9 F% Z! X$ _0 Z: m 二战声呐故事
4 B3 o3 g( f- e! c 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。
, {: l0 n3 X6 ~& Y2 a. @: D' i" | 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。
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( {4 |" n+ y2 u6 U5 q 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？ ! g; Y1 k$ g3 w% ]. 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。 " h( K0 J9 e9 G6 O* M$ m2 \/ [; Y
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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。 8 w& V7 b9 ]( Y% |6 _
那么问题来了： ( l8 O( ]" C, F& m0 l. X }
声呐 这玩意竟然这么厉害的嘛？
. Q) t0 b2 h7 a/ \/ `5 D+ p 它到底是如何工作的？
6 q+ v( Z5 D. A' M 潜艇声呐介绍+ @' c4 L. Q2 K7 V% i
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。 $ s! f" l" B3 p* x
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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。 ) w/ Y3 A* w# z' K
按工作模式它主要分为主动声呐和被动声呐。
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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。
" R6 Z- M$ \9 ~, q- b8 X2 u' o 这个原理就像蝙蝠和海豚捕猎时使用的回声定位一样。 / \# [/ y( N1 V# V0 B0 z6 M
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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。 8 ]2 {& S1 ?6 P" x
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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; k" v: ]! C. _1 u x: ~ 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。
# \+ d6 Q' F% O# k( v; T 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。 8 O% _7 j- C* C0 A" k. g
潜艇声呐位置
~# v9 j) E+ x8 ^, i, W5 h 既然声呐这么重要，那么一般放在潜艇什么位置呢？ 8 L( a3 m" H- w" i
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。
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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。 , C3 C. _9 O% p, V3 c+ l: z
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。 8 N' V/ ~4 r; q7 B# S/ {/ t
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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。
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' H3 `( S, x/ R8 M. } l! M 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。 , V, r1 }- k% M9 |; n* |# I
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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" Q& l5 Q& i# W6 B 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”。 1 v* G0 W% ^7 X! L$ e
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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。
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4 @: g! O% @8 z4 K$ ^ 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。
9 T" |5 G1 e" J6 I' 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。 3 ]- u, H& x6 s% c* k
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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。 $ M$ |/ A2 F" W6 z
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。
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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。 4 p/ U; e5 s) ^ [+ s+ O
感悟
) \! m$ ?! F3 q: ]" L 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。 + }2 T7 ~9 V( L& I/ t2 H
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。 0 j; d* r1 B5 K: O! ]9 B$ x. |
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。 ( {9 ~0 F/ @2 t8 J. a0 _
; i& ~/ _6 [% ]# Y0 ?: [8 z 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。 6 G: M# R0 k% }; b
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”。 * O; P7 @' \; i* S$ _$ i( X
' P O( V' V, s" c/ k0 t1 u8 v2 e; S8 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。
: i0 }0 z0 L. [, w. D 中国在声呐领域的探索，是非常艰苦的。 / s8 d5 h, r& F$ B
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。 4 o) X" z6 C! y% E, g7 \
$ F3 O/ O& ^4 h6 ^1 f 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。
& c1 x: q; [% Y! _0 `; j, P7 h% a 在这里致敬默默无闻的科学工作者们！ 6 h0 N! o! A1 D( N! v8 u! P& B+ z
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