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二战声呐故事/ | N/ T+ m* \ m0 r$ T
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。 7 _2 h7 y' ], g5 v$ C" |
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？ 1 I$ ~' \3 M! B' y, {
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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, z o9 |7 E- 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。 " b+ G$ Y3 [3 o' ?9 T" M, n: d
那么问题来了： ( r7 Q& \% q/ k4 O( |* D. m5 C
声呐 这玩意竟然这么厉害的嘛？ , x+ q1 J/ H( Y9 |
它到底是如何工作的？ : L4 H; Z" Y8 b- v( u2 h8 c. v$ ^
潜艇声呐介绍
; a ^- _9 G, Y$ w1 y5 `2 b/ \1 v6 L 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。 + d2 @& q1 l+ l' q! k* W' ?
* G b) z5 x0 @; c, j+ Z 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。 : }8 q2 f2 f0 A) n! |* g
按工作模式它主要分为主动声呐和被动声呐。
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7 p4 p0 U% N$ I- _% q 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。 1 N) W q, Q# J4 i/ l8 q1 o$ S
这个原理就像蝙蝠和海豚捕猎时使用的回声定位一样。 6 ~1 e& L( C8 y$ N- p4 O" a
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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。
3 l4 @$ M' \ Q 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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3 N2 W& N+ G) X 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 g1 X# A9 {8 }, S* L 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。 7 \: Q" V. ]1 T. N$ I
潜艇声呐位置
! _( @& ~9 ], Q6 ?" B5 Q1 C3 _ 既然声呐这么重要，那么一般放在潜艇什么位置呢？ . w' X+ \; j7 S7 G" ^
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。 * H( K; ^' P5 M( k( v6 F
) n' T) A# i5 ^2 u$ B( P- g 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。 ! H% w2 i& v9 W* s9 b/ p( G4 g
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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9 P6 u/ c0 h9 ?* R 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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8 ]/ ]: M5 l2 v% D+ L 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。
, k/ f$ b7 }, e: ]. |. F 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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3 P3 Z+ r( D' Z; T& e9 R" Q; r/ H8 m 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。 5 }- }% A3 e% O a+ C5 j" t
% C8 r% ^7 p8 q/ z. S 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。
, N6 m2 Z6 D( n2 r1 V& o' }- {5 A% u' W 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。 * z: q0 ?7 z7 s- \3 F( N* s
, A8 |: h a- V- B7 V' d3 ] 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。 5 P- E0 @+ S" M2 s
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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1 t' Z! X0 z* U2 i2 q! E 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。
. R5 _. P% G) e4 E, y; h9 M5 a 感悟6 |7 Z4 w4 G3 }* L3 A
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。 1 L" g- p! r/ j7 @7 `+ M3 Y
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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5 [; `1 H7 K" K1 D2 n 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。
% O h( W0 C- Z9 ^+ x 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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8 @; S2 z4 z8 E, U& N 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。
; \9 P7 w2 M8 p" ^; i% @ 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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8 f/ X3 w# X3 q' ~+ d" s* o. o 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。
. H( l! j. ~0 b7 P2 R5 u 中国在声呐领域的探索，是非常艰苦的。 " Z1 u! B' J! t* n) t# z% m
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。 + D I2 [- g9 w8 }
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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。
8 u+ |& r& X0 i& O& j$ ? 在这里致敬默默无闻的科学工作者们！ 3 t. h4 w" N P0 }( u8 U
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