海洋科技季刊
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『海洋技術在軍事上應用第三輯-海洋環境與反潛作戰』專輯
目  錄 封面
「海洋技術在軍事上應用第三輯-海洋環境與反潛作戰」專輯序言
訪國科會國防科技學術合作協調小組執行祕書萬其超教授- 談國科會對於國防科技研發的政策
台灣周邊海洋環境對聲波傳播之影響
台灣周邊海域水文及洋流特徵
台灣周邊海域環境噪音之特徵
快速量測海床沉積物聲學與物理性質之新利器
南海海域海洋環境與聲納偵測距離特性分析
海洋環境變化對於反潛戰術之影響
AST-Sonar及A.U.D.I.水聲系統於聲納訓練及水聲發展之應用
海洋及水下科技季刊九十三年度第十四卷第四期 封面

「 海洋技術在軍事上應用第三輯-海洋環境與反潛作戰」專輯序言
(第十四卷第四期-序言)
摘要

  民國九十年四月廿四日,美國總統布希宣布售我八艘傳統柴電潛艦、十二架長程定翼反潛機等武器。民國九十三年下半年度,行政院正式向立法院提出「愛國者三型防空飛彈、長程定翼反潛機及柴電潛艦」三項重大軍是採購案,預算需求高達新台幣六千一百零八億元。此三項軍購案引起國人高度的重視,其中又以軍售金額與潛艦國造等二項議題引發各種不同的看法與討論,本期刊亦曾分別於九十二年三月號、九十三年四月號等就『潛艦國造』議題,刊載了數篇專題論文,進行研討。然而,若撇開預算與潛艦國造等政治議題,專就軍購案的實質採購內容,不難發現水下作戰議題,乃是此次軍購案的主題。

  在第二次世界大戰中,已經證明了空中武力完全可以殲滅海面艦艇的宿命,即使像配備有強大火力的日軍大和艦,亦難逃軍機攻擊,永沉大海的命運。因此,現代化海軍的發展可分為兩種,一是發展具有絕對空優的航空母艦戰鬥群,一是發展具有高度隱密性的水下攻擊載具。於是,國軍在完成二代戰機與戰艦的建軍後,水下作戰能力的提升儼然成為我國下一波的主要建軍思想。再者,我國的高經濟發展是有賴於通行無阻的海上運輸,因而與水下作戰議題息息相關的海軍護航作戰與反封鎖能力提升,更是刻不容緩!。然而,花大錢購買船堅炮利的武器,是否就代表了戰力的提升?所謂戰力乃是武器火力乘上倍力因素。今日,我們不只要採購新穎的武器,更要促使倍力因素達最大值,方能發揮最大的戰力。倘若倍力因素為零,則再好的武器亦發揮不了效用。而對於水下之反潛作戰(Anti-Submarine Warfare, ASW),由於偵潛裝備的效能受海洋環境影響至鉅,舉凡海底地形、地質、水文、海流等情資均須特別詳盡與精確,方能有效發揮反潛戰力。因此,英國皇家海軍戰爭學院嘉德納教授在其反潛作戰一書中特別指出:「如果海軍軍官對海洋環境的物理特性不夠瞭解,將注定反潛作戰的失敗命運」。據此,本次專輯議題乃訂定為『海洋環境與反潛作戰』。

  在本專輯中,將刊登一篇專訪與七篇專文探討『海洋環境與反潛作戰』議題。在專訪部份,我們訪問了國科會國防科技學術合作協調小組執行秘書萬其超教授,請其暢談國科會對於國防科技研發的政策。在專文部份,則分別就『台灣周邊海洋環境對聲波傳播之影響』、『台灣周邊海域水文及洋流特徵』、『台灣周邊海域環境噪音之特徵』、『快速量測海床沉積物聲學與物理性質之新利器』、『南海海域海洋環境與聲納偵測距離特性分析』、『海洋環境變化對於反潛戰術之影響』、『AST-SonarA.U.D.I.水聲系統於聲納訓練及水聲發展之應用』等七個議題,探討海洋環境之水文、洋流、海底底質、環境噪音等變化對於艦船聲納以及搜索戰術之影響。相信透過本次專輯的拋磚引玉,能導引國人對於『海洋環境與反潛作戰』議題的認識,也期望能有更多志同道合之士加入此行列,共同為我國的水下防禦盡一份心力。


作者:王崇武/中國海事商業專科學校航海科 助理教授

   楊穎堅/海軍軍官學校海洋科學系 副教授


訪國科會國防科技學術合作協調小組執行祕書萬其超教授-談國科會對於國防科技研發的政策
(第十四卷第四期-專訪)
摘要

 在本期專輯『海洋技術在軍事上應用第三輯-海洋環境與反潛作戰』中,有數篇專文的研究成果是來自於國科會應用科技學術合作小組國防科技學術合作計畫的研究成果。然而,一般產、官、學、研各界人員對於『國科會應用科技學術合作小組』及『國防科技學術合作研究計畫』的認識均非常陌生。本專輯責任編輯王崇武、楊穎堅與台大工程科學及海洋工程學系陳琪芳教授三人於二○○五年一月廿一日共同前往國科畫,造訪應用科技學術合作小組執行秘書萬其超教授。本文將為各位讀者介紹此小組的成立宗旨、運作概況及國防科技研發的政策 。


作者:王崇武/中國海事商業專科學校航海科 助理教授

   楊穎堅/海軍軍官學校海洋科學系 副教授


台灣周邊海洋環境對聲波傳播之影響
(第十四卷第四期-海洋技術在軍事上應用)
摘要

  聲音是水中唯一能有效傳遞的能量形式,故聲納為探測水下目標的主要工具。在海洋中聲波之音傳損耗主要係受水文(決定聲波路徑)、底質(決定吸收多少聲能)及海底地形(決定反射之角度)的影響,而在接收已遞減之聲音訊號進行鑑別時,又必須考慮周圍環境噪音的影響。

台灣位於歐亞板塊與菲律賓板塊的碰撞交會處,海底地形變化複雜,而由赤道北上的黑潮,流經台灣東部海域,具高溫高鹽的特性,到了東北海域受到地形影響而轉向,並且形成部份渦流現象。黑潮的支流由台灣南端的巴士海峽進入台灣海峽,與北方南下低溫低鹽的中國沿岸流交會,這些特性迥異的水團加上不同類型的海底地形,形成台灣附近海域複雜的水文環境,對聲波之傳播形成不同之影響。以下就聲納偵測架構、台灣周邊海洋環境變化對聲納偵測之影響,分述如后。

 

關鍵詞:聲納、海洋變化、距離預估、聲納效能、聲納效能指數、音傳損耗、

    環境噪音


作者:王崇武/中國海事商業專科學校航海科 助理教授   


台灣周邊海域水文及洋流特徵
(第十四卷第四期-海洋技術在軍事上應用)
摘要

 在過去的年代中,想要獲得海洋水文或流況的方法,唯有使用測量儀器進行現場觀測一途。但是現場觀測由於受到儀器、技術與天候等等的限制,往往無法同時間對大範圍海域進行水文與海流的觀測。我們利用數個涵蓋不同區域以及具有不同水平解析度的數值模式,針對台灣周遭海域的水文與流況進行模擬研究。經過與現有的觀測資料驗證比較,成功地重建了台灣周遭海域的海流與水文環境。這樣的研究成果在我國反潛作戰使用或在其他軍事應用方面皆能提供正確的、有效的海洋戰場環境資訊。本文的主要目的是希望提供台灣周邊海域水文與流況的模式模擬結果以作為反潛等作戰的參考背景知識


作者:盧鴻復/國立臺灣師範大學地球科學系碩士班 研究生

   吳朝榮/國立臺灣師範大學地球科學系 助理教授


台灣周邊海域環境噪音之特徵
(第十四卷第四期-海洋技術在軍事上應用)
摘要

 海洋環境噪音會影響聲納的操作效能,因此,有效地預估噪音變化才能提高水下目標物的偵測機率。然而,在每個海域的環境噪音變化不一,需先有完整且持續的觀測,才能掌握變異趨勢。先後觀測過高雄港、南海、台灣西南及東北等海域的環境噪音,分析噪音變化的主要特徵,例如噪音受到風延遲之效應、噪音在時間序列的變化趨勢及噪音方向性分析等。影響噪音的因素很多,諸如風速大小、水中聲速受到海洋動態環境變化影響及船舶交通變化情形等,需有這些詳實資訊才能用來作為預估模式使用。另外,針對淺水環境研發設計出幾套聲學量測系統,系統設計理念為機動性高、可自動化地記錄,並可連續運作數小時至幾天,提供在特定海域作環境噪音觀測研究使用。


作者:湛翔智/國立台灣大學工程科學及海洋工程學所 博士候選人


快速量測海床沉積物聲學與物理性質之新利器
(第十四卷第四期-海洋技術在軍事上應用)
摘要

 本文介紹一套新式量測儀器-多重感應元岩心記錄器,能進行沉積物各項物理性質 (含水率、統體密度、粒徑分布等)、與聲學性質 (P波波速與P波衰減率等)之量測,由於具備非破壞方式、快速精確、高解析等優點,乃是探究海床底質聲學特性之新利器。本文內容著重於介紹其功能與量測原理,並整理國外應用實例,作為日後相關研究之參考。 

關鍵詞:多重感應元岩心記錄器、聲學性質、統體密度、P波速率


作者:羅建育/海軍軍官學校海洋科學系 助理教授兼系主任


南海海域海洋環境與聲納偵測距離特性分析  
(第十四卷第四期-海洋技術在軍事上應用)
摘要

 聲納偵測效能的計算與海底地形、水層溫度剖面與底質資料等海洋環境因素息息相關,尤其在淺水海域,由於在時間或空間上,海水水層之變化均相當劇烈,對於聲納偵測距離的掌握是一件困難的工作,本研究利用亞洲海域國際聲學實驗(Asian Seas International Acoustics Experiment, 簡稱ASIAEX)所獲之南海海洋環境資料;及傳播損失模式與聲納方程式,進行南海海域水下聲波音傳損失之估算,以瞭解南海海域之海洋環境與聲納偵測距離之變化特性,提昇聲納之運用效能。


作者:陳琪芳/ 國立台灣大學工程科學及海洋工程研究所 教授

   苑梅俊/ 國立台灣大學工程科學及海洋工程研究所 博士候選人

   張元櫻/國立台灣大學工程科學及海洋工程研究所 研究生


海洋環境變化對於反潛戰術之影響
(第十四卷第四期-海洋技術在軍事上應用)
摘要

 海洋環境變化最主要是影響聲納的偵測距離,這些偵測距離的變化影響了反潛搜索的能力及兵力部署與應用。我們以海軍作戰分析的觀點,探討海洋環境與反潛作戰的關係,透過反潛阻柵、反潛搜察法與反潛屏衛等範例,說明聲納偵測距離對反潛作戰的影響。


作者:梁克新/實踐大學資訊管理學系  


AST-Sonar及A.U.D.I水聲系統於聲納訓練及水聲發展之應用
(第十四卷第四期-海洋技術在軍事上應用)
摘要

 以水中聲學原理為各種特殊目的所設計之水下儀器可說是主/被動聲納方程式之應用,而若想增加對水中聲學之瞭解,最直接的方法也是從實際操作與觀察開始。因此,為能有效增進學習者對於聲納參數及聲納操作的瞭解,本所引進一套精緻的水聲發展與聲納訓練系統,作為教學與研發的基本平台。

 本文主要目的在於介紹以聲學原理設計的桌上型聲學訓練系統(Acoustic System Trainer–Sonar,簡稱AST-Sonar)以及聲學開發系統(Acoustic Underwater Development Instrument,簡稱A.U.D.I.),並探討其相關的應用。


作者:喻嘉福/中山大學海下技術研究所碩士班 研究生

   陳信瑜/中山大學海下技術研究所 碩士班 研究生

   朱崇銳/中山大學海下技術研究所國科會 專任研究助理

   劉金源/中山大學海下技術研究所 教授兼所長   

 

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