水雷隱身技術的發(fā)展

李志華，周開華，李榮

（海軍士官學校兵器系，安徽 蚌埠 233012）

隱蔽性是水雷武器的最大優(yōu)勢，也是其生命力之所在。憑借隱蔽性，水雷這一傳統(tǒng)兵器才會在現(xiàn)代海戰(zhàn)中屢屢建功，取得意想不到的戰(zhàn)果。隨著現(xiàn)代列掃雷技術的發(fā)展，水雷最大優(yōu)勢正在減弱，水雷武器必須采用新型隱身技術。水雷隱身技術一般指針對獵雷聲吶、紅外成像、磁探儀等現(xiàn)代探測技術而采取的相應隱身技術，通常包括總體隱身技術、動作隱身技術和材料隱身技術。

1 水雷總體隱身技術

水雷總體隱身技術主要包括水雷雷體顏色、雷體形狀等。

1.1 水雷雷體顏色隱身

水雷以海水作為屏障，水雷雷體通常外表面涂磷化底漆和鐵紅環(huán)氧底漆，再涂黑蘭氯化橡膠表面漆。一方面，防止海洋生物寄生雷體，影響水雷引信靈敏度；另一方面，使雷體顏色與海水一致，降低光學探雷發(fā)現(xiàn)目標的概率。

1.2 水雷形狀隱身

水雷殼體大多是圓柱形，一方面，是適應布雷工具的需要，水雷的外形主要由潛艇的魚雷發(fā)射管所限制，所以不論外形還是尺寸，均與魚雷的圓柱外形相似。另一方面，圓柱形具有圓滑的外表，可以使水雷在水中減少流水對雷體本身的沖擊力。但就水聲反射能力來說，圓柱是一種很不利的外形，它擁有一種可分辨、非自然的聲納特征，其平滑的外表是一個持續(xù)性的聲波發(fā)射面?？梢酝ㄟ^設計適當?shù)乃淄庑蝸硖岣咚椎碾[身能力。水雷可以采用適應海底地貌的其它形狀的雷體，如圓臺形、方臺形或錐形，獵雷聲納無法辨別。

意大利的曼塔水雷是一種圓錐形的復合引信沉底雷，雷體具有隱形性、磁特性和低剖面，獵掃聲納也難以發(fā)現(xiàn)。布雷后不久就會被泥沙或海生物覆蓋，使水雷難以被探測到。

瑞典推出了異形體的 羅肯 沉底雷。該雷的外形尺寸為1015mm×800mm×385mm，最大高度只有385mm。四周扁平呈四棱形，類似巖石，而獵雷聲納一般只識別球形或圓柱形，無疑提出了新的挑戰(zhàn)。

采用橡膠或塑料膜制成柔性沉底水雷，雷體可以看作一個柔性藥袋，內裝液態(tài)炸藥。水雷布放后，柔性藥袋可以在海底呈現(xiàn)不規(guī)則形狀，同時，海水的聲阻與液態(tài)裝藥的聲阻基本相同，導致獵雷聲納難以探測到這種沉底水雷。

2 水雷動作隱身

沉底雷本身具有較好的隱蔽性。隨著獵雷技術的發(fā)展，沉底雷的隱蔽性受到挑戰(zhàn)，未來沉底雷提高隱蔽性的主要途徑之一是自掩埋。這種水雷通過微機控制的拋沙機抽吸泥沙，實現(xiàn)掩埋隱蔽自身的目的。這種水雷只需把引信接收器露在泥沙外面接收艦船目標信號，雷體像海底的動物一樣隱藏在泥沙中，不但保證了雷區(qū)的位置不發(fā)生偏移，而且傳統(tǒng)的探雷、獵雷系統(tǒng)難以探測識別。

英國開發(fā)出一種智能化自掩埋自導水雷。這種水雷的三個顯著特點是自掩埋、智能化和探測攻擊目標。首先，水雷由布雷平臺布放后，沉至海底后自動掩埋到泥沙中；其次水雷智能化引信通過探測進入雷區(qū)的目標，水雷判別是否為打擊目標；如果確認為打擊目標，則水雷裝有類似自導魚雷的戰(zhàn)斗部自動識別并導向目標。這種水雷難以被獵雷聲納探測到。

3 水雷材料隱身技術

材料隱身技術主要指在普通鐵磁金屬雷體上涂覆具有吸聲特性的材料，使水雷難以被獵雷探測識別。

1983年2月，重慶成為全國第一個經(jīng)濟體制綜合改革試點大城市，實行國家計劃全面單列，并享有省級經(jīng)濟管理權限，開啟了重慶改革開放的新征程。

傳統(tǒng)的水雷往往采用金屬材料制成，在地磁場中容易被磁化帶有磁性，從而可以被磁探儀發(fā)現(xiàn)，可采用如合成橡膠、柔性吸能材、玻璃鋼、泡沫塑料等特殊的材料制成雷殼，增大了獵雷聲納和其他探雷器材的探測難度。另外，錨雷的雷索很長，聲反射能量較大，錨雷中雷索有可能使用輕質、高強度、低反射能量價格適中的有機纖維索，安裝適當?shù)淖o索裝置。水雷隱身技術上采用的吸波材料通常指能吸收投射到水雷雷體表面的電磁波能量，或通過材料的電磁損耗把電磁波能量轉化為其他形式的能量而耗散掉的材料。吸波材料通常按其承載能力分為涂層吸波和材料結構吸波材料。吸波材料要吸收電磁波要滿足兩個基本條件，一是匹配特性，二是衰減特性。

2.1 微粉吸波劑

鐵氧體吸波材料是發(fā)展最早同時也是應用最廣泛的吸波材料，已廣泛應用于隱身技術。最大特點是價格低廉、吸波性能好，在低頻和薄厚度的情況下具有良好的吸波性能。

納米材料是指材料組分特征尺寸在0.1nm～100nm的材料。納米材料極高的電磁波吸收性能使其在隱身方面具有廣泛的應用前景。納米材料具有良好吸波功能，同時，兼?zhèn)淞速|量輕、厚度薄、寬頻帶兼容性好的特點，西方強國都把納米吸波材料列為新一代聲納吸波材料進行探索與研究。在微波場的輻射下，納米材料中的原子、電子運動加劇把電磁能轉化為熱能。納米吸波材料常見包括納米金屬氧化物磁性超細粉吸波劑、納米碳化硅吸波劑、納米石墨吸波劑、納米導電高聚物吸波劑、納米介質膜吸波劑、納米氮化物吸波劑等。

美國研制出的 超黑色 的納米吸波材料，對聲納波的吸收率可達99%，法國研制出一種由納米微屑填充材料和膠黏劑組成的寬頻微波吸收涂層具有良好的吸波性能。金屬鋁、鉻同有機高分子膠黏劑結合成薄膜，在我國有一定規(guī)模應用。

2.2 纖維吸波劑

多晶鐵纖維吸波材料的研究開始于20世紀70年代中后期，是滿足 薄、輕、強、寬 吸波材料的理想吸波劑。多晶鐵纖維吸波材料據(jù)報道已用在戰(zhàn)略防御導彈與載人飛行器上。美國研制的耐腐蝕多晶羰基鐵纖維吸收材料廣泛應用于美國各型隱身飛機設計上。

碳化硅纖維復合材料是一種屬于電阻型的吸波材料，通過材料電阻來衰減電磁波。特殊碳纖維的突出優(yōu)點是耐高溫。用碳纖維制備的先進復合材料能長期在高溫下工作。

晶須是短纖維狀單晶無機增強材料。特別是四針狀三維結構晶須其導電性能優(yōu)異，不僅可作為抗靜電材料和微波發(fā)熱體材料，而且是一種綜合性能良好的雷達隱身涂料。

2.3 新型吸波劑

等離子體吸波原理是在武器系統(tǒng)表面形成等離子云，當聲吶發(fā)射電磁波照射到等離子云時，與等離子的帶電離子相互作用，部分能量被帶電離子吸收，導致聲吶發(fā)射的電磁波衰減，實現(xiàn)武器隱身目的。

將電路模擬結構引入吸波材料中，可以在質量增加很少的情況下實現(xiàn)較好的電磁吸收，這種技術稱為電路模擬吸波結構，相比傳統(tǒng)的吸波材料，電路模擬吸波材料可以很好地減少材料質量、提高吸波性能，還可以很好地設計波阻抗匹配。

3 水雷隱身技術發(fā)展趨勢

3.1 有源隱身技術

有源隱身技術稱主動隱身技術。通常是利用水雷雷體材料作為主動聲納波的接收裝置，水雷雷體內安裝信號分析設備，可以自動設置信號發(fā)生器的頻率，向水下聲納接收器發(fā)射延遲欺騙信號，以達到隱身目的。

3.2 仿生隱身技術

自然界的很多生物利用保護色或形體偽裝，達到迷惑天敵保護自己的目的。水雷在型號設計階段可以充分利用仿生工程的研究成果。借鑒某些生物的身體反射結構對水雷形狀進行合理設計。仿生工程若能有效應用于水雷隱身將大大提高水雷的生存能力。

3.3 自適應隱身技術

自適應隱身技術指通過一定的技術手段，使目標的各種可探測特征自動適應不同背景條件下隱身要求的新技術，自適應隱身材料是自適應技術的關鍵環(huán)節(jié)。自適應材料是在納米材料基礎上發(fā)展起來并與納米傳感器、納米計算機組合而成的一種新型隱身材料，具有感知、信息處理并對信號作出最佳響應的功能，并具有自動適應環(huán)境變化的特點，通常由信號采集子系統(tǒng)、信號處理與控制子系統(tǒng)和目標可探測特征生成子系統(tǒng)組成，信號采集子系統(tǒng)通過感知和分析從不同方位到達水雷武器表面的各種主動式探測信號，信號處理與控制子系統(tǒng)適時調節(jié)表面的電磁波特性，以達到隱身效果。

3.4 融合外形技術

主要包括平面融合和空間的三維融合，通過對水雷雷體截面形狀進行合理設計，改變聲吶電磁波的散射方向，從而可以大大降低火箭助推水雷或魚水雷在運行中的側向聲吶反射面。

4 結語

隱蔽性是水雷武器效能發(fā)揮的關鍵。隨著水下探測技術的進步，水雷隱身技術運用必將成為水雷武器研制時考慮的重要因素。隨著各種新型隱身技術的發(fā)展和應用，隱身水雷已經(jīng)成為世界海軍強國水雷發(fā)展的一個重要方向，也是水雷武器發(fā)展的必然趨勢。發(fā)展隱身水雷是實現(xiàn)我國水雷武器的跨越式發(fā)展的本質要求和建設世界一流海軍的迫切需要。