|
* X' Y. v- m3 K) u& R 雷达使用的电磁波,在空气中速度接近光速,为何潜艇不用雷达呢? 0 ]: S; E2 ~6 Q: }
( q, q# z1 I* r9 r+ A, X3 o9 n 有一个很奇怪的问题,潜艇在深海航行时,往往借助声呐,来对周围的环境和目标进行探测,用雷达不是更好吗?
- R6 h5 ~) U; D" W$ R" R 有人说不用电磁波,是为了让潜艇达到更好的隐蔽性,但这种说法根本就站不住脚。 , Y# ~# T+ e' m! r
在潜艇上,声呐员借助设备,就能听声辨位,找出周围的移动物体。由此可见,声呐并不具备隐蔽性,甚至比电磁波的动静还要大。
$ ? ~* z$ U! r/ O" J: y- Z 都知道,电磁波在空气中的传播速度,接近光速,而声波在空气中,传播速度仅为344米每秒。 3 v7 Q# V& K% j) N! U E# P
表面上看,电磁波传播速度快,潜艇使用雷达,应该优势明显,为何潜艇要使用传播速度更慢的声呐呢?
- x/ Q; {7 d5 H* S1 o3 M$ P; A
1 N0 R2 {8 G7 y$ i u( \ 科学家并不是没有这样想过,但实际应用过程中,却遇到了很大的问题。原来,当电磁波在水中传播时,衰减速度非常快,根本探测不了多远。
/ h$ C3 m$ M! }8 p8 x 相反,声波在水中的传播速度,能接近1500米每秒,而且传播距离比电磁波更远。
" v, G1 _( f' y; k! A6 P 因此,潜艇为了提升对周围环境的感知能力,只能退而求其次,放弃雷达,选择声呐。
5 [/ [/ F! t6 K E 随着技术的发展,声呐也出现了主动声呐和被动声呐两种类型。主动声呐由潜艇主动发出,通过收集回声,感知周围的环境;而被动声呐,则直接探测其他目标发出的声音,从而对目标进行追踪。
. D a. T7 d; j0 W0 @2 f k
+ X' n; v V) V5 C 既然潜艇使用了声呐,潜艇又是如何通信的呢?声呐在水中传播没问题,但是回到空气中,声呐就没了优势。 ' v$ C+ i- O2 v. X% T7 R
技术人员为了解决这个问题,也想了很多办法,最后发现一个规律。电磁波的频率越高,在水中就衰减得越快,因此,低频率的电磁波,依然有可能完成水中通信。 - Q: w# b5 a+ A/ `# a9 O
就以F级的低频电磁波为例,可以在海水中传播几百米,满足基本通信没问题。但是,这种低频电磁波,却有一个无法弥补的短板。
- Z- e/ A6 i; ]/ O0 Y 低频电磁波的波长很长,想要发射这样的电磁波,天线的长度,往往要达到几十公里。如此大的天线,根本无法架设在潜艇上。 ( W# F0 l0 Z* _' O- _
2 o; Y5 C- }- n8 K' n9 q# Y. E 因此,潜艇在水中航行时,只能接收指令,无法向外界传递信息。如果遇到紧急情况,潜艇只能上浮到水面,利用高频电磁波,与指挥中心进行通信。
8 L' }4 ]" ]3 E. {1 ]. x 综上所述,潜艇在水下搜索目标靠声呐,接收指令靠低频电磁波。声呐与电磁波的结合,让潜艇具备了在水下长时间生存的能力。 & M/ R% {' N: o" G1 h& S2 z: }5 G5 E9 d
不过,另一个问题依然让很多人百思不得其解,潜艇发射鱼雷后,还能否继续控制鱼雷呢?
/ r( n" v9 k$ A3 g 潜艇使用的声呐,探测距离有限,电磁波又无法使用,发射出去的鱼雷,该如何找到目标呢? & A( t2 f3 X6 O2 d8 D
2 v t# n1 q ~, l0 E 潜艇在水下航行或者待命,可以利用低频电磁波,完成指令接收,声呐系统,也让潜艇有了一定的探测能力。 * u2 _2 B; g) Q& K( Y
但是,鱼雷作为潜艇的杀手锏,如果完成发射后,对方调整方向,就能轻易躲过去。鱼雷在几百米深的水中,又该如何精确地找到目标呢?
5 z6 ~ p7 ~5 y! ?6 V, V 前面已经说过,电磁波在水下衰减很快,派不上什么用场。而声呐的探测距离,仅有几百米,也不足以远距离定位目标。
0 E3 S* f" q, T, D1 S$ v" E" P $ }' [! X2 H+ m, e5 \/ v
很多人并不知道,如今的有些鱼雷,在完成发射后,会连接一根线,专门给鱼雷提供数据。这根线往往能长达二三十公里,足以将鱼雷送到目标身边。
4 Z! y# Q2 n; c2 p" f. s4 v 当鱼雷抵达目标物附近后,鱼雷会打开雷达,进行自主定位。虽然此时雷达的探测距离不远,但也足以让鱼雷能轻易发现目标,并精确定位。
" V) l& m2 m4 a7 h7 q& s) f' N 与此同时,随着鱼雷的靠近,对方的声呐员,也能通过声呐系统,感知到鱼雷的到来。 j# r% V% L& W) {8 ^3 K, A
此时潜艇需要迅速作出反应,并做好防冲击准备,能不能幸存下来,就要看指挥长的水平和经验了。 ( n0 d9 Y% J( W0 j/ f8 }7 y
; H5 ], B8 Q' v: ]' d4 v9 G 可以毫不夸张地说,潜艇满身都是黑科技,这也给潜艇,赋予了更多的神秘感。 - ~5 m3 z) |. C! |0 D
你见过潜艇吗?在你眼中,潜艇又是什么样的呢?
6 u" p) U4 ]0 e r+ S( G# J& ~1 E- e1 |* C- y# { `$ ]% B
, L* x8 ]3 |' x- l4 Z' r
& _+ j7 ^2 \0 [/ Q: Y" M* i$ p( t% Z
|