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搜寻失联潜艇究竟有多难

来源:阜阳日报 2017-12-08 01:00   http://www.yybnet.net/

新闻背景

虽然来自阿根廷、美国、英国、法国、巴西和智利等国的多方救援力量,连日来一直在南大西洋海域开展搜寻,可不久前失联的阿根廷海军“圣胡安”号潜艇依旧“杳无音信”。日前,阿根廷海军发言人明确表示,“圣胡安”号潜艇在返航途中曾发生过系统故障,海水可能通过通气系统进入艇首的蓄电池舱,导致一组电池短路,进而造成潜艇内氢气无法排出而引发了爆炸。潜艇本就是大洋之下的“无声过客”,通常情况下,搜寻一艘“隐身”潜艇比寻找一只普通船只的残骸更困难。

潜于海下高度隐身

潜艇,顾名思义,就是能在水下作业的舰艇。早在第一次世界大战上演海战之时,德国海军发明的“狼群战术”就充分显示出潜艇的巨大威力。第二次世界大战中,德军潜艇在大西洋给予了同盟国舰队和商船以沉重打击,美日海军在太平洋的“暗流涌动”之下相继使用常规潜艇击沉航母等高价值目标,二战初期美英等海洋强国的造船速度,一度跟不上船只被潜艇击沉的速度!可见,潜艇早已成为海战中的“杀手锏”。

自诞生伊始,潜艇的一个作战原则就是在海战中扮演“刺客”角色。潜艇绝不会浮出水面与对手正面过招,它只能在敌人毫无防备之时找准软肋“一击毙命”。因此,潜艇的“隐身”能力自然成为核心性能之一。在“深不见底”的大洋深处,潜艇通常都是“自己暴露自己”,也就是说,对方都是通过监听到潜艇发出不属于海洋的声响,才能找寻到潜艇的踪迹。

对于潜艇而言,螺旋桨、主泵或齿轮箱是最常见的噪声源。俄罗斯“北风之神-A”级核潜艇之所以号称“大洋黑洞”,就是因为采用了降噪性能极好的国产静音密封泵。此外,在潜艇外形设计上减少各种突出物体、在艇内敷设阻尼材料、更换螺旋桨叶片等都可以进一步降低噪音。目前潜艇表面多铺设有“隔音耳塞”,也就是消声瓦,能有效抑制噪声振动、降低潜艇的声目标强度,从而大幅度提升潜艇的隐身性能。

此次失联的阿根廷海军“圣胡安”号潜艇,是德国克虏伯公司北海造船厂于上个世纪80年代建造的常规柴电潜艇。作为二战后德国建造的最大潜艇,该型潜艇拥有水下高航速、高自持力和高生存能力等诸多特性,也是当时世界上速度最快的柴电潜艇之一。该型潜艇配备有4台MTU柴油发动机和4台发电机,最大水下航速可达25节,下潜深度约为300米,水下自持力高达70天。这种类型的常规潜艇行动极其灵活方便,还可利用水层、海底礁石、水生生物等复杂噪音环境隐蔽待机,在潜伏期间基本不会发出水下噪音和能量辐射,“隐身”性能可见一斑。

反潜技术的“难言之隐”

时至今日,多国联合搜救力量不仅没有找到潜艇,甚至连潜艇具体是在哪个海域沉没的都一头雾水,不得不让人怀疑现有的反潜技术水平。其实,反潜技术如今“越反越浅”确实有其“难言之隐”。茫茫大海本身水下环境就极其复杂,再加上潜艇“隐身”性能不断提高,各类反潜探测方式也时常“找不到北”。

在和平时期,寻找一艘失踪的常规潜艇,跟战时一样困难。美国海军专门租借过一艘常规柴电潜艇,作为演练浅海攻防对抗的假想敌。在演习中就发现,常规潜艇极难以被发现和定位,反倒是水面反潜舰只多次被潜艇“命中”。

当潜艇“大摇大摆”处于水面航行状态时,相当于一艘水面舰艇,只需利用水面搜索雷达就能在上百公里外轻易发现目标。一般而言,像潜艇这样的大家伙,待在较浅的水下都很容易暴露自己。当潜艇处于通气管状态,也就是艇身位于水下,只将柴油机通气管伸出水面,这时潜艇在雷达屏幕上的反射面积也有几十平方米,发现它同样不困难。因此,现代潜艇一般都需要有一定的潜深能力。当潜艇潜入水下,探测潜艇的主要设备就是声呐。

声呐分为主动声呐和被动声呐两种。主动声呐多用于直接扫描有无水下目标,而被动声呐则用于探听潜艇上发出的各种噪音。事实上,即便是这两种反潜战中最常见的技术手段,在实际搜索尤其是对失联潜艇搜救中也不见得那么“靠谱”。试想,如果失联潜艇此时已经“坐沉”凹凸不平的海底,对主动声呐而言与礁石已经没有差别,除非有精确海图可以仔细比对。

当然,反潜技术包括利用各种反潜兵力兵器来主动搜索敌方潜艇,具体模式包括水面舰艇反潜、潜艇反潜、航空反潜和舰机协同反潜等。目前聚集在大西洋海域的搜寻团队,几乎汇集了当今世界超过半数的海军大国,各国都出动了大量的反潜舰艇和反潜飞机。然而,各国派出的运输机和搜救机本质上只能承担海面搜索观察任务,事发海域恶劣的海况,使得目视观望发现潜艇的可能性几乎为零。真正能担当任务“顶梁柱”的P-3和P-8A反潜巡逻机也只能空投有限的声呐浮标,对水下进行短时间小范围探测。虽然P-3系列反潜巡逻机上还装备有磁异探测仪,但这种设备只能是飞机在潜艇正上方飞过时才有探测到的可能,最终搜寻结果不容乐观。

“水下传书”是世界难题

值得注意的是,在“圣胡安”号潜艇失联之前,曾向阿根廷海军报告发生系统故障,如果真的遭遇不测,潜艇为什么没有第一时间向阿根廷海军发出警报并报告出事位置呢?

其实,“水下传书”远没有想象得那么简单。给航行在水下的潜艇发一封短信长度的电报,潜艇接收它需要多久?现有的技术水平是30分钟。水下世界虽然神奇美妙,但人们赖以通信的电磁波在水下衰减很快,穿透海水进行数据传输的能力相当薄弱。

长期以来,在水下如何保持与外界的“传书”是一道尚未攻破的世界性难题。如果不能实现潜艇的快速及时通信,根本不知道对手在哪里的潜艇只能蹲守在海里碰碰运气,甚至还会严重贻误战机。承担水下“潜伏”作战任务的潜艇,如果时不时露出水面利用天线获取信号,不仅会限制其机动性,更会将自身暴露在各类先进的反潜技术手段面前,安全威胁极大。

潜艇通常工作在15米至500米深的水下,通信方式主要有低频、甚低频、蓝绿激光、中微子通信、卫星中继和声波等。其中,潜艇对岸、飞机和水面舰艇主要采取甚高频和特高频通信,而岸对潜通信方式则主要采用甚低频和极低频。要30分钟才能完成接收电报的就是低频和甚低频技术。电磁波在水下传输,频率越高衰减越多,拉长电波成为行之有效的技术方案。日本是最早实现甚低频技术实用化的国家,早在1929年就建成了佐佐美通信站,第二次世界大战期间,德国和英国海军也相继建成了甚低频通信站。从1985年5月起,美国多次成功完成超低频通信试验。然而,即便是超低频通信系统,其穿透海水的能力依旧有限,且系统数据率低、体型庞大、造价昂贵,极大限制了低频通信的进一步发展。

古巴导弹事件中,装备有通信浮标系统的美军潜艇充分显示了水下作战的优异性能,能够快速接收相关信息指令成为其中的关键。浮标通信就是潜艇携带浮标,以便接收来自信息发射平台发送的相关信息。目前,潜艇通信浮标包括综合通信浮标、高速曳航浮标、应急通信浮标、消耗型无线电浮标和潜艇卫星终端浮标等多种类型,美军还进一步实现了计算机、卫星通信和声学技术的浮标系统综合集成,具备了速度快、容量大、方向性强、保密性好等诸多优势。

在对潜通信领域,蓝绿激光实现“水下传书”也是一种技术方案。蓝绿激光水下通信利用的就是波长为450纳米至530纳米的蓝绿色光在水下衰减较小的原理,由于海水和大气层对蓝绿激光的能量损耗极小,蓝绿激光可在深海内快速有效通信。水下蓝绿激光通信的海水穿透能力强、数据传输速率快、方向性好、设备轻巧且抗截获和抗核辐射影响能力好,相当于在水下游曳的潜艇戴上了数据通信的“助听器”,不仅能充分提高潜艇的生存能力,还能顺应战场态势及时协调潜艇与地面、海面和空中力量联合遂行作战任务。

此外,近年来量子通信和物联网技术飞速发展。水下量子通信和无线射频系统成为对潜通信新型技术手段的“颠覆者”,英国科学家甚至研发出了“量子罗盘”,不仅能使潜艇摆脱相关数据通信和精确导航的信息困扰,更将大大提升潜艇水下攻击和联合作战实力。 (据人民网)

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