美日潛艇無所遁形 中國電科「光纖水聽器」實物曝光
▲中國電科第23所展出的光纖水聽器岸基陣列實物圖片，證實解放軍已開始在東海南海構築反潛大網。（圖／翻攝自北國防務）
構築近海強大反潛大網，中國電科第23所在月初中國國際國防電子展上罕見展出「光纖水聽器」岸基陣列的實物圖片。據瞭解，該水下聲納陣列的外觀類似電纜，在海底綿延上百公里遠，是利用「深海聲道」原理的遠程探測器，未來建成後將在東海、南海讓美日潛艇無所遁形。
微信公衆號「北國防務」指出，中國官媒在去年5月就曾證實將投入5年、花費20億人民幣在東海與南海建立海底科學觀測網，同時也在上海臨港設立監測與數據中心儲存獲取的數據。當然海底科學觀測網除了推動地球科學與全球氣候的科學研究外，也將滿足中國的國防需求，一般認爲其指的就是在水下部署聲納陣列，藉以作爲反潛的遠程預警。
同樣在2017年5月，中國電科第23所聲光探測首席專家陳小寶的先進事蹟曝光，其主要成果就是海底科學觀測網的主要耳目「光纖水聽器」。時隔1年後的中國國際國防電子展上，中國電科第23所便首度光纖水聽器岸基陣列的實物圖片，讓外界得以一窺反潛大網中看不見的「千里眼」。
▼美軍洛杉磯級核潛艇「夏延號」（USS Cheyenne SSN-773）。（圖／翻攝自U.S. Navy）
據介紹，多數人會誤以爲水下聲納陣列會像是防盜警報器般，只能探測到從上面通過的艦船。但其實水下聲納陣列是利用「深海聲道」原理的遠程探測器，其源自於美國科學家於1937年在大西洋觀測到的現象。研究指出，當炸藥在約5千米深的海牀引爆時，其低頻聲波傳遞比預期的遠，似乎除了海面與海底的多重反射外，低頻聲波在深海有個「隱密通道」可以更低的損失率傳遞到更遠的距離。
麻省理工的科學家同時對深海的溫度與密度進行量測，繪製出聲波在不同深度的速度變化，發覺在特定的深度區間，聲波以特定角度射入後，會像光纖一樣上下反覆折射，由於其能量傳遞的耗損比多重反射更低，也就形成神秘的「深海通道」。
隨着技術進步，水下陣列延長到上千公里，可以聽到更低頻的更遠處聲響，並用分段陣列方式產生更窄的被動波束，以提升測向的精確度。然而，由於水下聽音陣列是一種被動探測器，判斷不出聲音傳遞了多久的時間，也就無法像雷達一般測量出目標的距離，必須綜合不同位置的陣列才能進行三角定位。
既然「深海聲道」是因爲海底溫度/密度變化所形成，當然聲波傳遞的參數也與海水的環境特性有關，因此水下聽音陣列需要搭配大範圍的海洋環境實時監控來校正數據。中船工業集團在2016年的「十二五成就展」展出過完整的海洋觀測網模型，藉由海底電纜與光纖作爲電力與通訊網絡，來支持外海海牀上的聲學接收陣列與多種環境監控裝置，主要目的就是協助聲學接收陣列分析出準確的目標信息。
▼中國在2016年首度公開海底觀測網系統模型，不僅有大量的水聽陣列，還有通信光纜、無線聲通信觀測潛標、主/次接駁盒、水下工作站、自主式水下無人潛航器。（圖／翻攝自中華網）
文章指出，此次中國電科第23所曝光的水下陣列也是採用光纖技術，這是將光纖纏繞在易延展的塑料管上，當聲波使塑料管產生細微變形，就會導致光纖長度發生變化，使傳遞的光信號出現相位差。由於光纖可順便將光信號傳遞到遠處，不需要額外的電子裝置與信號，具有構造簡單與重量輕的優點，而美國最新的維吉尼亞級潛艇也是採用光纖聽音陣列技術作爲側視艦體聲納。
由此可見，水下聽音陣列完全靠頻率來分辨目標與背景噪音的不同，一旦出現新的潛艇，或者潛艇在大修後改變頻率，此時要如何「聽音辨艇」，將可借鏡美國的「音響監視陣列系統」（SOSUS）的構想。其結合反潛機速度快、航程遠特性，在SOSUS一標定出可疑接觸方位後，可在短時間內前往附近海域投下聲納浮標，平時可以確認目標型號並記錄到聲紋數據庫，戰時就可對不明潛艇發動攻擊。
▼解放軍高新6型反潛機未來可能搭配水下聽音陣列組成反潛網。（圖／翻攝自大陸軍網）