反潛巡邏機大尾巴磁探儀是什麼工作原理,怎麼發現海底的潛艇?

紅龍軍團長


固定翼反潛巡邏機尾部的“大尾巴”是磁探儀,也叫磁異探測器,是航空反潛時用來探測“因潛艇活動引起的局部區域磁場異常變化”,從而獲取潛艇蹤跡的反潛裝備之一。一般來說,固定翼反潛巡邏機尾部會安裝體形較為碩大的“尾椎狀”磁探儀,如下圖所示(反潛巡邏機並一不一定都會裝磁探儀):

反潛直升機上有時也會裝備磁異探測器,但是與固定翼反潛機上的結構不同,通常安裝在直升機側部的掛架上,使用時採用吊放結構,例如美製反潛直升機上攜帶的AN/ASQ-81(V)磁探儀(如下圖所示):

雖然固定翼反潛機與反潛直升機上的磁探儀外形結構有很大不同,但是其基本工作原理頗為相似。接下來我們來大致說下為何磁探儀能夠探測到水面下的潛艇以及其基本工作原理。

潛艇活動能夠引起周圍海域的磁場異常

潛艇本身是一個由大量複雜結構構成的鐵磁體,並且艇上安裝有大量的電纜和電子設備。由強磁材料構成的艇殼在建造和運行過程中,會受到地磁場的不斷磁化;同時,艇上電纜電流和電子設備在工作時也會持續對潛艇磁化,產生一個逐漸積累的固定磁場。潛艇在航行時,由於航態變化、經緯度不同等因素,又會產生一個實時變化的感應磁場。此外,還有由其他原因引起的交變磁場和雜散磁場。這些磁場共同作用構成潛艇磁場,在局部空間內形成一個疊加於地磁場的附加磁場,造成局部海域磁場畸變發生異常。而航空反潛磁探儀就是通過“捕捉”這種有別於環境磁場的異常場域,來發現潛艇活動的蹤跡。

雖說現代潛艇基本都會定期到消磁站進行消磁處理,以消除固定磁場;同時艇上還會安裝消磁系統,以對抗感應磁場的產生。但是,消磁作業和消磁系統不能完全“清理乾淨”,而且隨著潛艇再次出海運行,固定磁場又會快速積累,直到引起明顯的磁異反應。因此,磁異探測器就有了用武之地。

磁異探測器(磁探儀)的原理

一般來說,從磁場感應範圍的角度來說,磁探儀傳感器可以分為低強度、中等強度和高強度三種磁場傳感器,其中中等強度和高強度磁場傳感器多用在民用領域。軍事領域一般使用低強度磁場傳感器(弱磁探測傳感器),用來探測0.1nT以下的磁場異常,可以用於反潛和反水雷作戰。一套磁探儀由磁探頭模塊、數據收集模塊、信號處理分析模塊組成。


工作時,磁探儀的磁探頭模塊用來偵測磁場信號,並將其轉化為電信號(有點類似於潛艇聲吶上的聲探器和換能器,將捕捉到的聲信號轉換為電信號),傳遞給數據收集模塊。數據收集模塊負責將收集到模擬電信號數字化,發送至信號處理分析模塊,進行數字信號的比對、分析,從而將處理好的目標信息顯示在顯控臺上。


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