重磅！軍港周邊頻繁出現無人偵察潛艇，沒料到讓這些人給制服了

各種水下武器以其超強的隱蔽性，對水面航行的各類軍民用船舶安全造成了重大威脅。2月22日，美國海軍宣布從波音公司採購代號「虎鯨」Orca的世界上最大型無人偵察潛艇(Extra-Large Unmanned Underwater vehicle XLUUV)，而該潛艇作為水下作戰的殺手鐧，更是美國海軍的未來核心武器裝備。我們知道，聲納是目前用於探測水下目標的常見工具，但隨著各種降噪技術的發展，水下目標產生的雜訊越來越低，低速巡航時無人偵察潛艇甚至已經接低于海洋背景雜訊，例如美軍因此利用聲納技術來探測水下軍事目標變得愈加困難。因此世界各海軍強國正在積極研究利用非聲納技術對實現水下目標進行有效探測。非聲納水下目標探測技術主要包含以下幾種方式：藍綠激光、紅外、磁異常探測等。由於藍綠激光探測深度有限，且容易暴露自身目標，磁異常探測受海下地殼活動影響較大，為了更加有效的探測水下潛艇目標，人們考慮能否用間接探測方式來實現。已知潛艇在水下航行的過程中會產生數公里長的尾流並可擴展到海面，因此通過檢測海面尾流也可間接探測水下潛艇。

根據尾流的產生機理，可將其分為四類，分別是由內波、湍流和開爾文尾跡與海洋環境互相作用形成的航跡尾流; 由螺旋槳推進器或者泵噴推進器在運轉時使海水空化產生的氣泡尾流; 由潛艇航行時與海水摩擦及潛艇冷卻排放的熱量形成的熱尾流，以及由潛艇在航行時干擾海水各層的生物場，從而形成的生物光尾流，目前，國內外對尾流氣泡的研究主要基於合成孔徑雷達成像技術和激光雷達技術，這兩類尾流技術較適合於機載平台搭載，受各種限制條件較大。能否利用敵方難以攻擊的衛星平台，對遠海的敵核潛艇進行有效的尾流探測，從而全天時探測水下目標運動特性，是一個值得深入研究的問題。

據有關資料披露，核潛艇和大型核動力無人偵察潛艇在水下航行過程中，海水冷卻核裝置會排放出大量的溫熱尾流，而螺旋槳和泵噴推進器在運轉過程中也會產生大量熱流。這些熱流因質量較輕而最終上浮到海面，在海面形成連續或斷續的軌跡，這些軌跡的特徵與海水的性質密切相關。經多次試驗證明，水下航行潛艇因擾動海水溫度密度分層，海水浮升形成冷尾流溫差信號，與溫度密度均勻的臨近海水區域相比，潛艇經過的海水表溫變區域顯著增大、尾流溫差由6毫開爾文增大到84毫開爾文（1毫開爾文=0.001℃）; 通過海表上游冷尾流特徵就能判斷是否在水下航行潛艇。

眾多國外研究也表明，紅外成像系統能夠捕獲到潛艇尾流與周圍海水溫度差，但必須在有限的範圍內，在紅外成像的3個波段「窗口」中，8至12微米的長波波段進行探測的效果較好。基於此項技術，美國曾發射了裝有長波紅外探測感測器的衛星，試圖利用熱尾流進行潛艇探測。由於衛星距海面距離較遠，而該技術對紅外探測器的靈敏度要求較高，在實際使用時雜訊較大的紅外探測感測器，通常需要對紅外圖像進行增強後才能進行目標檢測，然而這些圖像增強方法往往會帶來信息損失等一系列問題，使得基於長波紅外感測器的潛艇探測方法難以有效地應用於實戰中，最終無疾而終。

我國航天部門的有關科研人員為了更好的滿足指導漁業生產、預報海洋災害、執行海況監測、評價海面污染、監控海域安全以及各種軍事目標的探測和識別需要，在國家有關部門的支持下，目前已研製出一種NETD 小於10毫開爾文（mK）的甚高靈敏度長波紅外相機。雜訊等效溫差(NETD) 是表徵紅外相機溫度靈敏度的重要指標之一。長波紅外成像技術由於探測器件雜訊相對較大， 以及相機系統自身雜散輻射量也較大，所以長波紅外相機相對於中短波紅外相機溫度靈敏度提升更為困難，NETD 指標相對於中波紅外相機更大。目前，國內外常用的長波紅外遙感相機NETD多在幾十到上百毫開( mK) 之間,，難以滿足日益深入的軍民應用需求。

該高靈敏度海洋熱紅外星載遙感技術，通過各種技術創新，最終實現了NETD值為6mK的探測靈敏度，即可分辨6/1000攝氏度的溫差目標，可為海洋目標輻射特性的分析及應用提供及時可靠的星載遙感數據。經初步試驗證明，該長波甚高靈敏度紅外探測設備能夠大幅提高系統的探測能力，實現對微弱尾跡目標信號的高靈敏度探測，為其後續圖像增強、目標提取等提供了高質量的原始圖像。甚高靈敏度長波紅外探測設備在航空航天領域也有著廣泛的用途，為有效實現戰區防空反導，天基紅外預警，遠程搜索發現隱形飛機紅外圖像目標等打下了良好基礎。

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