大深度同振式矢量水听器耐压结构设计

王文龙，王 超，孙芹东，张小川

(1.海军潜艇学院，山东青岛 266199；2.海洋科学与技术国家实验室，山东青岛 266235)

0 引言

同振式矢量水听器是一种能够直接测量水下声场矢量信息的声学接收换能器，具有低频性能好、灵敏度高等特点，单个矢量水听器即可测定声源目标的方位；它还具有体积小、功耗低、抗各向同性噪声、可分辨多目标等优点，非常适合在水下滑翔机、智能浮标等小型水下无人平台上应用[1]。随着耐压技术的发展，各种水下无人平台的工作深度越来越大，如天津大学的“海燕-Ⅱ”型滑翔机已经能够连续进行1 500 m深度的剖面滑翔[2]，中船重工710所的“HM-2000”型智能剖面浮标能够在0～2 000 m深度自由浮沉，已被国际Argo计划接纳，并正式用于全球Argo实时海洋观测网中[3]。因此，当前矢量水听器耐压能力不足成了制约其在大深度水下无人平台上应用的主要因素。

在国外，美国和俄罗斯一直走在大深度矢量水听器研究和应用领域的前列。早在1988年，美国海军的研究小组在南太平洋5 500 m深处进行了矢量水听器的声学试验[4]。美军海军研究办公室于2006年使用铝合金外壳的矢量水听器在6 000 m 深度进行了可靠声路径测量[5]。1989年，俄罗斯在南中国海3 600 m深度进行了低频矢量水听器的应用试验[6]。

在国内，大深度矢量水听器的研究近十年才开始受到重视。杨松涛[7]于2010年探索了两种大深度矢量水听器的设计方案，一种是将一维柱形矢量水听器放入黄铜耐压壳体后注入硅油；另一种是采用环氧树脂和玻璃微珠复合材料灌封的内有充油腔的二维矢量水听器，压力试验显示两种方案均能承受1 000 m深度的水压。……