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二战声呐故事/ X; S. j0 ]9 X( L1 |7 N6 [) O
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。
1 V; [' u( P3 U" X1 Y2 u+ O 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。 ) E" v5 p- ?) Q7 U
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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？ 3 m" B L9 L% h4 z9 ?4 o
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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* Z: |) o% }1 ^8 ^9 L. r2 F 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。
! b7 G: p" P7 t. U/ m 那么问题来了：
5 i5 F) Q1 V, b' { 声呐 这玩意竟然这么厉害的嘛？ ( f) P1 q$ c# e, H* z H% A0 q
它到底是如何工作的？
) b6 g# m7 z9 B& x8 f! r 潜艇声呐介绍5 X w+ f0 m( h) u+ C+ Q
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。 ; x5 Y- I9 N# Y
6 N% B* M* u% f/ u 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。 9 e' _3 Q. H6 b7 L7 ^( L4 ^
按工作模式它主要分为主动声呐和被动声呐。 " R/ ^' W8 `" g# m1 D" Q6 O7 X) J
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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。
# [9 o" M& O) i3 k( x( E: s 这个原理就像蝙蝠和海豚捕猎时使用的回声定位一样。 . d- E6 x& ]$ U
6 }+ D9 `7 z; N$ ` 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。
5 e1 Y' ?: S! g 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。 $ |( L7 O& a# d4 L! j# Q9 p
) T7 q$ J% ~. U! L" a4 S) @ 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。 : k8 u) [" {3 r/ s: ]- l
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。 * h u% x F6 N$ z8 ?
潜艇声呐位置
6 H9 I" l# R! `* D& Y: C 既然声呐这么重要，那么一般放在潜艇什么位置呢？
- ]( C, C8 A- K+ N7 a/ h) } 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。 ' @* j$ d! Z! I y0 C3 p: y! d2 H2 H
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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。 ; J( Y9 h( G. D/ d) g* s' t+ H
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。 ( \9 [9 i d9 f' D
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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。 # b. Q7 v$ T3 p
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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。 6 K' F7 G* Y* {( E- i* k
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。 / V# A( S) ]" J/ ]8 k4 U, E
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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”。 / h0 [4 V: C. D. v) Y' u+ s
) i+ ^* b d% r! s' `4 D4 i 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。 6 U' @+ Y+ w- Y& V5 O
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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。 & M9 y/ A) J( m3 T! y* T
- T; a/ F7 p% h2 L2 I 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。 # J4 w$ K5 D* q2 a
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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3 X) [) r4 L. c% j 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。
$ d$ H4 R n. t+ _ 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。 9 F4 w# p5 f7 T9 L( S
( e( e9 A/ l7 z+ o$ b4 ^( y 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。
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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。 7 s q' D; V+ p3 {+ V# O0 A
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。
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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。
' o) P, b' X- g1 w$ @9 z1 h+ o 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。 6 K$ B% F9 T; z3 e) W
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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。 2 N& g/ z6 o( ~2 C$ w5 Q
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”。
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# ], ~" [# r+ s/ t5 i( Y$ A7 E 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。
' K) \! d1 f; M4 u# [, }! V2 x- K 中国在声呐领域的探索，是非常艰苦的。 9 R5 E+ H1 R: V* |
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。 - O. s% A- a4 q: c
& ^) x; M' n$ B8 T4 F- u 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。
% L, c" ]8 J0 w 在这里致敬默默无闻的科学工作者们！ 7 Y; Q+ \% n6 ?$ c
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