& n0 i( H- K5 ~ 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?
" P3 _( H+ Q. G 4 e/ @. W8 O7 M: i" Y8 e0 B
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? 4 S/ l# F9 Z, Q- B7 }* [
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。 4 W2 }+ ?5 w! m5 _2 _% e 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。
* ?: Z, M5 A% m+ F# \5 T9 A" t 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。 # h3 c7 {+ v, O" k
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?
" d3 X( Y) X0 S$ I$ |+ R
. s* m7 e2 y# s9 T1 D( } q6 l 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。
( ?/ t4 }7 y3 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。
1 {# D5 h: r! h- k. Q 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。
1 I: w m+ D5 O0 w4 x) y, v% k, r) R 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。
/ \' {+ z9 \# ^ q; Z# ` x * _5 K6 t" z6 y/ S
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。 $ g0 R$ w( U8 R8 P/ v+ b
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。
$ I; R/ B( L% A2 i 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。 s( o$ h- T5 O9 M1 M& O- x
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。
& I" M: L. Y- f! n/ T8 y+ I+ e 5 c- p* W3 ^- ^ M( Y; P
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。
4 G. l: w6 ]0 S& _: l }- Z) 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。 " u9 h, J: p$ N5 H
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? ) w7 @- U5 y/ ]6 A( Y6 A t; P; ~
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: ^& y& h/ d7 p) Q
5 u' h6 {7 x. f" p6 F/ g
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。
* {/ s' G/ f. a" ]4 t! q, F3 x 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? 7 O/ c3 c! o! r( B" Y/ K9 u
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。 " i% ^! R6 {8 M: j7 D; z
9 G# X5 b5 T0 ]# e 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。 ! E9 x) ~, C- L, c. L
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。
- j2 F) Y$ x7 a* ` 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* G# o3 G v
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 ~) G. Q8 \' O: }& R# ?+ D8 @
3 {% I2 L/ K- x8 Z) ]+ P6 q
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。
I* W! e( I! J2 w 你见过潜艇吗?在你眼中,潜艇又是什么样的呢?
0 w' {3 ^' i! e2 H8 z: z a
- R. L; Q t% c: _. g7 U3 V
# K( D- J6 b3 M( m, p
' ?& C. q- r# N" ?
, [2 P0 c! D# p" b |