|
( X+ s4 l, x0 {# @- E8 k7 u/ L 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?
( @( ^# ]; I7 G+ E8 K) n) b 5 U7 R3 r0 G, o
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? - {& Q2 \; `5 E& q1 E% }" B
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。
% H' k& U9 C; l+ m/ U& z 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。
& p9 H3 |( ?) n0 d; X5 e 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。 , _. N, m7 ?* `9 [% j& v
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? & i, E2 F/ J J8 _+ Q y+ r
0 K1 d# n8 ^% M" 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。
+ e r# d2 K9 S5 r' t" f 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。 & W. ]8 W8 o4 `3 }9 ~
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。 9 l$ W% @6 z/ T# x: f
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。 , l& S; I% k T: M0 V5 I
3 M8 u% v+ _. f3 W
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。 ( k0 }6 a% K, \: v
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。
2 _* t7 u- H; t# c# W0 B 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。 / m- S7 \0 ^: w
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。 $ [: R) [4 S( e
4 S+ E# s' x8 r+ Z2 ], h
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。
7 v% j5 D; a8 {3 o2 D2 J: B7 {5 D 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。
9 u- V! Q3 W* ^6 V' f' o8 l/ D/ l 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? % k' o9 F" X! i4 }7 E
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?
& S3 F. ~, M" ]2 W# d: w* k
3 a! @# l, i& Y( v 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。 0 R: ]: I& o; n K o/ ]$ [2 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?
' ~# _3 ]/ I( _3 C* [# { 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。
: q+ q3 ?" W* h$ B0 K( Y: T
' _ i; J0 D, ?/ Q/ J 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。
g2 c+ p/ ?- x* t! }4 |3 ~ 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。
: X' g5 p3 e. G: h- _5 c, I5 b 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。
2 o1 T6 ^( v% ~' L$ W 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。 5 w, H' z. h# R+ u6 M
. }/ ?5 @. E3 Z" \: F" @ 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。
6 ^& I1 ]6 J, K" [, k! `- f/ |0 t6 o 你见过潜艇吗?在你眼中,潜艇又是什么样的呢? ( N1 f3 G2 S7 N& L7 g5 e
4 `% e5 ^+ _) S. S& i. m X6 h, Q5 i! y4 T
6 y; |- e, \) Y x
; {0 [0 |8 l9 H' M7 D- x6 m7 ^ |