现代战争中无人机的使用越来越频繁,无人机的数量也在急剧增加。无人机以体积小、速度快的优势在战争中取胜,加之造价便宜常以“蜂群”形式执行任务,这就使得对无人机进行侦察监测成为了一项挑战。最近,一项新的研究将水听器应用到了无人机路线侦察中,借助水听器的灵敏度可以确定无人机的声源方向和距离,从而监控无人机路线。武器装备再开发逐渐成为当前武器发展的一种新方向,将装备更换应用场景就可能起到意想不到的效果,这一次的水声器“跨界”应用就是一种最好的证明,在未来战场上这种情况势必会频频出现。
水听器是一种专门用于探测水下声波的传感器,其基本原理是通过接收声波信号,并将其转化为电信号进行处理,其原理类似生活中的“麦克风”。当声波传播到水听器时,传感器内部的压电材料会将声波的机械振动转换为电信号,从而实现对声波的捕捉和分析。由于水的声阻抗远高于空气,水听器在水下环境中表现出极高的灵敏度和探测精度,广泛应用于海洋科学研究、水下通信、潜艇探测等领域。
“水听器”不只用在水中
“水听器”一词中的“水”字容易让人顾名思义,认为它只能应用到水环境中,但其实水听器在水环境中有效的特性,也可移步换形适应气体环境,其在空中侦察领域同样潜力巨大。值得注意的是,正是无人机技术的快速发展推动了这一转变。例如俄乌冲突中,俄罗斯为应对乌克兰无人机的高频率袭击,科研人员开始尝试将水听器技术拓展至空中领域,利用其对低频声波的敏感性,在空气中识别和追踪飞行物体,尤其是无人机的运动轨迹。这一理念的提出得益于水听器对低频音波的优越捕捉能力。虽然其原本设计用于水中探测,但它在空中对于低噪声、高隐蔽性的小型无人机的侦察同样有效。
无人机在飞行过程中会产生一系列低频声音,主要来源于电动机运转、螺旋桨的空气切割以及飞行时的气动噪声等。这些声音频率较低,且具有一定的规律性。水听器通过接收这些低频声波,可以识别出飞行物体的位置和运动轨迹。例如,通过多个水听器布置在不同的地理位置,系统能够通过声音的到达时间差,即“声源定位”技术(IDOA)精确地定位无人机的飞行路径。除此之外,水听器还可以测量声压和介质中粒子的速度,从而确定声源的方向。此类系统不仅能在一定范围内进行高效的无人机侦察,还能实现对敌方无人机的预警和干扰。
初审:孙世奇
复审:成自来
终审:陈光中