|
4 J$ P. p& H, T 【话说军世】在一战和二战时代，潜艇是海战中最为成功的一种装备，尤其是德国的U型潜艇，曾经让盟军的护航和商船队闻之色变，当时潜艇可以下潜到100米到200米左右的水深，现代核潜艇可以下潜到500-600米左右，前苏联潜艇甚至下潜到1000米以下，那么，潜艇时如何在30米以下就漆黑一片的海水中航行的呢？ / y. t+ @+ c" [( {+ T
o' M u- R0 H! |, @ 潜艇的“眼睛”：声呐具体长啥样？不止艇首安装有声呐 9 P& N/ v- R0 H# u+ s! B: g! ^; n
在陆地和空中最常用的观察和导航手段就是光学、电磁波设备，不过这两样设备到水中的作用距离就被变得非常短，而声呐作为使用声波的特殊声学装备，在水下的传播距离和穿透能力都非常强，于是，与空气中雷达是重要观测装备一样，声呐变成了水下最重要的、定位和通讯工具，声呐的全称为：声音导航与测距，这是美国“SONAR”命名的音译，早在1906就发明声呐的英国，命名为“ASDIC”（潜艇探测器），前者逐渐成为广泛称呼。
, x8 U, m5 m, ^3 E& d! v- U: o/ E1 \ . S5 C6 f9 L* {$ i3 g( U/ ]
其原理与许多动物非常相似，比较熟知的就是蝙蝠的声波定位，其实潜艇在海中使用声呐，更像是另一种知名生物，也就是海豚，而不只是海豚，其实鲸、江豚等水中的哺乳动物都会使用声波定位、交流，属于大自然中的“声呐”。 9 t9 E. j- T1 m5 p/ T. w
$ m+ Q5 `" s9 d1 B" J. m
声呐主要分为主动声呐和被动声呐，被动声呐更像是“哑巴”，只收听海洋中的声音，用于分辨目标，更利于隐蔽，不过作用性能弱于主动声呐，主动声呐通过主动发出脉冲声波，利用回波转换为电子信号获取目标的精准信息，不过和战斗机的雷达一样，一般不会长时间开启，因为那样长时间产生信号源，更容易被对方发现。
2 v9 C: W3 Z, G6 K# } E$ @
. h4 M! S6 q/ m" I; l 声呐一般安装于潜艇的前部，与舰艇的艇首声呐基本一致，可以远离舰艇尾部动力系统的机械噪音影响，常见主要有柱型和球形两种，通过外观就可以分辨。
# b$ m; G0 z2 S2 S- C ) }# u6 I1 w1 T& O& g. j C$ h
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，不过由于技术含量高、造价高，许多国家都装备不齐，另外，其体积大、能耗大，对于潜艇本身的空间和动力要求也都很高。
2 T- k7 y: s f" j
8 ?, ^7 j0 I, B/ C( [+ }, g5 h6 c 柱型声呐在性能上要弱于球形声呐，主要优势在于技术含量均衡，体积小，造价也比较低，更加适合吨位较小的常规动力潜艇，这也是不同级别之间潜艇造价差距很大的一个影响因素，艇中的电子系统、动力和控制系统、声呐等都是“涨价”的重要因素。 % _4 k# ?2 M" o3 C' U
" e" B. x% Q4 j7 e" Y6 `0 ] 还有一种共形阵声呐，其能力也很强大，是目前最先进的声呐技术之一，还可以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。 6 x5 B* |4 N7 T3 M* F/ H
; ]% r% f' w( K
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”，如知名的常规潜艇德国212型潜艇两侧的连续线阵声呐，这种安装方式，其实与潜艇的探测需求有关。 1 ^! n8 N+ Y5 ^' d
4 b- k4 }; m( U( p + @# Y# i# M! ?) |! t4 d* u8 j0 L
作为潜艇和舰艇上最为常见艇首声呐，其探测角度会受到军舰和潜艇自身的影响，而实际无法有效的探测被遮蔽的两侧以及后方，因此舷侧阵声呐可以帮助帮助解决这一问题，这种安装方式其实与一些预警机类似，与背负圆形雷达“大盘鸡”性预警机不同，如费尔康预警机、英国猎迷预警机等，其都是将雷达设计融于机身，实现对于机身两侧空间的实时监控。
! \0 e% [8 {; d$ Y) w7 u6 Q " r8 t! ]4 L Q0 \& X5 M
虽然这样理论上实现了更多的探测角度，但是，还是会因为雷达角度的原因影响探测范围，与“平衡木”预警机一样，前方后方探测能力都会受到明显影响，对比可以360度预警的“大盘鸡”，存在探测盲区，需要“8”或“S”型飞行以弥补，而潜艇也是这样，因此也不能“走直线”，以弥补后方探测盲区。 " [9 j7 {+ X. M0 Y3 M$ a p
; C+ t/ Y8 A: `. ], l 而潜艇弥补后方探测能力的重要装备，就是“拖曳线列阵声呐”，水面舰艇中反潜能力较强的，基本也都安装只有拖曳式声呐，其本身投放后，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。 ' q: }4 @/ P( S/ y: y. y
" `4 p1 C& R% p% m1 r$ o$ P$ s1 l
“拖曳线列阵声呐”本身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，如美军的TB-16粗线阵，长度就有800多米，美军核潜艇上装备TB-16和TB-29共粗细两种拖线阵。 ! V2 X/ k( i* |7 z) k
) y9 o |% W, _0 V3 `9 A2 e
由于“拖曳线列阵声呐”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，而同样是和核潜艇“大户”的俄罗斯，其949A型奥斯卡级核潜艇，十字形尾舵的上方，就装备有甚低频被动拖曳线列阵声呐。 ( m& C+ b/ S% \; Q; h; m
! H2 ^3 Y" I6 m# J r/ i! ~
比较明显的是俄罗斯971型狗鱼级攻击核潜艇，北约代号阿库拉级或鲨鱼级熟知度更高一些，其尾舵上的拖曳线列阵声呐更加明显。
+ j0 o2 |, g0 m9 t Y
% z6 k# H; O$ ]" G# _ 不过低频声呐有一个明显弱点，那就是频率越低，声波越长，虽然在水中的探测距离远，但是探测和定位的精度都非常有限，在这一点上，高频声呐和低频声呐正好相反，所以，现在潜艇一般艇首安装是中频声呐用于较远距离的精确探测，尾部安装低频声呐用于远距离的长时间监听，两侧安装舷侧阵声呐辅助探测定位，而高频声呐一般安装在围壳上，用于避免近距离的碰撞。 ; h. t$ N( r! g I3 d z+ ^( w
: c8 P6 N1 }! J4 f; F 来自俊赫君的胡说：声呐的“进化”，以前靠听，现在靠看 0 b% @& n& r$ E: t4 h7 Z' s: c
在涉及到潜艇的相关海战影视剧中，一般我们都会看到声呐兵捂着耳机，仔细听那种有些尖锐的“噔噔”声波的画面，这是潜艇最为重要的岗位之一，受限于当时的电子水平，当时声呐主要是以听为主。 4 p0 P5 W' F4 `5 g
. j0 c# A. R$ h) E7 N* d 现代声呐其实“以看为主，以听为辅”，主要是看通过计算机处理信号后，输出到屏幕上的声呐瀑布图上，进而进行分析，可以不再单纯的依靠耳朵去听，依靠经验来判断了，准确率也更高。
7 M( q1 K+ S' |2 D
: p9 i! u1 n) N U 有些影视作品中，会有指着屏幕谁出对方潜艇方位等目标信息的画面，其实也是经过专业训练的声呐兵的能力，具体如被动声呐瀑布图，横轴代表时间，纵轴代表方位。 5 g9 h6 ~- Q+ J! c( d) U
" b) W& ?: ~% H& v. @, W 在反潜领域还有一种非常重要的装备，那就是庞大的海底声纳阵，在重点海域形成网络可以监控水下潜艇的活动，由于常年布置在水下，美军的潜水员就需要经常到水下去维护底声纳阵的换能器头。 + t9 l7 N. s5 f+ I# v1 a
9 n& h, I6 \2 [1 {8 m( f" y \" h
; w& l6 X# Y/ z* e6 {/ L
2 m' _0 }5 X. E3 a8 n0 S8 C
G4 j' K1 j+ A/ N' A: b
2 a2 C/ I f& `" K0 S) f& |6 f3 [4 J% ^
| 
