聲信號


       聲制導也被稱為聲尋的制導，是利用聲波作為目標輻射或反射信號的一種制導方式，分為主動聲制導和被動聲制導兩大類型。我們知道，不管采取了哪種尋的制導方式，制導武器都要靠目標輻射或反射的某種信號能量來進行跟蹤和導引。聲波也是一種信號能量的傳輸，不過聲波傳輸的是一種機械能，而電磁波傳輸的是電磁能，兩者在物理上屬于兩種不同性質的能量傳播。一般情況下，聲制導不會用于對空導彈，因為聲波在空氣中的傳播速度很慢，無法對高速目標進行跟蹤和制導，也很難傳輸制導指令。聲波在空氣中的傳播速度只有340米/秒左右，而現代飛機的飛行速度極快，巡航速度已經達到或超過音速，一些導彈類目標的飛行速度甚至遠遠超過了音速。很顯然，利用聲波去引導對空攔截導彈時，導彈只能瞄準高速運動目標身后的一個點，這種彈道模式也被稱為“后置跟蹤”彈道。這樣，在導彈對付超音速目標時，它將永遠無法擊中目標，不管從哪個方向發動攻擊，最終都會被目標甩在身后。當用于攔截彈道導彈時，還由于彈道導彈一般都會出現在大氣層外，而聲波無法在真空中傳播，此時就只有電磁波可用了。


水面艦艇的聲吶探測潛艇的示意圖


       雖然聲制導在空中的應用價值較小，卻可以在水下大展身手。因為海水是電的導體，使電磁波在水下傳輸時的衰減速率非常高，難以用作信號的傳播媒介。而聲波則正好相反，其在水中的傳播衰減要小得多，頻率越低衰減就越小，傳播距離也越遠。而且作為機械波，聲波在液體介質中的傳播比在氣體介質中更有優勢，它在水中的傳播速度就比在空氣中更快。聲波在海水中的傳播效率絲毫不亞于空氣中的電磁波，如在深海中爆炸一個幾千克的炸彈，在幾萬千米外還能接收到聲信號。冷戰時期，美國部署的海底固定聲吶監聽系統可以追蹤到1 000海里外的蘇聯潛艇。正是因為聲波的這一特性，使其在軍事領域的應用包括了水下探測、導航、通信、制導等多個方面，尤其在水面/空中反潛作戰和潛艇攻防作戰領域，聲波更是可以大展身手。


潛艇用的大型聲吶基陣


水面艦艇尾部的螺旋槳是主要噪聲的來源之一


       由于海洋環境的復雜性和特殊性，聲波在傳播途中受到海水介質的不均勻分布和海面、海底的影響，會產生折射、散射、反射和干涉等現象，造成傳播途徑的改變，導致聲波在海水中的傳播特性與電磁波在空中的傳播特性有很大的區別。聲制導最主要的應用就是水中的兵器——魚雷。


魚雷是潛艇的重要武器


       自從魚雷問世以來，各國海軍都非常重視魚雷的發展，并根據作戰需求和各自的戰術思想，選擇了不同的技術道路對魚雷進行發展。事實上，現代先進魚雷無論是研發難度還是制造成本，非但不比導彈要低，反而要更勝一籌，能夠設計制造魚雷的國家數量遠少于能夠設計制造導彈的國家，原因就在于海洋水聲環境的復雜性以及水下聲制導的特殊性。雖然由于導彈技術的不斷發展，使得魚雷對于水面艦艇的重要性有所下降，但魚雷仍然是各國海軍最重要的武器之一，并且魚雷在潛艇上的作用與地位目前仍然無可撼動。魚雷的攻擊全程基本上都在水下，對于隱蔽性要求極高的潛艇來說，從水下發射和制導的魚雷是其進攻和自衛的主要武器。除老式的直航魚雷外，現代魚雷的制導方式主要可以分為4種：主動聲自導、被動聲自導、有線指令制導和尾流自導。先進的魚雷型號往往采用這4種制導方式組成復合制導系統，比如尾流自導+聲自導、線導+聲自導或主/被動復合聲自導等等。


聲自導魚雷頭部的感應基陣

美國MK46輕型魚雷采用主被動聲自導方式

       

       本文摘自《兵器知識》雜志2019年第11期《盾和彈之間的那點事（制導篇）——制導篇：聲制導（上）》。


由于空氣和水介質不同，這種武器只能通過聲音來制導

圖文簡介

聲制導也被稱為聲尋的制導，是利用聲波作為目標輻射或反射信號的一種制導方式，分為主動聲制導和被動聲制導兩大類型。