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预防制造噪音的新技术(潜艇消声瓦技术已落后,中国反其道而行之,开发出主动发声瓦技术)

发布时间:2024-03-20 20:21:46 装备制造业 617次 作者:装备制造资讯网

#媒体人周刊#

潜艇最大的威慑力就是你不知道它在哪里。因为静音,潜艇往往能神出鬼没的出现在你意想不到的地方,也正因为如此,各国声呐反潜的能力也日益提高,美国甚至在很多海域布置了海底声呐监听网,为的是减少“未知”的恐惧。而潜艇呢?为了躲避声呐监听,也开发出各种静音技术,比如通过浮阀隔离舱内噪音,通过推进装置的改进抑制空泡效用,通过对艇身加装消声瓦来抑制艇身噪声振动、降低本艇声目标强度、提高潜艇隐蔽性。

预防制造噪音的新技术(潜艇消声瓦技术已落后,中国反其道而行之,开发出主动发声瓦技术)

然而现在的消声瓦通常由橡胶或合成聚合物制成,吸音瓦的厚度往往不超过7cm,这对付波长比这厚度短、低频信号最有效。但是现在主动声纳频率越来越低,波长越来越长,甚至超过一米。因此,无论怎么改变消声瓦的材料与结构都无法满足潜艇的静音所需。因此兔子反其道而行之,开发出一套“主动发声瓦”技术用于潜艇隐身。

香港《南华早报》近日发表了一篇《大陆开发潜艇隐形新法宝,可让美军声呐变废物》的文章,该文称:北京理工大学研究团队研制出一款“主动发声瓦”,他能接收到敌方舰艇发射的声呐频率,并能模拟对方频率,并叠加上水声噪声信号,这种噪音最高可达147分贝,能完整的重现所在水域背景噪音。

“主动发声瓦”整套装置大小与厚度不到砖块的一半,整个潜艇舱段都可根据设计“主动发声瓦”阵面因而可以接收到各个方向的敌方声纳信号,这样,整个艇身就组成了一个声呐阵,他们可以集体的发出制做后的假声波,从而让敌方侦听设备误以为听到的是水声信号,甚至在敌方计算机因算法原因直接将其过滤掉。

“主动发声瓦”的技术来源19世纪的焦耳的发现。但是一直到20世纪70年代才被应用。它是由超磁致伸缩材料技术发展而来——这是一种将电磁能转化成机械能的技术,因此,从本质上讲,它就是声呐。它的成败关键是找到一种“合适”的材料,1970年,美国海军科学家发明了一种伸缩合金Terfenol-D,美国许多战舰上的高能主动声纳都用到该技术。

声呐是用来找潜艇的,而“主动发声瓦”是用来防止被声呐找到的。美国海军也不是没想到,之所以没有发展“主动发声瓦”,主要原因还是用不起。“主动发声瓦”的主要材料是铽镝铁,这需要用到稀土。而美国缺乏这种资源与提炼它的技术。

结语:

目前中国在稀土方面具90%以上的控制力,并且已将稀土提炼技术纳入禁止出口清单。因此,我们在这方面大规模使用“主动发声瓦”比美国更有条件。但是作为新生事物,“主动发声瓦”上舰还是具有很大的挑战性:

一、主要是要缩小体积的同时还需要保持高功率输出。

二、计算机算法模拟背景噪音的仿真度要高,不能在使用一次二次后就能被敌方摸清规律。

三、对潜艇的能量需求很高,尤其是电能,因此这种系统可能需要全电系统的潜艇。

四、“主动发声瓦”的适配性要比较强,要能保证易维护保养,结实耐用,毕竟潜艇一出海就是几个月,尤其是战略核潜艇,有时出海长达两年。

“主动发声瓦”还具有广泛的应用前景:

一是可以用于潜艇隐身,这个就不多说了。

二是通过算法可作为主动声呐使用,如果在假信号中加入一些特殊手段,通过算法可侦听到对方侦听设备的准确位置。

三是作为诱饵使用,通过无人舰船模拟己方舰船的声呐信号。这种应用应该比潜艇更具前景。

作为新生事物,挑战与前景是并存的,但是一旦突破并广泛应用,必将与对手形代差,可保持较长时间的优势。

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