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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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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?
" _. G# R, t/ Z* n3 x 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。
" o6 \" B2 R+ p; q/ 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。 : P# H% u0 `$ r+ R6 k
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。
7 D j: ?; S. C; N! r: _6 h- T 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?
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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。
# {$ n+ N3 D) \2 E 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。
/ P* [* Y% b1 F) x! J; t+ @3 U 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。
+ g& @3 |9 N4 P. B; 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。
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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。 / T- R" b( J7 j2 ~
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。 - S; V* @2 ]' U; u; n7 p7 o
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。 ! ]3 O Y1 j9 T/ b
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。 l9 u% q$ ^/ T5 R ]+ ^4 F$ J0 ^/ G2 ]
0 \% z! I9 X }& }( N: f 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。
! j- e7 U; d8 G 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。
% F% I. }! m) k0 _. ]2 [; E) }. Q! C 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? . {0 `# J4 c( l- d' q
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? F- ] ^3 ^. K$ A2 Q! f
; H9 Q1 p' C2 q6 f4 t! I 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。
; X" f7 [* K1 K. s+ L 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?
3 p7 ~3 c- V; Q& x 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。
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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。
& x9 p, U7 b. J1 S ]( M4 G 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。 # H# j4 X8 O+ {" w& T
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。 * i2 N% G$ V( W0 x9 A4 P
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。 4 e, w7 d" m% q+ l, j
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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。 , p0 x+ T1 e& Y' @) ^0 i
你见过潜艇吗?在你眼中,潜艇又是什么样的呢?
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