潜艇的水下攻防对抗
2009年2月,一次不可思议的英法潜艇水下“亲密接触”事件,把“声呐”这个既古老又饱含现代高科技味道的名词呈现在了世人面前。在这次事件中,英国核潜艇“前卫”号与法国核潜艇“凯旋”号在大西洋水下发生了猛烈的相撞事故。外电评论指出,两艘潜艇在大洋水下游弋,就好像在一个巨大的体育馆里让两只小蜜蜂飞来飞去,它们能否相撞,关键还是决定于双方的眼睛和耳朵功能,而声呐系统便是潜艇的眼睛和耳朵,它被誉为水下对抗的杀手锏。
铸造水下“千里眼”“顺风耳”
声呐,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,完成水下探测和通信任务的电子系统设备。二战时期,德军创造了海战史上著名的“狼群战术”,声呐在德军潜艇发现与摧毁目标过程中发挥了巨大作用。
声呐分为主动声呐和被动声呐,主动声呐由简单的回声探测仪器演变而来,能主动发射超声波,然后收测目标回波进行判断,适用于探测冰山、暗礁、沉船、水深、鱼群、水雷和关闭发动机的隐蔽潜艇等;被动声呐则由简单的水听器演变而来,能够收听目标发出的噪声,判断出目标的位置和特性。
在水中进行观察和测量,声波具有得天独厚的天然优势,其它手段的探测距离都很短。如可见光在水中穿透能力很有限,即使在最清澈的海水中,也只能看到十几米到几十米深的物体。电磁波在水中也衰减很快,而且波长愈短,损失越大。然而声波在水中传递过程中衰减要小得多,在深海中一个几公斤的炸弹爆炸时,两万公里外仍可以收到其信号。迄今,人们还没有找到比声波更有效的水下信息传送手段。
博弈与反博弈齐头并进
在声呐技术发展和应用的同时,为了使潜艇的隐蔽性更强,各国海军也在大力研究反声呐系统。这种技术可以吸收声呐波,目前大致可以做到吸收96%的总声呐波,只反射回4%,这样对方声呐就很难发现潜艇的存在。
另外,潜艇降噪技术也是各国努力攻克的关键技术。随着军事科技发展,潜艇降噪水平越来越高,反探测能力越来越强。所以,英法潜艇相撞事件也从另一面反映出潜艇静音技术的空前进步,难怪当时法国国防部长盛赞法英美潜艇出色的静音水平,甚至指出相撞事件是法英美三国技术的胜利。
声呐技术实非人类独有专利
有趣的是,声呐技术掌握并非人类的专利,不少动物都有自己的“声呐”。如蝙蝠用自己发出的“主动声呐”,可以探查到微小昆虫及0.1毫米粗细的金属丝障碍物;飞蛾等昆虫则运用自己的“被动声呐”,能清晰地听到40米以外的蝙蝠“声呐”探测,从而有效规避其攻击。可见,动物也和人类一样在持续地进行着“声呐战”。
海豚和鲸等海洋哺乳动物则拥有“水下声呐”本领,它们能产生一种十分确定的信号探寻食物和进行相互通信。海豚声呐灵敏度高,“目标识别”能力强,抗干扰能力也很惊人,不但能识别不同的鱼类,区分开黄铜、铝、电木、塑料等不同的物质材料,还能区分自己发声的回波和人们录下它的声音再重放声波。海豚声呐还具有感情表达能力,它们“交谈”正是通过其“声呐”系统。解开这些动物的声呐之谜,一直是人类仿生学苦苦追寻的目标。
军用民用同样前景广阔
应该看到,声呐技术的民间应用同样是大有作为。如美国就将东、西海岸的部分声呐用于全球测温计划。另外声呐技术也广泛用于捕鱼、海底地质勘探、水下定位、导航搜救、石油开发以及水下反恐等多个领域。
近年来,各军事强国仍在不断谋求声呐关键技术的研究突破,以期能获得战时比对手更大的优势。据悉,外军近来已研究推出一种升级型猎雷声呐系统,能够提高探测水雷以及对付隐形水雷的能力。目前,声呐系统作为外军国防采购的重要组成部分,仍将是海军水面舰艇及潜艇的超级杀手锏装备。
解放军报(王保顺 高化猛 江鸿宾)
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