聲波是在海洋中唯一能夠遠距離傳播的能量輻射形式。在當前以及可預見的未來,對潛艇的探測仍將依靠探測聲場的變化。因此,降低潛艇噪聲,就是潛艇的主要隱身措施。
聲隱身技術的目標
當潛艇在水下航行時,由於螺旋槳擊水,各種機電設備的運轉,艇體前進時與水流的摩擦、撞擊,發出一定量級的噪聲,導致航行海區聲場強度的明顯增大,成為敵方水聲探測設備的捕捉目標,所以潛艇的噪聲大小是關係到它在作戰中生死存亡、作戰成敗的關鍵因素。
潛艇噪聲大,不僅暴露自己,破壞了隱蔽性,而且嚴重幹擾本艇水聲設備的工作,使本艇耳目失靈,完全處於被動挨打的地位。
在相同條件下,如果輻射噪聲級下降10分貝,對方被動聲呐作用距離下降為原來的30%~50%;如果目標強度下降10分貝,對方主動聲呐的作用距離下降為原來的60%~70%,魚雷自導作用距離下降為原來的80%左右。
降低潛艇的自噪聲水平,還可以提高本艇聲呐設備的作用距離,改善聲通信工作條件,提高本艇在編隊作戰中的協同作戰能力。在相同條件下,若自噪聲級下降l0分貝,探測距離將增加到原來的2~3倍。
各國潛艇聲隱身現狀
最近幾十年的時間裏,美國、俄羅斯、英國、法國的核潛艇都經曆了從高噪聲潛艇到安靜型潛艇的發展階段。在常規潛艇領域,隨著冷戰的結束,作戰環境越來越向近海方向轉移,常規潛艇越來越受到世界各國的青睞,這也促進了常規潛艇聲隱身技術的發展,德國、日本、俄羅斯、法國等國常規潛艇的噪聲水平,一直居於世界的領先地位。
如美國從l959年開始研製S5G自然循環壓水堆,1965年研製成功,在此基礎上又研製了S6G、S8G和S9G型自然循環反應堆,通過不斷的技術研究,不但提高了反應堆的功率,而且大幅度降低了反應堆的噪聲。
此外,在進行自主技術研究的同時,美國還吸收借鑒其他國家的技術成果。如美國借鑒英國海軍的經驗,於1961年在“長尾鯊”級潛艇上首次采用了浮筏減振基座。在此基礎上,對其不斷地進行研究改進,在“海狼”級潛艇上采用了整體浮筏技術,在“弗吉尼亞”級潛艇上則首次采用浮筏的整體模塊設計,大幅度降低了潛艇的機械噪聲。
為了進一步提高潛艇的聲隱身能力,美國正對無軸推進技術、艇外武器存儲與發射技術、簡化HM&E基礎結構等技術開展研究,力求在未來的攻擊型核潛艇上取消現在的核動力-齒輪傳動方式,采用核動力-電力推進方式,取消減速齒輪裝置和推進軸係,以及有效減少艇體尺寸,進一步提高潛艇的聲隱身能力。
俄羅斯也提高了核反應堆的自然循環能力,並采用機械設備減振器、減振浮筏、敷設消聲瓦等技術。此外,還製定了潛艇設備振動和噪聲檢查方法,在不同的曆史時期製定了不同的振動聲學特性標準。例如,BAX-68、BAX-74、BAX-80(80代表80年代)等。
目前,俄羅斯潛艇的聲隱身水平得到了大幅度的提高,“北風之神”級彈道導彈核潛艇和“亞森”級攻擊型核潛艇的聲隱身水平已經接近美國的核潛艇水平,常規潛艇的聲隱身能力據稱具有世界領先地位。
英國海軍一向重視核潛艇的降噪工作,於20世紀60年代末期在維克斯造船公司成立了降噪和振動工程部,專門進行降噪試驗研究工作,取得了獨特的成就。英國於80年代後期,在“快速”級攻擊型核潛艇進行大修和改裝時就裝備了消聲瓦。
後來,英國在“特拉法爾加”級攻擊型核潛艇上改進了纏繞方法裝設消聲瓦,以增強消聲瓦的牢固性,最新的“機敏”級攻擊型核潛艇裝備了最新研製的消聲瓦。
在推進器方麵,英國在1985年10月服役的“特拉法爾加”級第3艘“不懈”號攻擊型核潛艇上率先采用了泵噴射推進器,取得了很好的降噪效果。
此後,美國、法國、俄羅斯等國也都借鑒了英國的經驗,在潛艇上裝備減振浮筏和泵噴射推進器。在潛艇聲隱身技術研究和應用方麵,法國以獨立研究為主,不斷地提高潛艇的聲隱身能力。