潛艇拖曳式陣列聲納的問題

Question

請問一艘潛艇有幾個拖曳式陣列聲納 各在什麼位置
而這個系統是主動偵查還是收音而已
還有什麼是收斂區 請給我詳細一點的答案 謝謝

Answer 1

　　拖曳式陣列聲納,不論操作/承載的載具是潛艦、水面艦、反潛直昇機(例如-SH-3海王式),都是一條連在鋼纜上的訊號接收陣列天線,平時收在艦/機體中,需要時由艦/機尾施放而拖曳在艦身後方(如果是反潛直昇機,就要在使用沿途以低空貼著海平面飛行)。正因為陣列長度長、又是遠離艦身和機身等自我噪音來源(發動機的噪音),因此靈敏度、接收範圍是所有聲納中最好的一類;但是為了避免使用中會損壞,使用時艦隻與反潛直昇機的航速(不能太快、也不能太慢)與運動性能(盡量少轉彎,即使要轉彎,也不能用大角度轉彎,因為怕在轉彎時螺旋槳會割到及系統不穩定)都受到限制。會影響載具速度與運動性能是因為它長,而且需要遠離操作它/承載它的載具,加上需要可以調整在較適合它工作的深度(兩、三百公尺深),所以安裝拖曳式陣列聲的鋼纜拖曳系統非常地長(拖曳總長至少六、七百公尺,甚至到一千七百多公尺,但裝置聲納陣列的只有兩百公尺不到);如果在鋼纜拖曳系統尾端裝上有動力、可遙控(透過光纖)它拖曳深淺的系統,那就形成了可變深度拖曳式陣列聲納。


　　1.請問一艘潛艇有幾個拖曳式陣列聲納?各在什麼位置?
　　答:只有一個,以美國洛杉磯級核動力攻擊潛艦為例,洛杉磯級如此龐大,也只裝備了一具,它使用的拖曳式陣列聲納是TB-16型,規格-拖曳總長793公尺,鋼纜直徑9公分,其中只有約一百多、進兩百公尺是裝置聲納陣列;拖曳式陣列聲納上的聲納陣列有十組上下的陣列數目,每陣列有數十個聽音接收器(數目都是2的倍數),聽音器之間的間隔是等距的;裝置於平行貼附在艦身表面、靠近帆罩、突出艦體的一個管狀結構中(從正後方看過去,位於右手邊,美國的位置都一樣),並通至潛艦水平尾翼,由一個管口施放。(其他國家潛艦的拖曳式陣列聲納位置不一定和美國系統一樣;前蘇聯/俄國的是放在垂直尾舵頂端的「淚/水滴狀容器」中、其它有的是放在艦身腹/底部、有的是整合在帆罩中,反正大家都不太一樣)

　　2.而這個系統是主動偵查還是收音而已?
　　答:主要是收音。它只有裝置聽音器形成的陣列,並設有放大器負責處理接收訊號,再由綁在鋼纜上的傳輸線路送回母載具(潛艦、水面艦、反潛直昇機)上;很少有裝主動式聲納的,是因為主動式聲納有音鼓(作用是轉換載具提供的電能成發出去的聲波,聲波『打』到目標或其它東西後,聲波會有一部份反彈回載具位置,再由載具的收音部份接收、用電腦作業系統處理後,經人員判斷,即可成為有用的資料-如:有無不明水中/水面艦艇、它們距離多遠等).而且音鼓體績都很大(這是因為音鼓的主體設備是數十個把電能轉成聲波的換能器,各型音鼓本體最寬處多在1公尺以上,能縮的體積有限),如果將音鼓裝在鋼纜拖曳系統上,那非常難以收/放和儲存在潛艦艦體中。鑑於前述,要將主動聲納裝在鋼纜拖曳系統上很麻煩,而且會減少艦體內可用空間、聲納系統本身運作便利性/彈性大減...等等諸多扣分之處.所以雖然有主動拖曳式陣列聲納,但都是裝在空間運用彈性較大水面艦上(現今軍火市場有裝拖曳式陣列聲納的軍艦不少、但裝的是主動拖曳式陣列聲納種類的非~常~少~!)。

　　3.有什麼是收斂區?
　　答:收歛區(convergence zones;CZ),又稱匯聲區;聲波從音鼓拍發出去後(或是從其它來源發出,如-敵艦引擎,未必是從音鼓;這裡是比喻,以後也是),從剖面觀察,聲波循序前進(以下內容如果看不太懂,請參照物理課本中『波』的部份),聲波是從波峰(主動聲納)出發,行進一個波長的距離後,發出去無數聲波又會呈收歛狀、匯集到接近海面,這個無數聲波收歛、匯集的區域,就是收歛/匯集區;一般水下武器(魚雷、反潛火箭/飛彈和自走雷)及聲納系統的攻擊、有效偵測距離,往往會以第x收歛/匯集區做概略形容敘述,例如-某聲納偵測距離可達第二收歛/匯聲區,就是某聲納可以偵測兩個波長(前面有講,每兩個間隔的收歛/匯聲區,距離就是一個波長);一個收歛/匯聲區(波長)大約多是20~30浬(37~55公里),實際數值要依照當時自然環境與聲納性能而定。





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