原来潜艇并不是越静音越好的?潜艇在海底最好的隐身方式到底是什么?
2009年,英国“前卫”号核潜艇与法国“凯旋”号核潜艇在大西洋潜航时,发生了剧烈碰撞。原来,这两艘核潜艇的静音技术都很高,噪音低于100分贝,已经与海洋背景噪音差不多了。当时,为了隐蔽行动,两艘潜艇都关闭了主动声呐,只用被动声纳监听。然后,这两艘潜艇都察觉不到对方,在海底来了一次“亲密接触”。“凯旋”号的声呐外壳严重损毁,“前卫”号被拖回母港大修。
海洋虽然很大,但是潜艇碰撞的概率还真不低。冷战期间,美苏两国的潜艇就经常在海底上演跟踪与反跟踪的戏码,这样一来,在各自声呐静默的情况下就很容发生碰撞。
其实人类为了让潜艇更加静音花了很多钱,也耗费了几代科学家的青春。
早期的核潜艇水下噪声很大,普遍在150分贝以上,这些声音主要来自于潜艇内部的发电设备和传动齿轮,螺旋桨转动也会产生噪音。这时,核潜艇潜行到了哪里,声呐很容易就能探测到,属于“如潜”。
之后,美苏科学家琢磨出了给潜艇降噪的方法,主要是浮阀减震技术,主要用在潜艇内部,在设备和艇身之间加一个柔性连接,设备的振动被吸收掉,只有少量会传到艇身。还有一种方法是换装螺旋桨,美苏都用了七叶大侧斜螺旋桨,这种螺旋桨在转动的时候气泡少,水下噪音自然就小。
这两种降噪手段一上,美苏的潜艇噪音就降到120分贝左右了。
之后技术手段更进一步,苏联首次在潜艇外面加装双层的丁苯橡胶消声瓦,一下子又把潜艇噪音降低了20分贝左右。这个消声瓦的作用很大,它不光能隔绝潜艇内部发出的声音,还能躲避主动声呐的探测。
什么是主动声呐?
以前探测潜艇位置使用的是被动声呐,它只能听海水里的声音,通过敌方潜艇自身发出的噪音来确定它的位置。主动声呐不光能听,还能喊,自己主动喊一嗓子,声波通过水流传输到敌方潜艇上,然后会产生一个“回响”,主动声呐系统再接收这个回响,就能得知敌方潜艇的位置,和雷达的作用原理是一样的。消声瓦的厉害之处在于,能部分吸收掉对方主动雷达发出的声波。
到这一步,潜艇的噪音已经和海洋背景噪音差不多了。海洋底部有地质运动、有鱼群还有各种船舶的声波,这些声音叠加到一块就形成了一个噪音背景。
大约在2010年前后,泵推技术、全电推进技术、自然循环冷却堆技术开始应用,这使得潜艇的噪音变得更加小了。如此一来,技术先进的潜艇反而更加容易被探测了。
因为它的噪音已经开始比海洋背景噪音小了,它还能吸掉声波,这相当于在海洋中创造一个声波黑洞。在宇宙中,黑洞是看不见的,光都逃不过它的引力。不过,正因为它看不见,所以也导致它最容易被看见。简单来讲就是用排除法,别的地方都有一个星光背景,这里却漆黑一片,显然有问题。
所以现在很多军事专家提出,潜艇不需要把噪音控制的那么好,在巡航时可以跟在鱼群后面,利用鱼群产生的噪音来掩护,小隐隐于野,大隐隐于市。
其实这个观点有待推敲,因为鱼群可不会按照人类的作战计划游动,你的潜艇要往东,它们偏要往西,自然不可能一直跟在它们后面。
最好的方法应该是模仿潜艇周围环境的海水噪音,进行智能降噪。现在这个技术已经提出来了,但是有没有应用尚且不知道,智能型消声瓦可以做到这一点。
其实,在茫茫大海中要把潜艇找出来,不一定就非要用声呐探测,现在的反潜手段还包括监测敌方潜艇的无线电通讯链路,反潜直升机用的就是这种。
潜艇中最常用的是长波通讯,这种电磁波穿透能力强,可以穿过海水与地面进行联络。但是准确接收它的信息是一件很困难的事,天线阵列几公里长,一个小时才发出几个字。所以现代很多潜艇采用升降桅杆和通信浮标,用这些方式与太空中的卫星联络。自家卫星能收到,那么敌人的侦察卫星能不能接收到呢?所以,潜艇在现代战场环境下,最容易暴露自己的反而不是水下噪音,而是对外通讯。
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