原來潛艇并不是越靜音越好的?潛艇在海底最好的隱身方式到底是什么?
2009年,英國“前衛(wèi)”號核潛艇與法國“凱旋”號核潛艇在大西洋潛航時,發(fā)生了劇烈碰撞。原來,這兩艘核潛艇的靜音技術都很高,噪音低于100分貝,已經(jīng)與海洋背景噪音差不多了。當時,為了隱蔽行動,兩艘潛艇都關閉了主動聲吶,只用被動聲納監(jiān)聽。然后,這兩艘潛艇都察覺不到對方,在海底來了一次“親密接觸”?!皠P旋”號的聲吶外殼嚴重損毀,“前衛(wèi)”號被拖回母港大修。
海洋雖然很大,但是潛艇碰撞的概率還真不低。冷戰(zhàn)期間,美蘇兩國的潛艇就經(jīng)常在海底上演跟蹤與反跟蹤的戲碼,這樣一來,在各自聲吶靜默的情況下就很容發(fā)生碰撞。
其實人類為了讓潛艇更加靜音花了很多錢,也耗費了幾代科學家的青春。
早期的核潛艇水下噪聲很大,普遍在150分貝以上,這些聲音主要來自于潛艇內部的發(fā)電設備和傳動齒輪,螺旋槳轉動也會產生噪音。這時,核潛艇潛行到了哪里,聲吶很容易就能探測到,屬于“如潛”。
之后,美蘇科學家琢磨出了給潛艇降噪的方法,主要是浮閥減震技術,主要用在潛艇內部,在設備和艇身之間加一個柔性連接,設備的振動被吸收掉,只有少量會傳到艇身。還有一種方法是換裝螺旋槳,美蘇都用了七葉大側斜螺旋槳,這種螺旋槳在轉動的時候氣泡少,水下噪音自然就小。
這兩種降噪手段一上,美蘇的潛艇噪音就降到120分貝左右了。
之后技術手段更進一步,蘇聯(lián)首次在潛艇外面加裝雙層的丁苯橡膠消聲瓦,一下子又把潛艇噪音降低了20分貝左右。這個消聲瓦的作用很大,它不光能隔絕潛艇內部發(fā)出的聲音,還能躲避主動聲吶的探測。
什么是主動聲吶?
以前探測潛艇位置使用的是被動聲吶,它只能聽海水里的聲音,通過敵方潛艇自身發(fā)出的噪音來確定它的位置。主動聲吶不光能聽,還能喊,自己主動喊一嗓子,聲波通過水流傳輸?shù)綌撤綕撏希缓髸a生一個“回響”,主動聲吶系統(tǒng)再接收這個回響,就能得知敵方潛艇的位置,和雷達的作用原理是一樣的。消聲瓦的厲害之處在于,能部分吸收掉對方主動雷達發(fā)出的聲波。
到這一步,潛艇的噪音已經(jīng)和海洋背景噪音差不多了。海洋底部有地質運動、有魚群還有各種船舶的聲波,這些聲音疊加到一塊就形成了一個噪音背景。
大約在2010年前后,泵推技術、全電推進技術、自然循環(huán)冷卻堆技術開始應用,這使得潛艇的噪音變得更加小了。如此一來,技術先進的潛艇反而更加容易被探測了。
因為它的噪音已經(jīng)開始比海洋背景噪音小了,它還能吸掉聲波,這相當于在海洋中創(chuàng)造一個聲波黑洞。在宇宙中,黑洞是看不見的,光都逃不過它的引力。不過,正因為它看不見,所以也導致它最容易被看見。簡單來講就是用排除法,別的地方都有一個星光背景,這里卻漆黑一片,顯然有問題。
所以現(xiàn)在很多軍事專家提出,潛艇不需要把噪音控制的那么好,在巡航時可以跟在魚群后面,利用魚群產生的噪音來掩護,小隱隱于野,大隱隱于市。
其實這個觀點有待推敲,因為魚群可不會按照人類的作戰(zhàn)計劃游動,你的潛艇要往東,它們偏要往西,自然不可能一直跟在它們后面。
最好的方法應該是模仿潛艇周圍環(huán)境的海水噪音,進行智能降噪?,F(xiàn)在這個技術已經(jīng)提出來了,但是有沒有應用尚且不知道,智能型消聲瓦可以做到這一點。
其實,在茫茫大海中要把潛艇找出來,不一定就非要用聲吶探測,現(xiàn)在的反潛手段還包括監(jiān)測敵方潛艇的無線電通訊鏈路,反潛直升機用的就是這種。
潛艇中最常用的是長波通訊,這種電磁波穿透能力強,可以穿過海水與地面進行聯(lián)絡。但是準確接收它的信息是一件很困難的事,天線陣列幾公里長,一個小時才發(fā)出幾個字。所以現(xiàn)代很多潛艇采用升降桅桿和通信浮標,用這些方式與太空中的衛(wèi)星聯(lián)絡。自家衛(wèi)星能收到,那么敵人的偵察衛(wèi)星能不能接收到呢?所以,潛艇在現(xiàn)代戰(zhàn)場環(huán)境下,最容易暴露自己的反而不是水下噪音,而是對外通訊。
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