司研制的 Folding Light Acoustic System for Helicopters FLASH 是西方世界装备最为广泛的吊放式声纳,其主动模式工作频率为 3-5 千赫,系统全重 332 千克,最大工作深度 750 米。湿端重 78 千克,其下半部分容纳 8 单元主动发射机,上半部分为十二臂水听器阵列。

海水对声信号的折射作用意味着吊放式声纳的部署深度越大,信号覆盖 (黄色区) 就越彻底 (水声信号传播路径参见 剪水鹱:水声信号典型传播路径)。与工作频率更低,最大部署深度也更浅的 HELRAS 相比,FLASH 的探测远界较近,但避免了近距离上可能出现的盲区。
与声纳浮标相比,吊放式声纳的优势在于:
1) 作为非消耗性产品,成本限制较为宽松,可以使用更加高级的元件以提升性能;
2) 体积,重量,电气功率等指标方面拥有压倒性优势。典型的主动声纳浮标包括无线电信号发射机,电池,线缆,声纳换能器等在内的全系统重量只有十几千克,被动声纳浮标全系统重量还不到十千克。声纳浮标的性能相应地受到极大限制,譬如主动声纳浮标中具有代表性的 AN/SSQ-62E,最低发射频率为 6.5 千赫。声波频率越高,受到海水与潜艇吸声层吸收而导致的信号损耗越强。与同时代的吊放式声纳相比,主动声纳浮标工作频率较高而发射功率明显偏低,探测距离也就要短得多。

3) 吊放式声纳可以自由调节布放深度。被动声纳浮标的部署深度只能预选定值,不可在部署完成后再行调节。主动声纳浮标也只能从浅向深改变布设深度,且档位选择甚少。
劣势在于:


1) 增大平台脆弱性。直升机布设吊放式声纳时必须零地速低高度悬停,存在遭到潜空导弹攻击的风险。声纳浮标能从 12-9144 米高度,0-685 千米/时速度范围内投放,航空反潜平台的自身安全更有保障。

2) 被动监听模式下角度分辨率不如声纳浮标,后者可联网组成大孔径虚拟阵列 (浮标须配备卫星定位设备以精确测定自身位置,反潜平台须具备相应的算力以进行信号处理)。
3) 平台适应性较差,其载机必须具备悬停/水面起降能力,从而局限于直升机,倾转旋翼机 (悬停性能不怎么样),水上飞机 (起起落落太麻烦,且受海况限制较大) 三类。


声纳浮标什么的,用手扔也是没有问题的嘛。
4) 使用吊放式声纳时,每架反潜直升机只能控制以吊放式声纳为中心,其有效探测距离为半径的特定水域。投放多组声纳浮标的反潜航空器则可同时监控广大空间跨度内的若干处水域。
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