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二战声呐故事
/ I# H' }6 F( z9 g( y' n 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。
- Y5 }5 ?' {, Q9 u# ` 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？
" A+ I7 t3 ^- C4 T5 ^+ G* {" x% ` 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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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。 : z% C) s5 Y8 Q% X
那么问题来了：
4 ~& w A. n f$ Z6 W+ l 声呐 这玩意竟然这么厉害的嘛？
u+ s3 i, Y2 W$ p" A6 x/ l5 K3 w 它到底是如何工作的？
6 y! M' p7 Z$ H8 _0 L. D1 I 潜艇声呐介绍
! Q7 {9 [- |4 L1 J, Y- X 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。 * r0 O6 i7 N# `# g$ {
5 e$ o5 @! J6 b& I; g: a 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。 1 @6 Q; R" C: {+ w
按工作模式它主要分为主动声呐和被动声呐。 2 P. T# H. L0 o( H
' C" O; t" r3 G; Y9 B5 g' O 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。 6 Y+ q8 `# w5 R3 D$ _7 \
这个原理就像蝙蝠和海豚捕猎时使用的回声定位一样。
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: ]3 L1 |$ [! z9 a) R( ~0 K! | 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。
# X0 z: Z) t9 H5 F7 X 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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) l1 t* M5 W- c7 R5 }, S3 l- | 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。 / [; h1 z0 M9 i$ R' d
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。 " B. p$ a* P4 e
潜艇声呐位置
7 l2 N" x. V4 X 既然声呐这么重要，那么一般放在潜艇什么位置呢？ ' @& G/ S# L1 W7 p% T4 T% k6 f
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。 3 s7 @5 B. K5 W, U1 Q
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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。 ; X$ T7 Q! a1 J g9 }7 j2 ?
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。 ! y8 [6 m* M- h+ ? m, @
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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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7 w+ E' o0 e9 I/ e. A& 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。
# Q. P5 w( _, @5 h6 ^) ~) S 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。 3 ~4 l( D i, X8 g/ X, a
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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。 - W, n* l$ S7 `- t
) O+ l8 E9 r" ? 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。 4 M* v+ _- g# U! G
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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。 : P" R8 F+ t" F4 g6 x$ \* L
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。
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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。 ' O A5 C, g, r' ?. E" f; e' v
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。 : T' J# l1 s5 s
0 s1 ^' F* L" `" \2 F 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。 * H( X. v# [7 N- y
感悟
# T4 v/ r, t9 C! H- k7 t/ V 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。
& v( z1 U$ r- `% X" S. W 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。 8 \1 ]5 N p5 Q" U! b/ l4 p# d* h: \
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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。 , u u4 {7 B) t! z) t7 S
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。 3 [# G) r5 ^# E: _$ A
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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。
' M: F3 ^* E1 K 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”。 + H% U$ h; X; Q h. x
6 d$ x5 \& K% ?' A, ~ 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。 " m0 R( l7 Y* _
中国在声呐领域的探索，是非常艰苦的。 0 `6 j- Y& R# Z
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。
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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。
5 R; r, ~6 J b. T 在这里致敬默默无闻的科学工作者们！ 6 @; ~8 w3 j) b# M: a0 t4 [( F
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