超靈敏磁力傳感技術顛覆傳統反潛理念

來源︰中國軍網綜合作者︰田瓊 李仁波責任編輯︰岳修宇
2017-10-27 02:25

二戰後,一些國家就開始嘗試利用磁異常探測技術來反潛。在反潛機上安裝磁異常探測器,試圖通過監控、分析潛艇對地球磁場造成的干擾數據,然後使用復雜的算法來計算、追蹤潛艇的位置。請關注近日的《解放軍報》——


二戰後,一些國家就開始嘗試利用磁異常探測技術來反潛。在反潛機上安裝磁異常探測器,試圖通過監控、分析潛艇對地球磁場造成的干擾數據,然後使用復雜的算法來計算、追蹤潛艇的位置。

但傳統磁異常探測技術存在兩個致命缺陷,導致傳統磁異常探測技術沒能成為主流的反潛技術手段。一是磁異常探測距離有限,隨著距離的增大,磁信號的強度逐漸下降。二是磁探測信號的強度易受多種因素影響,比如地球磁場因太陽風暴等引發的變動,或是潛艇耐壓艇殼的材料變化,都會嚴重影響其探測精度。

新型超靈敏磁力儀之所以能克服傳統磁異常探測技術的缺陷,是因為運用超導量子干涉儀陣列相關的新技術、新算法。

構建了超導量子干涉儀陣列。超導量子干涉儀的基本原理是基于超導約瑟夫森效應和磁通量子化現象,能測量出相當于地球磁場一百億分之一的微弱磁場,是常規磁異常探測器靈敏度的數百倍甚至數千倍,能夠更容易捕捉到潛艇對地球磁場造成的微弱變化。新型超靈敏磁力儀集成使用了大量的超導量子干涉儀探測器,構建了一個探測陣列,從而在數據收集的速度、強度和覆蓋範圍等方面都遠遠超過傳統磁探測技術。

采用了冷卻的計算機芯片。新型超靈敏磁力儀采用了由液氮冷卻的超導計算機芯片,這個冷卻的環境顯著提高了新型超靈敏磁力儀對信號的敏感度,提升了對弱信號的反應能力和探測的準確度。

開發了前瞻性的科學算法。結合量子力學原理,為超導量子干涉儀陣列自行開發了一套前瞻性的科學算法,通過比較陣列中各個磁力儀讀數,過濾掉背景噪聲等無關信號,科學計算出潛艇的具體位置。

當前,世界各國水下反潛網絡建設的主要技術手段是水下聲波監听系統。這是用海底線纜連接、基于被動聲吶技術建立的多個水下聲吶陣,每個陣內有幾百個連接在水下接收天線上的水下听音器,能夠把獲取的水聲信號通過海底線纜傳入岸上的數據處理中心,從而發現並識別潛艇。從實踐看,水下聲波監听系統對探測高噪聲的第一、二代潛艇極為有效,探測距離可達300公里。但隨著減噪減震技術的迅速發展,新型潛艇越來越安靜,水下聲波監听系統的聲吶性能發展相對緩慢,再加上鋪設密度不足、數據處理算法不佳,對新型潛艇的探測和識別效果越來越差。

但基于超導量子干涉技術的新型超靈敏磁力儀,可在數公里外捕捉到水中物體對地球磁場最微弱的干擾變化,並依此來探測潛艇,而不是依據潛艇的噪聲來探測潛艇,徹底顛覆了水下反潛網絡的建設理念。

如果用新型超靈敏磁力儀來組建水下反潛網絡,不管新型潛艇的降噪技術有多麼優異,其金屬艇殼也不可避免地會引起地球磁場的變化,從而被探測鎖定準確位置。

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