1.2.3 按装置体系分类

按声呐装置的体系对声呐系统进行分类，可分为岸用声呐、水面舰艇声呐、潜艇声呐、反潜飞机用声呐等。

1.岸用声呐

因为海港是军舰的基地，还是海上运输及后勤给养的转运站，所以其常常成为潜艇攻击的重要目标之一。各个国家都很重视布设海岸声呐系统，其可以配合其他设备组成海岸防潜系统。

岸用声呐系统通常只将换能器基阵放在港口、海峡和海上重要通道附近及某些特殊海区。基阵接收的信息通过海底电缆传送到海岸基地的声呐电子设备上进行处理。岸用声呐主要用来警戒进入海岸附近的目标，特别是潜艇。由于岸用声呐基阵和电子设备都固定不动，它不受运载工具容积和载重量的限制，可以使用低频大功率大尺寸换能器基阵，以增大作用距离（可达60～70n mile[1]）。通常岸用声呐以被动方式工作，因此隐蔽性好。为了扩大警戒范围，可布置多个岸用声呐并联合使用，构成海岸警戒网。通常两个声呐站之间装置的距离等于作用距离的1～1.8倍，以便彼此之间存在一定的覆盖，如图1-3所示，图中3个黑点表示岸用声呐基阵位置，圆圈为每个基阵的作用距离示意。换能器基阵布放在距海岸10～20km、深度不大于100m的平坦海底上。岸用声呐的缺点是缺乏机动性，而且水下部分布放和维修较复杂。

2.水面舰艇声呐

水面舰艇上装备声呐的主要目的是反潜防潜，即搜索潜艇目标，并引导火力系统进行攻击。此外，探测水雷、打捞沉物、与潜艇通信等也需要用声呐来完成。因为运动的水面舰艇本身无隐蔽性，所以它主要采用主动声呐来搜索和测定水下目标。水面舰艇通常装有5～7部声呐，而大型反潜水面舰艇装有多达10部声呐，综合完成对潜搜索、定位、跟踪、射击指挥及水中通信、探雷、导航、水下目标识别、水声对抗等任务。现代反潜战要求水面舰艇声呐作用距离远，搜索速度快，能全面观察和监视周围海区，盲区小，能精确定位和自动跟踪目标。鉴于声呐在反潜战中的地位和作用，有时不得不使水面舰艇的设计适应声呐设备的需求。水面舰艇航速高，航行噪声大，工作环境恶劣。

换能器安装在舰艇壳体上的声呐称为舰壳声呐。早期的舰壳声呐的基阵是升降式的，不工作时升到舰艇壳体内，工作时则通过液压或其他传动装置降到离壳体3～5m深的水下［见图1-4（a）］，以避开舰艇航行过程中所产生的吸声气泡层。为减少舰艇航行过程中的阻力，又将换能器装在流线型且透声性能良好的导流罩内，旋转换能器即可改变探测方向。

随着声呐发射功率的增大和工作频率的降低，换能器基阵尺寸相应增大（大型圆柱换能器基阵直径达4.8m，高度达1.7m，质量达26t），升降和旋转换能器基阵越来越困难。舰舷离螺旋桨距离最远，因此大型换能器基阵常装在舰船的球鼻艏内［见图1-4（b）］。探测方向的改变不再通过使用旋转基阵的方法来实现，而通过使用多波束或电路波束控制来实现。舰壳声呐的主动工作频率已由早先的20～30kHz下降到2～3kHz，发射功率高达数百千瓦，普遍采用多波束电扫描，可同时跟踪多个目标。舰壳声呐一般也使用辅助的被动工作方式来搜索潜艇的噪声。

近年来，水面舰艇拖曳声呐得到很大发展，其主要配备在水面舰艇上，是一种新型的声呐体系。这种声呐的换能器可以脱离舰体，通过机电拖缆拖入水中（见图1-5），且可通过调节拖缆长度改变拖曳体与舰艇的距离和下潜深度（150～400m），拖曳声呐可与舰上其他声呐合用一套电子设备，也可单独使用一套电子设备。因拖曳声呐换能器较舰壳声呐下潜深，单位面积发射声功率大，故更利于使用大功率发射；又由于拖体深度可调节，使其下潜到最佳深度，从而不仅可以不受恶劣海况和海面气泡层的影响，还可较好地利用有利的水声传播途径。还有，因为换能器基阵远离舰体，减小了舰艇自噪声对它的干扰，也避免了舰艇尾流的影响，所以拖曳声呐的探测距离一般比舰壳声呐远。显然，拖体对舰艇的机动性和航速有一定影响，机械结构和操作系统也较复杂，故一般适用于大中型舰艇，此外，水下基阵的维修较舰壳式声呐方便。拖曳线列阵声呐是近年来发展的一种拖曳式被动监视系统。这种声呐的多个接收换能器镶嵌在特殊的拖缆上，呈线列阵排列，使拖缆和基阵形成一个整体，拖于舰艇后方。它能比变深声呐拖曳体下潜到更深的深度，且对舰艇的机动性影响较小。

正如前文所述，水面舰艇使用的声呐种类甚多，因篇幅所限，这里不进行全面介绍。

3.潜艇声呐

无线电波无法在下潜的潜艇上使用，潜艇在水下航行时的观察器材和通信器材主要依赖声呐，因而声呐在潜艇上的地位显得更为重要。潜艇声呐的主要功能是为反潜武器和鱼雷武器的射击指挥提供水中目标的定位数据，也可承担对水中目标的探测、警戒跟踪、通信、性质识别、助航等多项任务。有时，一艘潜艇甚至有1/2的空间被声呐占据，通常每艘攻击型潜艇上装有十几部各种功能的声呐。

潜艇上虽然装有各种类型的声呐，但是为了保持潜艇活动隐蔽的特点，平时主要使用被动声呐，不断地对潜艇周围海区进行搜索。因此，潜艇上的被动定位和测距声呐已成为国内外潜艇必不可少的声呐。近几年已经在被动声呐上使用了先进的目标被动识别技术，潜艇有可能完全依靠被动声呐完成目标定位、测距、识别，以及引导水下武器进行攻击等任务。潜艇的主动声呐不能经常工作，工作时间也不能过长，一般只在实施攻击前使用。潜艇的主动声呐即使投入工作也应尽可能经常改变工作频率，以防被敌方发现。在巡航或远距离航行中，为了导航的需要，也使用主动声呐（如避碰声呐、多普勒测速仪等）。随着潜艇的战术水平提高和声呐技术的不断发展，潜艇编队航行和联合攻击离不开各种通信声呐。声波在水中的传播速度比无线电波在空中的传播速度低得多，导致水声通信速率很低，在远距离上甚至无法进行双工通信。为了较好地发挥声呐在特定海区的性能，并对声呐使用性能进行预报，潜艇上往往还装有声线轨迹仪、测探仪和声速测量仪等设备。水声对抗系统也是潜艇上不可缺少的设备。除了与雷达对抗中的铝箔类似的气幕弹，潜艇上还使用宽带强声源类的压制性声呐器材。这种由潜艇释放的功率强大的干扰器将使敌方声呐无法正常进行探测工作。近年来，潜艇上开始装备可自航，且可逼真模拟潜艇目标各种参数的目标模拟器。当潜艇发觉自己已被敌方发现并有被攻击的危险时，便释放这种目标模拟器来误导敌方声呐（包括鱼雷上的声自导装置），从而可使自己安全地躲避敌方攻击。敌我识别器也是潜艇上已经装备的水声对抗设备之一，它能测定对方主动声呐信号的参数，还可利用编码信号通过应答方式进行自动敌我识别。现在，潜艇声呐的工作频率已由高声频转向低声频，工作频率为3～3.5kHz，甚至更低，发射声功率也较大，已达兆瓦量级；被动声呐工作频率更低，为0.5～3kHz。主要声呐换能器尺寸最大直径可达5m，作用距离较远。

综上所述，装备在潜艇上的声呐不是一部而是多部。现代潜艇已能将各种声呐组成一个综合系统，由指挥控制中心统一调度。潜艇的空间毕竟有限，而声呐设备往往占据大量空间，尽管如此，各国在设计潜艇时几乎都不惜空间，尽量满足声呐的安装条件。

4.反潜飞机用声呐（机载声呐和声呐浮标）

随着潜艇活动能力的增强，提高探潜速度就显得格外重要。舰用声呐在高速航行时，由于本舰噪声的急剧增加而缩短探测距离，从而影响探潜速度。在空中用机载声呐探测水中目标就显现出很多优点。首先，空中探测机动灵活，可任意、自由地搜索各海区，迅速完成搜索任务。其次，飞机的飞行速度远比潜艇快，可以方便地追击目标，使被探测到的水下潜艇难以逃脱。再加上飞机在空中居高临下，易攻击水下目标，而水下潜艇却很难发现和应对上空飞机的攻击。飞机还可以编队飞行，扩大搜索区域，同时又易与陆上、海上基地及其他反潜部门交换信息。此外，反潜飞机用声呐还可以充分利用水文条件，适时调整水下吊放装置的入水深度，以检测舰艇声呐盲区内的目标。

空中拖曳声呐是机载声呐的一种，装在水上飞机、飞船或直升飞机上，其最大搜索速度达40kn[2]，可发现半径2～5n mile以内的目标。飞机低空飞行时，通过电缆拖动和控制水中的换能器。发现目标后，飞机通过机上通信设备与基地指挥所交换信息。但是，拖曳体的运动将产生流体动力噪声和空泡噪声，飞机螺旋桨噪声及机械噪声也会通过电缆注入水中，影响探测距离，所以飞机的速度不能过快。

空中吊放声呐是另一种机载声呐，它安装在直升飞机上。直升飞机低飞至各预定点悬停后，通过电缆将换能器吊入水中逐点进行探测。换能器入水深度取决于具体海区的传播条件，可为30～150m。通常将换能器系统放至温跃层（一般出现在60～90m深处，厚度为几米到几十米）以下，避免温跃层对声呐探测产生影响。首先，由于风浪的影响，吊放声呐换能器在水中经常飘动，位置不稳定，因此须用稳定系统来保证其正常工作。空中拖曳声呐和空中吊放声呐在进行探测工作时，直升飞机必须低空飞行或在空中停留，这样就限制了其观察范围，也会影响其探测速度。还有，空中声呐在检测时，必须用电缆拖吊水中的换能器，约束了直升飞机的自由度，影响了其及时投入战斗的能力。空投声呐浮标检测系统可以解决这些矛盾。

空投声呐浮标分为主动式浮标和被动式浮标两种，被动式浮标又有非定向式浮标和定向式浮标之分。被动非定向式浮标只能检测目标有无，而被动定向式浮标可判定目标方向。多个这样的浮标结合其他设备，便可测量出目标位置。主动式声呐浮标比被动式声呐浮标多一个受控声发射装置。无论何种浮标，大多都是作为一次性消耗器材使用的。这些浮标探测到目标后，均通过它们的天线将信号转发到飞机上，再由飞机上的信号处理设备对其进行综合处理。