海洋环境对潜艇作战效能的影响解析.docx
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海洋环境对潜艇作战效能的影响解析
【潜艇作战的地位】
一个多世纪以来,潜艇以独有的隐蔽性、灵巧性和续航力成为海军作
战的核心力量,是用于探测、追踪和与敌水面舰艇、潜艇进行开战的
重要武器,是增援海上阻击和海上控制作战的主要力量。
潜艇的主要
特色是拥有优秀的隐蔽性、较大的自给力、续航力和较强的突击能力。
攻击核潜艇以鱼雷、水雷、反舰导弹、反潜导弹、陆攻导弹为武器,履行反潜、反舰、海上封闭和对地等作战任务,并在/兵力投送、发射巡航导弹打击海岸或远程内地设备任务中,饰演重要角色。
潜艇在凑近海岸线的海疆可作为情报传输、监督和侦探平台,及时供给相关仇敌的军力、部署、基本设备及仇敌的企图等方面的情报。
装备高频舰载或舷侧扫描声呐以及遥控水雷探测设备(无人潜行器UUV)的潜艇,最合适进行隐蔽的反叛雷作战。
潜艇还向来用于奥密投
放和撤回特种队伍。
在将来海战中,我国潜艇可在广阔洋域内灵巧部署、宽泛灵巧,遂行多种作战任务。
潜艇战在将来高技术战争中的地位将愈来愈重要。
【水下环境的重要性】
在高技术条件下,现代海战渐渐成为波及太空、空中、海面、水下和
海底/五层0三维空间的立体战争。
作为战场空间的大海环境,与敌我两方的军事训练、作战抗衡、装备的适应性以致作战保障、后勤保障等均拥有十分密切的关系,海上军事装备系统所形成的各样海上作战能力均会遇到复杂大海环境的影响。
从海上作战角度看,掌握战场大海环境与掌握敌神态势同样重要,是在作战准备和抗衡行动中获得主
动权所不行或缺的条件。
战争状态水下战场态势及时评估或战场仿真都是为了发挥武器平台及武器装备在特定大海环境中的作战效能。
当潜艇处于近水面航行状态时,海面气象水文条件将会对潜艇正常巡航和作业产生影响;当潜艇碰到大海内波时,会产生严重的振动和颠簸变得难以操控和控制。
海水密度跃变层形成的液体海底和液体断崖效应,对潜艇的上调下潜操作产生很大影响;
潜艇能够借助温跃层和复杂海底地形隐蔽自己;声呐探测设备是潜艇的耳目,它是潜艇在水媒质环境中利用声波作为信息载体对水中目标进行探测、定位、辨别、追踪以及实现水下导航和通讯、水声抗衡等
的主要设备。
声呐信号的流传会遇到季节、水域、内波、潮汐、海流、海面波涛、海底堆积构造等方面的影响。
大海气象、大海水文、大海地质等方面的大海环境对声呐装备的作战效能、隐蔽性、适应性、靠谱性和使用寿命有很大影响。
所以,只有充足认识掌握大海环境信息,成立完美的军事大海环境保障系统,有效利用水下战场环境模拟仿真和效能评估,趋利避害,才能使潜艇以及艇载声呐、武器装备在水下战场环境中发挥最正确效能,才能使指挥员对作战海区环境了如指掌,占有有益地形,使用最正确武器平台攻击敌手,才能使大海环境效应成为我方作战武器装备效能的倍增器。
【大海环境对潜艇效能的影响】
大海环境就是指影响潜艇及艇载武器、探测设备的整体技术、战术性能的大海气象、大海水文和大海地质等方面的自然条件,其直接影响潜艇战术行动的作战效能。
如潜艇稳固性和操控性会遇到海浪、海流
和内波的影响;艇载武器作战效能会遇到强剪切流、海面状况和声场环境的影响;声呐探测效能发挥会遇到温跃层、声跃层、内波和中尺度涡漩的严重限制,对潜艇的探测和隐蔽有着致命的威迫。
影响潜艇战和反潜战的大海环境参数有海面风、潮汐、海流、大海锋、温度跃层、密度跃层、声场构造、大海内波和海底地形等大海环境因素。
一、海浪
潜艇的主要战术技术任务是在近水面航行状况下达成的,近水面航行状态主要包含通气管航行状态(一般惯例潜艇采纳)、潜望镜深度航行状态和使用武器(发射弹道导弹、飞航弹和鱼雷)时所需的深度航行状
态,这也是潜艇正常巡航和作业使用的水下航行状态。
海浪直接影响潜艇近水面航行的稳固性、导弹发射窗口、导弹出水姿态及声呐探测的上界限条件。
1)海浪和海流影响潜艇近水面航行稳固性。
如潜艇水面垂荡时,水线面面积变化激烈,艇首和艇尾简单被吞没;纵摇时螺旋桨简单出水;潜艇构造决定横摇阻尼小,横摇十分激烈,指挥台围壳、舵梢在激烈摇摆时可能触水等。
2)海浪影响潜射导弹发射窗口及导弹出水姿态。
舰载潜射导弹对潜艇
潜深、艇体摇摆等参数有限界要求,只有在艇体运动环境知足要求时才能开锁进行发射,有1个同意发射时间窗口。
关于大浪的恶劣海况,艇体摇摆激烈,潜深变浅,发射窗口变短,且出现概率小,甚至因潜深没法保持而不可以达成武器发射任务。
潜射弹道导弹的出水姿态是影响其作战效能的重点因素,导弹潜艇实行超视距攻击时,不单与作战海疆的水文环境相关,还将遇到气象
环境的影响。
3)海面作为声呐信号的上界限,直接影响声呐探测效能,海浪决定海面粗拙程度。
当海浪大时,海面粗拙度就大,易形成海面混响,影响水中潜艇声呐装备效能以及反潜直升机搜寻效能发挥。
二、海流
(海流貌似还会影响潜艇的定位)
潜艇水下航行主要受潮流、定海流微风生流的影响。
因为海流的流幅多半比较宽,流速也比较大,对航海产生显然的影响。
潜艇在有海流存在的海疆航行,一定及时修正航向、航速,不然会改变计划航线,加长航
程,有可能出现航海事故或影响作战、训练任务的达成。
潜艇经过敌
方控制的海峡和反潜封闭区计划航线时,为避开敌声呐搜寻,可利用深层流进行漂航,以加强潜艇的隐蔽性;潜艇能够借助涨潮流进入仇敌港口布雷,利用退潮流退出;潜艇在布设水雷时,海流会使锚雷的锚链倾斜,增添其深度,使飘雷偏离本来地点,没法达成预约作战任务。
潜艇在大洋环流地区航行时,应尽量选择顺水航行,节俭燃料,提升航速,延伸水下航行时间。
三、温度跃层
温跃层直接影响潜艇在水下最重要的优势——隐蔽性。
海水因为受太阳辐射加热和海面混淆等物理过程的影响,其温度的垂直散布一般呈分层构造。
温跃层是大海水声学中至关重要的环境参数,关于计算潜
艇的隐蔽深度、控制水下精准制导武器是至关重要的。
一般说来,夏天,海面太阳辐射加热后,上层海水的温度比基层热,换能器基阵发射
的声波束就会发生折射,从海面弯向海底。
前面潜艇近在眉睫,但声呐却测不到,这时,要把换能器基阵向上仰起来,才能探测到潜艇。
冬天,北方海区上层海水的温度比基层低,声呐发射的波束就会弯向海面,因此探测的距离
比较远,同一部声呐,冬天侦探成效总比夏天好得多。
可是,若潜艇躲到
几百米下的深水中,在冬天,声呐就不易探测到,此时,需要将换能器基
阵俯下一个角度才行。
要想利用季节和海区温跃层状况,躲到声波难
以抵达的盲区,达到隐蔽性,就一定熟习海区状况,掌握水文条件对声
呐的影响,灵巧灵巧地搜寻,才能有效地发挥声呐的作用,快速正确地
发现目标。
四、密度跃层
海水的密度跃层对潜艇上调下潜操作有重要影响。
海水密度跃层在水中能阻挡其上下海水的对流。
在其上密度小、下密度大的正密度梯度
跃变层中,海水的浮力显然增大,潜艇能相对稳固地保持悬浮状态,好像座底,故称为液体海底。
液体海底能使潜艇泊车静卧于其上隐声待
机,达到攻击的忽然性的目的。
而当密度跃变层为负梯度时,其上为密度大,其下为低密度,在该水层潜艇很简单丧失正浮力,故称为液体断崖。
当潜艇碰到海底断崖时,会忽然下沉,危及潜艇安全。
五、声场特色
声速是一个特别重要的大海环境因素,它决定着声波的流传路线,影响着全部其余的声学现象。
声速在流传时不停改变,向速度更慢的方向
折(折射)。
因海水物理性质垂直散布特色,声流传速度发生极大变化的水层称为声跃变层。
声速剖面构造对声流传路线的影响有直线、向海底偏转、向海面偏转、分裂衍射和声道流传等几种模式声波以向海面偏转和声道流传模式流传时,经过频频的折射和反射,声波被约束在声
道和近海面地区,形成声道效应和海面波导效应,在这些声线汇聚区可进行长距离声呐探测,而声线汇聚区之外为暗影区,处于该地区的潜艇可防止被主动声呐探测。
大海分层中特别是海水温度随深度降低所形成的负声速梯度,简单形成声盲区,有助于潜艇避开声呐侦察进行潜航和声隐蔽的。
利用深海水下声道产生的汇聚区效应,可将声呐作用距离扩大至几个汇聚区距离上,潜艇声呐能够利用声流传过程中形成的汇聚区,增高声呐的探测距离,做到远距离先敌发现。
往常把声波在大海环境下所体现的广泛和异样变化特色称之为水声环境效应。
大海水声环境是比大气更具地区性、更多变而且参数变化值更大的复杂环
境。
大海中的跃层、锋面、内波、中尺度涡旋、海底地形、海底地质等对声流传都会造成激烈影响。
从相关发布的流传损失异样观察资料能够预计,内波致使的流传损失异样可达25dB锋面可达30dB,中尺度涡漩可达25dB。
水声装备效能在复杂大海环境中都将会产生或强或弱的不稳固变化,甚至致使声呐系统出现盲区或弱视区,严重影响声呐的远程探测。
六、大海内波
大海内波的存在使大海内部产生大振幅垂向颠簸,在跃层界面上下的水体中惹起速度剪切,当运动物体(如潜艇、鱼雷等)穿越内波影响地区
时,其运动稳固性或运动姿态会发生变化,进而改变其运动轨迹,深入研究这类现象和规律,对海军战场环境建设特别重要。
大海内波对潜艇的影响包含潜艇的适航性、耐波性、安全性、航道航线的选用、探测和反探测等。
1)噪音。
在内波频发海疆活动的潜艇,其发动机等设备产生的噪声可
能因为大海内波的存在而很快衰减,这有益潜艇的隐蔽。
2)操作。
水下航行中的潜艇在碰到突但是至的内波时,潜艇的操作性、
稳固性和安全性会遇到影响。
停坐在跃层上的潜艇,在随跃层处大海
内波做大幅度的上下颠簸时,当潜艇的艇长尺度远小于内波的波长时,
潜艇跟着内潮波波涛起伏,一般比较安稳;当潜艇的艇长尺度远大于内
波的波长时,内波只好使潜艇产生幅度较小的上下颠簸;而当潜艇的艇
长尺度与内波的波长大小相当时,潜艇随内孤立波的颠簸就比较大,如
果此时潜艇潜深较浅(凑近水面),就会露出水面或与海面上的船只发
生碰撞,而假如潜深较深进而凑近海底,潜艇可能会在波谷经过时因下
俯而触底发惹祸故。
3)航线。
假如潜艇对大海内波的适应性较差,在选用其航线时,一定利
用内波散布特色背景知识,避开大海内波多发的地区。
4)武器发射。
在水下发射鱼雷,当鱼雷在穿越内波区时受内波惹起的
剪切流的影响,鱼雷在水中和出水时的姿态将异于没有内波的状况,严重影响鱼雷打击目标的正确性。
在筹备潜艇睁开航路或在某海疆待机时,最主要的是在敌反潜兵力和
兵器搜寻的背景下尽最大可能地利用大海分层保持隐蔽性,也就是要
尽最大可能充足利用包含内波在内的中尺度现象。
在任何状况下沿展
开方向应使潜艇航路凑近存在内波中尺度现象的海疆,待机区也尽量
处在此海疆。
特别是惯例动力潜艇常常需要在战斗区充电,充电时自
噪声强度高,裸露空间大,可利用内波造成的激烈声场起伏快速潜入中
尺度现象海疆进行充电。
七、海底地形地质
跟着声呐探测技术不停发展对潜艇的威迫也不停增添,需要潜艇进行近海底灵巧,以有效降低敌方声呐探测到的概率。
海底作为潜艇活动空间的下界限,对潜艇的声呐探测、隐蔽战术和近海底灵巧操作有很
大影响。
1)海底作为水声信号流传的下界限,对其流传特征有很大影响。
主动
声呐的工作效能在某种程度上依靠于海底地质特色。
坚硬的海底是极佳的反射器,能将远距离上的回声清楚反射回来,此时可在开动主动声呐前调整潜艇的俯仰状态,使其向下,这样能获得约55km外目标清楚响亮的回声;在泥质海底的海疆,可将上仰开机。
2)山岳能够阻拦水声流传,潜艇能够隐蔽在海底山岳后,躲避对方潜艇
声呐探测或主动声自导鱼雷的攻击。
3)潜艇在近海底灵巧时,因为海底表面的复杂多变性,加之存在文丘里
效应,会遇到和海底表面相关的力和力矩,给潜艇近海底灵巧操作造成
很大困难。
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