093B核潛艇第三隻眼技術全球領先？真相值得軍迷反思

093B核潛艇的側視陣列聲吶首度完整曝光，側視陣列聲吶堪稱潛艇頭尾聲吶外的第三隻眼

近日，解放軍海軍訓練局推出一部名為《人民海軍 向你召喚》的招生宣傳片，片中引人注目的是海軍潛艇學院片段出現一艘潛艇模型，從指揮塔後方的小型龜背與尾翼頂端的拖曳陣列聲納施放口，可以確認是4月份海上閱兵中首度曝光的093B型攻擊型核潛艇。

模型上除了之前就從水在線看到的兩條側視陣列聲納外，也首次展現了水線下還要一條更長的側視陣列聲納。這些細節讓外界看到了我國潛艇技術的進步，但也有過分誇大相關技術。那麼究竟側視陣列聲納對潛艇有何重要性？093B的側視陣列聲納處於啥水平呢？今天，北國防務就來說說這事。

093B核潛艇的3次現身都可看到水在線前後縱列的側視陣列聲納(白色方框)，圖片分別來自(上)2018年的《人民海軍 向你召喚》招生宣傳片、(中)2018年海上大閱兵與(下)2016年在人民海軍報刊登的正面照片

早期潛艇的主要聲納是安裝在艇首，因為艇首的「視野」最好，而且離動力艙室與螺旋槳的噪音最遠。然而，美國在上世紀50年代發展的「被動水下火控系統」（PUFFS）則將3-6具聲納接收器延軸線縱列，主要原因有二：

1，水下聲學研究發現船艦的極低頻噪音在100米左右的「淺海通道」或1000米左右的「深海通道」可傳遞上百、甚至上千公里遠，後者可以用放置在海床上的SOSUS固定聲納進行探測，前者則可由潛艇的被動聲納進行探測；

2，但被動聲納的缺點是只能測量方向，不能測定距離，傳統作法是利用敵我相對運動產生的方向變化來進行「目標移動分析」（TMA），但缺點是需要持續傾聽對方一段時間才能完成距離計算。如果能拉大聲納接收器的間隔，就能用三角定位方式直接計算出概略的距離。

美國發展PUFFS的目的是要進行Mk-45魚雷的火控，由於該魚雷沒有制導裝置，直接以電力游到8-13千米外引爆1.1萬噸的核彈頭，而PUFFS在13千米外可達到5%的測距誤差，以足夠設定Mk-45的引爆時間。不過，隨著潛艇設計的「淚滴化」，安裝在艇殼上方的PUFFS接收器無法繼續維持一直線，於是測距聲納改裝在潛艇兩側。例如法國的DUUX-5型聲納就被歐洲多種潛艇所選用，其除了被動測距外，也兼具「攔截聲納」功能，可定位敵軍潛艇或戰艦發射的主動聲納。

美國的PUFFS聲納安裝在早期多種常規與核潛艇上，上圖為美國海軍的SS576號常規潛艇；荷蘭「海象」級將4具DUUX-5型聲納裝在水線兩側（下），台灣的「劍龍」級也是相同配置

由於聲音頻率越低，被海水吸收得越慢，因此低於1kHz的極低頻聲音經過淺海通道、海面反射或海底反射都有較低的損失，使被動聲納成為潛艇距離最長的探測器。然而，頻率越低則波長越大，接收器也需要更長的「孔徑」才能維持足夠的測向精度。將極低頻聲納作成拖曳陣列型式，使其長度不受艇身限制自然是最好的方法。

但拖曳陣列聲納施放的環境與時機有其限制，因此沿艇側安裝的側視陣列聲納仍有「隨時可用」的優點。德國在212型潛艇安裝的CSU-90火控系統就包含了側視陣列聲納，它與拖曳陣列聲納都連接到「低頻分析與記錄」(LOFAR)用的窄頻分析器，後來也用於新造的209型潛艇，或是「舊瓶裝新酒」的改良方案。

德國售予以色列的海豚級(上)裝有FAS-3側視聲納，這是CSU-90水下火控系統的一部份；中國的039B潛艇(中)也在艇身下方裝有類似的長條型側視聲納；印度獲法國授權生產的「鮋魚」級潛艇則裝有TSM2233聲納套件，其側視聲納以PVDF壓電聚合物取代傳統的陶瓷，有更高的靈敏度，較大的寬度則具有垂直調整波束能力，可避免噪音干擾或用來對準海水彙集聲音的方向

綜合以上所述，測距聲納（通常兼具攔截功能）與側視聲納的差別在於前者是多個小型聲納以相當長的間隔分別安裝，後者則是連成一體的長條狀或長方形。潛艇可以只裝其中一種，或者兩種都裝，取決於看製造商的技術實力、艇身大小與客戶願意採購的金額。不過，測距聲納由於每具接收器的面積較小，有的潛艇設計者會將它隱藏在艇身的曲面中而不容易看出來。而093B型水線下的長條物可以確定是側視陣列聲納（與039B「元」級相似），水線上方的兩段較短的長條物則可能是測距聲納，其長度比其他國家的測距聲納長，可能是為了探測較低頻的聲音，也就有更遠的測距範圍。

澳大利亞「柯林斯」級採用的Scylla聲納套件是法國根據TSM2233為澳開發的特別版，其測距/攔截兩用聲納(綠框)也是採用PVDF材質，可以直接暴露在外而不需藏在艇殼內。艇側另有一具攔截聲納(紫框)

事實上，測距聲納加大是趨勢，但如果加到跟側視聲納一樣大，那就乾脆將兩者合而為一。英國「特拉法加」級與美國的「洛杉磯」級攻擊型核潛艇開始採用稱為「廣孔徑陣列」(WAA)的大面積共形聲納，除了將接收孔徑與面積放到最大外，藉由前後多片聲納的交叉比對就可測量目標距離，這使其可以同時追蹤多個目標，並對多枚遠程魚雷進行火控解算。

英國的「機敏」級(上)與美國「弗吉尼亞」級(下)的側面都有多片大面積聲納陣列，成為其維持「聲學優勢」的武器之一

英美長年以大量金錢投入聲納發展的原因是維持所謂的「聲學優勢」：將聲納(尤其是被動聲納)的探測距離拉到最大，己方的噪音則降到最低，也就是「我聽得到你，但你聽不到我」。

舉個例子，據稱冷戰時期的美國潛艇曾在蘇聯外海觀察反潛艦與潛艇進行演習，水面艦周旋許久還是找不到潛艇，最後潛艇不得已只好發出信號協助戰艦發現自己，整個過程都被美國潛艇聽得一清二楚，蘇聯戰艦與潛艇卻都沒有發現美國潛艇在外圍觀察。而擁有面積最大的側視/測距聲納就是英美潛艇的優勢之一。

亮相海上大閱兵的093B型核潛艇

英美的大面積共形聲納早在1994年便下單要求安裝，後因技術難度大和冷戰後經費削減，最終到2003年才裝備英國「特拉法爾加」級核潛艇。

很顯然，就093B核潛艇現有的技術狀態來看，我們與英美至少還有10多年的差距（當然或許我們在相關領域或許也已經取得截擊機站），僅有管狀測距與側視聲納093B仍然無法在水下與英美爭鋒。西方和蘇聯數百艘核潛艇冷戰時期在水下互毆幾十年，「鬥爭經驗」是非常豐富的。而我們的核潛艇目前還處於起步階段，雖然快速成長，但萬萬不可因為一些小成就便驕傲自滿。

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