中图分类号：E917：TJ67 文献标志码：A DOI：10.3969/j.issn.1673-3819.2025.05.003

Abstract：Inthis paper，theuseof airborne sonarunderdepsea conditionsis studied.Thesonardetectiondistance model isestablishedbyusing thesonarequation.Basedontheanalysisof thestructureandvariationcharacteristicsofthedep-sea soundvelocityprofile，theunderwatersoundfielddistributionunderdiferentdeep-seasoundvelocityprofilestructuresand diferentsonardetectiondepthsissimulatedbyusing therayacousticmodel.Thesubmarine'sactivitylawisanalyzed，and therelationshipbetweenthesonarworkingdepthandtheaveragedetectiondistanceisobtained.Theresultsshowthatunder deepseaconditions，theincreaseof theworkingdepthoftheairbornesonarisbeneficialtothedetectionofunknowndepth targets.The research results have guiding significancefor guiding theuse of aerial sonar in deep sea conditions.

KeyWords：deep sea sound velocity profile；airborne sonar；detection distance；working depth

航空反潜具备速度快、机动性强、搜索范围大、搜索效率高等突出优势[1]，是当前各海军强国的首选反潜兵力，也是反潜体系联动的关键节点。航空声呐是航空反潜最重要的搜潜装备，包括航空吊放声呐和主/被动声呐浮标，其中航空吊放声呐可以连续变深，声呐浮标可以设定工作深度档位，以美国定向声呐浮标为例，其深度档位为27-61-122-305米，部分国家的声呐浮标还具备工作变深能力[2-3]。航空声呐对水下目标的探测范围受到海洋环境影响，工作深度不同，对目标的探测效能不同。文献[4-7]基于潜艇运动规律模型、不同声速剖面下的声学特性，分析了浅海条件下的声呐浮标最佳工作深度。文献［8-10]研究了深海环境下，声速剖面对声呐探测距离的影响。本文结合潜艇活动规律，研究深海声速剖面表层变化情况对航空声呐使用影响，得到航空声呐在深海条件下的最佳工作深度。

1航空声呐探测模型

1.1水声传播模型

波动方程是声波传播的基本物理规律，在不同的假设和近似情况下，发展出了射线、简正波、多途扩展、快速场、抛物方程等不同水声传播模型[1]，其中，射线模型适用于高频情况，将声波看成声线在海洋中传播，能够有效和直观解决海洋中的声传播问题，其基本计算方法如下：

波动方程基本形式为

式中， p 为声压， c 为声速。将公式（1）变换到频域，得到亥姆霍兹方程

其解的一般形式为

将式（3）代入式（1），可以得到程函方程和强度方程，分别为