磁異常探測儀如何探測潛艇?


大多數(shù)人最早知道磁異常探測儀這種東西,一般是來自美國的經(jīng)典渦槳反潛機P3C。這種固定翼反潛飛機被美國軍方和美方的所謂盟友大量裝備,比如日本方面就裝備P3C超過100架,專門負責(zé)西太海域的反潛,主要對付誰就不需要多說了。P3C的最明顯外觀,就是飛機的尾部有一根長長的“探針”,是其他飛機都不具備的。這根探針,就是磁異常探測儀。專門搜索水下的各類潛艇。P3C這類大型反潛機有多種探測潛艇的手段,比如海面搜索雷達,主要探測潛艇露出來的潛望鏡和通氣管;而當(dāng)潛艇在水下完全不露頭時,所有雷達就失去了探測能力,只能通過反潛聲吶浮標(biāo)和磁異常探測儀來搜索潛艇。而與消耗性的浮標(biāo)聲吶相比,磁異常探測儀不需投入海中,也沒有什么物料的消耗。屬于效率比較高的搜潛技術(shù)手段。因此除了美國的P3C之外,某方的高新X號反潛機也裝備了這種先進設(shè)備。
磁異常探測儀的工作原理,在于地球是一個自帶磁場的行星。地球具備磁場,被認為是地核內(nèi)部有大量含鐵流體穩(wěn)定自旋產(chǎn)生。因此地球除了有南北兩極外,還有南北磁極。雖然南北磁極的具體位置,每年都要移動幾十公里,地磁也有強弱變化,甚至?xí)资f年顛倒一次,但是地球磁場在大多數(shù)時間還是相對比較穩(wěn)定的。磁異常探測儀,測量的就是地球表面磁場的梯度異常。如果沒有大噸位的金屬物體,地球磁場在地面和海平面的變化是非常均勻的。如果某處的地下或者水下,有大噸位的磁金屬、磁鐵礦或其他能影響地球磁場梯度變化的物體,地球磁場就會發(fā)生梯度異常。高精度測量就能發(fā)現(xiàn)異常點。而且這種測量是多維度測量,可以通過計算機繪制出干擾物體的立體形態(tài)和精確位置,地下的礦藏和水下的潛艇因為形態(tài)的差異而被定位和識別。磁異常探測儀最早用來探測地下金屬和礦藏,二戰(zhàn)后期開始用來探測潛艇。

現(xiàn)代潛艇大多數(shù)使用高強度合金鋼制造,鋼材本身容易感應(yīng)磁場。雖然潛艇在服役前或者服役過程中,會進行多次人工消磁,但是潛艇只要在地球表面的海洋里運動,還是會感應(yīng)磁場。當(dāng)前美國海軍多采用含銅的低磁合金鋼制造潛艇,但是人工消磁和采用特殊鋼材,只能降低潛艇磁場強度,卻不能完全消除金屬外殼本身對地球磁場的干擾。而這種外部的磁異常測量,即使?jié)撏ё撞粍?,偽裝成沉船,仍然能被磁異常探測儀發(fā)現(xiàn)。因此這種搜索效果,一定條件下優(yōu)于聲納搜索。
對于反潛機上的磁異常探測儀最大的干擾,就是海底的很多金屬沉船。往往無法和坐底不動的潛艇區(qū)分。不過沉船是常年在某一個位置不動,潛艇的坐海床不動只能最多維持一兩天,因此可以提前對某海域建立詳細的海底狀況數(shù)據(jù)庫。提前標(biāo)出固定的沉船。若在某個過去沒有沉船的海底突然發(fā)現(xiàn)新的大型金屬物體,那么反倒更容易認定是一艘不明潛艇。

反潛機上的磁異常探測儀的最大好處就是搜索效率高、分辨率強。只要發(fā)現(xiàn)異常,一般都不會誤報?,F(xiàn)在美方和某方的先進磁異常探測儀,都能精確搜索水深在400米之內(nèi)的潛艇,這個深度已經(jīng)包括大部分淺海的深度和潛艇的可安全操作的深度。因此面對磁異常探測儀,大多數(shù)潛艇都很難遁形,哪怕是核潛艇。
磁異常探測儀搜潛一個最大的短板,就是搜索距離不能過大。搜索飛機本身和目標(biāo)潛艇之間的直線距離,一般在800米之內(nèi)比較有效?,F(xiàn)在更先進的改進型號允許距離放大到1公里。也就是搜潛時,反潛機需要長時間大范圍的低空飛行。某方的高新X號被認為安裝了自主研發(fā)的航空超導(dǎo)全張量磁梯度測量儀,是世界上最先進的同類設(shè)備。美方類似性能的新磁異常探測儀也是最近兩年才裝備。這項先進技術(shù)上,某方和美方基本并駕齊驅(qū),遙遙領(lǐng)先其他國家。