美国海军研究实验室建成小口径电磁导轨炮样机

<正>在海军研究局的支持下,美国海军研究实验室(NRL)在其材料测试中心建成了1台新型小口径电磁导轨炮(SRG),口径25.4 mm,并于2014年3月7日完成首次试射,标志着美国海军及其他军种武器研制进入新时代。"这台‘小型导轨炮’将作为小口径系统的试验平台,以满足陆基和海基平台的电力需求。"NRL带电粒子物理分部主任     

国外水下导航技术发展现状及趋势

首先介绍水下导航传感器,之后系统地介绍了国外水下导航目前采用的惯性导航、声学导航和地球物理属性导航方法,最后对水下导航技术的发展趋势进行探讨。     

船载超短基线海上标定方法探析

声学定位系统的技术研究和应用开发在现代海洋科学调查和水下施工中起着重要作用。本文以国产某型超短基线定位系统为例,结合载人深潜试验性应用航次中对蛟龙号的定位服务,就超短基线声学定位系统的海上标定方法展开了讨论。     

美国推进大排量无人水下航行器研制项目

据航空周刊报道,美国海军研究办公室计划推进无人潜航器项目。目前研制的大排量无人水下航行器(LDUUV)外形大,自动控制能力强,能够数月远距离执行任务。它将作为母舰部署,并操作静、动传感器,持久监视沿海水域,最终可能装备武器。LDUUV能够探测并规避水面和水下的障碍和危险物,通过声呐探测近距离障碍物,其声学传感器能     

基于EKF-SLAM算法的水下膨胀弯测量技术

水下计量技术普遍应用于海管法兰之间相对空间位置和方位角的测量,其结果直接关系到水下膨胀弯的设计和预制是否准确。文章阐述了基于EKF-SLAM算法,融合水下声学定位、惯性导航、多普勒计程仪、压力计、声速计等数据的水下声学惯导计量技术,它能够实现厘米级的测量精度,而且作业方式简单,不受水深和能见度的限制,可有效提高海上工作效率,节约海上施工成本。     

水下爆炸声源对抗低频声呐干扰效果研究

在分析水下爆炸声源声学特性的基础上,研究了水下爆炸噪声对低频被动声呐的对抗机理,以圆柱形基阵为例,对不同水声干扰弹装药量、干扰弹到潜艇距离以及海况等级条件下对声呐主瓣、旁瓣的压制干扰效果进行仿真分析。结果表明,与传统噪声干扰器相比,水下爆炸声源对声呐的干扰效果更为明显,能显著降低声呐的探测距离,可为己方舰艇的机动规避和后续对抗创造有利条件。     

水下爆炸声源对抗低频声呐干扰效果研究

在分析水下爆炸声源声学特性的基础上,研究了水下爆炸噪声对低频被动声呐的对抗机理,以圆柱形基阵为例,对不同水声干扰弹装药量、干扰弹到潜艇距离以及海况等级条件下对声呐主瓣、旁瓣的压制干扰效果进行仿真分析。结果表明,与传统噪声干扰器相比,水下爆炸声源对声呐的干扰效果更为明显,能显著降低声呐的探测距离,可为己方舰艇的机动规避和后续对抗创造有利条件。     

声学超材料与超表面研究进展

随着声呐技术逐步实现低频探测等特点,声隐身技术的发展面临巨大挑战。声学超材料是一类具备超常物理特性的人工复合材料,可以实现小尺寸结构对大波长(低频)声波传播的抑制。从减隔振、吸隔声以及声目标强度3个方面分析声学超材料的特性,探讨声学超材料用于水下航行器声隐身的前景。与传统材料相比,声学超材料在降低水下航行器低频辐射噪声,牵引新型声隐身技术的发展方面有着广阔的应用前景。     

一种多波束声呐在船舶水下安检系统中的应用

针对船舶水下安检技术发展现状,介绍了一种应用于船舶水下安检的多波束声呐系统的组成和原理,开展了一系列的湖上试验。通过对试验船只水下部分的声学扫描,得到了船底三维图像及船只吃水信息。试验结果表明,系统可应用于船底异物检查、船只吃水检测等船舶水下安检领域。     

水下扁平阻抗结构衍射声场建模与计算

运用一致性几何衍射理论对水下扁平阻抗结构的衍射声场计算进行了理论建模与分析,并通过数值仿真讨论分析了水下扁平结构衍射声场分布与不同衍射类型、收发方式、结构表面阻抗特性、入射声波性质等几何特性和声学特性间的影响关系.其中,首次考虑了尖端衍射贡献影响,并重点分析了尖端衍射和结构表面阻抗特性在不同条件下对总的衍射声场作用规律和影响程度等.最后为验证上述理论模型和计算方法的正确性和可靠性,还与水下钢板散射声场分布实验测试结果进行了对比分析.研究结果表明:(1)考虑尖端衍射贡献影响使得上述模型更加完整,计算精度得到有效提高,且尖端衍射影响程度与入射声波频率、收发张角、结构表面阻抗特性以及声源、接收场点和结构的空间相对几何位置等因素有关;(2)结构两侧表面阻抗特性的影响规律和程度存在差异.其中,面向声源一侧的结构表面复反射系数幅值和背向声源一侧结构表面的复反射系数相角对结构衍射声场分布强度的影响尤为明显.这些对水下目标强度估计、自由场材料声学测试和衍射效应抑制技术研究等具有理论指导意义和工程应用价值.     

基于被动声呐方程的水下航行器声学安全态势研究

针对水下航行器声探测效能定量评估需求,以被动声呐方程为基础,建立窄带水声探测模型,定量给出水下航行器辐射噪声声源级、海洋声场传播损失、海洋环境背景噪声级等声学安全态势评估输入参数,经信号处理得到了接收设备阵列响应。在此基础上,基于统计检测理论明确了水下目标探测距离,完成了水下目标安全态势分析。研究表明,水下航行器辐射噪声峰值线谱对声呐探测效能影响显著,峰值线谱的有效控制是优化水下航行器声学性能的关键。     

水下机器人的发展、军事应用及启示

文章介绍了水下机器人的发展及军事应用情况,特别是美国海军按9种功能研究开发水下机器人的新情况,军用机器人向标准化方向发展等情况,以及从中得到的启示。     

基于NAH的水下航行体噪声源定位仿真研究

准确地对鱼、水雷等水下航行体式武器装备进行噪声源定位是减振降噪的前提。本文利用近场声全息技术对水下双声源和多声源目标进行仿真研究,对比研究目标声源的理论声压与重构声压的分布,准确对声源中心位置进行定位。取得了很好的重建效果,可见将近场声全息技术应用于水下噪声源定位是可行的,可为降低水下航行体式装备噪声特性提供技术支撑。     

利用计算流体力学工具设计高速水下运载器

随着比过去计算速度快得多的并行处理能力应用于流体计算数值方法的进步，计算流体力学(CFD)正被广泛地应用于流体力学、水声学和内部流动问题。近来，海军科学技术实验室正利用计算流体力学从事高速水下运载器的研究工作。主要叙述了海军科学技术实验室利用计算流体力学工具并结合模型试验设计研究水下运载器的各方面技术，这些技术的优点非常显著。流体力学的不同方面，如高速水下运载器的减阻、边界层分析和尾迹分布状态已在利用计算流体力学进行研究，其结果将与在海军科学技术实验室高速拖曳水池做的模型试验验证结果一起提出。这种分析方法将简要论述在船型、推进器和操纵面等方面的应用。     

水下脉冲噪声源定位原理与方法研究

重物从江河湖海的水面落水着底的瞬间,通常会产生脉冲噪声,并激发海底振动。研究高精度水下脉冲声定位原理和方法,就是为了发现落水重物并确定其着底位置,以便快速打捞或其他处置作业,这对于保证航道畅通以及安全防护具有重大意义。四传感器声学定位系统具有反应速度快和定位精确的优势,论文研究了基于四传感器声学定位系统的工作原理并进行了仿真验证。仿真验证采用理论公式直接计算和半径搜索法相结合的方式进行定位,表明四传感器声学定位系统定位快速且精度高,尤其是定位脉冲声源的方位角精度很高,具有工程应用前景。论文还讨论了影响定位精度的若干因素,为声学定位系统定位水下脉冲噪声源提供了一种解决方案。     

近边界条件下水下爆炸冲击波信号特征研究

水下爆炸试验过程中,实测冲击波压力信号很容易产生畸变,对试验结果评估造成困难。通过梳理过往实测试验数据发现,不同介质声学阻抗差异是影响近边界条件下冲击波传播的关键因素。在水面附近由于空气的声学阻抗小于水介质,冲击波曲线会突然下降,产生明显的水面截断效应;钢结构表面受压力波叠加影响,压力曲线会不同程度的提高;水底附近由于底质的复杂性,其声学阻抗差异较大,实测压力场会受入射波、反射波、前驱波、波后扰动等因素的影响,波形曲线呈现更加复杂的特性。     

流体粘度对通孔泡沫铝水下声学特性的影响

对流体饱和状态的通孔泡沫铝的水下声学性能进行实验研究,测试500~4 000 Hz频率范围内不同粘度流体饱和状态下的水下反声系数和透声系数。结果表明,通孔泡沫铝中充入流体的粘度对其水下声学特性有非常大的影响:低粘度流体饱和的通孔泡沫铝有优良的水下反声性能,而高粘度的流体饱和通孔泡沫铝有较好的吸声性能;流体的粘度对通孔泡沫的反声性能有所降低,对吸声性能有较大的提高;通孔泡沫铝在低粘度的流体饱和状态下隔声性能较好。     

水下网络对打击沿海目标的作用

介绍了美国海军正在研究的水下作战平台的各分系统的功能、任务和目前的研究状况及未来的发展目标。     

美国水下战装备体系发展研究

对美国海军水下战装备体系的发展变化进行研究,分析得出美国正在建设拥有信息优势的新型反潜战体系,发展更具灵活性的水下力量投送能力,并谋划新型水下远程打击平台。并对水下战未来发展的关键影响因素进行总结,认为水下作战是体系对抗,未来反潜战将更加依靠信息优势,有效负载将成为影响潜艇发挥作战效能的关键。     

一种基于声学定位/航位推算的水下导航定位方法

受环境影响,声学定位系统输出的位置信息波动较大,还会出现数据跳变或丢失现象,严重影响了水下载体的定位精度。针对此问题,提出一种基于声学定位/航位推算的组合导航方案,该方案在组合滤波前对声学定位系统输出数据可用性进行判断,进而选择不同的导航方式。采用计算机仿真和海试实验对研究方法进行了验证,结果表明,该方法能有效融合两种导航系统的优点,平滑声学定位系统数据的波动,且当声学定位系统输出异常时,水下载体短时间内还能保持较高的定位精度。