更灵巧更致命的水雷

2018-04-18 01:17○萱
农村青少年科学探究 2018年11期
关键词:水雷传感舰船

○萱 草

水雷是一种来自中国的古老水下兵器,据史料记载,早在1598年,万历年间的露梁海大战中,明朝水师就第一次使用了水雷,重创日本水师。从那时起,水雷就成了海战的重要兵器。水雷是一种隐蔽性强,使用方便,费效比高的水中兵器。随着微电子技术和微机技术在水雷中的应用,近年来,水雷已开始摆脱靠船体触发而引爆的被动局面,进入有预编程序的现代化水雷时代。

大多数水雷都是锚雷或沉底雷。锚雷一般布放于深水区,用来攻击潜艇或水面舰船。用系绳把锚雷固定在海水的某处,伺机攻击目标。沉底雷多布放在浅水区,但也可以用来攻击深水区的潜艇。沉底雷有负浮力,能坐沉海底。

“石鱼”水雷

英国的“石鱼”水雷是程序化微机控制、多传感技术的现代化水雷的典型,是用计算机模拟设计的反舰船、反潜艇的沉底雷,可以从海上或空中平台布放。水雷搭载计算机控制传感器,评估目标,并能将声、磁和压力传感技术结合使用。“石鱼”水雷的预编程序能对特定作战环境做出反响。内嵌式战术程序可以选择目标,并能确保在距离目标的最近处引爆水雷。

“石鱼”水雷长7.9英尺,直径1.72英尺,总重2183磅,战斗部装药1300磅。水雷的货架寿命20年,水中使用700天,更新期为6年。超出预定的时间或出现故障时,程序控制能使水雷自行炸毁。存放期间,水雷装有综合自动检测装置,可以进行水雷故障诊断和单元更换。

德国的SMG2沉底雷也是多传感技术的现代化水雷。该水雷的软件程序中有水雷信号算法预编程序数据组,并规定了中心计算机上的信号处理方式。现在已对三种计算机模型作了改进,使它们都有专门数据组。引信起爆模型贮存有水雷的所有数据;船舶模型模拟船舶的水动力、磁和声特征;损坏模型模拟目标可能损坏的情况。然后将这些模型值综合成优化的技术数据组。

航弹式水雷

美国的部分水雷是用低阻力炸弹改装的。“破坏者”和“快速打击”沉底雷采用了MK80系列炸弹的外壳和装药部,然后装上了有水雷保险装置、探测器和击发器的模块组件箱。“破坏者”水雷保险装置和助推器装在炸弹头部的空腔内,电池和探测器装于炸弹的尾部。

“快速打击”水雷是一种沉底雷,用于攻击潜艇和水面舰船,技术性能与“破坏者”水雷基本相同。

鱼雷式水雷

美国海军的MK60“捕手”水雷是根据MK46鱼雷改装的深水反潜艇锚雷。水雷本身不移动,布放后用系绳固定在海水的某处,待探测到目标后,雷体释放出鱼雷,自动追寻目标,攻击距离达3000英尺。“捕手”水雷能区分潜艇目标和过往的舰船,并让后者安全驶过。该水雷的探测和控制装置能自动开启和关闭。

用潜艇布放的MK67水雷是由MK37鱼雷改装的流动水雷,性能可与“捕手”水雷相媲美,布深约100米。用鱼雷将无引信水雷推进到布放点,沉入海中,自动装上引信,待机攻击目标。

飞机布雷和潜艇布雷

水雷的圆柱体形状有利于飞机和潜艇布放水雷。已经有水雷的水域或潜艇、水面舰船不能驶入的浅水区内宜用飞机布雷。用飞机布放的水雷必须有某种加固使其能经受住水雷冲击水面时产生的冲击波。伞包可用来缓解水雷入水时的冲击力。当水雷撞击水面后,伞包即与雷体分开。水雷装有尾翼以保证降落时的稳定性。水雷还装有头部整流罩以减少飞行阻力并迫使水雷头部向下沉入海水。凡能携带炸弹的飞机,如美国的F/A—18战斗攻击机、A—6攻击机和B—52轰炸机等都可以用来布放水雷。

潜水艇也可以布雷。瑞典研究出在潜艇耐压船体外侧增加船侧凸出部的办法,潜艇利用该凸出部装载水雷。这种潜艇仍可以用于攻击,紧急情况下,它也可以抛掉船侧凸出部。

水雷传感器技术

最常用的水雷传感器是磁、压力和声传感器。最早的磁传感器有活动自如的吊杆磁铁。现代化的磁传感器有磁强计或搜索线圈。磁强计通常用于锚雷,搜索线圈用于沉底雷。

磁传感器适合于探测活动目标,因为这种目标的压力和声响信号小。磁传感器不受布雷区磁环境的影响,也不受洋流波动的干扰。但是,磁传感技术面临着非磁性材料舰船和低磁信号设备的挑战。将磁传感器与压力、声传感器结合起来使用能获得最佳效果。

压力传感器比磁传感器探测的距离更大,而且可根据压力信号确定舰船类型。当舰船在行进中排水时,电动液压传感器或应变计能测出压力的下降。由于水雷有预编程序,所以它能分辨出洋流或表面波引起的排水,也能辨别出扫雷艇引起的水压变化。

声传感器不仅探测性能更好,搜索距离更远,而且能帮助提高磁传感器和压力传感器的灵敏度。声传感技术利用水听器探测出水下螺旋桨和机械噪音。水听器能分辨出不是由目标发出的声音,如水下海生物的声音和反水雷的爆炸声。

把各种传感器探测到的磁、压力和声响输入信号转变成电脉冲,经过击发装置预编程序电路的分析和放大,在对所有数据进行论证并确认是攻击的目标后,水雷才会引爆。

水雷的微处理技术

电源和微处理技术的发展促进了水雷复杂信号处理能力的提高。微处理技术和存贮能力的改进使采用复杂的目标探测算法成为可能。复杂算法不易受扫雷艇的干扰并能提高探测能力。

微处理器能精确地控制传感器,使它具有多路传输和信号处理能力,并帮助监视海水环境和提高电源的使用效率。微处理器能实施摧毁目标的措施,如舰船计数,延迟起爆和扼制扫雷艇。它还使水雷的装配变得简便而迅速。

电源也是水雷设计中非常重要的问题。普通电池可以作水雷的电源,也可以用锂电池和燃料电池。锂电池比其他化学电池的货架寿命长,电量高。

不论使用何种电池,都必须尽可能节省电能,从而延长电池使用寿命。微处理器能帮助水雷开启和关闭电源,只有在需要用电时,电源才会接通。

老式水雷的改造

用多传感技术代替单传感技术就能使老式水雷焕发出青春,延长其使用寿命。上世纪的机械控制水雷已全部由电子传感器等电子决策装置控制的水雷所取代。英国在老式水雷上装备有微机控制的传感器和处理装置,使它们成了现代化水雷。美国一面开发新系统,一面更新老式和正在服役中的水雷。由于MK50系列水雷采用了晶体管模块技术,所以至今仍在使用,并不断用新的智能块和击发装置进行更新。

21世纪的水雷有实时处理高级语言的人工智能,可以用火箭推进,作用范围更大,抗扫性更好。用无回声涂层的非反射性、非圆柱型壳体的水雷能更好地抗声呐扫雷。

猜你喜欢
水雷传感舰船
舰船通信中的噪声消除研究
《传感技术学报》期刊征订
新型无酶便携式传感平台 两秒内测出果蔬农药残留
舰船测风传感器安装位置数值仿真
反水雷体系建设探讨
民用直升机在反水雷中的应用探讨
IPv6与ZigBee无线传感网互联网关的研究
舰船腐蚀预防与控制系统工程
水雷拦路虎,封锁航道
某型Fabry-Perot光纤应变计的传感特性试验