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SOFAR通道被發(fā)現(xiàn)后，首先被用于海上救生系統(tǒng)，即海軍遠(yuǎn)距離發(fā)送求救信號(hào)的工具。最初的構(gòu)想是，海上墜機(jī)或沉船的幸存者可以扔一個(gè)炸彈，在SOFAR聲學(xué)通道爆炸，借助SOFAR聲學(xué)通道的遠(yuǎn)程傳遞，該爆炸信號(hào)被陸地上的岸基監(jiān)視站監(jiān)視到，之后統(tǒng)計(jì)分析聲波的到達(dá)時(shí)間差，就可以計(jì)算出幸存者的大概位置。該項(xiàng)目被稱(chēng)為SOFAR項(xiàng)目，但最終不了了之。

盡管早在一戰(zhàn)時(shí)期就發(fā)明了原始聲吶，二戰(zhàn)時(shí)，用主被動(dòng)聲吶探測(cè)潛艇的技術(shù)已被大量應(yīng)用，但這些系統(tǒng)多采用較高頻率的聲波，在有利的水文條件下作用距離也就幾百米。二戰(zhàn)期間，哈佛大學(xué)水下聲音實(shí)驗(yàn)室負(fù)責(zé)人弗雷德里克·亨特，想到了SOFAR聲學(xué)通道，提出使用SOFAR通道來(lái)監(jiān)視潛艇發(fā)出的噪聲。不僅如此，亨特還做了一個(gè)令人信服的論證，即無(wú)論潛艇本身是否處于SOFAR通道，其發(fā)出的低于500Hz的低頻聲波，都可以從任何震源深度滲透到SOFAR通道，在SOFAR通道里進(jìn)行遠(yuǎn)距離傳輸。這就是SOSUS系統(tǒng) (Sound Surveillance System) 的科學(xué)基礎(chǔ)。

鑒于蘇聯(lián)潛艇是以二戰(zhàn)時(shí)德國(guó)的潛艇技術(shù)為基礎(chǔ)研制的，美軍認(rèn)為，其對(duì)美國(guó)的海上安全構(gòu)成嚴(yán)重的威脅。1950年，美軍內(nèi)部多次秘密討論如何應(yīng)對(duì)蘇聯(lián)潛艇的威脅。

初期探索

幾百英里外就能聽(tīng)到蘇聯(lián)潛艇？這無(wú)疑太誘人了！1950年底，美國(guó)海軍研究辦公室資助美國(guó)電話電報(bào)公司 (AT＆T) 及其制造部門(mén)西部電力公司，開(kāi)發(fā)實(shí)用化的“海底監(jiān)視系統(tǒng)”原型，通過(guò)SOFAR信道探測(cè)并跟蹤蘇聯(lián)潛艇。最初，項(xiàng)目代號(hào)為“Jezabel”。與此同時(shí)，著名的伍茲霍爾海洋研究所和加利福尼亞斯克里普斯海洋學(xué)研究所等機(jī)構(gòu)，繼續(xù)進(jìn)行理論研究，重點(diǎn)是海洋中聲音的遠(yuǎn)距離傳輸問(wèn)題。這個(gè)項(xiàng)目被稱(chēng)為Michael項(xiàng)目。之后，Jezebel項(xiàng)目和Michael項(xiàng)目進(jìn)行整合，最終演變成了高度機(jī)密的SOSUS系統(tǒng)。作為掩護(hù)，其對(duì)外的公開(kāi)名稱(chēng)是“Caesar”。

 

通過(guò)美國(guó)電話電報(bào)公司的一系列努力，大量水聽(tīng)器陣列被放置在海底。這些水聽(tīng)器通過(guò)水下電纜連接到位于岸上的信息處理中心，這些信息處理中心對(duì)外模糊地被稱(chēng)為“海軍設(shè)施”(Naval Facilities，NAVFAC)。1952年1月，第一個(gè)全尺寸的SOSUS系統(tǒng)原型，在巴哈馬的伊柳塞拉島約440米下的海底建成，包括一個(gè)長(zhǎng)約305米的水聽(tīng)器陣列和40個(gè)水聽(tīng)器。測(cè)試表明，該陣列能在很遠(yuǎn)的距離上發(fā)現(xiàn)當(dāng)時(shí)的美國(guó)潛艇。于是，美軍決定在美國(guó)整個(gè)東海岸安裝類(lèi)似的陣列，這樣就可以監(jiān)視從歐洲進(jìn)入大西洋的蘇聯(lián)潛艇。兩年后，美軍決定將系統(tǒng)擴(kuò)展到美國(guó)西海岸和夏威夷。

 

早期的SOSUS線陣列位于大陸架的邊緣，受當(dāng)時(shí)技術(shù)限制，電纜長(zhǎng)度不能超過(guò)241千米，因此，NAVFAC信號(hào)處理中心必須位于最靠近陸地的沿海地區(qū)。為了分析這些信號(hào)，AT＆T公司采用當(dāng)時(shí)最先進(jìn)的語(yǔ)音分析設(shè)備聲譜繪圖儀。它能用當(dāng)時(shí)很尖端的靜電指針，在特殊的靜電敏感紙上畫(huà)出黑灰色的紋路。而另一種安裝在NAVFAC中心的低頻分析記錄儀，被設(shè)計(jì)用于分析低頻水下信號(hào)的各種頻率特征，然后在所謂的LOFAR圖譜中分辨出潛艇產(chǎn)生的獨(dú)特聲音特征。

在探測(cè)和跟蹤蘇聯(lián)核潛艇方面，SOSUS系統(tǒng)非常成功。隨著越來(lái)越多的蘇聯(lián)潛艇從巴倫支海和白海的基地進(jìn)入北大西洋，美軍在冰島和英國(guó)威爾士，建立了更多的陣列和NAVFAC信號(hào)處理中心。當(dāng)時(shí)，每個(gè)NAVFAC信號(hào)處理中心的幾十臺(tái)LOFAR分析儀和數(shù)百名操作人員，24小時(shí)不間斷工作。在這里，所有聲學(xué)信號(hào)最終被處理為一個(gè)扇形的水平波束，其中特定的聲音信號(hào)可以繪制為一個(gè)個(gè)小角度扇形，每個(gè)扇形的張角只有2至5度，表示聲源的方位角。然后，就是對(duì)聲源的時(shí)頻分析，區(qū)分海洋背景噪聲，以及與機(jī)械相關(guān)的特定頻譜，這是識(shí)別目標(biāo)的關(guān)鍵。這些記錄匯總到經(jīng)過(guò)專(zhuān)門(mén)訓(xùn)練的分析人員那里進(jìn)一步分析，尋找潛艇特定的“聲學(xué)指紋”，進(jìn)行身份識(shí)別，同時(shí)通過(guò)多個(gè)方位角扇形來(lái)交叉定位，預(yù)測(cè)其下一步走向，必要時(shí)給出預(yù)警。

 

到1957年，SOSUS系統(tǒng)延伸到了太平洋，除了北美洲，美軍在關(guān)島、中途島、阿留申群島、檀香山都部署了NAVFAC中心。到20世紀(jì)70年代中期，美軍在全球建立了20個(gè)NAVFAC信號(hào)處理中心，分別隸屬于太平洋和大西洋兩個(gè)大洋系統(tǒng)司令部，工作人員多達(dá)3500人。

 

實(shí)戰(zhàn)檢驗(yàn)

美軍希望SOSUS系統(tǒng)能提供蘇聯(lián)潛艇進(jìn)入北大西洋或東太平洋的早期預(yù)警，并為前沿部署的反潛部隊(duì)提供概略提示。通過(guò)多個(gè)陣列提供的方位數(shù)據(jù)，能計(jì)算出目標(biāo)的大概位置區(qū)域，然后引導(dǎo)巡邏機(jī)、水面戰(zhàn)艦和潛艇進(jìn)一步識(shí)別查證。這需要整個(gè)SOSUS系統(tǒng)、NAVFAC中心與當(dāng)?shù)睾＼姷拿芮袇f(xié)同。設(shè)計(jì)之初，SOSUS主要針對(duì)那些浮出水面充電的蘇聯(lián)柴電潛艇，畢竟水面柴油機(jī)航行的噪聲遠(yuǎn)大于水下電動(dòng)機(jī)，并據(jù)此建立了系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)特性，如頻率覆蓋范圍等。1958年，當(dāng)?shù)谝慌K聯(lián)核動(dòng)力潛艇開(kāi)始運(yùn)行時(shí)，美軍發(fā)現(xiàn)SOSUS系統(tǒng)發(fā)現(xiàn)核潛艇的效果更為顯著。在1961年的性能演示驗(yàn)證中，SOSUS系統(tǒng)追蹤了美國(guó)自己的戰(zhàn)略導(dǎo)彈核潛艇“喬治·華盛頓”號(hào)，從本土出發(fā)穿越北大西洋抵達(dá)英國(guó)的全過(guò)程。這也是所謂“SOSUS系統(tǒng)能隔著大西洋聽(tīng)到蘇聯(lián)潛艇出港”傳言的由來(lái)。

1962年6月，NAVFAC哈特拉斯角中心與蘇聯(lián)柴電潛艇發(fā)生了第一次SOSUS接觸。一個(gè)月后，NAVFAC巴巴多斯中心首次在挪威西部發(fā)現(xiàn)一艘蘇聯(lián)核潛艇。在古巴導(dǎo)彈危機(jī)期間，SOSUS系統(tǒng)的水聲數(shù)據(jù)，第一次與現(xiàn)場(chǎng)的視覺(jué)偵察數(shù)據(jù)進(jìn)行了關(guān)聯(lián)比對(duì)。當(dāng)時(shí)，NAVFAC大特克中心“聽(tīng)到”古巴有一艘蘇聯(lián)F級(jí)潛艇，一架在古巴附近游弋的美軍巡邏機(jī)予以證實(shí)。隨后，越來(lái)越多的蘇聯(lián)潛艇從巴倫支海和白海基地駛?cè)氡贝笪餮?，它們利用地形?fù)雜的挪威北部海岸線作為掩護(hù)，向南進(jìn)入格陵蘭、冰島、英國(guó) (GIUK) 一線，常規(guī)手段越來(lái)越難發(fā)現(xiàn)它們的活動(dòng)。為此，美軍決定將SOSUS擴(kuò)展到更多的北大西洋水域，并于1966年和1974年分別在冰島凱夫拉維克和威爾士布勞迪，成立了新的NAVFAC中心。1968年，NAVFAC凱夫拉維克中心首次“聽(tīng)到”了蘇聯(lián)的C級(jí)和V級(jí)核動(dòng)力潛艇，同年5月，SOSUS系統(tǒng)在定位美軍于亞速爾群島附近失蹤的“天蝎座”號(hào)潛艇殘骸方面發(fā)揮了關(guān)鍵作用。1968年3月，SOSUS數(shù)據(jù)促成了蘇聯(lián)G級(jí)潛艇的發(fā)現(xiàn)。隨后，SOSUS系統(tǒng)又嘗試使用新的“分割陣列”技術(shù)，即一些單個(gè)線陣列被分割為更小的陣列，各自單獨(dú)輸出和處理其信號(hào)，然后以電子組網(wǎng)的方式重新組合以實(shí)現(xiàn)更窄的波束和更強(qiáng)的方向性。1974年，凱夫拉維克成為第一個(gè)檢測(cè)到蘇聯(lián)D級(jí)戰(zhàn)略導(dǎo)彈核潛艇的NAVFAC中心。

 

隨著冷戰(zhàn)的持續(xù)，蘇聯(lián)潛艇部隊(duì)的規(guī)模和實(shí)力不斷增強(qiáng)，SOSUS成為美軍的“秘密武器”。由于蘇聯(lián)潛艇噪聲普遍比美國(guó)高約30分貝，因此SOSUS系統(tǒng)很容易發(fā)現(xiàn)蘇軍潛艇。

到20世紀(jì)80年代，SOSUS系統(tǒng)的電纜技術(shù)得到改進(jìn)。最顯著的變化在于，NAVFAC信號(hào)處理中心可布置在離SOSUS系統(tǒng)的水聽(tīng)器陣列更遠(yuǎn)的地方，既可大為減少岸上NAVFAC信息處理中心的數(shù)量，又能把SOSUS水聽(tīng)器陣列向大洋深處延伸。例如，所有的大西洋和加勒比地區(qū)的NAVFAC中心，都被位于Dam Neck的海軍海洋信息處理設(shè)施所取代。此外，在海底固定陣列網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)上，美軍還增加了船載的機(jī)動(dòng)式的拖曳監(jiān)視陣列傳感器系統(tǒng) (SURTASS)。這是一個(gè)長(zhǎng)約2438米的船載拖曳線陣列，可機(jī)動(dòng)靈活地在任何海區(qū)布防，作為固定式SOSUS系統(tǒng)的補(bǔ)充。在20世紀(jì)80年代中期，一小部分SOSUS陣列網(wǎng)絡(luò)增加了民用海事衛(wèi)星通信鏈路，而船載的SURTASS系統(tǒng)在海上通過(guò)拖曳聲吶搜集的信息，也可通過(guò)衛(wèi)星傳送到岸上的SOSUS評(píng)估中心，進(jìn)一步提高了系統(tǒng)的使用靈活性。包括固定陣列網(wǎng)絡(luò)和拖曳陣列網(wǎng)絡(luò)在內(nèi)的整個(gè)系統(tǒng)，被稱(chēng)為綜合海底監(jiān)視系統(tǒng)(IUSS)。到上世紀(jì)80年代后期，整個(gè)IUSS系統(tǒng)包括11個(gè)NAVFACs/NOPFs岸基處理中心，14艘SURTASS船，兩個(gè)大洋系統(tǒng)司令部，工作人員也達(dá)到頂峰的4000多人。此時(shí)，美軍布防的海底電纜長(zhǎng)度超過(guò)三萬(wàn)海里（55560千米）。

 

后期衰落

作為當(dāng)時(shí)的最高機(jī)密，SOSUS系統(tǒng)的保密工作一直做得很好，直到美海軍內(nèi)部發(fā)生一起內(nèi)鬼泄密事件——“Walker-Whitworth間諜網(wǎng)”事件，蘇聯(lián)情報(bào)機(jī)構(gòu)才獲悉SOSUS的存在。約翰·沃克是美國(guó)海軍潛艇通信專(zhuān)家，從1968年到1985年被捕，他向蘇聯(lián)出售了大量的美國(guó)海軍情報(bào)。杰里·惠特沃斯是沃克招募的一名美國(guó)海軍通信專(zhuān)家，協(xié)助他進(jìn)行間諜活動(dòng)。

得知SOSUS系統(tǒng)及其巨大作用后，蘇聯(lián)迅速做出反應(yīng)，努力使自己的潛艇安靜下來(lái)。五年內(nèi)，蘇軍一線潛艇的噪聲明顯降低。另外，蘇聯(lián)還對(duì)老舊的W級(jí)常規(guī)潛艇進(jìn)行改造，在艇艏裝上特制的金屬犁，以破壞海床上的SOSUS系統(tǒng)的電纜，后因效果不理想而作罷。到20世紀(jì)80年代末，蘇聯(lián)最新一代潛艇的噪聲水平已與美國(guó)潛艇接近，IUSS系統(tǒng)遠(yuǎn)程探測(cè)和跟蹤蘇聯(lián)核潛艇的能力顯著下降?，F(xiàn)代柴電潛艇因更加安靜，IUSS系統(tǒng)更難監(jiān)視。

 

為了重新占據(jù)主動(dòng)，美軍將IUSS系統(tǒng)的長(zhǎng)線陣列、水平偵聽(tīng)、扇形交叉定位方式，轉(zhuǎn)為密集分布在海底的“向上看”的水聽(tīng)器方式，每個(gè)水下探測(cè)器只專(zhuān)注偵聽(tīng)路過(guò)其頭頂?shù)臐撏?。這些水下探測(cè)器部署在重要水道，與IUSS已有系統(tǒng)整合在一起建立了第一批“固定分布式系統(tǒng)”FDS，并在1985年開(kāi)始部署。隨著技術(shù)的進(jìn)步，尤其是聲學(xué)信號(hào)處理技術(shù)的不斷改進(jìn)，LOFAR頻譜繪圖儀逐步被計(jì)算機(jī)工作站取代，靜電敏感紙條也被數(shù)字化技術(shù)取代，聲音數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)字化預(yù)處理后，直接存儲(chǔ)或顯示在多個(gè)計(jì)算機(jī)屏幕上，供進(jìn)一步分析比對(duì)。此外，為了提高效率，大部分原始陣列的NAVFAC處理中心，被關(guān)閉或被“遠(yuǎn)程”接入到少量的中心站，到2010年，IUSS系統(tǒng)只剩下兩個(gè)NOPF信號(hào)處理中心，五艘SURTASS船只（全部在太平洋），一個(gè)系統(tǒng)司令部，大約1000人。然而，具有諷刺意味的是，此時(shí)更多安靜的潛艇出現(xiàn)了。

 

隨著冷戰(zhàn)的結(jié)束，一方面幾乎沒(méi)有假想敵的核動(dòng)力潛艇還在大洋上巡航，另一方面現(xiàn)代化的安靜型柴電潛艇在被動(dòng)方式下幾乎無(wú)法遠(yuǎn)程偵聽(tīng)到，于是，IUSS系統(tǒng)偵聽(tīng)到的潛艇越來(lái)越少。

四大支撐

今天，美軍依然保持著相當(dāng)數(shù)量的處于工作和戰(zhàn)備狀態(tài)的SOSUS/IUSS陣列，但岸上只剩下弗吉尼亞州Dam Neck、華盛頓州惠德貝島和英國(guó)圣馬根三個(gè)處理中心，承擔(dān)著全球IUSS系統(tǒng)的數(shù)據(jù)處理任務(wù)。只顧“抬頭看天”的FDS系統(tǒng)，被逐步部署到重要的狹窄海峽/水道，關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)及瀕海地區(qū)的海床上。美軍還推出了FDS-C系統(tǒng)，即大量采用商用技術(shù)的FDS系統(tǒng)的高性?xún)r(jià)比版本，以滿足艦隊(duì)長(zhǎng)期大范圍水下監(jiān)視的需要。SOSUS系統(tǒng)、FDS系統(tǒng)和FDS-C系統(tǒng)，共同構(gòu)成了當(dāng)前最新版本的IUSS系統(tǒng)，為美國(guó)聯(lián)合部隊(duì)指揮官提供準(zhǔn)確的海上態(tài)勢(shì)信息。

 

回顧美軍水下監(jiān)視系統(tǒng)不難看出，它絕不是簡(jiǎn)單的水下聽(tīng)音器網(wǎng)絡(luò)。

 

• 首先，它是依賴(lài)基礎(chǔ)科學(xué)理論的創(chuàng)新。必須先有“深海低頻聲學(xué)通道”的發(fā)現(xiàn)和幾十年理論研究為支撐，才能有“一個(gè)水聽(tīng)器聽(tīng)?zhēng)装俸＠铮?4組水聽(tīng)器覆蓋大半個(gè)海洋”的可能性。否則，單憑當(dāng)時(shí)作用距離才幾千米的普通水聽(tīng)器，想覆蓋大洋簡(jiǎn)直是不可能完成的任務(wù)。

   

• 其次，它是工程應(yīng)用研發(fā)。光有理論不夠，還必須向工程應(yīng)用轉(zhuǎn)化。美國(guó)電話電報(bào)公司AT&T的介入，研發(fā)出一系列具備實(shí)用化、工程化的水聽(tīng)器，電纜，靜電敏感頻譜繪圖儀，頻譜分析工具，遠(yuǎn)程定位算法，以及聲紋識(shí)別技術(shù)等，將理論實(shí)用化。

   

• 再次，它是浩大的工程建設(shè)。一旦原型系統(tǒng)驗(yàn)證成功，就是耗時(shí)半個(gè)多世紀(jì)，花費(fèi)100多億美元，在全球多達(dá)64個(gè)點(diǎn)、20個(gè)站，長(zhǎng)3萬(wàn)多海里的陣列建設(shè)，以及后續(xù)數(shù)千人在半個(gè)多世紀(jì)的365×24小時(shí)的維護(hù)運(yùn)作。

   

• 最后，它是體系的建立與維護(hù)。SOSUS系統(tǒng)只是美軍全球反潛體系的一部分，還有潛艇、水面艦艇、巡邏機(jī)等戰(zhàn)術(shù)機(jī)動(dòng)力量，各種專(zhuān)業(yè)化的反潛傳感器，武器，指控、通信裝備等，更有背后強(qiáng)大的海洋科學(xué)研究、海洋環(huán)境數(shù)據(jù)采集和目標(biāo)聲紋庫(kù)的充實(shí)等基礎(chǔ)性工作，以及整個(gè)體系的聯(lián)動(dòng)機(jī)制。

 

早期存在

冷戰(zhàn)時(shí)期，SOSUS系統(tǒng)部署的重點(diǎn)首先是北大西洋，然后是西北太平洋，用于封堵蘇聯(lián)太平洋艦隊(duì)潛艇南下的通道。1957年，美軍在日本北海道西北端建立了一個(gè)“試驗(yàn)站”，水聽(tīng)器陣列從北海道延伸至宗谷海峽，相關(guān)的岸基信號(hào)處理中心則在上世紀(jì)60年代部署到位，代號(hào)為Barrier和Bronco。它監(jiān)視著日本海進(jìn)出海參崴和納霍德卡的所有蘇聯(lián)潛艇動(dòng)向。

 

到了上世紀(jì)70年代，美國(guó)又在日本與朝鮮半島之間部署了一個(gè)陣列。1980年，隨著稚內(nèi)（編號(hào)JAP-4）、對(duì)馬（編號(hào)JAP-108）和沖繩（編號(hào)RYU-80）的三個(gè)信號(hào)處理中心在日本的運(yùn)行，美國(guó)逐步實(shí)現(xiàn)了在對(duì)馬海峽和沖繩第一島鏈區(qū)域的早期布防。到20世紀(jì)80年代中期，SOSUS水聽(tīng)器陣列已從日本南部延伸到菲律賓，基本上涵蓋了中國(guó)進(jìn)入太平洋的主要通道。

 

20世紀(jì)90年代初蘇聯(lián)解體后，美國(guó)面臨的潛艇威脅驟減，美軍在西北太平洋的SOSUS系統(tǒng)的軍事用途逐步萎縮，相當(dāng)一部分設(shè)施用于支持民間科學(xué)研究，如跟蹤鯨魚(yú)和監(jiān)測(cè)海底火山活動(dòng)。1994年8月，根據(jù)美海軍當(dāng)時(shí)發(fā)布的指令，太平洋所有海底固定陣列都應(yīng)處于“熱備”狀態(tài)。除非收到早期預(yù)警，否則人員不再長(zhǎng)期監(jiān)視陣列數(shù)據(jù)。當(dāng)時(shí)評(píng)論普遍認(rèn)為，亞太地區(qū)還維持活動(dòng)的SOSUS陣列僅剩三條：

 

• 第一條，是沿阿留申群島-白令海-千島群島-沖繩一線布置；

   

• 第二條，是距美國(guó)西海岸3000海里沿線布置；

   

• 第三條，是太平洋中部沿北緯38度線附近布置，西起日本東至西經(jīng)150度線。

美日規(guī)劃的“魚(yú)鉤”海底監(jiān)視網(wǎng)

 

發(fā)展更新

2006年，美國(guó)將一個(gè)新的SOSUS網(wǎng)絡(luò)從佐世保一直延伸到?jīng)_繩。日本共同社當(dāng)時(shí)用無(wú)人機(jī)，在沖繩縣宇流麻市的海洋觀測(cè)所拍攝到兩條向海中延伸的纜線鋪設(shè)痕跡，被認(rèn)為是新的SOSUS電纜的上岸接入點(diǎn)。據(jù)共同社報(bào)道，這個(gè)新的SOSUS網(wǎng)絡(luò)，以沖繩縣宇流麻市美軍白沙灘基地內(nèi)的海上自衛(wèi)隊(duì)沖繩海洋觀測(cè)所為據(jù)點(diǎn)，兩條電纜從這里在海底延伸數(shù)百公里，分別延伸至九州島南部和臺(tái)灣海域，每隔數(shù)十公里設(shè)置一臺(tái)水下聽(tīng)音器。報(bào)道指出，最新型SOSUS網(wǎng)絡(luò)，被視為日美安保體制的最高機(jī)密，雙方全面共享搜集到的情報(bào)。

 

這期間，美國(guó)水下監(jiān)視系統(tǒng)的技術(shù)不斷進(jìn)步。例如，美國(guó)海軍有一個(gè)持續(xù)近20年的Seaweb“海網(wǎng)”項(xiàng)目，參與者包括海軍SPAWAR太平洋系統(tǒng)中心、得克薩斯大學(xué)應(yīng)用研究實(shí)驗(yàn)室、北約海底研究中心、加拿大大西洋國(guó)防研究與發(fā)展中心及挪威國(guó)防研究機(jī)構(gòu)等，另外，還有一系列海洋科技企業(yè)參與其中。據(jù)目前透露的情況看，Seaweb不僅是一個(gè)水下監(jiān)聽(tīng)系統(tǒng)，美軍還希望借此解決水下作戰(zhàn)的自組網(wǎng)通信問(wèn)題。由于它是一個(gè)依賴(lài)龐大電子數(shù)據(jù)庫(kù)的系統(tǒng)，美國(guó)盟友可以訪問(wèn)Seaweb，并從中受益。Seaweb擁有許多移動(dòng)和固定平臺(tái)，包括潛艇、無(wú)人潛航器、固定海底陣列等。其海底陣列利用多種最新的傳感器技術(shù)，手段也不僅僅是老式的聲學(xué)手段，可能還包括磁場(chǎng)、光學(xué)等手段。

 

那么，現(xiàn)在的水下監(jiān)視系統(tǒng)是如何反潛的呢？美軍根據(jù)前期情報(bào)，如衛(wèi)星偵察到對(duì)方潛艇離港，可能會(huì)通過(guò)島鏈，相應(yīng)海區(qū)的IUSS陣列就會(huì)被激活，提高戒備等級(jí)，調(diào)整工作參數(shù)，等待潛艇的到來(lái)。尤其是第一島鏈，水文地理情況對(duì)美軍很有利，最寬的宮古海峽本身也就100多海里寬，100多米深。一旦SOSUS偵聽(tīng)和分析出可疑信號(hào)，駐日美軍就會(huì)把情報(bào)，包括目標(biāo)可能的類(lèi)型、位置、運(yùn)動(dòng)狀態(tài)等通報(bào)給值班的日本海上自衛(wèi)隊(duì)的驅(qū)逐艦和反潛巡邏機(jī)，由后者進(jìn)行更精準(zhǔn)的識(shí)別追蹤。

 

變化特點(diǎn)

隨著技術(shù)進(jìn)步，美日反潛技術(shù)跟冷戰(zhàn)時(shí)期已大不相同。

 

 

• 第一，探潛不再被動(dòng)聽(tīng)音，而是主被動(dòng)相結(jié)合。在之前的探潛方式中，被動(dòng)聲學(xué)探測(cè)占了很大比例，無(wú)論是龐大的SOSUS固定水聲監(jiān)聽(tīng)系統(tǒng)，還是水面艦艇常用的拖曳線列陣聲吶，都是通過(guò)偵聽(tīng)潛艇發(fā)出的機(jī)械噪聲來(lái)對(duì)其進(jìn)行識(shí)別定位。然而，隨著消聲瓦、減震浮閥、主動(dòng)降噪等技術(shù)的使用，中俄潛艇的噪聲水平不斷降低，越來(lái)越接近海洋背景環(huán)境噪聲，被動(dòng)地“聽(tīng)”潛艇噪聲已不再有效。現(xiàn)在美軍更多傾向于使用低頻主動(dòng)聲吶，主動(dòng)發(fā)出低頻聲波，就像長(zhǎng)波雷達(dá)可以克制隱身飛機(jī)一樣，潛艇消聲瓦對(duì)于低頻聲波的吸收效果很有限，打到潛艇上會(huì)形成各個(gè)方向的反射聲波，然后被各種被動(dòng)聲吶偵聽(tīng)到，就能計(jì)算出潛艇的位置。

   

• 第二，主動(dòng)聲吶也不再采用“砰砰”式的脈沖聲波，而是采用多普勒連續(xù)波。舊式聲吶雖是主動(dòng)聲吶，但它發(fā)出“砰砰”的強(qiáng)脈沖聲波，打到潛艇外殼上形成反射波，由被動(dòng)聲吶接收到，通過(guò)計(jì)算發(fā)送脈沖和接收脈沖的時(shí)間差，以及方位測(cè)量，來(lái)確定潛艇的位置。這種方式效果較差：由于采用高頻聲脈沖，聲波容易被潛艇消聲瓦削弱；只能得到潛艇的位置；潛艇反射波容易跟海底地形反射波混在一起?，F(xiàn)在的聲吶多采用低頻連續(xù)主動(dòng)聲波，是一組調(diào)制的連續(xù)低頻聲波，潛艇消聲瓦對(duì)這種聲波吸收能力有限。它不僅可以通過(guò)時(shí)間差測(cè)量距離推斷方位，還可以利用連續(xù)波反射回來(lái)的“多普勒效應(yīng)”（即反射聲波在反射源向觀察者接近時(shí)接收頻率變高，而在波源遠(yuǎn)離觀察者時(shí)接收頻率變低），通過(guò)對(duì)比接收波與發(fā)射波的頻率變化，就容易從固定背景中分辨出移動(dòng)目標(biāo)，通過(guò)數(shù)學(xué)計(jì)算，可以更快獲得目標(biāo)的位置，甚至目標(biāo)運(yùn)動(dòng)的航向、航速等信息。

• 第三，探潛不再依靠單打獨(dú)斗，而是多基地組網(wǎng)協(xié)同探測(cè)。傳統(tǒng)的探潛，多是一到兩個(gè)平臺(tái)協(xié)同，一次探測(cè)只能獲得目標(biāo)的一組距離、方位信息，需要探潛平臺(tái)在不同位置上快速機(jī)動(dòng)，在多個(gè)位置上連續(xù)測(cè)量，才能推算出目標(biāo)的位置。如今，美軍一次會(huì)投下多個(gè)聲吶浮標(biāo)，里面既有主動(dòng)聲吶，又有被動(dòng)聲吶，會(huì)在現(xiàn)場(chǎng)產(chǎn)生多個(gè)聲源，在潛艇身上產(chǎn)生不同的回波，由在場(chǎng)的多個(gè)被動(dòng)聲吶同時(shí)接收。這些聲吶都具備各自的識(shí)別ID、組網(wǎng)通信能力，能把自己的位置、發(fā)射/接收的聲波信息，共享給在場(chǎng)的己方反潛飛機(jī)和艦艇。后者就不用再“跑斷腿”多點(diǎn)測(cè)量，而是同時(shí)接收這些多源、多基地信息，進(jìn)行快速計(jì)算，得出潛艇的位置和運(yùn)動(dòng)要素，以及身份識(shí)別信息，大大提高了探測(cè)效率。

   

• 第四，聲吶浮標(biāo)變身“變形金剛”。以前的聲吶浮標(biāo)結(jié)構(gòu)比較簡(jiǎn)單，它漂在水面附近，下部的水聽(tīng)器偵聽(tīng)潛艇的聲音，上部接近水面的無(wú)線電發(fā)射機(jī)把聲學(xué)信號(hào)發(fā)送給飛機(jī)或艦艇。由于只能在水面附近工作，它對(duì)隱藏在溫躍層的潛艇偵聽(tīng)效果不佳，無(wú)線電發(fā)射機(jī)也只能跟投放平臺(tái)通信，而且投放后工作參數(shù)就不能改變?，F(xiàn)在浮標(biāo)的能力也在進(jìn)步，就拿美軍現(xiàn)役的AN/SSQ-101空投浮標(biāo)來(lái)說(shuō)，入水后能展開(kāi)一個(gè)巨大的五邊形水聽(tīng)器陣列，上面有40個(gè)水聽(tīng)器，具備多基地組網(wǎng)能力。它的工作深度從20米至150米，留在水面的無(wú)線電發(fā)射機(jī)有47個(gè)頻段可供飛機(jī)和艦船組網(wǎng)，隨時(shí)把數(shù)據(jù)共享給飛機(jī)和艦船。它能工作四至六小時(shí)，在此期間無(wú)線電頻率、水聲工作頻率，可隨時(shí)遙控修改。

   

• 第五，水聲算法在進(jìn)步，聲音指紋也在不斷積累。美日艦船的主被動(dòng)聲吶，看上去硬件變化不大，但運(yùn)算能力和算法一直在升級(jí)改造：一方面，大幅度提升計(jì)算機(jī)的運(yùn)算和處理能力；另一方面，不斷提升對(duì)于聲吶聲波信號(hào)的處理、目標(biāo)與海洋環(huán)境噪聲的分離、目標(biāo)的快速定位、目標(biāo)運(yùn)動(dòng)參數(shù)的推算，以不斷適應(yīng)更安靜的目標(biāo)潛艇與更復(fù)雜的淺海環(huán)境。與此同時(shí)，美軍幾十年如一日地對(duì)假想敵潛艇的“指紋”信號(hào)進(jìn)行采集建庫(kù)，對(duì)全球各重要水道、海域的海洋溫鹽密浪潮流等環(huán)境數(shù)據(jù)進(jìn)行搜集，這些數(shù)據(jù)成為美日反潛戰(zhàn)能力提升的核心資本之一。

美軍下一代反潛戰(zhàn)體系，充分體現(xiàn)“分布式，無(wú)人化， 智能化”趨勢(shì)

 

未來(lái)發(fā)展

美軍還趁著“分布式、智能化、無(wú)人化”的浪潮，提出更新的搜潛模式。這是由于如今的防御性反潛戰(zhàn)，需要投入大量的驅(qū)逐艦、巡邏機(jī)，甚至攻擊型核潛艇，對(duì)美軍是個(gè)不小的挑戰(zhàn)。同時(shí)，隨著潛艇的靜音技術(shù)和性能不斷進(jìn)步，先進(jìn)潛艇數(shù)量也在不斷增加，美軍對(duì)抗的代價(jià)越來(lái)越大。最新的防御性反潛戰(zhàn)，在反潛效能不變的前提下，將把大量驅(qū)逐艦和巡邏機(jī)解放出來(lái)。

 

美軍認(rèn)為，固定的一體化水下監(jiān)聽(tīng)系統(tǒng)IUSS是反潛作戰(zhàn)的基礎(chǔ)，依然要發(fā)展，但I(xiàn)USS系統(tǒng)的作用將越來(lái)越有限，僅僅只能預(yù)警和概略引導(dǎo)。因此，美軍提出部署可靠聲學(xué)路徑轉(zhuǎn)換陣列系統(tǒng)TRAPS，作為SOSUS系統(tǒng)的補(bǔ)充。如果說(shuō)SOSUS是固定的孔眼較大的漁網(wǎng)，那么TRAPS就是可臨時(shí)機(jī)動(dòng)布設(shè)的孔眼更密的小漁網(wǎng)。在沒(méi)有SOSUS系統(tǒng)或SOSUS系統(tǒng)存在盲區(qū)的海域，隨時(shí)部署下去，可迅速形成新的水下監(jiān)聽(tīng)網(wǎng)。此外，美軍大力發(fā)展低頻主動(dòng)連續(xù)波聲吶技術(shù)、可變深聲吶技術(shù)、水聲信號(hào)處理技術(shù)，以及COTS技術(shù)，提升運(yùn)算能力；發(fā)展超大型無(wú)人水面艇，如正在試驗(yàn)的“獵人”大型無(wú)人水面艇，航速高達(dá)20多節(jié)，續(xù)航力多達(dá)幾個(gè)月，可長(zhǎng)時(shí)間在海上追蹤水下潛艇，它還能攜帶低頻主動(dòng)聲吶，為其他多基地聲吶提供聲源；配備被動(dòng)拖曳聲吶陣列的無(wú)人潛航器、水下滑翔機(jī)，接收來(lái)自各個(gè)方向的敵人潛艇的聲波反射，它們將比傳統(tǒng)的浮標(biāo)效率更高。

 

在搜索發(fā)現(xiàn)敵方潛艇后，P-8A巡邏機(jī)和未來(lái)的無(wú)人反潛機(jī)根據(jù)上述信息，實(shí)施高空、遠(yuǎn)程反潛戰(zhàn)，并通過(guò)錨系通信網(wǎng)關(guān)浮標(biāo)、無(wú)人水面通信浮標(biāo)、次表面轉(zhuǎn)發(fā)器等，組成水下通信網(wǎng)絡(luò)和水面與水下之間的通信轉(zhuǎn)發(fā)器，為參與協(xié)同反潛的有人/無(wú)人潛航器、飛機(jī)、艦船及潛艇提供通信網(wǎng)絡(luò)支持。

 

在反潛武器方面，發(fā)展廉價(jià)的小型反潛魚(yú)雷，可由有人和無(wú)人平臺(tái)大量攜帶，潛艇速度慢，跑不過(guò)魚(yú)雷，又無(wú)法攔截或干擾大量來(lái)襲魚(yú)雷。一旦大量廉價(jià)的小型反潛魚(yú)雷來(lái)襲，潛艇要么被擊沉，要么必須機(jī)動(dòng)規(guī)避，從而喪失隱蔽性，任務(wù)也隨之中止，反潛戰(zhàn)的目的也就達(dá)到了。

 

針對(duì)新一代水下監(jiān)聽(tīng)系統(tǒng)在亞太的蔓延，以及美軍反潛戰(zhàn)術(shù)和技術(shù)的不斷進(jìn)步，中國(guó)一方面要發(fā)展有人/無(wú)人機(jī)動(dòng)搜潛反潛平臺(tái)，加強(qiáng)岸、海、空、天、潛協(xié)同反潛戰(zhàn)術(shù)，加強(qiáng)周邊海域地理水文數(shù)據(jù)和假想敵聲紋數(shù)據(jù)的積累和分析研究，另一方面，要進(jìn)一步提升潛艇的性能，降低IUSS系統(tǒng)效能。此外，還要深入研究“破網(wǎng)斷索”的方法和手段，使得IUSS系統(tǒng)無(wú)法發(fā)揮作用。