星控浮標(biāo)聲納反潛陣的制作方法
【專利摘要】星控浮標(biāo)聲納反潛陣，是通過衛(wèi)星控制分布在大片海域中的浮標(biāo)聲納，低成本地實(shí)現(xiàn)對大片海域的水上水下進(jìn)行有效監(jiān)控的集攻防與一身的聲納系統(tǒng)。每個(gè)聲納通過衛(wèi)星定位系統(tǒng)確定其報(bào)告的海域坐標(biāo)。通過太陽能電池或小型海浪發(fā)電機(jī)持久供電。通過星機(jī)溝通系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)對聲納的有效掌控。配以無人靜態(tài)魚雷發(fā)射潛艇和有人常規(guī)潛艇實(shí)現(xiàn)對大范圍海域高效率的監(jiān)控和威懾。對聲納陣功能進(jìn)行必要調(diào)整，可以適應(yīng)多種攻防作戰(zhàn)任務(wù)。
【專利說明】星控浮標(biāo)聲納反潛陣一、【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]一種反潛系統(tǒng)，通過衛(wèi)星控制大量的可以長期使用的浮標(biāo)聲納個(gè)體，實(shí)現(xiàn)對局域海域的潛艇監(jiān)測和反潛任務(wù)。
二、技術(shù)背景
[0002]當(dāng)前的浮標(biāo)聲納陣是飛機(jī)控制的一次性使用的反潛系統(tǒng)。它主要適用于對某一海域臨時(shí)控測，有效時(shí)間僅有幾十分鐘至數(shù)小時(shí)。憑這樣的系統(tǒng)，不能長期穩(wěn)定地監(jiān)控某一海域。
[0003]固定反潛聲納系統(tǒng)，雖然可以實(shí)現(xiàn)對某一海域的長期監(jiān)控，但機(jī)動性差。
[0004]全球定位的衛(wèi)星系統(tǒng)，是本技術(shù)方案的重要技術(shù)依托。太陽能供電技術(shù)，小型海浪發(fā)電機(jī)，都是本技術(shù)方案依托的技術(shù)。目的是實(shí)現(xiàn)低成本，長效用。
三、
【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]浮標(biāo)聲納，電池和太陽能電池，小型海浪發(fā)電機(jī)，衛(wèi)星定位器，聲納天線，水下信號接收器，聲電信號轉(zhuǎn)換器，無線電信號發(fā)射器，自沉裝置，水下自動魚雷發(fā)射潛艇。值班潛艇，衛(wèi)星控制系統(tǒng)，火箭拋射聲納裝置。
[0006]浮標(biāo)聲納，是海域監(jiān)測的基本單元。負(fù)責(zé)將水聲信號實(shí)時(shí)收集并轉(zhuǎn)化成無線電信號，通過水面天線發(fā)射出去， 使管控衛(wèi)星實(shí)時(shí)監(jiān)控聲納陣范圍內(nèi)的水下和水上信息。每一個(gè)聲納個(gè)體不求功能復(fù)雜，只需要達(dá)到最基本的監(jiān)測要求即可，通過聲納陣發(fā)揮整個(gè)功能。只有成本低，才可能大量布設(shè)，才可能有效管控大片海域。
[0007]電池和太陽能電池，是用來給浮標(biāo)聲納個(gè)體供電，使其可以長期使用。每一個(gè)浮標(biāo)聲納工作時(shí)耗電量并不大，只要有塊太陽能電池供電，就可以長期使用。即使太陽能供電不能保證其連續(xù)使用，但仍可以保證期間竭工作。多個(gè)浮標(biāo)聲納的間竭工作，足以保證對即定海域的有效監(jiān)控。
[0008]小型海浪發(fā)電機(jī)，也是用做浮標(biāo)聲納供電的供選內(nèi)容。但它主要是為水下自動魚雷發(fā)射潛艇供電的方案。
[0009]衛(wèi)星定位器，由于浮標(biāo)聲納會隨水流漂移，但不管其漂移到哪里，都能對所在海域進(jìn)行聲納監(jiān)控，所以每個(gè)浮標(biāo)聲納都要按裝有衛(wèi)星定位系統(tǒng)，隨時(shí)向衛(wèi)星報(bào)告自己的位置，使浮標(biāo)聲納不管漂移到什么位置，都處于整體聲納陣的工作范圍之內(nèi)。
[0010]聲納天線，負(fù)責(zé)將收集的信息傳送給衛(wèi)星，并從衛(wèi)星接收指令，實(shí)現(xiàn)衛(wèi)星對聲納個(gè)體的必要控制。
[0011]水下聲信號接收器，按被動聲納的工作原理收集信號。
[0012]聲電信號轉(zhuǎn)換器，把聲納接收的信號變成無線電信號發(fā)射給衛(wèi)星。把衛(wèi)星發(fā)射的無線電信號指令，變成潛艇可以接收的聲信號，實(shí)現(xiàn)對處于聲納陣下的我方潛艇、魚雷的指揮。
[0013]通過無線電信號實(shí)現(xiàn)衛(wèi)星對潛艇的實(shí)進(jìn)聯(lián)系和指揮作戰(zhàn)，對于潛艇的意義重大。在聲納陣內(nèi)潛艇實(shí)現(xiàn)這一功能時(shí)，應(yīng)考慮潛艇的天線可以接收就近浮標(biāo)聲納發(fā)出的無線電信號。盡管這種接收功能與衛(wèi)星接收的范圍不能相提并論，但是一旦衛(wèi)星被干擾時(shí)，憑潛艇的天線，仍能接收就近的浮標(biāo)聲納發(fā)出的信息。使?jié)撏ъo臥時(shí)的被動探測距離仍然比單純的自備水下聲納系統(tǒng)大大增加。這種就近的無線電信號的附助探測，對于水下潛艇的作戰(zhàn)環(huán)境，將大大提聞。
[0014]無線電信號收發(fā)器，把聲納接收的聲信號變成無線電信號后發(fā)射給衛(wèi)星，并從衛(wèi)星上接收的一些指令變成聲信號的系統(tǒng)。
[0015]自沉裝置，浮標(biāo)聲納屬軍事設(shè)施，如果漂移到他國領(lǐng)海時(shí)，可能引起外交事件。因此，當(dāng)衛(wèi)星定位系統(tǒng)向衛(wèi)星報(bào)告聲納漂移進(jìn)他國領(lǐng)海時(shí)，衛(wèi)星可以根據(jù)相關(guān)聲納的密碼，發(fā)出自沉指令，啟動自沉裝置。
[0016]水下自動魚雷發(fā)射潛艇，這是為聲納陣專門設(shè)計(jì)的自衛(wèi)攻擊系統(tǒng)。要求能以聲納陣為依托，在衛(wèi)星指令的指揮下，進(jìn)行局域性的機(jī)動和魚雷攻擊。
[0017]值班潛艇，為有人潛艇，當(dāng)前所有的常規(guī)潛艇都可以勝任。做為值班潛艇，常規(guī)潛艇比核潛艇更佳。因?yàn)楹藵撏У膭恿ο到y(tǒng)不能關(guān)機(jī)，它所發(fā)出的聲音信號，會經(jīng)自己的浮標(biāo)聲納陣發(fā)射出去，被敵方衛(wèi)星掌握。而常規(guī)動力潛艇的發(fā)動機(jī)可以處于關(guān)機(jī)靜臥狀態(tài)。
[0018]衛(wèi)星控制系統(tǒng)，是軟件系統(tǒng)，分兩大部分，一部分按裝在衛(wèi)星上，另一部分按裝在個(gè)體浮標(biāo)聲納上。每一個(gè)聲納要求有自己的識別密碼，并且密碼時(shí)常變換，變換的規(guī)律只有自己的衛(wèi)星可以掌握。以此防止聲納陣被敵方衛(wèi)星操控和使用。
[0019]火箭拋射聲納裝置，用火箭運(yùn)送布設(shè)浮標(biāo)聲納的系統(tǒng)。工作原理與反坦克布雷火箭一致。按當(dāng)前的火箭水平，可以快速在直徑六百平方公里的范圍內(nèi)布置浮標(biāo)聲納反潛陣。
四、【具體實(shí)施方式】
[0020]1、標(biāo)準(zhǔn)工作狀態(tài)
[0021]假設(shè)以太平洋上的一千平方公里的區(qū)域?yàn)楸O(jiān)控區(qū)。按一平方公里布設(shè)一個(gè)浮標(biāo)聲納的密度，需要一千個(gè)浮標(biāo)聲納。如果按兩平方公里布設(shè)一個(gè)，約需五百個(gè)浮標(biāo)聲納。聲納布設(shè)，不需要實(shí)現(xiàn)無逢連接，在聲納陣中有監(jiān)控盲區(qū)不影響聲納陣的功能發(fā)揮。
[0022]聲納陣中布署一定數(shù)量的常規(guī)攻擊潛艇。潛艇保持靜止?fàn)顟B(tài)，并以天線與衛(wèi)星保持實(shí)時(shí)聯(lián)系。天線的水面部分設(shè)計(jì)的與整個(gè)聲納陣的浮標(biāo)聲納的水上部分完全一樣。敵方盡管知道有的浮標(biāo)下可能有潛艇埋伏，但不知在哪兒。而我們的潛艇卻可以以無線電的方式與衛(wèi)星聯(lián)系，作戰(zhàn)效率大大提高。這樣僅需極少數(shù)潛靜臥的潛艇，就可以對這一千平方公里的海域?qū)崿F(xiàn)了有效控制。敵方的任何攻擊我浮標(biāo)聲納的行為，都是戰(zhàn)爭行為。所以在和平狀態(tài)下，浮標(biāo)聲納不受攻擊。
[0023]聲納陣布設(shè)好以后，進(jìn)入這一區(qū)域的潛艇的聲信號，就被相應(yīng)的浮標(biāo)聲納及時(shí)報(bào)告給衛(wèi)星系統(tǒng)。由于每一個(gè)聲納都有衛(wèi)星定位系統(tǒng)，都有自己的特別報(bào)告密碼。連續(xù)的浮標(biāo)聲納的報(bào)告，就可以使衛(wèi)星掌握在這一區(qū)域內(nèi)的潛艇的方位，運(yùn)動方向以及運(yùn)動速度。如果需要攻擊，衛(wèi)星就通過無線電，對處于攻擊位置的潛艇發(fā)出攻擊指令和敵方潛艇參數(shù)。我潛艇就可以根據(jù)敵方潛艇的動態(tài)，決定最佳攻擊時(shí)機(jī)。以勉待勞，以靜止動，突然出擊，敵方潛艇很難逃脫。
[0024]面對聲納陣，敵方只能以主動聲納強(qiáng)行探測我聲納陣的虛實(shí)。這時(shí)衛(wèi)星可調(diào)動靠近敵方主動聲納的方向的多個(gè)浮標(biāo)聲納，發(fā)射干擾信號，使敵方主動聲納不能有效探測。
[0025]處于聲納陣中的我方潛艇需要運(yùn)動時(shí)，我方衛(wèi)星就可以根據(jù)聲納的密碼發(fā)出指令，聲納停止工作。這樣就避免了敵方衛(wèi)星利用我方的聲納陣監(jiān)測我方潛艇的可能。潛艇運(yùn)動停止后，聲納陣在衛(wèi)星指令下重新工作。
[0026]浮標(biāo)聲納長期工作，需要太陽能電池供電。當(dāng)太陽能電池不能充足供電時(shí)，聲納就停止工作，但此時(shí)太陽能電池還是不斷地工作，為蓄電池充電，一旦蓄電池的電量充足后，聲納又可以工作。每一個(gè)聲納因缺電而停止工作的期間，不影響整個(gè)聲納陣的正常工作。
[0027]根據(jù)據(jù)軍事形勢的需要，可以在聲納陣中布署無人魚雷攻擊潛艇。布置方式類似于有人常規(guī)潛艇的布署。這種無人潛艇一般不做機(jī)動，當(dāng)衛(wèi)星發(fā)出攻擊指令后，無人潛艇根據(jù)衛(wèi)星提供的處于聲納陣中的敵方潛艇的運(yùn)動狀態(tài)，發(fā)射魚雷攻擊。無人潛艇使聲納陣長期低成本地保持有效的攻擊能力。
[0028]2、為遠(yuǎn)洋艦隊(duì)臨時(shí)反潛護(hù)航時(shí)的工作狀態(tài)
[0029]當(dāng)艇隊(duì)在大洋中受強(qiáng)敵威脅需要反擊時(shí)，以火箭拋射裝置，快速大面積布置浮標(biāo)聲納陣。聲納陣布署完畢，潛艇之患就有效解除。而我方潛艇則可以在聲納陣的依托下，大膽前出，對敵方的水面艦只發(fā)動攻擊。敵方水面艦只不敢迫近聲納陣，潛艇也不敢進(jìn)入聲納陣。使我方處于極為有利的戰(zhàn)場形勢。
[0030]3、封鎖敵方水域的工作狀態(tài)
[0031]在被封鎖水域布置聲納陣，配以一定量的無人攻擊潛艇。我們只需要少量的有人潛艇和水面艦只，就可以有效封鎖大片水域。無人攻擊潛艇長時(shí)間待命，遇有需要攻擊的水面和水下艦只時(shí)，衛(wèi)星向處于攻擊位置的無人潛艇通過無線電發(fā)出指令。無人潛艇自動攻擊。
[0032]4、在我經(jīng)濟(jì)專屬區(qū)內(nèi)布設(shè)長期的反潛網(wǎng)
[0033]聲納陣可以有效地實(shí)現(xiàn)我國周邊海域水下的單向透明。任何外國潛艇將無法隱藏在我國經(jīng)濟(jì)專屬區(qū)范圍內(nèi)。在經(jīng)濟(jì)專屬區(qū)內(nèi)，他國船只只擁有無害通行權(quán)。聲納陣可以得到長期有效的保護(hù)。必要時(shí)，可以配備低殺傷力的自動魚雷攻擊潛艇。對破壞聲納陣的行為給予有效警告。
[0034]5、對爭議海區(qū)的低烈度軍事行動
[0035]我國周邊島嶼的領(lǐng)土糾紛較為突出。聲納陣為低烈度地使用軍力有效守護(hù)島嶼，提供了有效手段。例如對南海某些島嶼軍事接管時(shí)，在我主張主權(quán)的相應(yīng)海域，布建聲納陣，并配以部分低強(qiáng)度的自動攻擊潛艇和高強(qiáng)度的攻擊潛艇，以及部分有人潛艇和水面艇只。布設(shè)后，如果外國以爭議手段在爭議水域出現(xiàn)。則根據(jù)不同情況決定以低烈度攻擊潛艇警告式攻擊，或以高強(qiáng)度自動潛艇攻擊，或以水面艦只或常規(guī)潛艇攻擊。以聲納陣布防糾紛島嶼水面所引起的國際反響要小得多。
[0036]6、隨洋流全球布署
[0037]不管處于什么位置，聲納都可以使衛(wèi)星掌控相關(guān)水域的潛艇活動。以零散的布設(shè)，隨洋流全球漂移，可以大大提高我國對世界潛艇的活動監(jiān)測。
【權(quán)利要求】
1.用太陽能電池或小型海浪發(fā)電機(jī)為浮標(biāo)聲納供電，使其可以長期工作的技術(shù)。
2.以衛(wèi)星定位系統(tǒng)與個(gè)體浮標(biāo)聲納相結(jié)合，使聲納準(zhǔn)確向衛(wèi)星報(bào)告相關(guān)信號的坐標(biāo)的技術(shù)。
3.通過密碼技術(shù)使浮標(biāo)聲納只接受我方衛(wèi)星指揮，防止被敵方衛(wèi)星利用的技術(shù)。
4.在衛(wèi)星指揮下，使聲納發(fā)射干擾聲波，干擾敵方聲納探測的技術(shù)。
5.在聲納陣中受衛(wèi)星直接引導(dǎo)的弱機(jī)動性自動魚雷發(fā)射潛艇技術(shù)。
6.用火箭快速布設(shè)浮標(biāo)聲納的技術(shù)。
7.通過衛(wèi)星控制、多聲納組陣、自供電設(shè)施、衛(wèi)星定位、攻擊艦船，等組合而成的，大范圍攻防兼?zhèn)涞囊苑礉摓橥怀鰞?yōu)勢的海戰(zhàn)系統(tǒng)。
【文檔編號】G01S15/74GK103513251SQ201210226687
【公開日】2014年1月15日 申請日期:2012年6月22日 優(yōu)先權(quán)日:2012年6月22日
【發(fā)明者】葛泓杉 申請人:葛泓杉