它能配置多种摄像机和传感器,如数码摄像机、微光电视摄像机、彩色电视摄像机、热像仪、人眼安全型激光测距仪等,供潜艇指挥员根据实战需要选用;还能把视频信号实时提供给作战系统监视器,实现同步观察。
潜望镜系统的串行接口可供不同的作战系统控制台实现遥控操作。该潜望镜系统在昼光和夜间条件下部有相当好的观察效果,能有效监视海面和海空、收集导航数据、搜索和识别各种海上目标,观察到的图像可以录像供回放。
美国海军开发的全景潜望镜也值得关注。它是全景潜望镜技术在现代技术条件下的重新应用,技术的前景还在验证中。
此外,国外对潜望镜的模块化设计相当重视而且已广泛采用。无需改动潜望镜的基本结构和功能,就可以方便地根据需要替换陈旧的传感器,提升潜望镜的性能。
现代光电潜望镜技术已经相当成熟,不可能再有很大提高。
传统的穿透式潜望镜的固有弊端已十分明显:最主要的缺陷是潜望镜必须穿透潜艇壳体,镜管直径越大对潜艇耐压性的影响就越大;
其二,潜望镜目镜头的转动直径一般为0. 6米,在原本有限的艇内占据较太空间,对潜艇指挥舱的布置十分不利,其三,潜望镜只适合一人操作观察,无法实现多人同时观察,不利于作战信息资源的共享。
尽管存在上进缺陷,但光电潜望镜在现在和将来依然是各国海军潜艇最普遍使用的成像观察装置。
光电桅杆系统
1976年,美国科尔摩根公司正式提出最初的光电桅杆原理供海军评审。80年代,非穿透光电桅杆的开发计划正式启动。
如今,光电桅杆已从概念、原理样机发展成为工程型号。美、英、法三国海军在新型核动力潜艇上淘汰了传统的穿透武潜望镜,都将配备光电桅杆。
选标志着潜艇光电桅杆技术已经达到相当成熟和可靠的水平。光电桅杆和常规潜望镜的最大差别在于,光电桅杆是“非穿透桅杆”。
它由光电桅杆观察头、非穿透桅杆和艇内操控台三部分组成。美国“弗吉尼亚”级潜艇上的光电桅杆系统是AN/BVS-1成像系统,它除了现有潜望镜系统的功能外,还能提供电子情报收集、监视和目标打击等功能。
光电桅杆与传统的穿透式潜望镜相比有诸多优点:如光电桅杆不穿透耐压艇壳,直接布置在指挥舱的合适位置,不但提高了潜艇耐压强度,也方便了指挥舱的布置;
光电桅杆的观察头部装有多种光电探测传感器、电子战和通讯天线等装置;艇外情况可通过电视和红外摄像机摄取,然后传输到艇内,显示在操控台监视器及大屏幕上。
光电桅杆正在逐步取代穿透式潜望镜,成为潜艇作战信息系统的重要组成部分。
但由于技术复杂、价格昂贵等原因,只有少数潜艇使用了一根光电桅杆,例如俄罗斯“德尔塔Ⅲ”和“德尔塔Ⅳ”级导弹核潜艇装备有一根“砖雨”光电桅杆。
只有美国“弗吉尼亚”级攻击核潜艇使用了两根光电桅杆。虽然英国“机敏”级和法国“胜利”级攻击核潜艇也装备有两根光电桅杆,但它们尚未下水,服役仍需时日。
较为普遍的是用一根光电桅杆和一根潜望镜配合使用,如美、英、德、法、俄、日、埃及等国的部分潜艇。
潜艇通气管技术是德国在二次世界大战时发明的。60年代开始研究在通气管状态下如何使用潜望观察装置,使通气管能够一管多用。
当时的首选方案是在通气管上加装潜望镜,如德国蔡司公司NavS潜望镜就可以加装在潜艇通气管上。近几年对潜艇通气管上加装观察通讯装置更为关注。
在德国IKL公司2004年9月申请的美国专利“潜艇的通气管装置”中,详细叙述了如何在通气管上配置潜望镜、雷达及通讯天线,主要涉及电子成像技术和雷达预警技术。
通气管摄像机监视系统把潜艇光电桅杆技术应用到了通气管装置上,使潜艇在通气管状态下工作的同时,又能保持警戒观察、通讯和雷达预警,提高了潜艇的隐蔽性。
从技术层面看,如果已经掌握了光电桅杆技术,那么在通气管上实现它的技术难度不会很大。该技术已引起了潜艇界人士的重视。
这是电视摄像机系统在潜艇上的特殊应用。主要用于对己艇的外部环境和各种发射状况进行检查和监视,也可为潜艇在冰层下活动提供光学导航。
电视摄像机系统在潜艇壳体上的应用至少有30年的历史,具体应用多见于英国,俄罗斯及北欧等国海军潜艇。英国潜艇围壳上配置的水下电视摄像机系统,是专为潜艇在冰层或水下活动的需要而研制的。
它可以提供安全的水下导航,是潜艇上浮时的重要辅助装置。一般就导航系统而言。
在潜艇围壳上应配置两台水下电视摄像机,一台置于向上观察的位置,另一台置于前视位置并与水平方向成40度角。
这种布置方式十分有利于潜艇在上浮或前进机动时获得最好质量的图像。
英国酉姆拉德公司的OE-0285型摄像机已装备英国的潜艇。它是一种增强的硅靶摄像机,它能在有云的星光条件下依靠微弱光线观察各种目标。
当潜艇在北冰洋地区活动时,OE-0285摄像机是潜艇通过冰层上浮时的重要辅助设备。
这是美国海军正在研究的潜艇水下摄像机系统。虽然称之为“虚拟”潜望镜,但与计算机技术领域的“虚拟现实”截然不同,也不同于围壳上的摄像机系统。
虚拟潜望镜就是一种完全从水下潜没的潜艇平台上透过水面进行观察的光学传感器,包括潜艇水下摄像机、处理器和图像显示器。
所谓“虚拟”,是指图像显示器能把摄像机看到的海面上部半球形视场内的不完整图像重现为一幅完整的图像。
虚拟潜望镜与潜艇传感器系统构成一体,可减少潜艇指挥员使用常规潜望镜的次数,提高潜艇的隐身性。