中國測試25公尺巨型空中電磁感測系統 可望偵測深海核潛艦

中國測試25公尺巨型空中電磁感測系統 可望偵測深海核潛艦

中國已成功測試一套大型空中電磁偵測系統，該系統可能具備定位深藏於海面下的核動力潛艦的能力。

這項名為「空中瞬變電磁」（Airborne Transient Electromagnetic, ATEM）的偵測技術，據報由一架直升機拖曳巨型線圈陣列所組成。線圈可向地面或水中發射強大的電磁訊號。

該系統主要設計用於民用地質探測，包括礦產勘探、地下水源調查及地質測繪。然而，過去的研究顯示，同樣的技術路線在軍事領域也具有極高的應用潛力。

七分鐘試飛驗證穩定性

由北京航空航天大學副教授暨中國科學院地質與地球物理研究所博士傅敬成（Fu Jingcheng）所領導的研究團隊，執行了一次七分鐘的直升機測試飛行。試驗期間，機載感測器確認線圈陣列能維持精確偵測所需的近水平穩定性。

全新偵測工具的核心結構

據《南華早報》（SCMP）報導，該偵測系統是一個巨型結構，由三組大型十二邊形線圈組成，每組線圈直徑約82英尺（25公尺），分別擔任發射器、補償單元與接收器三種角色。

這些線圈透過纜繩網路懸掛在直升機下方。系統運作時，會透過發射線圈釋放強大的電流脈衝，產生短暫的電磁場。

脈衝結束後，地表或水面下的導電物質會產生二次電磁訊號，再由接收線圈捕獲。科學家透過分析這些訊號的衰減方式，即可辨識埋藏或沉沒的物體，並估算其深度與材質組成。

飛行穩定性是最大挑戰

然而，在飛行過程中維持穩定性是空中電磁系統面臨的最大限制之一。大型懸掛式線圈陣列會因風力、直升機旋翼氣流及飛機動作而產生傾斜與擺盪。這些運動都會影響所蒐集數據的準確度。即使是中等程度的直升機加速，也會導致這座巨型結構傾斜超過20度。

克服技術瓶頸

為解決上述問題，傅敬成與其團隊開發了一套電腦模型，計算系統中各纜繩的最佳長度與張力，進而找出能在測量期間保持線圈水平的飛行組態。

此外，研究人員還在主發射線圈的後方安裝了一片柔性氣動力薄膜，作為被動穩定裝置。這片薄膜可透過產生恢復力來抑制劇烈震盪。

七分鐘的試飛證實了該設計在精確量測所需的近水平姿態方面的維持能力。試驗同時顯示，急加速與急轉彎會導致懸掛負載劇烈擺盪，對纜繩造成極大的應力。

研究人員指出，該偵測系統在低速平穩飛行時表現最佳。飛行員應在轉彎前先降低速度，緩慢進行轉彎，待轉彎完成後再加速。

早期研究曾驗證反潛可行性

早在2012年，長安大學與山東大學的研究人員就曾提出將ATEM系統與合成孔徑成像技術結合，用於偵測水下潛艦。據報導，模擬實驗成功辨識出浸沒在鹽水中的縮尺潛艦模型。

本次研究論文已於4月25日發表在《航空學報》（Acta Aeronautica et Astronautica Sinica）期刊上。

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