水中气幕对潜艇的防护技术分析

汤晓迪 刘 棱 太禄东

（中国人民解放军海军蚌埠士官学校，安徽 蚌埠233012）

0 引言

潜艇能够远离母港，长期在水下航行，对敌方的水上目标以及重要的陆上目标构成威胁。由于水体的天然遮掩，其行动非常隐蔽，不易被敌方发现，攻击具有很强的突然性，因此一直是各国海军武备发展的重点研究方向。

然而，虽然拥有水体的天然遮蔽，但由于军事技术的进步，曾经一片混沌的水下世界如今却变得愈加透明。潜艇在水下的活动，也遇到了越来越多的来自各个方面的威胁。在各种威胁中，又以声自导鱼雷的威胁为最大。

针对各种水下威胁，各国海军也相应的研究并采取了各种反制技术与手段。其中，采用水下气幕对潜艇进行防护是一种应用广泛、简便实用、经济可靠、隐蔽性也较好的措施。[1]

1 水中气幕技术简介

水中烟幕是气幕弹发出的，气幕弹是一种重要的潜用水声对抗器材，重要的性能参数主要有：声压反射系数、插入损失、气幕形成时间以及气幕有效持续时间。

气幕弹并不是一种新武器，在第二次世界大战中就已出现，并得到实际应用。当时，德国潜艇利用“狼群战术”偷袭盟军的运输船队与海上舰艇，盟军相应的加强了反潜力量，使德军损失惨重。为了反制盟军，减少损失，德军研制出了一种武器，便是气幕弹。在作战中，通过气幕弹在水下产生大量气泡，来迷惑对方的反潜武器，掩护己方的作战行动，取得了良好的作战效果。

二战以后，随着声纳技术及声自导鱼雷技术的长足进步，水中气幕技术曾一度发展遇阻，为人所遗忘。但随着一系列现代科技手段的应用，气幕弹又东山再起，再次进入了人们的视线，在防护潜艇方面发挥着越来越重要的作用。[2]

2 水中气幕技术原理

2.1 基本技术原理

气幕弹作为对抗反潜声自导鱼雷的常用干扰器材，在作战中所起到的作用是声屏蔽和声诱骗。气幕弹发射后所产生的水中气幕与陆地上使用的烟幕弹产生的烟幕不同，它不是由发烟剂产生的，而是利用了化学方法。

当气幕弹发射以后，在助推器的作用下，航行一段距离后，弹体会引爆，中的化学成分通过与海水的接触，会产生大量不溶于水，或难溶于水的气泡，并漂浮在一定范围内，在潜艇周围形成气泡幕，从而对潜艇起到遮蔽效果。根据需要，采取适当的方法可以来调节气泡的体积，产生不同大小、不同直径的气泡，从而使得它们的谐振频率、上浮速度以及及在水中滞留时间均不同。直径较大的气泡，上浮到水面的速度较快，在水中逗留时间也较短；而体积较小的小气泡，则在水中漂浮速度较慢，在水中逗留时间较长。因此，只要控制了气泡的体积，就能在水中形成一片气幕。由于体积不同，所产生的气泡的谐振频率就也不同，这样就可以在形成气幕的同时，增大气幕弹的工作频带，使它与反潜舰艇和反潜飞机上的声纳及声自导鱼雷的工作频带相接近或一致，形成内谐振，从而对声纳与声自导鱼雷起到迷惑作用，使潜艇得以隐蔽。[3]

一般而言，那些直径在0.02～0.2厘米范围内的气泡谐振皮率，正好在声纳和声自导鱼雷曲主要工作频段间，防护效果最佳。

2.2 提高防护作用的技术手段

为了提高水中烟幕的遮蔽效果，可以采用以下三种手段。

2.2.1 增大水中气幕的工作频带

通过控制气泡的体积，就可以增大气幕弹的工作频带，使其在舰艇及反潜飞机上的声纳工作频带和声自导鱼雷声自导工作频带内，从而产生谐振，便可以达到理想的工作效果。

2.2.2 提高水中气幕的吸收强度

通过提高水中气幕的吸收强度，使得声纳、声声自导鱼雷等武器所发出的声波被气幕所吸收，从而使大部分入射声波都被气泡幕吞噬，不产生反射，达到良好的防护效果。

2.2.3 延长水中气幕的有效持续时间

通过控制弹体内所装填的发泡材料的产生气泡量以及与海水的反应时间，进一步的控制所产生气泡的上浮速度、浓度，从而最终控制水中气幕的有效持续时间。通过各种技术手段使水中气幕的有效持续时间得以延长，从而加强了对潜艇的防护。[4]

3 水中气幕技术的战斗应用

3.1 在战斗使用中气幕弹的主要性能

在实际的战斗使用当中，潜艇一般装备有6~12个气幕弹发射装置，当发现来袭鱼雷时，在鱼雷的前方投放若干个气幕弹，用以形成一堵气墙，如下图所示。发射气幕弹后，潜艇迅速向背离方向快速机动逃离。

图1

在这样的一个过程中，形成气墙的气幕弹所产生的气泡有很好的反射能力，反射系数甚至可大于0.9，而且其反射波形与舰艇及潜艇尾流非常相似，因此产生了极好的迷惑效果。而且产生的水中气幕可以按照要求持续一定的时间。在整个过程中，产生气泡以及气泡爆破时，其噪声并不明显，所以在使用气幕弹时隐蔽性很好。正是利用了水中气幕的隔声效果和其使用的隐蔽性，潜艇得以得到良好的防护。

3.2 水中气幕技术的战斗使用方法

在使用水中气幕技术时，要通过选择合适的航速、舷角，并且采用多层分布的方法，来达到防护潜艇的目的。

3.2.1 采用适宜的航速

在潜艇高航速下，发射气幕弹以后，发泡物质散布的距离就更远，形成的气墙就越宽。除此之外，航速高则尾流大，气幕受到尾流搅拌，可增大对声波的反射强度。但若航速过高，则连续发射的气幕间隔距离就会过大，以致使形成的气幕稀薄，甚至出现断裂现象，从而降低了气幕的作用。所以，航速通常采用较为适宜的中速。

3.2.2 采用适宜的舷角

潜艇与攻击舰的方位不同，潜艇反射强度与水中气幕反射强度的关系也不同。当潜艇处于攻击舰首尾线方位时，潜艇反射强度小于水中气幕的反射强度；但当攻击舰处于潜艇正横方位时，潜艇反射强度大于水中幕的反射强度；当攻击舰处于120°～140°的舷角时，潜艇反射强度等于水中气幕的反射强度。

3.2.3 采用多层分布的方式

在战斗使用过程中，通过多次发射，可把气幕弹分布成多层结构，在鱼雷前进方向上形成多层气幕。当声自导鱼雷进入气幕层后，由于发射声脉冲受气泡的散射，形成很强的混响，使得鱼雷的自导无法正常工作，从而使其失去目标。[5]

4 水中气幕技术的发展趋势

随着军事科学技术的进步，为了更加适应为了水下战场作战使用的需要，世界各国海军均在不遗余力的研发各种新手段与装备，赋予水中气幕技术以全新的生命力和战斗力。

当前水中气幕技术发展的重点还是围绕着以下三个方面来进行，即是增大水中气幕的工作频带，延长水中气幕的有效作用时间以及提高水中气幕的反射及散射强度。而在装备的发展上，更是将最新的电子技术、数字技术、计算机技术融入其中，有效的提升了作战效能。

5 结束语

利用气幕弹产生气幕对潜艇进行防护的水中气幕技术，具有结构简单，造价低廉、可靠实用以及水下隐蔽性好等显著优点，在水下战场的水声对抗作战中起着越来越重要的作用。通过与干扰器、声诱饵等多种对抗器材与手段相结合使用，共同构筑了潜艇水下防护的铜墙铁壁。

［1］徐国强,韩冬.气幕弹能保护潜艇[J].军事文摘,2001,12.

［2］侯明强.扑朔迷离的水下“烟幕弹”[J].现代军事,2000,1.

［3］易红,何辰,陈春玉.对抗尾流自导鱼雷的防御技术[J].鱼雷技术,2007,2.

［4］施鹤群.核潜艇的“护身符”——水中气幕[J].国防科技,2001,6.

［5］刘保果,章新华.鱼雷防御对抗装备及战术运用研究[J].舰船轮船参考,2001,3.