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鲉鱼级潜艇(基洛级潜艇)

张世龙2021年12月22日 03:40天道酬勤390

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作者:背包客

来源:知乎

潜艇通信系统的基本结构:

不同类型潜艇的通信系统都无一例外由综合内部通信系统、综合外部通信系统和控制它们的中心分配控制系统组成,潜艇通信包括以下方面。

(1)岸对潜通信。 岸反潜的通信联络主要用于岸基广播电台向潜水中的各型潜艇交换信息,这种通信联络由ELF/VLF/LF和舰队卫星通信系统提供。 2 )隐藏对岸的通讯。 对岸基站的通信联络电路是为了支持从潜水艇到海岸指挥节点之间的信息交换而建立的。 通常需要使用随声附和卫星通信手段,并且采用突发性的方式。 )3)舰对潜通信。 舰艇对潜艇的通信联络,主要为了辅助战斗群中的某舰艇和直接支援战斗群战斗的潜艇之间的信息交换,经常使用潜艇数据链路。 因为基本上是在近距离线路上进行,所以可以采用HF/VHF/UHF无线电路和卫星通信。 4 )反舰通信。 潜艇对舰艇的通信联络通常使用近距离通信线路,支持从潜艇到战斗组内某舰艇的信息交换,主要使用HF/VHF/UHF无线通信线路及卫星通信。 )5)飞机反潜通信。 飞机与潜艇的通信联系主要是在舰载机和直接支援战斗群战斗的潜艇之间提供信息交换线路,以确保其间的战术合作。 6 )潜水艇对飞机的通信。 潜艇与飞机的通信联系是战斗群内直接支援潜艇、舰载战斗巡逻机和观察监视飞机之间的信息交换,类似于潜艇与舰艇的通信联系。 使用HF/VHF/UHF接近、低截获率的通信线路。 (7)潜水艇对潜水艇的通信。 潜艇对潜艇通信联络通过HF/VHF/UHF无线线路、卫星通信、音响电话在两艘潜艇之间提供直接信息交换线路。 )8)潜水艇作战及遇难网。 该通信网主要用于作战指挥机构、潜艇和相关舰艇之间交换作战信息,主要使用HF和UHF频段。

潜艇通信系统的主要通信方式:一VIJF无线通信VLF频段通常规定在3-30M仓库之间,该频段的无线信号被认为可以在水下15m以内的深度接收。 大多数潜艇都装有两种天线来接收VLF信号。 第一个是使用较长的拖曳天线,例如美国海军使用的拖曳天线的长度为500m左右。 第二个天线是安装在塑料浮标上的环状天线,塑料浮标从低速航行的潜水艇以其工作深度发射。 这样可以减少潜水艇被无线侦察机探测到的概率,但是这个天线在水中移动时会振动发出音响信号,被音响装置探测到。 塑料浮标如果非常接近水面,很容易被敌人从空中观测到。 岸边VLF发射天线非常巨大,即使以四分之一波长计算,其长度也在2.5~25km的范围内。 虽然体积非常大,成本极高,容易受到攻击和损坏,但它仍然是目前较好的反潜在通信手段之一。 因此,一些军事大国不惜花费巨额资金建造这样的VLF发射台。 二ELF无线通信ELF波段被定义在3KHz以下的频率范围内,潜水艇可以在100米的深度接收ELF无线信号。 据说如果采用先进的接收设备和天线,潜水艇可以在400m的深度接收这个频带的信号。 使用ELF波段进行反潜通信具有抗干扰能力强、核爆影响小的优点,因此适用于弹道导弹核潜艇通信。 使用该频带进行潜在的通信有两个主要问题。 第一,信息传播能力低。 美国海军在70年代建立的“船员”系统,信息传输速度只能传输每分钟10bit左右的信息。 据说今后提议的“紧缩”ELF系统,发送3个文字组需要15min。 但是据说采用高度压缩的代码可以用三字苻符号组发送更多的信息。 第二个问题是陆基天线占地面积大,长度最短也需要几十公里。 为了充分利用该频带穿透海水的能力,实现了潜水艇在数百米的水中接收信号。 1958年美国实施了“快乐树叶”计划,历经30多年的变更计划,终于完成了ELF反潜通信系统并投入使用。 当潜艇能够以最佳深度和速度航行时,它可以接收数百米水下预先准备的低速信息,通信距离达到数千海里。 已确定无法向舰队导弹核潜艇发送复杂的核控制指令(紧急行动信息)。 要发送这个消息,只能用ELF信号通知潜水艇浮在水下声纳层以上,用VLF发送消息。 再加上岸站目标太大,容易被攻击破坏的危险也很明显。 三机载反潜中继通信系统上述两种反潜通信系统都属于陆基固定通信设施,它们体积较大,特别是天线系统极难采用隐蔽措施,容易被敌人发现和攻击破坏。 为了保证与战略核潜艇的联系,也可以使用具有高生存能力的机载VLF通信系统。 例如,美国的所谓“三角”机载中继通信系统就属于此类。 该系统的全部设备安装在大型运输机EC-130Q的无线机室内,基本上构成了VLF、LF、HF和SHF的通信设备。 VLF通信采用200kW发送机和约10Km的拖曳天线,天线端部具有稳定伞。 如果需要发射信号,飞机将沿着小半径的圆连续飞行,使得天线在垂直方向上的有效长度达到实际长度的70%。 如果陆基固定VLF通信发射台被摧毁,保证随时有一架或多架该飞机处于巡航状态,随时准备向战略核潜艇传输消息。 四潜艇HF/VHF/UHF通信潜艇的生存能力完全取决于自身的隐蔽性,潜艇在海上一旦被敌人水面舰艇和飞机发现,很难逃过被攻击的厄运。 为了安全起见,潜水艇原则上尽量不发射电波或不发射电波。 目前为止

比较有效的办法是尽量缩短通讯时间和提高信息传输速率,无线电波在空中总的发射时间限制在无线电侦察定位系统的反应时间内。比如:完成一次通讯时间只有0.08s,这使敌人的定位系统来不及对无线电波信号的存在做出反应。五 UHF/SHF/EHF卫星通讯由于卫星通讯的许多优点,特别是它的全天候通讯能力,使它成为潜艇通讯的一种主要手段。现在,大多数潜艇都在升降桅杆上装有卫星通讯天线,这种天线能在潜艇贴近水面或在潜望镜深度航行时使用,在一定程度上增加了敌方的侦察探测难度。六、对潜通信浮标对潜通信浮标是指在与潜艇进行通信时,可利用飞机或水面舰艇向潜艇投放的通信浮标。例如,为了向水下潜艇发送电报,可将通信浮标装在标准声呐浮标内由飞机投放或从水面舰艇投入水中。预先拟好的报文(最多出四组三字符电码组成),利用一个按钮开关输入到浮标中。浮标入水时,在水面附近完成第一次发送电报工作,然后下降到预定深度第二次发送电报,在同一深度停留5min后再发送一次电报,然后沉没c从浮标入水到沉没全部过程约持续17min。潜艇向外(岸基、水面舰艇或飞机)通信时,可由潜艇发射通信浮标,如需发送的信息对实时性要求不高时,可使用一种装有盒式录音机和无线电发射机的浮标从水下潜艇发射出去。在其上浮到水面后,经过15-60min的设定时延将预先拟好的电文(最长4min)发射出去,经1h的延迟后再重发一次。设定这样的时间是为了潜艇的隐蔽。七、蓝绿激光对潜通信早在70年代初,美国海军就开始利用海水的这个所谓蓝绿光“窗口”为潜艇通信开辟新的途径。据悉,一些主要技术难关目前已全部解决,应用前景比较乐观,只是还存在一些实现上的问题。对潜蓝绿激光通信是指利用在海水低损耗窗口波长上的篮绿激光,通过卫星或飞机与深水中潜行潜艇的通信,也包括水面舰只与潜艇之间的通信。一般来讲,蓝绿激光对潜通信系统可分为陆基、天基和空基三种方案:(1)陆基系统。由陆上基地台发出强脉冲激光束,经卫星上的反射镜,将激光束反射至所需照射的海域,实现与水下潜艇的通信。这种方式可通过星载反射镜扩束成宽光束,实现一个相当大范围内的通信;也可以控制成窄光束,以扫描方式通信。这种方案灵活,通信距离远,可用于全球范围内光束所能照射到的海域,通信速率也高,不容易被敌人截获,安全、隐蔽性好,但实现难度大。(2)天基系统。与陆基方案不同的是,把大功率激光器置于卫星上完成上述通信功能,地面通过电通信系统对星上设备实施控制和联络。还可以借助一颗卫星与另一颗卫星的星际之间的通信,让位置最佳的一颗卫星实现与指定海域的潜艇通信。这种方亨不论是隐蔽性还是有效性都是不容置疑的,应该说它是激光对潜通信的最佳体制,当然实现的难度也很大。(3)空基系统。将大功率激光器置于飞机上,飞机飞越预定海域时,激光束以一定形状的波束(如15Km长1Km宽的矩形)扫过目标海域,完成对水下潜艇的广播式通讯。如果飞机高度为10Km,以300m/s速度飞过潜艇上空时,激光束将在海面上扫过一条15Km宽的照射带。在飞机一次飞过潜艇上空的约3秒的时间内,可完成40~80个汉字符号的信息量的通讯。这种方法实现起来较为容易,在条件成熟时,这种办法很容易升级至天基系统之中。激光通信的优点是:穿透海水能力强,可实现与下潜400m以上的潜艇通信;工作频率高(10<12>-10<14>Hz),通信频带宽,数据传输能力强;波束宽度窄,方向性好;设备轻小;抗截获、抗干扰、抗毁能力强;不受电磁以及核辐射的影响。但是,由于这种通信方式使用经大气传播的光波,在大气中会引起光散射,造成信号的衰减。十 现代(SSB)调幅水声通信其技术核心是:水声通信信号(话音、电报)的传输采用单边带(SSB)调幅技术。水声通信往往都是单程传输信号,传播损失比主动声呐小得多,最大通信距离可达约100n mile。发信机把从用户终端送来的话音或电报信号(300-3000Hz或800Hz单音)和一个8.078kHz的载波混频后,只留下上边声带经换能器送出。鉴于战略核潜艇以及常规潜艇在现代以及未来战争中的重要作用,迫切希望为其提供更多优良的通信手段。从目前发展情况分析,水声通信很可能成为一种有前途的对潜通信手段。近期的研究表明,在海下600一2000m之间有一声道,声波在该声道中可传输到数干公里之外,其传播方式与光波在光波导内的传播类似。现代潜艇的下潜深度一般为250一400m,而未来潜艇的潜深达1000m将是普遍的。因此,这种通信方式将成为一种有前途的对潜通信方式。对潜艇通信常用的几种通恬浮标附加介绍:一、综合通信浮标这是一种用玻璃钢做的新型通信浮标,可由潜艇遥控。浮标内装有四通道的短波发信机和超短波发信机,用来向指挥中心发送信息,报告有关军事情报;另外还装备超长波前置放大器,用来放大指挥部门发给潜艇的微弱信号;在浮标上还装有与海水绝缘的各波段收、发天线,以提高通信性能。这种浮标通常用几百米长的电缆和潜艇的控制台连接,潜艇的通信控制台可以通过电缆遥控浮标上的各种通信设备。潜艇内装有电缆绞盘,通信时把浮标放出海面,不用时用绞盘快速收回浮标。二、高速曳航浮标当潜艇在水下高速航行时,一般通信浮标受到海水的阻力很大,稳定性也比较差,只能在潜艇处于潜伏状态下使用。这不仅影响了潜艇的机动性,而且容易被敌方发现。为此,设计出了适应潜艇高速潜航时使用的曳航通信浮标。这种浮标由一个流线型玻璃钢外壳和可以折叠的天线组成。浮标尾部带有昆翼,它包括一个水平舵和一个垂直舵,形似一架倒悬的飞机,有很好的水动力特性和拖曳航行性能。它可以贴近水面随潜艇高速航行,能保障潜艇在快速潜航时实现对外通信。三、应急通信浮标这是一种用于潜艇遇险救生、发射报警信号的通信浮标。当潜艇一旦遇难而陷入危险状态时,可以立即放出这种浮标,向水面舰艇发出求救信号。通常,浮标内装有短波信标、氖灯信号器和水声定位信号发生器等各种报警通信装置。水面舰艇收到应急浮标发出的各种求救报警信号后,即可根据水声定位信号迅速确定遇难潜艇方位,立即快速前往抢救。四、消耗型无线电浮标为了使潜艇不必到浅水处进行通信,有时还使用被称之为消耗型的无线电浮标,浮标内装有一部无线电发射机和预编好程序的报文。在潜艇下潜时它可以弹出并浮至水面,天线能马上或在设定的延迟时间之后竖立起来进行通信。通信结束后,浮标自动引爆并下沉。这种装置可向潜艇提供有效的发射手段而不限制潜艇作战的机动性,可用于除VLF和LF以外的任一频段。虽然在其发射信号时有可能被敌方的测向系统探测到,但是发射前的设定延时使潜艇可以在浮标位置被测出之前就已远离这一地点。五、潜艇卫星终端浮标现代新型潜艇都尽量配备卫星通信设备,潜艇卫星终端可装在一个特殊的浮标内。潜艇通过浮标天线,向通信卫星定向发射信息,通信卫星再把信息放大转发给地面站、水面舰艇或飞机。同样,这种浮标也可以接收通信卫星转发来的信息,然后由潜艇计算机进行信息处理。这种通信方式速度快、容量大、方向性强、保密性能好,敌方难于察觉潜艇的行踪。

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