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雷达使用的电磁波,在空气中速度接近光速,为何潜艇不用雷达呢? 7 r! k! x, _( d9 a0 ~/ u
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有一个很奇怪的问题,潜艇在深海航行时,往往借助声呐,来对周围的环境和目标进行探测,用雷达不是更好吗? ) T: k) R$ R. \+ f
有人说不用电磁波,是为了让潜艇达到更好的隐蔽性,但这种说法根本就站不住脚。
8 G& T: A, |) I' D: G0 i$ H 在潜艇上,声呐员借助设备,就能听声辨位,找出周围的移动物体。由此可见,声呐并不具备隐蔽性,甚至比电磁波的动静还要大。 1 e+ V3 Z, s! P0 J( Q
都知道,电磁波在空气中的传播速度,接近光速,而声波在空气中,传播速度仅为344米每秒。 / w: Q; c; y, W0 I7 ^
表面上看,电磁波传播速度快,潜艇使用雷达,应该优势明显,为何潜艇要使用传播速度更慢的声呐呢?
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- |0 f( P' e4 {5 W2 g9 Y/ Y* J9 Y 科学家并不是没有这样想过,但实际应用过程中,却遇到了很大的问题。原来,当电磁波在水中传播时,衰减速度非常快,根本探测不了多远。
" ~8 o# Q+ M1 t7 ` 相反,声波在水中的传播速度,能接近1500米每秒,而且传播距离比电磁波更远。
: ?4 m5 P2 X2 B/ C7 h 因此,潜艇为了提升对周围环境的感知能力,只能退而求其次,放弃雷达,选择声呐。 " o. l. M- G! y5 c7 @
随着技术的发展,声呐也出现了主动声呐和被动声呐两种类型。主动声呐由潜艇主动发出,通过收集回声,感知周围的环境;而被动声呐,则直接探测其他目标发出的声音,从而对目标进行追踪。 * G; n, _& G; p+ H
5 l! K9 F7 p. v3 }$ _ 既然潜艇使用了声呐,潜艇又是如何通信的呢?声呐在水中传播没问题,但是回到空气中,声呐就没了优势。 5 r5 R0 k- Y, E0 l9 [" D
技术人员为了解决这个问题,也想了很多办法,最后发现一个规律。电磁波的频率越高,在水中就衰减得越快,因此,低频率的电磁波,依然有可能完成水中通信。
. N7 Z1 k- c/ O9 L' S* S" m( I 就以F级的低频电磁波为例,可以在海水中传播几百米,满足基本通信没问题。但是,这种低频电磁波,却有一个无法弥补的短板。
; L! U& Q1 a% h, S7 m! t/ v" ]' D- K 低频电磁波的波长很长,想要发射这样的电磁波,天线的长度,往往要达到几十公里。如此大的天线,根本无法架设在潜艇上。
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1 u% s. U, ?& _ 因此,潜艇在水中航行时,只能接收指令,无法向外界传递信息。如果遇到紧急情况,潜艇只能上浮到水面,利用高频电磁波,与指挥中心进行通信。 K( |+ ~# {* E9 M( l* l4 ~
综上所述,潜艇在水下搜索目标靠声呐,接收指令靠低频电磁波。声呐与电磁波的结合,让潜艇具备了在水下长时间生存的能力。
7 p/ P& X2 A+ T6 q8 d 不过,另一个问题依然让很多人百思不得其解,潜艇发射鱼雷后,还能否继续控制鱼雷呢? , a& a/ @: u4 D8 s8 P7 r
潜艇使用的声呐,探测距离有限,电磁波又无法使用,发射出去的鱼雷,该如何找到目标呢?
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潜艇在水下航行或者待命,可以利用低频电磁波,完成指令接收,声呐系统,也让潜艇有了一定的探测能力。 / o& r; y9 K+ y/ e! R, k! E) B, k! [
但是,鱼雷作为潜艇的杀手锏,如果完成发射后,对方调整方向,就能轻易躲过去。鱼雷在几百米深的水中,又该如何精确地找到目标呢?
1 n! x$ K+ N8 ~9 R0 r5 c9 R2 U 前面已经说过,电磁波在水下衰减很快,派不上什么用场。而声呐的探测距离,仅有几百米,也不足以远距离定位目标。
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# N5 Y& J1 u* Q! z; {( T 很多人并不知道,如今的有些鱼雷,在完成发射后,会连接一根线,专门给鱼雷提供数据。这根线往往能长达二三十公里,足以将鱼雷送到目标身边。
, J! ~& m H1 M 当鱼雷抵达目标物附近后,鱼雷会打开雷达,进行自主定位。虽然此时雷达的探测距离不远,但也足以让鱼雷能轻易发现目标,并精确定位。
" o: X% N+ ]5 D; \7 C8 Z. k( h 与此同时,随着鱼雷的靠近,对方的声呐员,也能通过声呐系统,感知到鱼雷的到来。
/ O' d/ l2 ^( H' [0 D 此时潜艇需要迅速作出反应,并做好防冲击准备,能不能幸存下来,就要看指挥长的水平和经验了。 * e" o. f: V' g3 G* X
: d' [( Z' d, _ 可以毫不夸张地说,潜艇满身都是黑科技,这也给潜艇,赋予了更多的神秘感。
9 @3 g6 m- O8 E% R" F$ i8 s 你见过潜艇吗?在你眼中,潜艇又是什么样的呢?
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