5 |/ Q- \, m) V+ I% k
二战声呐故事( U4 E$ B, B/ n$ Y$ L
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。
8 T8 }2 o. H8 d) t 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。
3 c4 e/ G% g' G) ]9 j ' D/ z/ \, U: e, a
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？ . t! o# d) V" x0 u0 @* 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。 & l% F2 Y- c; K8 J: T. d
, c# h4 f/ j3 }/ [% A7 w 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。 , M1 r0 k9 B( w# r
那么问题来了： # h2 b8 D3 b6 I3 A
声呐 这玩意竟然这么厉害的嘛？
2 G# c1 L! y: r+ W; F 它到底是如何工作的？
$ p0 I1 ~7 u" b$ v& u+ f 潜艇声呐介绍
9 ^4 P9 A3 }6 J: a! g. O# s 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。
4 _1 q, Z5 N# S 0 k4 w/ K9 W8 m* }
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。 , r1 j. t. t, t8 F' {3 G- L ^
按工作模式它主要分为主动声呐和被动声呐。 ; a5 L' s( S) \' s7 m: G. j( V
3 w4 S* B! q' ]5 ~
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。 ; n( ^! R9 S7 D! E# K. |
这个原理就像蝙蝠和海豚捕猎时使用的回声定位一样。
% V7 M- r' u0 Y' x" F4 a
( ~3 t9 ~) E4 b- r# D- e S+ f 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。
' }+ m& k4 |' }2 e9 ~3 [ 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。 . e/ g% _ r# p; f8 T% @
1 s/ v: A/ Z% d 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。 " [1 J) @4 [2 I) F
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。 5 |" b+ [( j* M% F
潜艇声呐位置
6 n7 d& m* O X+ ~$ ?! P* F0 b 既然声呐这么重要，那么一般放在潜艇什么位置呢？ / O9 l) e9 {5 n [
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。
+ H7 T! s/ r: E0 _( i- ~+ { 6 _( Q. W" { N. U# g% U) c
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。
% h) X' C1 ~5 }: m$ N- i 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。 1 C! s1 P0 M4 U7 |+ p: P
$ n G& S' ]" |7 E: U" B; { 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。 * R4 p$ U+ W5 d4 X. O3 F
( D& [4 P) j$ S0 z4 C: I
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。 ) p9 ^: q9 w( j/ L
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。 * l: L! I. m+ u9 F& h' M
# c4 M5 V+ W; \( M6 G
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”。 4 W& r: V0 X( m. ^, X$ X, U% r
- `, M W5 B. ?7 v5 j 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。
0 U+ ?7 q5 V9 y; L; c
1 |( l5 g, E; y 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。 : m7 \% v9 l4 H6 p% W, N
" N+ m: g& g3 O+ b, m! y1 ^ 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。 6 P: |# `+ V \3 T
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。
1 D! c! `/ x# K# G9 [/ b: n& C0 \% T + v7 a7 R4 V4 H3 X. j+ ]2 D$ l1 ~ J5 L
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。
8 X- m2 ?7 y& `& s2 l 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。 + j7 U7 n5 m& L, V
+ G; X3 L2 v$ q5 E5 `0 p$ Q
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。 [! g/ F ] ^4 b" U* Q
感悟
3 U t9 ~' ^" q" ]' O 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。
9 z8 e8 G2 G, O; o 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。 / P" @7 d5 m7 k, U7 Y, w- r
4 H8 Z5 D$ \+ x \/ m1 y& D9 p
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。
0 r' `, F3 X k1 B1 } 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。
, u8 u$ }2 H0 a* e 4 [3 R! Z* }; s# C
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。 5 `; e3 @. U/ O& E
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”。
) S* b. G8 _7 s( t ' `$ r3 s5 O% t+ c
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。 ' |% R' t7 j: v
中国在声呐领域的探索，是非常艰苦的。 / ^' P% K" w: k: t: @8 ~% a
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。
* V/ J& v0 T" H1 ^ & `; I6 E& I: ~9 W1 k0 C# p
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。 2 m) m; ]3 r& z8 ?
在这里致敬默默无闻的科学工作者们！ 6 i, L" I& L( X! T( J* m9 F3 M
7 v2 b8 q) {' j
% V5 V, q9 f2 D0 X# X
3 F" e5 B6 q& P, |
3 E0 x% ~1 x" M$ J) Y% i | 
