潜艇为啥靠声纳却不安装几个红外摄像头呢,这样在海底是不是就能避免一些碰撞?

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在深深的水下,潜艇的外壳承受着巨大的压力,这让很多人认为潜艇上是没有窗户和脆弱的玻璃的。实际上如果仔细观察照片上潜艇的指挥台围壳靠近顶部的部分,就能发现那里分布着一排和周围颜色不同的小方格,这就是潜艇的窗户,后面是水面领航仓,是在水面航行的时候,让领航员坐在里面驾驶潜艇设计的。这个窗户配备的玻璃很坚固,而且在潜入水下后,窗户后面的耐压设备会升起,帮助抵御压力。潜艇在水下也不怕相撞,因为除了声呐,还有潜望镜和海图这两种装备会帮助潜艇航行。

潜望镜是最早加入潜艇的观测装备之一,它利用光的折射让潜艇内的人员也能观察外面的情况,即使是现代也是潜艇必备装备。早期的潜望镜都只有光学观测功能,现代潜艇的潜望镜实现了电子化,用摄像头和电缆代替了光路,除了可见光还能观测红外线,镜身上还有天线可以进行通讯和探测敌方雷达信号,体积也缩小了很多(降低被反潜雷达探测到的几率)。但潜望镜的长度较短,潜艇必须在靠近水面时才能使用,而能使用潜望镜的航行深度就被称为潜望镜深度。

当潜艇航行在深海,不能使用潜望镜时,就依靠声呐和海图航行。声呐不用多说,现代声呐已经可以测绘海底,生成三维图像。海图上标注了海域里的深度、海底地形、海山等数据,能帮助潜艇躲开海底的障碍物。而海图上的洋流、潮水、水温盐度比重等水文数据则是潜艇保持安全航行的必备内容,对潜艇的作战极为重要,全世界海军大国都有自己的海洋勘探船队,用来获取水文数据制作成海图。

什么是声纳

声纳是英文缩写"SONAR"的音译,其英文全称为“Sound Navigation And Ranging”(声音导航与测距),是一种利用声波在水下的传播特性,通过电声转换和信息处理,完成水下探测和通讯任务的电子设备。它有主动式和被动式两种类型,属於声学定位的范畴。作为一种声学探测设备,主动式声呐是在英国首先投入使用的,不过英国人把这种设备称为"ASDIC"(潜艇探测器),美国人称其为"SONAR",后来英国人也接受了此叫法。由于电磁波在水中衰减的速率非常的高,无法做为侦测的讯号来源,以声波探测水面下的人造物体成为运用最广泛的手段。无论是潜艇或者是水面船只,都利用这项技术的衍生系统,探测水地下的物体,或者是以其作为导航的依据。

(潜艇通过声呐锁定水上目标)

声呐系统分类

声呐系统可以大致上分为两类:主动与被动。

(箭头所指为侦查声呐的位置)

「主动声呐」工作原理与雷达类似,会自己发出音响讯号,借由这个讯号接触物体后反射回来的变化,做为计算这个物体的相对方位与距离的资料(原理请参见“多普勒效应”)。

「被动声呐」的作用和传统的水下听音装置“水听器”(Hydraphone)极为相近,不发出任何讯号,只接收来自于周遭的各种音频讯号来判断与识别不同的物体。

(潜艇的声呐)

传统上潜艇安装声呐的主要位置是在最前端的位置,由于现代潜艇非常依赖被动声呐的探测效果,巨大的收音装置不仅仅让潜艇的直径水涨船高,原先在这个位置上的鱼雷管也得乖乖让出位置而退到两旁去。其他安装在潜艇上的声呐型态还包括安装在艇身其他位置的被动声呐听音装置,利用不同位置收到的同一讯号,经过电脑处理和运算之后,就可以迅速的进行粗浅的定位,对于艇身较大的潜艇来说比较有利,因为测量的基线较长,准确度亦较高。

(我国039B的拖曳声呐位置)

另外一种声呐称为“拖曳声呐”,因为这种声呐装置在使用时,以缆线与潜艇连接,声呐的本体则远远的拖在潜艇的后面进行探测,拖曳声呐的使用大幅强化潜艇对于全方位与不同深度的侦测能力,尤其是潜艇的尾端。这是因为潜艇的尾端同时也是动力输出的部分,由于水流的声音的干扰,位于前方的声呐无法听到这个区域的讯号而形成一个盲区。使用拖曳声呐之后就能够消除这个盲区,找出躲在这个区域的目标。

(拖曳声呐)

为啥靠声纳却不安装几个红外摄像头呢?

如今随着科技的进步,潜望镜也发生重大改变,如今很多潜艇特别是核潜艇开始装备光电潜望镜,直接拍摄水面图像进行观察。装备光电潜望镜有诸多好处,最直接的好处就是用高分辨率的光电传感器去取代传统光学潜望镜上的光学组件,所得到的信息通过光纤传输到潜艇指挥台上。

所以装备光电潜望镜不用设置传统光学潜望镜的很多设备。传统光学潜望镜整个系统体积庞大、内部零部件复杂,特别是还需要在潜艇耐压壳体上设置开口,用于设置潜望井。这无疑会对整艘潜艇的设计制造带来一定的负面影响。取消光学潜望镜后,可以节省不少潜艇空间,潜艇围壳的设计布局也可以得到优化。

其次,光电潜望镜的性能优势也是显而易见的,传统的光学潜望镜只是依靠人力观察水面情况,观察时间长,效率低。而光电潜望镜只需要升起光电桅杆,在水面上快速旋转扫描一圈,就可快速获取所有的水面信息。光电潜望镜的光电桅杆上集成了摄像机、红外热像仪、激光测距仪等多种传感器,即使在弱光环境或者是恶劣海况下仍然能够有效获取水面信息。

旋转扫描一圈后,潜艇也就可以迅速收回光电桅杆,减少暴露时间,提高了潜艇的隐蔽性。光电桅杆获取的所有信息将直接传输到潜艇的作战指挥中心,分门别类的显示在显控台上,艇员可以根据这些数据进行处理,再上报给艇长,明显提高了信息利用效率,由此不难看出光电潜望镜的巨大优势了。


铁杆军迷


在水里安装被动红外探测手段?所有的红外特侦都被水给降温吸收了,安装了有什么用?

对于潜艇在海底碰撞问题,无法有两个可能,第一就是像冷战时期美苏争霸,两国经常在海底发生各种跟踪与反跟踪,而潜艇更安静的美国总是占据先机优势,多数时间扮演跟踪的一方。苏联也知道自己的水平根本无法将潜艇的噪音降低到美国那样的安静程度,因此他的手段就是让水下核潜艇的速度更快,苏联很多核潜艇速度都超过了40节,比当时所有的鱼雷速度都快;另外就是利用钛合金材料让潜艇潜深达到了700~1000米深度,鱼雷的战斗深度下不去!而对于和平时期对付美军潜艇跟踪的问题,那就更加简单粗暴了,直接利用速度优势掉头向着美军核潜艇装上去,这样的事情在冷战时期曾经发生了多次,往往苏联潜艇更结实耐操,美国潜艇好几艘都因此报废退役,而苏联潜艇往往修理修理又回到了大洋!

第二种情况就是潜艇确实太安静了,而且速度很慢的情况下更安静,双方进行战斗值班的时候为了隐蔽是不会开主动声呐的,结果被动声呐又没有监听到对方行踪,然后就不知不觉的撞上了,前几年英国和法国的战略核潜艇就在战斗值班的时候,慢速潜航过程中撞了一次,不得不承认他们的潜艇的安静性让人羡慕!

至于在潜艇上安装红外探测手段来防碰撞问题,这个在海水中根本就行不通,海水降低红外特侦、和隔绝红外特侦效果本身就好,即便如此各国还有各种手段进行红外隔离,这样的手段根本没有任何作用!

各国潜艇在水下防碰撞的手段基本还是靠被动声呐监听,像英法潜艇水下碰撞本身属于个例,发生概率小得惊人,根本不用去担心!另外潜艇在上浮过程中尤其要注意防碰撞问题,曾经我国一艘常规潜艇,在演习结束后贸然上浮,结果被一艘军舰直接切成两半沉没了!向这样的演习结束后上浮都会通过主动声呐探测水面目标后,确保安全才会上浮!在陌生海域,则停过先探出观察潜望镜,观察周围的状况后才会上浮的!


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