验证研究归档 - OPERA电磁多物理分析工具


四月 23, 2020by OPERAFEA0

本文介绍了:降低海军舰船的磁场信号将降低其引爆海军影响力地雷的敏感性,并降低水下障碍物和海上巡逻飞机探测到潜艇的可能性。提出了被动和主动技术,这些技术可减少船舶的铁磁性,侧倾感应涡流,腐蚀相关源和杂散磁场产生的磁信号。简单船体形状的数学模型用于预测通过使用替代建筑材料可能实现的签名减少水平。此外,还介绍了对钢壳船进行消磁的过程,以及竖井接地系统,涂料和配电电缆的备用配置的操作。此外,还描述了主动签名减少技术,例如消磁和去污,旨在消除水面舰艇或潜艇周围的区域,而不是消除其来源。

减少海军舰船的磁场信号还将减少其对启动海军影响力地雷的敏感性,对于潜艇而言,还可以降低其被水下障碍物和海上巡逻机探测到的可能性。为实现这些目标而应用海军技术有时被称为电磁消音。将船只的磁信号降低到影响地雷或潜艇检测系统的固有噪声水平的检测阈值以下,将它们视为威胁。但是,即使签名减少水平低于100%,仍然可以实现重要的军事利益。

当与狩猎和扫掠结合使用时,减少海军舰船的磁签名可以协同抵御海军影响力地雷的威胁。如果将船徽降低到影响深水无法在更深水域探测到的地雷的水平,那么在战斗人员进入之前,无需为这些地雷而搜寻或扫荡那些军事竞赛地区。这可以在强制进入行动中节省大量时间,或者可以大大减少成功完成任务所需的专门的地雷对策资源。冲突后,最终将必须清除所有地区的地雷,以使没有配备电磁消音系统的商业运输安全通过。

在较浅的水域,减少磁签名会降低雷场的有效密度[1]。如果减小了舰船标志幅度,则浅水雷区的计划者必须提高已部署地雷的敏感性,以免错过在武器炸药爆炸半径范围内通过的目标船只。未能提高地雷的致动灵敏度可能会导致整个雷场的灾难性故障,从而对过境船只造成的威胁很小甚至没有。反之,如果雷场计划者确实提高了地雷的敏感性以抵消目标船只签名水平的降低,那么扫雷系统将更有效地抵抗敏感武器。在这种情况下,对较敏感的地雷的扫掠宽度会增加,需要扫雷人员通过的次数减少(较少的时间),才能对后续工作队达到理想的风险水平,或者成功完成任务所需的扫地平台也就更少。最后,装备有先进特征补偿系统的海军舰船能够改变其磁场的时空特性,并产生可能干扰海军矿山的信号。地雷堵塞是一种对策工具,可以防止受保护的船只在武器上安全航行时,影响地雷以其预先编程的逻辑到达射击决策点。

由于潜艇的隐形任务要求,扫雷通常不是对抗反潜雷场的选择。作为扫雷对策工具,扫掠的损失要求在类似情况下海底信号水平远低于水面舰船[1]。在这种情况下,地雷堵塞还可以减轻由于消除扫掠而引起的海底地雷敏感性增加的某些情况,使他们能够在保持隐身优势的同时穿透雷场。

在沿海浅海环境中,恶劣的声学条件增加了通过潜艇的电磁场信号识别潜艇的重要性。过去,在海底安装了大型感应回路作为水下磁障,以防止潜艇秘密进入受保护的港口,港口和其他重要的海军设施[1]。借助现代的现场传感技术,可将用于探测潜艇的便携式水下磁障部署在前方区域。此外,低功率高灵敏度磁场传感器的小型化使磁异常检测(MAD)系统的开发成为可能,该系统可安装在廉价的长时期无人飞行器(UAV)上[2]。部署这些以MAD装备的无人机的“群”,这些无人机以协作的行为搜索模式进行控制,可以监视海洋中较大的浅水区域,并检测出声学上安静的潜艇。海洋环境已经增加了控制水面舰艇和潜艇的磁场信号的重要性。在超低频(ULF)频带[大约为0至3 Hz]中,与船舶有关的四个主要磁场来源为:

  1. 由地球自然磁场在用于建造舰船的黑色金属钢中感应出的铁磁性;
  2. 在船上的任何一种导电材料(无论是磁性的还是非磁性的)在地球磁场中旋转时产生的涡流;
  3. 通过自然的电化学腐蚀过程或通过旨在防止船舶腐蚀(生锈)的阴极保护系统将电流施加到船舶的导电船体和周围的海水中;
  4. 在船上发现的电动机,发电机,配电电缆,开关装置,断路器和其他有源电路中流动的电流。

尽管Holmes [1]给出了对这些磁场源的深入描述,但这里还是简要介绍了每个磁场的物理过程,以便理解稍后将要讨论的磁签名减少技术。

获取本文原文报告请扫下方二维码,联系Opera Software Simulation,备注姓名—单位—Degaussing:


SHANG HAI

Opera中国

上海捷岩信息科技有限公司
+ 86 21 5484 3152

www.operafea.cn

info@operafea.cn
LOCATIONS

We Are Everywhere



WECHAT

Opera 公众号


GET IN TOUCH

Follow Our Activity

对于持续的电磁相关内容,所有最新的Opera产品信息等,请务必关注我们的以下页面