声呐探秘水下龙宫

核心提示

据媒体披露，23日，俄罗斯第二艘“北风之神”战略核潜艇正式下水服役。其内部配置了被外军称为“斯卡特”的新生代综合声呐系统，包含艇艏球形声呐、舷侧声呐和拖曳线列阵声呐等，可对目标实施远距3D探测。外电评析认为，该艇性能已远超美国先进俄亥俄级战略核潜艇，其水下航行噪声极为接近海洋背景噪音，几乎达到完全隐身。难怪山姆大叔担忧，何以发现和对付这一“大洋核黑洞”。

翻开近现代海战历史画卷，声呐系统作为水下“千里眼”“顺风耳”可谓战绩斐然，曾演绎出一个又一个战争传奇。透过一幕幕生动的战例，人们更加关注深海龙宫中“大洋核黑洞”声呐技术的突破与发展，因为在未来海战中其战略地位和作用举足轻重。

声呐自述

大洋博弈之利器

我叫声呐。1490年，画家达芬奇发现用声管能听到水中的声音，这便是我最初的雏形。

19世纪初，英国海军刘易斯无意中发现我能探测到冰山，1914年美国科学家费森登制造出世上第一台回声探测仪。到一战末期，我开始在军事领域崭露头角，我的问世开创了超声检测的新纪元。到1935年，我已不再是被动式聆听，而是能主动搜索目标了。

第二次世界大战中，我开始正式参战。到20世纪中期，我的探测能力已经突破60海里。进入数字时代后，我不仅能够搜索三维空间，而且可跟踪多个目标，科学家还竞相研制出变深声呐、拖曳线列阵声呐等我的家族系列，性能更为先进。

如今，随着科技空前发展，我已拥有了更超低频率、更遥远探距能力，成为集智能化、计算机、海洋工程于一身的综合先进系统，搭载方式也扩大到岸基、机载、雷载等，且能够快速分析处理各种复杂信号，测向精度和可靠性明显提高，无论民用还是军用，我都大有作为，尤其成为兵家青睐的海战博弈之利器。

动物声呐 蝙蝠海豚是大师

自然界中，不少动物天生都有自己的“声呐系统”。蝙蝠能用喉头发射超声脉冲，再用耳朵接收回波，这种“主动声呐”可以帮助它探查到小昆虫或0．1毫米细的丝状障碍物。飞蛾等昆虫生来就有“被动声呐”，能清晰捕捉到40米以外的超声波，得以逃避杀身之祸。海豚和鲸等海洋哺乳动物则拥有“水下声呐”，可以靠精确的讯号探寻食物或相互沟通。

海豚的声呐灵敏度极高，能轻松发现数米以外直径为0．2毫米的金属丝或直径为l毫米的细小尼龙绳，可以探寻几百米外的鱼群，即使被遮住眼睛，它仍可以在插满竹竿的水池中灵活穿行而不碰竿。其“目标识别”能力超强，可以区分黄铜、铝、电木、塑料等不同的材质，还能辨别出声波是自己的回波还是人类翻录的模拟回波。海豚声呐的抗干扰力也是惊人的，它会提高声强度盖过噪声，以使自己的辨别不受影响。最神奇的是，海豚声呐所发出的情感信息是一种独有的“语言”，其声呐传情之功令人类叹服。

长期以来，解开动物声呐之谜，一直是人类仿生科研的重要课题。

技术进步 发展迅速用途广泛

军事上早期的声呐设备主要有：潜艇探测器、回音定位仪、噪声测向仪、水声通信机等，分别装设于水面舰艇、潜艇、反潜机、海岸声呐站及水声试验场等处。

从一战到二战，声呐技术不断取得重大突破，交战双方被击沉的潜艇中，大半是由声呐锁定目标而成为被攻击对象。２０世纪中期，声呐技术发展迅速，主动声呐最大测距达３０海里，被动声呐探测距离超过６０海里。到７０年代，出现第一代数字声呐，实现了三维空间搜索、跟踪，自此声呐具有了跟踪多目标的能力。进入８０年代后，超大规模集成电路的应用再次为声呐技术发展开辟了广阔前景。

目前，许多国家的声呐技术都处于第三代，只有少数军事强国研制使用了第四代声呐系统，具有更高的综合控制、管理和处理能力。

声呐除了在军事领域有突出表现，在民用领域同样可圈可点。如美国就将东、西海岸的部分基站应用于“全球测温计划”。此外声呐技术还广泛用于捕鱼业、海底地质勘探、水下定位、导航搜救、石油开发以及海上反恐等领域。

近年来，声呐系统作为外军国防采购的重要装备，仍属于海战超级杀手锏项目。

反潜对抗 魔高一尺道高一丈

2009年，北大西洋中一次意想不到的英法两国潜艇水下“亲密接触”相撞事件，引得世人唏嘘不已，事件背后浮出水面的是现代先进声呐与降噪技术令人刮目的高水准。

为使舰艇的隐蔽性更强，各国海军大力研究反声呐系统——“降噪”，其先进技术可以吸收达96%的声呐波。英法潜艇相撞事件折射出这一技术的空前进步，当时法国防部长盛赞法英潜艇出色的静音技术，甚至指出“相撞事件”是法英两国降噪技术的胜利。

前不久，美国伊利诺斯大学研制出一种声学隐形外罩，物品在它的遮罩下，甚至连声呐都探测不到。

对于反潜来说，现代声呐系统依赖于主导声呐性能的建模技术、微弱信号检测算法和人工智能技术等，而迄今防范潜艇最为有效的方法之一就是布设海底“声呐长城”。

另一方面，数字声呐识别系统也很奏效，通常运用“声音指纹”数据库，不仅能辨别出目标特性，甚至还能具体分辨出是哪艘舰艇。所以，未来战争决不是“一招鲜、吃遍天”，知己知彼百战不殆才是最高境界。

未来趋势 后声呐时代正在来临

近年来，各军事强国均在不遗余力谋求声呐核心技术的研发突破，以求能在未来对抗中获得最大的优势。因此，也毫无例外地均把先进声呐系统作为超级杀手锏装备。

据外电报道称，美军准备购买新型结构的船艏声呐和低频宽带拖曳声呐，以利于改善发射性能，使声呐的作用距离更远更准更精。然而就目前技术水平而言，各国可以有效利用的传感技术还十分有限，因此这也成为孕育着很大潜力的高精尖新技术产业。

展望未来，声呐技术发展趋势基本为：研制具有更高定位精度的被动测距系统，以满足水下作战实施全隐蔽攻防的需要；继续发展采用低频线谱检测的潜艇拖曳线列阵声呐，实现超远程的被动探测与识别；研制更适合浅海环境的潜艇声呐，特别是解决浅海水中目标识别问题；大力降低潜艇噪声，改善潜艇声呐工作环境。可以预测，未来的声呐技术发展，必将与智能技术紧密接轨，并导演出兵家海上博弈的新版活剧。（林赛　茆琳　洪利峰）

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