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奇怪了,電磁波傳播速度更快,為何潛艇要用聲吶?

2022-06-26由 國際科技資訊 發表于 農業

電刷滑環作用是什麼

雷達使用的電磁波,在空氣中速度接近光速,為何潛艇不用雷達呢?

奇怪了,電磁波傳播速度更快,為何潛艇要用聲吶?

有一個很奇怪的問題,潛艇在深海航行時,往往藉助聲吶,來對周圍的環境和目標進行探測,用雷達不是更好嗎?

有人說不用電磁波,是為了讓潛艇達到更好的隱蔽性,但這種說法根本就站不住腳。

在潛艇上,聲吶員藉助裝置,就能聽聲辨位,找出周圍的移動物體。由此可見,聲吶並不具備隱蔽性,甚至比電磁波的動靜還要大。

都知道,電磁波在空氣中的傳播速度,接近光速,而聲波在空氣中,傳播速度僅為344米每秒。

表面上看,電磁波傳播速度快,潛艇使用雷達,應該優勢明顯,為何潛艇要使用傳播速度更慢的聲吶呢?

奇怪了,電磁波傳播速度更快,為何潛艇要用聲吶?

科學家並不是沒有這樣想過,但實際應用過程中,卻遇到了很大的問題。原來,當電磁波在水中傳播時,衰減速度非常快,根本探測不了多遠。

相反,聲波在水中的傳播速度,能接近1500米每秒,而且傳播距離比電磁波更遠。

因此,潛艇為了提升對周圍環境的感知能力,只能退而求其次,放棄雷達,選擇聲吶。

隨著技術的發展,聲吶也出現了主動聲吶和被動聲吶兩種型別。主動聲吶由潛艇主動發出,透過收集回聲,感知周圍的環境;而被動聲吶,則直接探測其他目標發出的聲音,從而對目標進行追蹤。

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既然潛艇使用了聲吶,潛艇又是如何通訊的呢?聲吶在水中傳播沒問題,但是回到空氣中,聲吶就沒了優勢。

技術人員為了解決這個問題,也想了很多辦法,最後發現一個規律。電磁波的頻率越高,在水中就衰減得越快,因此,低頻率的電磁波,依然有可能完成水中通訊。

就以F級的低頻電磁波為例,可以在海水中傳播幾百米,滿足基本通訊沒問題。但是,這種低頻電磁波,卻有一個無法彌補的短板。

低頻電磁波的波長很長,想要發射這樣的電磁波,天線的長度,往往要達到幾十公里。如此大的天線,根本無法架設在潛艇上。

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因此,潛艇在水中航行時,只能接收指令,無法向外界傳遞資訊。如果遇到緊急情況,潛艇只能上浮到水面,利用高頻電磁波,與指揮中心進行通訊。

綜上所述,潛艇在水下搜尋目標靠聲吶,接收指令靠低頻電磁波。聲吶與電磁波的結合,讓潛艇具備了在水下長時間生存的能力。

不過,另一個問題依然讓很多人百思不得其解,潛艇發射魚雷後,還能否繼續控制魚雷呢?

潛艇使用的聲吶,探測距離有限,電磁波又無法使用,發射出去的魚雷,該如何找到目標呢?

奇怪了,電磁波傳播速度更快,為何潛艇要用聲吶?

潛艇在水下航行或者待命,可以利用低頻電磁波,完成指令接收,聲吶系統,也讓潛艇有了一定的探測能力。

但是,魚雷作為潛艇的殺手鐧,如果完成發射後,對方調整方向,就能輕易躲過去。魚雷在幾百米深的水中,又該如何精確地找到目標呢?

前面已經說過,電磁波在水下衰減很快,派不上什麼用場。而聲吶的探測距離,僅有幾百米,也不足以遠距離定位目標。

奇怪了,電磁波傳播速度更快,為何潛艇要用聲吶?

很多人並不知道,如今的有些魚雷,在完成發射後,會連線一根線,專門給魚雷提供資料。這根線往往能長達二三十公里,足以將魚雷送到目標身邊。

當魚雷抵達目標物附近後,魚雷會開啟雷達,進行自主定位。雖然此時雷達的探測距離不遠,但也足以讓魚雷能輕易發現目標,並精確定位。

與此同時,隨著魚雷的靠近,對方的聲吶員,也能透過聲吶系統,感知到魚雷的到來。

此時潛艇需要迅速作出反應,並做好防衝擊準備,能不能倖存下來,就要看指揮長的水平和經驗了。

奇怪了,電磁波傳播速度更快,為何潛艇要用聲吶?

可以毫不誇張地說,潛艇滿身都是黑科技,這也給潛艇,賦予了更多的神秘感。

你見過潛艇嗎?在你眼中,潛艇又是什麼樣的呢?