水下航行器保持隐蔽性措施浅谈

余越　周敏

摘 要：随着各国对于水声探测重视程度的加大和探测技术的不断进步，水下航行器面临着越来越严重的威胁。本文从水下航行器保持隐蔽性的意义出发，分析探讨了其在克服此方面存在问题和所采取的主要措施。

关键词：水下航行器；水声探测；隐蔽性

隐蔽性是水下航行器的重要性能指标，水下航行器可充分利用其隐蔽性优势出其不意，攻其不备。良好的隐蔽性不仅是其进攻行动的需要，也是其防御最基本的措施，所以水下航行器保持良好的隐蔽性，可以有效提高其生存能力和突击威力，因此解决水下航行器的隐蔽性问题成为各国发展研究的重点问题。保持水下航行器的隐蔽性主要通过以下几个的措施来实现。

1 消声材料的应用

在水下航行器上铺设消声瓦等消声材料可以大大减低对方主动声探测设备对水下航行器的探测。例如越南海军从俄罗斯引进的“基洛级”潜艇，被称为“大洋黑洞”，具有极其优良的水下静音性能，其艇体表面就覆盖有一层消声瓦，另外最近几年下水服役的日本“苍龙级”、美国“弗吉尼亚级”等新型潜艇艇体表面都敷设有消声材料。消声瓦是随现代吸声材料的发展而逐渐成熟起来的一种新型水下航行器隐身装备。消声瓦技术作为一种有效的抑制噪声振动、降低声目标强度、提高隐蔽性的手段，已被世界各海军强国广泛采用，水下航行器表面覆盖消声材料是为了降低声反射强度，达到声隐身的目的。消声瓦除具有吸声功能外，还能抑制艇体振动，隔离内部噪声向艇外辐射，降低自噪声，降低对方被动声探测设备的探测距离及发现概率，同时还可以改善本艇声探测设备的工作条件，使其作用距离获得较大的提高。

2 加装AIP动力系统

水下航行器可通过加装不依赖空气推进系统（AIP）增大水下续航力和续航时间，减少通气管和水面状态航行时间，降低暴露率。近年来，随着科技的进步，水声探测技术飞速发展，各种磁探仪、红外探测仪、合成孔径雷达等反潜探测器材相继装备，大大降低了水下航行器的作战效能，由于柴电水下航行器水下航行的能源极其有限，蓄电池电量消耗到一定程度时，就需要上浮至通气管或水面状态，利用柴油机对蓄电池进行补充充电，这是水下航行器最容易暴露的航行状态，也是破坏其隐蔽性的致命弱点。不依赖空气推进系统（AIP）是指水下航行器在水下不依赖外界的空气也能提供推进动力和其他动力的能源系统，即在水下航行时，不直接利用大气中的氧气，而是利用自身携带的液态氧气，为热机或电化学发电装置提供燃烧条件，完成能量转换，从而为其提供推进和辅助动力。由于AIP系统在水下可直接提供动力，使得水下航行器在执行任务期间的水下续航力从目前的几天增至几周，单次水下续航力增至上千海里甚至更多，从而使其不必采用通气管和水面航行状态对蓄电池进行充电，实现了零暴露率，极大地提高了水下航行器的隐蔽性。

3 优化推进装置

水下航行器在水下航行机动的时候，影响其隐蔽性的一个重要因素就是来自推进装置的辐射自噪声。各国通过多年的试验研究，已掌握螺旋桨推迟空化、避免唱音以及降低噪声的技术，使低噪声推进器的研制有了较大发展。研究表明：降低螺旋桨的噪声必须首先控制其转速与直径，在此基础上，精心设计与加工的大侧斜螺旋桨在较均匀的尾伴流场中能明显降低离散噪声、低频宽带噪声以及高频边缘噪声，既避免了唱音，也使临界航速获得了极大的提高。例如越南海军从俄罗斯进口的“基洛级”常规动力潜艇都配备了七叶大倾斜螺旋桨，在降低潜艇辐射自噪声的同时，极大地提高了潜艇的临界航速，对于改善潜艇水下机动能力和生存能力起到了明显的效果。现在，随着水下航行器建造及相关技术的发展，又研制诞生出了新型的推进装置—“泵喷推进器”。泵喷推进器是将水流通过喷嘴向船前进相反的方向喷水，获得反作用力而推动舰艇前进。一般由大功率水泵、叶轮抽水装置、喷嘴等结构组成，具有结构简单，性能稳定可靠等优点。由于它不需要通过传统螺旋桨击水的方式来获得推进的反作用力，所以有效地避免了螺旋桨空化、桨叶振动等问题，克服了传统螺旋桨的缺点，能够获得较高的推进速度，而且极大地降低了自噪声，提高隐蔽性。例如近年来下水的美国“弗吉尼亚级”核动力攻击型潜艇，就配备了泵喷推进器。

4 辅助机械设备降噪

水下航行器上除了主机和推进装置外还装有众多复杂的机械，例如操舵、抛锚、排注水、空调冷却和减速齿轮等辅助机械。机械设备的振动大小、噪声高低，对隐蔽性能有着重要影响，尤其是水下航行器在水下低速航行时尤为突出，其在水下低速航行时，由于主机和推进装置采用低功率工作，转速不高，噪声级控制在较低的水平，各种辅助机械的噪声就成为其最主要的噪声源。目前各国海军主要采用“减振筏”技术来减小辅助机械的噪声。该技术是在对机械设备进行单层、双层隔振的基础上，采用“浮筏”隔振措施，即将众多机械设备弹性或刚性地立体安装在一个公共筏体上，然后将公共筏体弹性连结到艇体上，它能大幅度提高隔振效果，振级落差可达30dB以上，从而大大减小机械辐射噪声。

5 改进通信技术

水下航行器除了辐射自噪声是暴露的一个因素外，通信也是破坏水下航行器隐蔽性的一个重要因素。当前对水下航行器通信研究的突出目标是降低信号在空中的驻留时间和功率谱密度，可以采用以下几个手段来实现：

5.1 提高数据传输速率

主要通过改变调制解调器体制以及纠错编码技术提高数据传输速率，从而缩短有限信息的传输时间，减少信号的空中暴露时间，达到隐蔽通信的要求。

5.2 降低信号的捕获概率

采用扩频猝发通信体制，降低发射信号的功率谱密度，使其湮灭在噪声中，隐匿了信号特征。即使对方使用倍频、功率谱集平均、相关、倒谱、小波等检测法也很难截获到信号，在电磁上达到隐蔽的效果。

5.3 采用分集接收

扩频猝发通信体制的信号比窄带信号弱，为提高接收信号的可靠性，适宜采用定向定时发信、时域空域分集定向接收。

5.4 缩小报量

变“报文”为“信号”，减少发信时间。

5.5 缩短同步头时间

采用更为有效的同步算法实现信号的瞬间快速同步，从而缩短同步头时间，进而缩短信号的暴露时间。

5.6 提高报文接收的可靠性和实时性

通过有效的信号处理技术和报文处理技术来提高报文接收的可靠性和实时性。

未来的反潜作战是信息化战争，发现即意味着摧毁，所以取得水下制信息权就将赢得反潜作战的主动权，而对于水下航行器，其隐蔽性的研究将一直持续下去。

参考文献

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[2]苏强，王桂波，朱鵬飞，宋杨.国外潜艇声隐身前沿技术发展综述.舰船科学技术，第28卷，第1期，2014年3月.

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