潜艇声呐究竟有多厉害?二战美日真实事件告诉你!

52赫兹实验室  52赫兹实验室     2021-11-21      0

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​​二战声呐故事

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。


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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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?


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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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。


那么问题来了:


声呐 这玩意竟然这么厉害的嘛?


它到底是如何工作的?



潜艇声呐介绍

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。


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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。


按工作模式它主要分为主动声呐和被动声呐。


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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。


这个原理就像蝙蝠和海豚捕猎时使用的回声定位一样。


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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呐的。


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。


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。



潜艇声呐位置

既然声呐这么重要,那么一般放在潜艇什么位置呢?


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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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。


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。


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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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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。


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。


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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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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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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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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。


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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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。


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。



感悟

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。


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。


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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。


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。


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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。


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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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。


中国在声呐领域的探索,是非常艰苦的。


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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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。


在这里致敬默默无闻的科学工作者们!






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