水声学
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黑龙江省级精品课程
《水声学》
http://vod.hrbeu.edu.cn/ 水声工程学院声学教研室
第一章 绪论 第一讲 水声学概述
• 课程简介 • 水声学的基本内涵 • 水声学的发展简史 • 水声学的主要研究内容 • 水声的主要应用 • 本课程的主要内容
课程Βιβλιοθήκη Baidu介
• 水声学原理是本专业主要特色课程之一 • 教学科研紧密结合是本课程重要的特色
• 声波的衰减 1分贝/公里，10kHz 频率， （声波的衰减与频率的平方成正比），利用 海洋中的波导效应，声波可以传播的更远。
• 电磁波的衰减 4500分贝/公里（每米能量 衰减百分之九十），所以海洋中是漆黑的， 即使蓝绿激光，能穿透的距离也只有百米量 级，并且是水质清澈条件下。
• 水声学是围绕水声技术、水声对抗技术和水声 工程的基本需求来开展科学研究的
• 战争的演变，由陆到海，由海到陆，现在是以海为 主。航母，巡航弹，精确制导武器等应用改变了战 争的模式。海上军事力量成为军力的主要标志。
• 海上力量的战斗力的基础是生存能力，海上作战的 最有效的武器，经过两次世界大战证明，一是潜艇， 二是鱼雷。尤其是现在的配备了核打击力量的安静 型核动力潜艇、安静型潜艇配备智能鱼雷，成为水 面舰艇和地面目标的最主要的威胁。
• 隐蔽性是主要的 • 已经有很多进展
• 水下的探测、定位、导航和通信如何实 现？
• 如何在水下获取信息？
• 陆地上的信息获取：
•光 •声 • 无线电
• 电磁波是最有效的信息载体
• 探测——雷达 • 导航与定位——GPS • 通信——有线、无线、卫星通信
水下的探测、定位与导航、通 信
• 声波是唯一能在海洋中远距离传输信息 的信息载体
• 拥有常规潜艇数量最多的国家在我们亚洲（朝 鲜拥有60艘）
➢ 二战期间，潜艇共击沉作战舰艇381艘，其中 战列舰3艘，航空母舰17艘，巡洋舰32艘，驱 逐舰122艘，还有其它作战舰艇207艘，击沉 各种运输船5000余艘
➢ 二战中各种舰艇共击沉航空母舰38艘，仅潜艇 就击沉17艘
➢ 被潜艇击沉的潜艇80艘
• 水声技术
• 利用声波作为信息载体来实现水下探测、定位、导航和通 信的原理与方法
• 水声对抗技术
➢ 在第二次世界大战中，德国“U-47”号潜艇于 1939年10月潜入英国位于苏格兰北部的海军 基地，在港内击沉了英国的排水量达33000多 吨的大型战列舰“皇家橡树”号，创造了军事 史上的奇迹
• 美国是
美国 世界上
潜艇技 术领先、 数量最 多的国 家，共 拥有潜 艇70余 艘，全 部为核 动力潜 艇，其 中，战 略导弹 核潜艇 近20艘、 攻击型 核潜艇 50余艘
▪ 潜艇依然是海战的重要作战平台
• 世界上的潜艇按动力可区分为：常规潜艇和核 潜艇；按作战任务可区分为：战略导弹潜艇和 攻击型潜艇
• 世界上拥有核潜艇的国家有5个，拥有各型核 潜艇150余艘，其中，战略导弹核潜艇近50艘， 攻击型核潜艇100余艘
• 还有近40个国家拥有不同类型的常规潜艇300 余艘。
• 潜艇、鱼雷、水雷、蛙人等
• 水下战的主要内容
• 潜艇战与反潜战 • 鱼雷攻击与防护 • 水雷战与反水雷
• 水下作战保障
• 先敌发现 • 精确定位 • 隐蔽导航与通信
• 先敌发现
• 隐身能力，有效地隐蔽自己而不被敌人发现 • 探测能力
• 精确定位
• 定自己的位置 • 定敌人的位置
• 隐蔽导航与通信
导弹最多的战略
导弹核潜艇，水
下排水量 18750吨，下 潜深度400米， 水下航速25节， 每艘有24 个导 弹发射筒
鱼雷和水雷
• 是目前水下作战的主要兵器
• 鱼雷多种多样
• 制导方式 • 投放方式 • 爆炸方式 • 超高速
• 水雷多种多样
• 引爆引信 • 布放方式 • 主动攻击水雷 • 水鱼雷
• 水下作战的主要手段
中国
• 中国的 潜艇： 091型 “汉” 级攻击 核潜艇、 092型 “夏” 级弹道 导弹核 潜艇、 039型 “宋” 级潜艇
中国 092型“夏” 级弹道导弹核潜艇
美国俄亥俄级核动力导弹潜艇
• ，“俄亥俄”级 战略导弹核潜艇
是美国“三维一
体”战略核力量
的中坚，该级艇
是美国至今建造
的吨位最大、性
能最先进、携带
美国最新核动力攻击潜艇-海狼号
俄罗斯
俄罗斯D级弹道导弹核潜艇
• 俄罗斯的弹道 导弹核潜艇共 发展了四代， 分别为“台风” 级、DI、DII、 DIV级，目前 在役的有17 艘，“台风” 级弹道导弹核 潜艇是世界上 排水量最大的 核潜艇，其水 下排水量 26500吨， 水下航速26 节，可携带 16－20枚 SS-N-23或 SS-N-20型 弹道核导弹， 每枚可携载 10个分弹头， 射程可达 9000－ 10000公里
英国 • 英国是世 界上第三 个拥有核 武器的国 家，英国 的核力量 全部为海 基，目前 拥有战略 导弹核潜 艇4艘，每 艘可携带 16枚“三 叉戟”弹 道核导弹， 每枚可携 载14枚分 弹头，射 程达 12000公
英国最新战略核潜艇-警戒号
法国
法国海基核力量中坚-凯旋号核潜艇
• 法国海军的 战略导弹核 潜艇有三代， 第一代“无 畏”级、第 二代“不屈” 级、第三代 “胜利”级。 目前在役的 有5艘，其中 “胜利”级 水下排水量 14335吨、 水下航速25 节、下潜深 度300米， 可携带16枚 M45型战略 核导弹，射 程5300公里
之一 • 本课程学习中应当注意的有关问题
（2005年摄）青岛海边
历史故事
• 泰坦尼克号
历史故事
大西洋潜艇战役片断
大西洋潜艇战役片断
大西洋潜艇战役片断
大西洋潜艇战役片断
一、 水声学的基本内涵
• 海洋是人类生命的摇篮
• 生命的源泉，生命的起源，科学探索，深海生命现象
• 海洋是人类赖以生存的宝库
• 海洋资源之多少？几乎人类生存所需要的一切资源，食品、 能源、矿物、金属、石油、天然气…..
• 探测？勘探方法？开采？
• 海洋是人类生存和发展的主要空间
• 海洋环境的恶化加剧，海洋灾害频繁 • 海洋环境监测？
• 如何认识海洋？海洋的勘探、调查、监 测手段是什么？
• 海洋也是世界军事争斗的主要战场
《水声学》
http://vod.hrbeu.edu.cn/ 水声工程学院声学教研室
第一章 绪论 第一讲 水声学概述
• 课程简介 • 水声学的基本内涵 • 水声学的发展简史 • 水声学的主要研究内容 • 水声的主要应用 • 本课程的主要内容
课程Βιβλιοθήκη Baidu介
• 水声学原理是本专业主要特色课程之一 • 教学科研紧密结合是本课程重要的特色
• 声波的衰减 1分贝/公里，10kHz 频率， （声波的衰减与频率的平方成正比），利用 海洋中的波导效应，声波可以传播的更远。
• 电磁波的衰减 4500分贝/公里（每米能量 衰减百分之九十），所以海洋中是漆黑的， 即使蓝绿激光，能穿透的距离也只有百米量 级，并且是水质清澈条件下。
• 水声学是围绕水声技术、水声对抗技术和水声 工程的基本需求来开展科学研究的
• 战争的演变，由陆到海，由海到陆，现在是以海为 主。航母，巡航弹，精确制导武器等应用改变了战 争的模式。海上军事力量成为军力的主要标志。
• 海上力量的战斗力的基础是生存能力，海上作战的 最有效的武器，经过两次世界大战证明，一是潜艇， 二是鱼雷。尤其是现在的配备了核打击力量的安静 型核动力潜艇、安静型潜艇配备智能鱼雷，成为水 面舰艇和地面目标的最主要的威胁。
• 隐蔽性是主要的 • 已经有很多进展
• 水下的探测、定位、导航和通信如何实 现？
• 如何在水下获取信息？
• 陆地上的信息获取：
•光 •声 • 无线电
• 电磁波是最有效的信息载体
• 探测——雷达 • 导航与定位——GPS • 通信——有线、无线、卫星通信
水下的探测、定位与导航、通 信
• 声波是唯一能在海洋中远距离传输信息 的信息载体
• 拥有常规潜艇数量最多的国家在我们亚洲（朝 鲜拥有60艘）
➢ 二战期间，潜艇共击沉作战舰艇381艘，其中 战列舰3艘，航空母舰17艘，巡洋舰32艘，驱 逐舰122艘，还有其它作战舰艇207艘，击沉 各种运输船5000余艘
➢ 二战中各种舰艇共击沉航空母舰38艘，仅潜艇 就击沉17艘
➢ 被潜艇击沉的潜艇80艘
• 水声技术
• 利用声波作为信息载体来实现水下探测、定位、导航和通 信的原理与方法
• 水声对抗技术
➢ 在第二次世界大战中，德国“U-47”号潜艇于 1939年10月潜入英国位于苏格兰北部的海军 基地，在港内击沉了英国的排水量达33000多 吨的大型战列舰“皇家橡树”号，创造了军事 史上的奇迹
• 美国是
美国 世界上
潜艇技 术领先、 数量最 多的国 家，共 拥有潜 艇70余 艘，全 部为核 动力潜 艇，其 中，战 略导弹 核潜艇 近20艘、 攻击型 核潜艇 50余艘
▪ 潜艇依然是海战的重要作战平台
• 世界上的潜艇按动力可区分为：常规潜艇和核 潜艇；按作战任务可区分为：战略导弹潜艇和 攻击型潜艇
• 世界上拥有核潜艇的国家有5个，拥有各型核 潜艇150余艘，其中，战略导弹核潜艇近50艘， 攻击型核潜艇100余艘
• 还有近40个国家拥有不同类型的常规潜艇300 余艘。
• 潜艇、鱼雷、水雷、蛙人等
• 水下战的主要内容
• 潜艇战与反潜战 • 鱼雷攻击与防护 • 水雷战与反水雷
• 水下作战保障
• 先敌发现 • 精确定位 • 隐蔽导航与通信
• 先敌发现
• 隐身能力，有效地隐蔽自己而不被敌人发现 • 探测能力
• 精确定位
• 定自己的位置 • 定敌人的位置
• 隐蔽导航与通信
导弹最多的战略
导弹核潜艇，水
下排水量 18750吨，下 潜深度400米， 水下航速25节， 每艘有24 个导 弹发射筒
鱼雷和水雷
• 是目前水下作战的主要兵器
• 鱼雷多种多样
• 制导方式 • 投放方式 • 爆炸方式 • 超高速
• 水雷多种多样
• 引爆引信 • 布放方式 • 主动攻击水雷 • 水鱼雷
• 水下作战的主要手段
中国
• 中国的 潜艇： 091型 “汉” 级攻击 核潜艇、 092型 “夏” 级弹道 导弹核 潜艇、 039型 “宋” 级潜艇
中国 092型“夏” 级弹道导弹核潜艇
美国俄亥俄级核动力导弹潜艇
• ，“俄亥俄”级 战略导弹核潜艇
是美国“三维一
体”战略核力量
的中坚，该级艇
是美国至今建造
的吨位最大、性
能最先进、携带
美国最新核动力攻击潜艇-海狼号
俄罗斯
俄罗斯D级弹道导弹核潜艇
• 俄罗斯的弹道 导弹核潜艇共 发展了四代， 分别为“台风” 级、DI、DII、 DIV级，目前 在役的有17 艘，“台风” 级弹道导弹核 潜艇是世界上 排水量最大的 核潜艇，其水 下排水量 26500吨， 水下航速26 节，可携带 16－20枚 SS-N-23或 SS-N-20型 弹道核导弹， 每枚可携载 10个分弹头， 射程可达 9000－ 10000公里
英国 • 英国是世 界上第三 个拥有核 武器的国 家，英国 的核力量 全部为海 基，目前 拥有战略 导弹核潜 艇4艘，每 艘可携带 16枚“三 叉戟”弹 道核导弹， 每枚可携 载14枚分 弹头，射 程达 12000公
英国最新战略核潜艇-警戒号
法国
法国海基核力量中坚-凯旋号核潜艇
• 法国海军的 战略导弹核 潜艇有三代， 第一代“无 畏”级、第 二代“不屈” 级、第三代 “胜利”级。 目前在役的 有5艘，其中 “胜利”级 水下排水量 14335吨、 水下航速25 节、下潜深 度300米， 可携带16枚 M45型战略 核导弹，射 程5300公里
之一 • 本课程学习中应当注意的有关问题
（2005年摄）青岛海边
历史故事
• 泰坦尼克号
历史故事
大西洋潜艇战役片断
大西洋潜艇战役片断
大西洋潜艇战役片断
大西洋潜艇战役片断
一、 水声学的基本内涵
• 海洋是人类生命的摇篮
• 生命的源泉，生命的起源，科学探索，深海生命现象
• 海洋是人类赖以生存的宝库
• 海洋资源之多少？几乎人类生存所需要的一切资源，食品、 能源、矿物、金属、石油、天然气…..
• 探测？勘探方法？开采？
• 海洋是人类生存和发展的主要空间
• 海洋环境的恶化加剧，海洋灾害频繁 • 海洋环境监测？
• 如何认识海洋？海洋的勘探、调查、监 测手段是什么？
• 海洋也是世界军事争斗的主要战场