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二战声呐故事
& M5 C# w* N% @* D5 H) | 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。
' V, b9 t( r1 |; y: Y; b 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。 ) v5 f4 S5 `/ s
' H2 j2 t7 y9 B& Z9 P5 A) m 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？ 7 ?* f: U% \; t, C: U: R9 i/ Z, s2 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。 : \3 ~! z* a* J$ A
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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。
% w" d9 d/ q5 i) J 那么问题来了：
( d7 j/ y+ W3 g) P5 y3 _* l 声呐 这玩意竟然这么厉害的嘛？
; e b" Q2 J* Z 它到底是如何工作的？ / e3 g" K I5 ?4 z4 j2 `5 G; R
潜艇声呐介绍
& K/ R. |: a# T; O0 q. G 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。 $ [2 s& z) b1 M2 [) c3 K& E# v
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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。 : `7 ]( t8 S) A6 V, A2 h5 ?* @
按工作模式它主要分为主动声呐和被动声呐。
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3 `! G1 R9 P6 T( H 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。 . E& M9 M8 i8 l
这个原理就像蝙蝠和海豚捕猎时使用的回声定位一样。 & L1 s3 V% [5 E6 P
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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。 1 W+ F/ i5 l Z0 u5 C9 K
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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5 C. i/ l9 r! |2 O7 _4 w% g 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。
/ p5 ^8 d' i- k8 W 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。
3 r) h! ~: n# h3 F$ T! C4 Q# w 潜艇声呐位置
* I# j, U5 i; s 既然声呐这么重要，那么一般放在潜艇什么位置呢？
1 ~% ]/ l1 `: l Z: y 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。 , p0 N- i3 Y9 @$ r
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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。
# n; @+ y Q2 n: p 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。
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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。 : P6 I* U* L+ ^8 h$ Y8 t: i" D/ W
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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 X0 A* E1 v* q4 w 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。
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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”。 & d, F% i8 h' e$ @
, f! }" v0 {. a) _8 _ 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 T f/ Y6 z$ d" c
# A0 |, X$ P* _/ }0 A. ? N 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。
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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。 : e" \3 b; \- j* z+ p
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。 % r) d- G- c- r x
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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。 9 F" d; D5 @9 C$ {3 H& E
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。 * z" S8 L; m m9 D, }
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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。 # j; J. m9 c5 T# O2 ~6 C3 ?
感悟
( a& [/ k" e) d9 f 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。
/ K( W) @6 }2 P 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。 3 M6 Z9 F6 ]+ A
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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。 1 h. {$ @/ V: B
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。 . T, E! ~6 p' K! O' K
. `7 t* X( w4 G0 s/ h7 A 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 o; [- i0 _: l) ^6 k9 f 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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0 i: ]& h* I7 J+ Y 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。
1 L8 S9 a; Q) q; l5 J# n# [ 中国在声呐领域的探索，是非常艰苦的。 6 A1 |7 q7 v6 U+ C& _
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。 0 T: \1 a t" k
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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。
" }, F+ d) v# N" o X8 L, \. G 在这里致敬默默无闻的科学工作者们！
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