外軍現(xiàn)役的反潛磁探儀對(duì)比

摘 要：在海洋戰(zhàn)爭(zhēng)中，潛艇對(duì)水上艦艇帶來(lái)的威脅是巨大的。為此各國(guó)軍方一直在加大對(duì)反潛技術(shù)的研究。在文中就外軍現(xiàn)役的反潛磁探儀進(jìn)行研究對(duì)比，以期為國(guó)內(nèi)反潛技術(shù)的發(fā)展提供借鑒。

關(guān)鍵詞：反潛磁探儀；反潛技術(shù)；潛艇

1 前言

航空磁探儀是反潛巡邏機(jī)裝載的主要裝備之一，它通過(guò)探測(cè)潛艇的磁異常，來(lái)判斷潛艇的存在。該方法有不受空氣、泥沙、水文變化等介質(zhì)影響的優(yōu)點(diǎn)。

由于潛艇磁異常信號(hào)可以等效為磁偶極子場(chǎng)，其信號(hào)幅度與距離的三次方成反比關(guān)系，隨著距離的增大信號(hào)幅度迅速衰減。因此，使用航空磁探儀探測(cè)潛艇，探測(cè)距離有限，通常在幾百米量級(jí)。基于此，磁探儀通常用于其他搜潛設(shè)備探測(cè)到疑似潛艇后，最終對(duì)潛艇的判斷、跟蹤及定位，這是國(guó)內(nèi)外航空探潛技術(shù)的通用戰(zhàn)術(shù)。

2 現(xiàn)役反潛磁探儀分類

經(jīng)過(guò)近些年的發(fā)展，國(guó)外性能先進(jìn)，且用于航空探潛磁探儀有3種類型：美國(guó)的氦光泵磁探儀、加拿大的銫光泵磁探儀、法國(guó)的核磁雙共振磁探儀。

2.1 美國(guó)氦光泵磁探儀

2.1.1 美國(guó)氦光泵磁探儀工作原理

氦光泵磁探儀是利用氦原子處于亞穩(wěn)態(tài)狀態(tài)下的光泵特性，在交變磁場(chǎng)的去取向作用下，其拉摩爾頻率與外界磁場(chǎng)存在恒定關(guān)系，用一套自動(dòng)跟蹤裝置，通過(guò)測(cè)量跟蹤地磁場(chǎng)變化的拉莫爾頻率來(lái)測(cè)量地磁場(chǎng)及其微小變化。信號(hào)強(qiáng)度跟地磁場(chǎng)與光軸夾角的余弦平方成正比，因而在中高緯度使用較佳。因此，為了解決全球適用的問(wèn)題，氦光泵磁探儀在低緯地區(qū)采用多光系的方案。

2.1.2 美國(guó)氦光泵磁探儀主要產(chǎn)品

美國(guó)氦光泵磁探儀是生產(chǎn)批量最大的航空探潛用磁異常探測(cè)器，它的代表產(chǎn)品是美國(guó)德克薩斯（TEXAS）儀器公司的AN/ASQ-81（V）-1、AN/ASQ-82（V）-2及其改進(jìn)型產(chǎn)品的AN/ASQ-208（V），以及最先進(jìn)的激光泵磁探儀AN/ASQ-233。

AN/ASQ-81（V）-1和AN/ASQ-208（V）-2性能基本相同，都是模擬式磁探儀，不同點(diǎn)在于安裝方式，前者是固定式安裝在固定翼飛機(jī)上，后者則是拖曳式安裝在直升機(jī)上。AN/ASQ-208（V）是在AN/ASQ-81的基礎(chǔ)上改進(jìn)提高的數(shù)字式磁探儀，該系統(tǒng)安裝在現(xiàn)有的及新型飛機(jī)上。

2.2 加拿大銫光泵磁探儀

2.2.1 加拿大銫光泵磁探儀工作原理

銫光泵磁探儀是應(yīng)用堿金屬元素銫（CS133）作為工作物質(zhì)，器工作原理是利用銫原子光泵特性，使原子的能態(tài)集中到一定的能級(jí)上，再用交變場(chǎng)產(chǎn)生去取向信號(hào)，檢測(cè)產(chǎn)生磁共振時(shí)拉摩爾頻率，進(jìn)而再轉(zhuǎn)換成磁場(chǎng)值。與氦光泵磁探儀不同的是，銫光泵采用自激式方案，信號(hào)強(qiáng)度在中緯度最大。為了解決全球適用性問(wèn)題，探頭采用自定向機(jī)構(gòu)，用一套伺服機(jī)構(gòu)，始終保持光系處于最佳方向。

2.2.2 加拿大銫光泵磁探儀主要產(chǎn)品

以銫光泵磁探儀為核心的磁異常探測(cè)器，代表產(chǎn)品是加拿大CAE電子有限公司的AN/ASQ-504。經(jīng)過(guò)不斷改進(jìn)更新，已升級(jí)為AN/ASQ-508。

型號(hào)AN/ASQ-504（V）也有二種安裝形式：用于固定翼飛機(jī)的固定式安裝方式和用于直升機(jī)拖曳的拖曳式安裝方式。

2.3 法國(guó)核磁雙共振磁探儀

2.3.1 法國(guó)核磁雙共振磁探儀工作原理

法國(guó)航空探潛用磁異常探測(cè)器是基于核磁共振原理，利用工作物質(zhì)的Overhauser效應(yīng)工作的。所謂Overhauser效應(yīng)就是利用電子順磁共振產(chǎn)生核共振的雙重共振現(xiàn)象。而共振信號(hào)則是利用二種不同的溶液作樣品，采用動(dòng)態(tài)極化方法，在地磁場(chǎng)中獲得可供測(cè)量的共振信號(hào)。采用自旋耦合自振蕩型組成磁探儀。采用動(dòng)態(tài)極化法比核共振信號(hào)的靜態(tài)極化法大660倍以上，使儀器的測(cè)磁靈敏度大大提高。

2.3.2 法國(guó)核磁雙共振磁探儀主要產(chǎn)品

法國(guó)核磁雙共振磁探儀的代表產(chǎn)品是MARK-III。它是MARK-I、MARK-II不斷升級(jí)的最新產(chǎn)品。對(duì)于旋翼飛機(jī)，采用拖曳式，其探頭裝在一個(gè)流線型的“飛行器”內(nèi)，由直升機(jī)拖曳，例如云雀III和海豚型直升機(jī)上。也試驗(yàn)了在直升機(jī)上固定安裝的方案，這時(shí)增加了對(duì)飛機(jī)磁干擾的補(bǔ)償裝置。對(duì)固定翼飛機(jī)，采用固定安裝方式，探頭安裝在機(jī)身延伸的尾部的無(wú)磁性桿子內(nèi)。并且也安裝了能迅速自動(dòng)補(bǔ)償飛機(jī)干擾磁場(chǎng)的設(shè)備。例如大西洋二代飛機(jī)。

3 3種磁探潛設(shè)備性能比較

對(duì)3種磁探儀的探測(cè)距離進(jìn)行對(duì)比：

（1）以美國(guó)TI公司AN/ASQ-81（V）及其數(shù)字化改進(jìn)產(chǎn)品AN/ASQ-208、激光泵產(chǎn)品AN/ASQ-233為代表的氦光泵磁探儀，它對(duì)中型潛艇的探測(cè)斜距在探測(cè)概率為50%時(shí)為315m，在探測(cè)概率為70%時(shí)約為240m，最大探測(cè)斜距為440m；

（2）以加拿大CAE公司的AN/ASQ-504及其最新改進(jìn)的AN/ASQ-508A銫光泵磁探儀，理論計(jì)算的最大探測(cè)距離可達(dá)1200m；

（3）以法國(guó)MARK-III型為代表的核磁雙共振磁探儀，在深海，對(duì)柴油發(fā)電機(jī)潛艇在探測(cè)概率70%時(shí)約290m，而在淺海中使用為220m。

可見(jiàn)，理論上銫光泵磁探儀的探測(cè)斜距最大，其次是氦光泵磁探儀，MARK-III型稍遜色，但是磁探儀最終的性能還受多種因素影響與制約，如儀器的動(dòng)態(tài)噪聲、磁補(bǔ)償效果等。

4 結(jié)論

對(duì)外軍現(xiàn)役的3種反潛磁探儀進(jìn)行對(duì)比，分別介紹了它們的工作原理及發(fā)展歷程。美國(guó)氦光泵磁探儀從AN/ASQ-81（V）-1升級(jí)為AN/ASQ-208，再升級(jí)為AN/ASQ-2 33。加拿大的AN/ASQ-504也已升級(jí)為AN/ASQ-508。法國(guó)的核磁雙共振磁探儀也從MK-1、MK-2、MK-3不斷升級(jí)。更加先進(jìn)的產(chǎn)品己經(jīng)替代了原有產(chǎn)品，綜合性能不斷提升。國(guó)內(nèi)反潛磁探儀也已有成熟裝備，但是跟國(guó)外比，仍有一定差距，因此，我們?nèi)砸檱?guó)外磁探儀發(fā)展的最新動(dòng)態(tài)，借鑒學(xué)習(xí)，不斷提升我們自身設(shè)備的性能。

（作者單位：91046部隊(duì)）