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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?
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- s0 J& i* t+ w: A& E7 |' C4 i' d 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?
1 o# B% K' w0 n 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。
1 E9 n% H2 P! U7 I 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。
. o0 r5 ?7 c% m1 N3 a 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。 5 K: I- ]' D5 \; `
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? * ?7 S1 W4 A) S4 q1 K, }& {/ |" V
: r% _) w8 m+ O( D7 `/ v 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。
2 g% @" i, u! G/ `7 F& c 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。
( g7 Y- L# }: [9 R8 y 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。
/ p/ |( J" r u) f0 v 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。 9 x- o& G. Q8 N6 j) y+ C0 ?
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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。 0 F# v5 d+ { X# }/ G2 d
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。 ( ], A4 j$ ]% Z, M2 g \
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。 2 t: ]( o* l1 X( P, ^! P! w: l
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。
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' B- \5 w0 E7 T% q) o8 N* P5 w 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。 ( G1 I) m4 D/ L
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。 5 v$ S5 k: c5 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?
. }" Y" [% P6 o 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?
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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。 . X6 n! v, B6 ?; J+ Y7 J: O
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?
( A5 E* y* a$ p3 X" o3 U9 W 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。 7 g. @. [1 N9 F* p1 b
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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。
3 O/ U q7 j( x" }3 ], q+ f9 O 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。
6 N' P$ E3 O: Z( b& U4 T6 i* R5 g6 P$ C 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。
* m$ |0 H" F$ n7 m: ~. S8 } 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。 # r; Y) V; e! U+ _% x
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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。 % E. n' [: t' o7 ^; l% R
你见过潜艇吗?在你眼中,潜艇又是什么样的呢? ' I A% n/ c, _4 u7 m
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