航空磁异常探潜技术发展综述 - 航空学报杂志社投稿_期刊论文发表|版面费|电话|编辑部- 航空学报

一、本刊要求作者有严谨的学风和朴实的文风，提倡互相尊重和自由讨论。凡采用他人学说，必须加注说明。二、不要超过10000字为宜，精粹的短篇，尤为欢迎。三、请作者将稿件（用WORD格式）发送到下面给出的征文信箱中。四、凡来稿请作者自留底稿，恕不退稿。五、为规范排版，请作者在上传修改稿时严格按以下要求： 1．论文要求有题名、摘要、关键词、作者姓名、作者工作单位（名称，省市邮编）等内容一份。 2．基金项目和作者简介按下列格式：基金项目：项目名称（编号）作者简介：姓名（出生年－），性别，民族（汉族可省略），籍贯，职称，学位，研究方向。 3．文章一般有引言部分和正文部分，正文部分用阿拉伯数字分级编号法，一般用两级。插图下方应注明图序和图名。表格应采用三线表，表格上方应注明表序和表名。 4．参考文献列出的一般应限于作者直接阅读过的、最主要的、发表在正式出版物上的文献。其他相关注释可用脚注在当页标注。参考文献的著录应执行国家标准GB7714-87的规定，采用顺序编码制。

航空磁异常探潜技术发展综述

作者:

关键词:

摘要：

目前，世界海军强国反潜装备体系主要包括航空装备、水面舰艇、潜艇和水下声呐基阵等，其中航空装备凭借其高速、高效、安全和机动灵活等特点，成为反潜装备体系中不可或缺的重要力量。航空搜潜手段主要有吊放声呐、声呐浮标、搜索雷达、红外/电视搜索仪、磁探仪、电子侦察系统和目视观察等。其中，搜索雷达、红外/电视搜索仪、电子侦察系统等主要用于对通气管、潜望镜状态潜艇进行搜索；吊放声呐、声呐浮标和磁探仪主要用于对水下状态潜艇进行搜索。声音相对于其它信号，在水中传播距离最远，因此吊放声呐、声呐浮标是搜索水下潜艇目标的主要探测手段。磁探仪与其他探测设备相比，具有不受水文气象条件限制、可以连续搜索、使用简单可靠、反应迅速、定位精度高、隐蔽性好等优点[1]，作为一种辅助探测手段，主要用于在声呐设备发现水下目标后，进行目标确认和攻击前的精确定位，有时也用于在狭窄海域或敌潜艇机动受限的小面积海域搜索。

随着高灵敏磁异常传感器及集成电路技术的发展，磁异常探潜越来越受到世界各海军强国的重视，并被认为是当今目标识别和提高对潜攻击效率最可靠的手段之一。

1 航空磁异探测技术的发展现状与趋势

磁异常探测技术发展较早，美、德等海军强国多年前就已研制出磁探仪，作为反潜作战中的鉴别器材，并有多种型号磁探仪列装使用。从探测原理划分，主要有氦光泵磁探仪、铯光泵磁探仪、核磁共振式磁探仪和超导磁探仪等。

1.1 氦光泵磁探仪

氦光泵磁探仪发展较早，代表产品为美国德州仪器公司研制的跟踪式光泵磁探仪 AN/ASQ-81（V），及其数字化改进产品AN/ASQ-208，主要装备于P-3、SH-2D、SH-3H、SH-60B、S-3等多种型号反潜飞机、反潜直升机。氦光泵磁探仪一般采用三光系探头，用于解决在不同纬度区域内的适应性。AN/ASQ-81（V）磁探仪静态灵敏度 10 pT·Hz-1/2，在浅海条件下对核潜艇（磁矩为 5×108Gs·cm3，下同）的作用距离为350 m，对常规潜艇（磁矩为2×108Gs·cm3，下同）作用距离为260 m，在深海条件下，对核潜艇的作用距离为 450 m。AN/ASQ-208型磁探仪静态灵敏度约3 pT·Hz-1/2，探测性能比AN/ASQ-81（V）略高。

另外，美国 Polatomic公司还开发了更先进的AN/ASQ-233型激光氦光泵磁探仪，静态灵敏度指标优于0.3 pT·Hz-1/2，探测距离可达千米级，已在P-3C飞机上进行了适用性验证。

1.2 铯光泵磁探仪

铯光泵磁探仪采用铯光泵磁传感器进行探测，为了解决全球范围适用性，确保飞机各种机动状态下仪器均能正常工作，探头采用自定向机构，用一套伺服机构，始终保持光系处于最佳方向。代表产品主要有加拿大CAE公司生产的AN/ASQ-504磁探仪及其最新改进的 AN/ASQ-508A磁探仪。AN/ASQ-504（V）磁探仪装备于P-3C、P-1、SH-2、S-70B-2、C-295等反潜平台。该型磁探仪静态灵敏度为0.3 pT·Hz-1/2，在深海条件下对常规潜艇的作用距离最大800 m，对核潜艇的作用距离最大1 200 m，在浅海条件下，受地磁背景干扰，作用距离会有所下降。

AN/ASQ-508A是AN/ASQ-504的改进产品，主要改进点在于电子电路的数字化以及信号处理和识别软件。该型磁探仪装备于P-8I飞机上（P-8A飞机出口印度型），作用距离与AN/ASQ-504相当。

1.3 核磁双共振磁探仪

核磁双共振磁探仪的代表产品主要有法国MARK-III型，该型磁探仪装备于“大西洋”反潜机，该型磁探仪对深海航行的中型常规潜艇作用距离约290 m，对在浅海航行的中型常规潜艇作用距离约220 m。

1.4 超导磁探仪

除上述三类磁探仪外，德国还于 1982年开展了超导磁探仪MAD2000的研究工作，1993年试验证明其可行性，并在上世纪末通过了机载试验。据报道，MAD2000设备在2002年左右列装，超导磁探仪的灵敏度可达0.01 pT·Hz-1/2，比现有磁探仪高出数百倍，而且体积小，可构成阵列，能准确地确定潜艇的位置、深度、运动速度和航向。对磁矩为5×108Gs·cm3的核潜艇，在深海条件下，最大作用距离可达1 000 m以上。

1.5 磁探仪的发展趋势

（1）为了适应无人机、无人驾驶飞行器的使用，光泵磁探仪向数字化、小型化，低功耗发展。加拿大CAE公司目前定型的MAD-XR磁探仪，功耗30 W，重量2.7 kg，拟装备于无人驾驶飞行器，采用铯光泵传感器，据推测，其对浅海航行状态常规潜艇探测距离500 m，对核潜艇可达1 200 m。

（2）探测目标场源多样化。国外在积极发展磁异探测技术的同时，也在对潜艇目标的其它场源开展研究。美国ARETE公司在2008年公布的一份资料显示，其研制的ELF甚低频电磁场探测仪开展了海洋测试，磁探仪灵敏度为1～3 pT·Hz-1/2，频带0～500 Hz，在固定安装方式下对水下潜艇目标探测距离可超过1 000 m。ARETE公司为美国海军研制搜潜装备已有超过 20年历史。上述资料证实了近年来对于磁特性搜潜的热点研究集中在甚低频磁场探测领域。此外，根据AN/ASQ-508A磁探仪的资料显示，其采样率在1.5 kHz，可在更高电磁频谱进行数据分析。据此推断其可能采用静态磁异常+甚低频磁场探测的方式，故有效提高了探测距离。

文章来源：《航空学报》网址: http://www.hkxbzz.cn/qikandaodu/2020/1104/429.html