Page 24 - 《应用声学》2021年第4期
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             主要是爆炸产物,可以认为是同质 (Homogeneous)                     潜艇本身源级较高或者因航速提高而源级增大时,
             的;而核爆产生的气泡包含蒸汽,是不同质 (Non-                         才可能有 1 km 左右的探测能力。为了提高对潜艇
             homogeneous)的。在气泡振荡过程中,气泡-水界面                     的被动水声探测能力,有必要利用接收系统的阵处
             上的泰勒不稳定性 (Taylor instability) 使水进入气               理增益或者时间增益,以提高声呐系统的优质因子
             泡并冷却气泡,导致更多的能量损失,使得气泡的振                           FOM。另外,当潜艇必须通过位于深海声道轴附近
             荡次数减少。化学爆炸中,首次气泡的 40% 能量保                         的接收水听器时,根据本文的仿真结果,应该选择
             留在二次气泡中,而核爆中首次气泡的能量只有8%                           较浅的工作深度,并选择噪声级较小的工况 (航速)。
             保留在二次气泡中。这导致核爆的气泡脉动次数比                            而对于水下爆炸引起的突发事件等,由于水下爆炸
             化学爆炸的明显要少,如图16            [18]  所示。水下爆炸产          的声源级较高,水中的传播损失低,IMS水听器台站
             生的冲击波和气泡脉动是远距离传播的主要形式,                            对水下爆炸事件的监测能力可覆盖绝大部分大洋
             不同爆炸类型及爆炸深度都会影响实际的源级。当                            区域。
             核爆发生的深度较浅时,产生的气泡不完整,大量能
                                                                              参 考 文        献
             量传递到大气中,也会降低其产生的水下声场强度,
                                                                 [1] Degroot-Hedlin C, Orcutt J. Monitoring the com-
             从而影响水声台站对此类事件的监测能力。
                                                                   prehensive nuclear-test-ban treaty:  hydroacoustics[M].
                                                                   Birkhäuser Basel: Pure and Applied Geophysics, 2001:
                       表 4   爆炸源级与当量的关系                            421–626.
                Table 4 The relationship between explo-          [2] Lawrence M W. Acoustic monitoring of the global ocean
                sive source level and equivalent weight            for the CTBT[C]// Proceedings of ACOUSTICS. Vienna,
                                                                   Australia: Comprehensive Nuclear-Test-Ban Treaty Or-
                                                                   ganisation, 2004: 445–460.
              TNT 当量 1 kg 10 kg 100 kg  1 t  10 t  100 t 1000 t
                                                                 [3] Matsumoto H, Haralabus G, Zampolli M, et al. T-phase
               SL/dB   205 211.4  217.8  224.2 230.6  237  243.4
                                                                   and tsunami pressure waveforms recorded by near-source
                                                                   IMS water-column hydrophone triplets during the 2015
                                                ಩ྐ                 Chile earthquake[J]. Geophysical Research Letter, 2016,
                                                ӑߦྐཁ
                                                                   43(24): 12511–12519.
                 ྐཁඡจӧय़                                            hydroacoustic observations of submarine volcanic activity
                                                                 [4] Metz D, Watts A B, Grevemeyer I, et al. Ultra-long-range
                                                                   at Monowai, Kermadec Arc[J]. Geophysical Research Let-
                                                                   ter, 2016, 43(4): 1529–1536.
                                                                 [5] Harris D V, Miksis-olds J L, Vernon J A, et al. Fin whale
                                                                   density and distribution estimation using acoustic bear-
                                    ௑ᫎ                             ings derived from sparse arrays[J]. The Journal of the
                                                                   Acoustical Society of America, 2018, 143(5): 2980–2993.
                     图 16  气泡能量损失及脉动次数         [18]              [6] Gavrilov A N, Vazques G. Detection and localization of
                Fig. 16 The relationship between bubble energy     ice rifting and calving events in Antarctica using remote
                loss and bubbble pulsation [18]                    hydroacoustic stations[C]//Proceedings of ACOUSTICS
                                                                   2005. Busselton, Western Australia: Australia Acoustical
                 根据表 4 中的数据,对比前面计算得到的传播                            Society, 2005: 439–444.
                                                                 [7] 杨日杰, 熊雄, 郭新奇, 等. 基于潜艇磁偶极子模型的航
             损失图像,对于 1 kg TNT 当量的爆炸,HA11 台站
                                                                   空磁探潜探测宽度模型与仿真 [J]. 兵工学报, 2014, 35(9):
             的监测能力覆盖了北太平洋的大部分区域。对于更                                1458–1465.
             大当量的水下爆炸,监测能力可部分覆盖中国南海                                Yang Rijie, Xiong Xiong, Guo Xinqi, et al. Research on
                                                                   model and simulation of airborne magnetic anomaly de-
             东北部及中国东海东部部分海区。
                                                                   tection sweep width based on magnetic dipole model[J].
                                                                   Acta Armamentarii, 2014, 35(9): 1458–1465.
             4 结论                                                [8] 武宁, 李伟, 穆连运. 基于潜艇涡流场检测技术的潜艇探潜效
                                                                   能分析 [J]. 舰船电子工程, 2017, 37(1): 111–114.
                 IMS 水声台站利用深海信道实现了大范围的                             Wu Ning, Li Wei, Mu Lianyun. Antisubmarine detec-
                                                                   tion efficiency analysis of submarine based on the testing
             核爆监测。由于潜艇的辐射噪声源级很低,现有
                                                                   technology of submarine eddy current[J]. Ship Electronic
             IMS水听器台站对潜艇的探测能力非常弱。只有当                               Engineering, 2017, 37(1): 111–114.
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