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二战声呐故事
+ S% x' \" D% j# x& M 1943年太平洋战争爆发后,美日两军在海上交锋时,日本在对马海峡布满水雷封锁线,企图阻挡美军的进攻。 1 A; u' I0 m" V7 x
由于当时美国海军潜艇不具备从水下隐蔽突破雷区的能力,说白了就像瞎子一样,两眼一抹黑到处乱撞,一不小心就撞到水雷,然后就损失了几艘。
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3 C( |( J* u3 }, E8 ^ 这让美军很头疼,于是就与国内的科研单位联系看看,有没有高人能找到一种必杀技可以安全地穿过水雷?
4 d$ A' Z# o) E o6 b4 U 1944年夏末,加州大学就弄出这么一种调频声呐,它可探测水下小型目标,并将水底突出的礁石、反潜网、鱼群、水雷区分开。
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" j: u0 W. ]6 |3 V. C# k( Z 这下,美军潜艇就像是长了眼睛一样,可以准确地穿过日军设下的水雷封锁线,然后突然出现在日本海域,向日本军舰发动攻击,这让日本海军大为震惊。
. I- p+ \: m' I5 Y9 @ 那么问题来了:
* ?& X9 a' @" V, P4 x 声呐 这玩意竟然这么厉害的嘛? 3 ~) P* \4 k* p+ d( p
它到底是如何工作的? ' W- r U5 s0 ?& N: G1 c
潜艇声呐介绍- R7 G* I; k/ x; f
潜艇在水下几百米的深海里,这里漆黑一片,它能够了解外界的唯一工具,就是使用声呐。 , R: N5 A& B9 K) G; ?
; n' i' ?2 n2 k8 d) X% X' y& ~, ` 简单来说,声呐就是利用水中声波对水下目标进行探测、定位和通信的电子设备,能够判断海洋中物体的存在、位置及类型,同时也用于水下信息的传输。 $ n" T% B* X& o7 u$ }+ N
按工作模式它主要分为主动声呐和被动声呐。
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; m( G0 l/ p9 Z0 R3 j 主动声呐很好理解,就是自身发出声波,如果在传播过程中碰到目标,声波就会发生反射,再由声呐的接收端通过接收反射波来辨识这是个什么目标。 , N- |. y0 D5 W7 L
这个原理就像蝙蝠和海豚捕猎时使用的回声定位一样。 ( t% h1 g) Q- H: ^
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但这种声呐有个弊端,就是发出的声波极易被发现,从而暴露位置,所以除非特殊情况,否则潜艇是不会用主动声纳的。 9 ~/ J1 |. @6 a# h* X9 y
而被动声呐则相反,这可以理解成就是一个听音器,它是被动的接收水中目标发出的各种辐射、噪音或声纳信号来获取参数信息,来确定目标性质和位置的。
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使用这种声呐,对于潜艇来说安全系数还是比较高的,可以很好的隐藏自身。
0 n2 C) I3 h: J& { 当然了,目前舰载声呐一般都同时具备主动和被动工作模式。 + {+ O7 V& B3 S# l$ [! Y
潜艇声呐位置! W# v+ p( \5 k; v" D \5 z6 p
既然声呐这么重要,那么一般放在潜艇什么位置呢? & i, _* u9 l, A8 c+ R/ e0 l4 U% ?' _
潜艇水下航行或发起攻击的整个过程都离不开声呐系统,它就相当于潜艇的眼睛和耳朵,所以为了更准确的探测,潜艇一般会安装多部声呐。
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4 H- k6 p' |+ t& ?0 a 艇首一般布置全舰最重要也是最大的声呐,是因为它可以远离舰艇尾部动力系统的机械噪音影响,围壳上有声呐,两侧也有,艇尾还有有拖曳声呐。 ( C" U* |& s8 c
艇首那个声呐常见主要有柱型和球形两种,通过外观大家就可以分辨。 # O3 C+ @4 W7 i8 l2 H$ p
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球形声呐的优势在于方向性能强,可以更好地控制探测方向和距离,不过由于体积大、能耗大,对于潜艇本身的空间和动力要求也都很高,这样也意味着技术含量高,造价昂贵。
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7 N+ o! r, v/ T9 @ 而柱型声呐在体积上要小一点,造价也比较低,虽然性能上要弱于球形声呐,但对于吨位较小的常规动力潜艇够用就行了。 # B" j0 q g) u
还有一种特殊的共形阵声呐,其能力也很强大,是目前最先进的声呐技术之一,它安装在潜艇的壳体表面,就安装方式而言,比球形和柱形更加方便。 F1 y5 I# w6 }4 n6 q
. Q: N$ e! W' \- y$ a 另外,潜艇的外观上其实也可以看到明显的声呐,一般分布于潜艇两侧的被动声呐,也就是“舷侧阵声呐”。
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, {& C- l3 Q8 J- G" B 虽然这种声呐理论上可以实现更多的探测角度,比如潜艇的两侧以及后方,但是由于声呐雷达角度的原因,探测能力会受到影响。
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- q9 W' @. k5 X. N; f. j 所以为了弥补这些问题,潜艇的尾部还会有拖曳声呐,跟前面几种声呐不一样,它其实就是一根非常长的柔性管,管中有大量水听器,整个长度可以达到数百米。
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& h0 H( D2 D T4 k$ B& q 由于可以远离舰艇本身的机械振动和螺旋桨噪音干扰,其探测能力非常远。
% }. Q9 D" \! q# G8 y7 u/ C; x8 v+ I/ P8 J 但是这种声呐吧,由于自身浮力小,一般需要潜艇拖在身后长时间航行使用,所以相对适合核潜艇。
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; y% b1 ~: g) i2 M u; u 所以你看,潜艇之所以要装这么多声呐,还是为了能更好更准确的进行探测。
: h" ~7 r; z% s0 v# h 当然了,潜艇除了声呐,还依靠多种系统相互补充,比如先进的电子海图系统、惯性导航系统、地磁场定位系统、重力场定位系统和海底地形/图像匹配系统等等。
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并通过智能化显示技术,及时发现碍航物、准确规避各类航行危险,确保水下航行的潜艇在既定航向、深度安全航行。 - Q' K/ `3 @, L* g
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人类在创造潜艇的时候,只是认为这种水下工具会很有用,却从未认真思考过潜艇在水下的侦查工作该如何解决。 ) | W; B+ `. h& {! Z9 n
一开始的时候,潜艇只不过在水面以下几米的地方活动,时不时会探出头来换气,利用潜望镜来观察水面上的一切。 1 W' s: z8 M: G9 D( X- c
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此时的潜艇还不算失去视觉,因为那么浅的海水还没有隔绝阳光。 4 k0 g4 u9 s% x+ j
但随着潜艇的下潜深度越来越深,解决侦查问题成为了潜艇必须要解决的事情。 * z$ d' k5 `2 C# |. Q
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尤其是在两次世界大战当中,除了战列舰航空母舰,海军舰船中最令人恐惧的无疑是潜艇。神出鬼没的潜艇经常在敌人最意想不到的时间和地点发动突然袭击,而且成功率非常高。
( |: M) h0 V$ d2 ^ 潜艇在海底中的战争,你可以理解就是一种隐形游戏,最关键的问题在于“是否善于保持自身的隐形状态”以及“是否善于发现他人”。
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6 A7 B6 B- F/ T! M$ T0 ]; U. Z ~ 潜艇的隐形能力主要取决于噪音大小,而善于发现别人嘛,这其中声呐起到了举足轻重的作用。
* U! @1 H# `' t6 D L* O$ D 中国在声呐领域的探索,是非常艰苦的。
4 T3 t+ j% m% A, c/ m$ @- m9 o3 B 70年代,091型核潜艇刚海试,就因为本艇噪音和海洋的双重干扰,在对抗中始终找不到对方的潜艇所在。
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% c0 P( L- ]" G v! t 但是我们的科学工作者们并没有被挫败,积极发展声呐技术,如今已经将此等大国重器牢牢掌握在自己手里。
2 a8 m. f4 W. G2 l6 C1 A, c 在这里致敬默默无闻的科学工作者们! ' l% v, J: b8 j% U i
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