理论教育 水下声磁复合探测技术及应用

水下声磁复合探测技术及应用

时间:2023-07-02 理论教育 版权反馈
【摘要】:声呐作为水下探测工具,对水面舰艇和潜艇来说至关重要,在鱼雷防御、对抗系统中亦是如此。在理想情况下,这种引信对当地的磁场不发生反应。这种引信需要两个参数完全相同的磁传感器,两者的连接方式使两传感器接收磁场信号之差,即式中,B、B分别为l1、l2处传感器接收到的磁感应强度。反映空间两点之间磁感应强度变化率之差的磁引信称为差动动磁引信。

水下声磁复合探测技术及应用

无论是在鱼雷防御还是鱼雷对抗系统中,目前主要所用的探测手段是声呐探测。声呐作为水下探测工具,对水面舰艇潜艇来说至关重要,在鱼雷防御、对抗系统中亦是如此。

声引信按工作原理分为被动声引信和主动声引信。被动声引信是以目标的辐射噪声作为动作信号的,由于目标辐射噪声声压大约随目标航速的三次方成正比变化,因此反映目标绝对值的静声引信是难以确保其动作区域性要求的。主动声引信是利用回声来探测目标的,因而与目标的辐射噪声和噪声性质无关。

声呐探测也有其固有的不足之处:主动声呐探测易被敌方发现;被动声呐由于现代的潜艇、鱼雷通过动力、结构各方面的改进,会越来越安静,产生的声信号十分微弱,难以把信号和噪声区分开来;抗干扰能力较差,如水声对抗中所用的气幕弹,它能形成一层气泡,该气泡具有声屏蔽和声反射作用,使声探测设备的探测作用距离降低;近距离探测能力较差,海洋背景噪声持续增大,使目标识别难度提高。

舰船、潜艇和鱼雷存在于海水中,其周围空间将出观不同性质的各类场,包括声场、磁场、电磁场、水压场等。其中,舰船磁场(或潜艇和鱼雷磁场)是舰船周围能测到的舰船磁性空间域,主要是因船体、机械设备武器装备铁磁性材料在地磁场中被磁化而形成的。虽然它们自身的磁场可以通过消磁过程得以减小,但是它们终究是铁磁性材料制成的物体,会对周围地磁场产生影响。因此,用磁敏传感器探测周围地磁场状况,仍然能获得舰船、潜艇和鱼雷的位置、运动情况。

鱼雷磁引信按工作原理分为以下基本类型:

1.发电机式磁引信

发电机式磁引信是基于在外磁场中(包含被测磁场)旋转运动的线圈的电磁感应原理而研制成的。

2.感应式磁引信

感应式磁引信传感器是带铁芯的感应线圈,传感器与雷体固定连接,因此它反映外磁场的时间变化率,为动磁引信。在理想情况下,这种引信对当地的磁场不发生反应。但是鱼雷纵倾、横倾等运动姿态的不稳定性以及回旋运动等,通过感应线圈中的地磁场(分量)的磁通量将随时间而变化,产生环境干扰。(www.daowen.com)

3.差动式磁引信

差动式磁引信分为差动静磁引信和差动动磁引信两种。

反映空间两点之间磁感应强度绝对值之差的磁引信称为差动静磁引信。这种引信需要两个参数完全相同的磁传感器,两者的连接方式使两传感器接收磁场信号之差,即

式中,B(l1)、B(l2)分别为l1、l2处传感器接收到的磁感应强度。

在均匀外磁场作用下,应使两个传感器的合成输出为零。为提高引信灵敏度,两个传感器之间的距离应尽可能大。由于这种引信对鱼雷姿态变化在两个传感器中所引起的干扰值相同,其差动输出为零。因此,差动式磁引信有较好的抗干扰稳定性。

反映空间两点之间磁感应强度变化率之差的磁引信称为差动动磁引信。这种磁引信需要在鱼雷头中放置两个感应线圈。为提高引信灵敏度,两个传感器之间的距离应尽可能大。其优点与差动静磁引信相同。

鉴于声呐探测在反潜艇、反鱼雷方面存在的不足以及磁探测所具有的优势,很多国家把声呐能够远距离探测、预警的长处和磁探测等其他探测方式复合形成声、磁复合探测体制,并用于水雷、鱼雷等引信中。

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