张焕胜：定向强声驱散器发展研究
今日荐文的作者为电视电声研究所专家张焕胜，王磊和中国白城兵器试验中心专家马振富。本篇节选自论文《定向强声驱散器发展研究》，发表于《中国电子科学研究院学报》第11卷第1期。下面和小编一起开始学习吧~
定向强声驱散器 利用高声压级换能器布阵实现高强度声波的远距离定向传播，通过高强度噪声刺激人的听觉器官和中枢神经，使目标失能或逃离，达到拒止驱散人群，同时不产生永久伤害的目的，定向强声驱散器还可对人群进行远距离广播、宣传、示警。
定向强声驱散器作为一种典型的非致命性武器，不受国际公约的限制，不引起不良国际政治影响，广泛应用于反恐维稳，如处置非法集会、骚乱、暴乱等群体性事件，解救人质等; 区域警戒，如使馆、哨所、监狱等重要军政目标的防护; 海上执法，如反海盗、海上巡护航、护渔、反入侵、反偷渔/侵渔等; 边境防护，如反偷渡、缉毒、缉私; 机场驱鸟等，对维护国家安全，保护人民群众的生命财产安全具有重要意义。
定向强声驱散器作为一种非致命新概念武器，备受各国关注，上世纪90年代，美国陆军装备研究中心开始致力于定向强声驱散器的研究，俄罗斯、欧盟也相继开展了相关技术的研究。
图为定向强声驱散器用于伊拉克巡逻护航
图为亚丁湾护航舰艇反海盗
针对定向强声驱散器的研制，美国、德国、俄罗斯等国家开展了强声生物损伤效应研究，研究了低频声、中频声和高频声对神经系统、血管系统、听力系统和器官系统的影响。1996 年美国科学应用研究中心报道110～130dB次声可引起恶心、140～150dB的次声可引起组织损伤、90～120dB低频声可引起高度烦恼，170dB次声可引起死亡。此外，国外有学者，从心理损伤角度出发，对低频声的烦扰度进行了研究，并给出了低频声烦扰度曲线。
国内，中国电子科技集团公司第三研究所、中科院声学所、国防科技大学等多家单位都开展了定向强声驱散器相关技术的研究，研究了强声生物学损伤效应研究，明确了强声损伤机理，确定了定向强声驱散器的关键技术参数，电视电声研究所研制出了固定式、车/船载多种型号的定向强声驱散器，产品技术指标与国外产品相当，已广泛应用于公安、武警、海关、海警等单位。
图为车载式定向强声驱散器
尽管国内开展了强声生物学损伤效应研究，也研制出了定向强声驱散器，但国内在强声生物学损伤效应、高声压级换能器研制等多个方面的研究还不系统，不全面。强声生物学损伤效应的研究对频率、强度、持续时间的覆盖还不全，没有建立效能评估模型，没有开展心理损伤的研究；高声压级换能器在效率、最大声压级、体积、重量等方面与国外产品还有差距。
定向强声驱散器对人员不产生永久性损伤的前提是声音强度、暴露时间等不超过生理能承受的极限。需要通过强声生物学损伤效应研究，获得生物体致伤的阈值，即要保证对目标的拒止驱散效果，又要保证不引起永久性伤害。
图为强声生学学损伤效应试验方法
定向强声驱散器的实际使用效能取决于声信号参数（声强、持续时间和信号特征等）、传播特性参数（距离、风、温、压、湿等）和强声生物学损伤效应（心理声学参数、人体生理损伤特性）等。建立强声的作用效能评估模型，综合评估不同强度、不同频率、不同持续时间、不同信号形式强声的作用效能，保证安全有效，指导作战使用，避免引起伤害。
图为定向强声驱散器效能评估
目前，国内外的定向强声驱散器大都工作在中频段，驱散和广播作用距离和效果有限，不能满足反恐维稳和心理战的需要，例如反恐中，希望声波武器能瞬间阻止暴徒，而不是干扰驱散，而且作战效果极易受风、温、湿、压等环境的影响。低频大功率强声可较大幅度的提高作用距离和作用效果，但研制难度较大，国内外研制的样机距离实战还有距离。
图为以色列研制的低频强声驱散器
加强声波生理效应、心理效应、阈下知觉的研究，深入研究强声的作用机理，找到作用效果更好的声信号，提高心理损伤效果，降低生理损伤，以更低的声压级即可产生更高的拒止驱散、广播欺骗效果，从而提高强声驱散器的作用距离和作用效果。
随着小型无人机和单兵作战的发展需要，要求定向强声驱散器小体积、轻重量、低功耗、高强度，以适合无人机载和单兵作战需要。目前，美国已有单兵和无人机载的定向强声驱散器，用于干扰驱散和语音广播。
图为 ATC公司无人机载定向强声驱散器
美国海军潜水手册中指出高能低频声纳会对蛙人造成伤害。在一定强度下低频声纳是一个非致命的武器。它可以使蛙人的内耳受到损伤，使其眩晕丧失判断力，并迫使其上浮到水面。德州大学应用研究实验室对不同频段和不同强度声音对人体的生物效应进行了研究。
美国史蒂文斯理工学院Davidson实验室使用时间反转镜聚焦技术研制了一套蛙人探测和非致命强声打击系统，应对水面和水下入侵蛙人，可以在不对海洋生物造成伤害的条件下，对入侵蛙人实施非致命打击。
图为 avidson实验室的蛙人探测与非致命打击系统
本文发表于《中国电子科学研究院学报》第11卷第1期，版权归学报所有，阅读全文请联系我们。
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