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困扰各国潜艇部队的难题:水下探测技术严重不足

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文|军事集结号

自从潜艇这种水下武器投入实战以来,其水下安全就一直困扰着各国海军,其水下探测技术手段伊势无法解决的难题。黑其他地面以及空中武器的探测手段不同。因为电磁波在水中的穿透性很低,所以在海水中用来探测目标的手段就要主要依靠声纳而不是雷达。潜艇上所用的声纳按工作方式分可以分为主动声纳和被动声纳两种,按照安装位置分,又可分为,艇首声纳,拖曳声纳,侧舷基阵声纳三种。不同国家的声呐技术有高低之分,但无论什么样的海军都离不开声呐对水下目标的检测。

各国的潜艇用声纳性能参数都是其海军机密,形形色色的声纳根据各自不同的频率类型承担了各自的功能任务,低频声纳探测距离远,可用于通信,高频声纳虽然探测距离近但是精度准确可靠一般用于防止水下撞击事故和制导攻击性武器,类似于雷达的工作原理。

同样探测一个目标,电磁波与光同速的时间损耗是可以忽略不计的,而在水中的声波就必须考虑,因为声波在海水中的速度同雷达波在空气中的速度差异极大,造成潜艇上所安装的主动声纳在战备巡逻中不能随便开启,原因是:声波在25℃海水中的传播速度为 1531m/s,如果潜艇发出一个主动声波探测到了一个30公里外的目标,那么当这个声波返回潜艇时时间已经过去了392秒,而在此之前,敌人已经于第196秒的时候感知到了这个信号,并可利用自己的设备定位声波源头的位置,这样的主动探测几乎等同于自杀,为了克服这种缺点核潜艇值班时会采用被动声纳对外部环境进行探测,

故名思意,被动声纳是一种本身不发出声波的声纳,它同雷达中的接收机属于一个性质,通过探测海水中其它物体发出的声波来对它们进行定位,这就保证了绝对的水下安静在发现别人的同时确保自己的安全隐蔽。解决了隐蔽问题还要注意自身产生的噪音对声呐工作的干扰,军舰还有潜艇在运转时都会产生很多噪音,这本身就会干扰声呐对环境的探测的精度。为此海军又发明了拖拽声呐。

顾名思义,拖拽声呐是和舰艇分离的,离开一段距离就可以有效的避免舰艇自身噪音对声呐的干扰。有拖曳式声纳的核潜艇可以利用艇体上的声纳接收基阵同远离艇体的拖曳式声纳接收基阵配合,运用三角函数的原理对目标实施被动探测,小国事半功倍。但是这种探测技术还是被动声呐原理,其自身的问题还是无法解决,就是被动声呐的准确性问题,如果目标静音效果足够好,就很难探测到目标,这也是事故频发的主要原因,各个国家的潜艇静音效果太好了。

双方同时使用被动声纳又因为静音效果太好造成的撞击事件,最典型案例便是2009年法国“凯旋”级弹道导弹核潜艇同英国“前卫”级弹道导弹核潜艇在大西洋相撞的事件,由于双方的静音性能过于“优秀”以致于双方的被动声纳都没有捕获到目标,在相遇的地点迎头相撞。

其实不仅是被动声呐的安全性不足,就算是主动声呐也很难确保潜艇的安全。这是因为不同深度的海水会在密度和温度上存在较大差异,造成海水在不同层次上形成不同的海水变跃层,当声波穿过这些不同的海水变跃层时,会发生不可预测的变化,这使得声纳的工作距离和精度很不可靠,即使开启了声纳,也不能保证准确的发现目标。这就是为什么潜艇事故频发的原因。

可以说声呐技术已经没有潜力能满足水下作战的需求了,海军迫切需要一种替代设备来确保潜艇的水下安全,这也是各国海军长期需要解决的问题。

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