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水声技术及其军事应用1水声技术及其军事应用姓名：刘怀远学号：3042010032（海军大连舰艇学院学员二十二队）摘要：水声技术是指海洋高技术在军事领域的最广泛的实践与应用。而海洋高技术包括海洋观测、海洋水声、海底资源勘探开发，以及海洋生物资源开发、海洋能源利用、海洋交通与运载、海洋结构、海水利用、海洋空间利用，以及深港技术等，可以说海洋高科技是世界新科技革命的主要领域之一。关键词：水声技术，军事AbstractUnderwateracoustictechnologyreferstotheoceanhightechnologyinthepracticeandapplicationofthemostwidelyinthefieldofmilitary.AndoceanhightechnologyincludingMarineobservation,seawater,Marineresourceexplorationanddevelopment,aswellasMarinebiologicalresourcesdevelopment,Marineenergy,seawater,Marinetrafficandtransport,Marinestructureused,oceanspaceutilization,aswellasthetechnology,suchasshenzhenandHongKongMarinehigh-tech,sotospeakisoneofthemajorareasofnewtechnologyrevolutionintheworld.1引言海洋高技术包括海洋观测、海洋水声、海底资源勘探开发，以及海洋生物资源开发、海洋能源利用、海洋交通与运载、海洋结构、海水利用、海洋空间利用，以及深港技术等，可以说海洋高科技是世界新科技革命的主要领域之一。而水声技术则是指海洋高技术在军事领域的最广泛的实践与应用。在高技术条件下，现代海战逐渐成为涉及太空、空中、海面、水下和海底多层空间的立体战争。作为战场空间的海洋环境，对于敌我双方的活动、对抗，装备的适应性，以至作战保障、后勤保障等具有十分紧密的关系。海上军事装备体系所形成的各种海上作战能力，均受海洋环境的影响，如海洋气温（压）、风、浪、日光辐射、潮汐、海洋跃层、电导和海洋地质、地貌、磁场等三维、多种类海洋要素或人为现象的影响。由于军事技术的日益综合和交叉，这种海洋环境因素已经成为提高海上战斗力，并使武器装备保持优势的关键所在。2各国水声技术发展现状军事海洋技术的提出和发展，将使海军装备技术和海军军事能力的发展面临新的历史转折点，其意义和作用非常重大。世界主要海洋国家，在经济和军事需求的牵引下，都在大力发展海洋高技术，各自制定水声技术及其军事应用2了21世纪的发展战略和规划，其中，军用和军民两用技术占很大比重。当前关注的热点有：武器系统的海洋环境技术；无人智能潜水器技术；海洋水声环境和目标探测技术；海洋信息观测、接收、处理、传输和网络技术等。武器系统的海洋环境技术从1991年起，美国国防部逐年编制的《国防科学技术战略》和《国防关键技术计划》中，新增加了一项被认为是对美国武器系统的长期质量优势有很大贡献的“武器系统环境技术”，或称“环境效应技术”。其基本内容包括了对海洋和大气空间环境要素及其变化的探测、表征、预测、建模与仿真，以及武器系统与其工作媒体和人为现象的相互作用的研究。近年来，美国又进一步强调海洋作战空间环境知识对联合作战计划的重要性，把对海洋作战环境的空间和时间易变性的预测和仿真，把准环境效应综合到传感器、平台、结构和海军系统的设计和使用，当作棘手的挑战；计划还要求为海上指战员提供一个清晰的战术画面，赋予其战术决策工具，以便通过利用环境易变性取得对敌作战优势。海洋水声环境和目标探测技术水声技术是水中探测、测量、通信，以及水中兵器制导的主要手段，也是潜艇战和反潜战的重要工具。海洋声学层析和水声成像技术，是近些年发展起来的研究海洋的重要手段，其工作原理与计算机辅助的X光层析技术（CT）类似，好比用声波手术刀剖析海洋。用于测绘声速场和流场，探测海底地层结构和海洋表面粗糙度。美、日、法等国还致力于远距离声源传播的高精度测时和实时传输技术的水下声成像系统的研究。水声匹配场处理技术，是把海洋环境知识通过波导声传播建模，引入目标辐射声信号的时空处理，从而提高声纳探测、识别、定位和跟踪性能，实现所谓“水声匹配场监视”。这一技术可使小型作战平台具有突破几何尺寸的限制、合成相当数百米在基阵的探测能力，用于侦察监视、远程高精度测向。高分辨声成像、大面积深海地貌精细测量，有巨大应用价值和军事意义。海洋信息观测、接收技术专用的军事海洋信息的收集、处理和传输技术，是以军用目标为对象，以卫星应用技术为主，以建立军事海洋信息局域网为重点，目前已经走在信息观测、接收的最前列。如合成孔径雷达、海洋水色仪、雷达高度计、数字式摄像机、多光谱电子扫描辐射仪等的应用，已经向着全天候、全天时、高分辨率，高精度、实时、反复地对海洋环境和目标进行探测的方向前进。进入90年代后，以美国为首的海洋信息研究已经初步试验了“自主式海洋采样网络”，这个网络由若干网络节点组成，每个网络节点由一个系留的水面浮标和若干艘自主式无人潜水航器组成。3水声技术的军事应用3.1对海上军事装备影响就海上军事装备而言，海洋跃层对潜艇活动有重大影响；磁场变化影响舰艇的磁目标特性；舰船装备必须适应海洋环境条件的制约；星载、机载和舰载的探测、通信设备，都与电磁波在海空介质中的传播特性和品质相关；海杂波、云雨杂波影响雷达探测和导弹精确制导；大气品质和云雾对光传输影响很大；声纳设备和鱼雷声制导装置与海表、海体、海底的水声传播特性相关；海洋环境对水下发射导弹、导弹出水和鱼雷入水的声学因素起重要作用；低空风影响炮弹和导弹的弹道；潜艇坐底与海底地质相关等。监测并掌握作战海区的海洋环境要素就有可能使舰艇的武器系统和探测设备的设计达到最优化。3.2对海上战术战法影响水声技术及其军事应用3就海上作战战法而言，掌握海洋环境参数及其变化与掌握敌情态势同等重要，是在作战准备和临战对抗行动中取得主动权所不可或缺的条件。只有准确了解战区水面、水下和海空的敌情和环境态势信息，并对其进行整合，才能制订科学的作战方案；才能作好对空、对海、对港或对岸的战斗部署；也才能对威胁目标迅速跟踪、识别瞄准并提高远距离精确打击能力；与此同时，还需掌握港口、基地、航道及附近海区的敌情和环境信息。因此，使各级海上指战员了解并利用环境因素以取得军事优势，是现代高技术条件下作战的一个主要方面。4我国水声技术发展现状2012年6月24日，清晨，北纬10度59分，东经141度59分的太平洋，中国首台载人深潜器“蛟龙”号正在母船“向阳红09”上“热身”，准备执行我国载人深潜7000米海试第4次下潜。“蛟龙”号潜至7020米，试航员用通信机的水声电话功能向指挥部报告深潜突破7000米。由中科院声学所研制的这套高速数字水声通信系统，经过深海大风大浪的洗礼，成为了“蛟龙”号深海载人潜水器上的通信利器。与国外的载人潜水器声学通信系统相比，其功能和性能都首屈一指。依靠水声通信技术，可以实现对水下机器人的远程控制，还可在载人潜水器和母船之间实现无缆语音通话和数据传输。除此之外，在海洋环境监测和资源开发方面，水声通信技术发挥着不可替代的作用。“高速数字水声通信技术”。这项技术在语音通信的基础上，还可以在大洋深处实现对数据、文字、图像的高速即时传输。这是当今一项代表大深度水声通信的前沿技术，目前世界上只有美国、日本等国开始这方面的研究。高速数字水声通信系统是我国完全自主研制、具有软件硬件完全自主知识产权的通信设备，相关技术获得了多项国家和美国发明专利