监理工程师学习看书的顺序与进度?
2021-06-13
更新时间:2022-07-24 06:21:22作者:admin2
良好的隐蔽性是潜艇最大的武器,所以潜艇在执行任务时总是保持静默的。
它们只“听”不“说”,只有在约定的时间、地点,才会上浮到潜望镜深度或放出通信浮标向基地发送信息。这也是潜艇容易暴露的时候,一旦被发现,将面临灭顶之灾。
如何与潜艇安全、快捷的通信,一直是让人头痛的问题。即便现代海军已进入网络时代,潜艇的通信方式仍比较原始。
无线电波是信息的优秀载体,天上地上到处跑,但主流的高频通信却不适合潜艇。因为海水导电能力好,高频短波在其间穿行能量衰减很快,穿几米深就跑不动了。
长波就好多了,它传播稳定,能量损耗少,能够穿透很深的海水,所以对潜艇通信多使用长波。
长波通信的波长在1000米以上,频率在300kHz以下。又可细分为长波、甚长波、超长波和极长波。
甚长波波长10~100千米,能穿透30米深的海水,超长波波长1000~10000千米,能穿透100~200米深的海水。潜艇不用上浮,也能安全的接收信息。
但甚长波、超长波通信也有缺点:
1、波长越长,频率越低,带宽越窄,携带的信息就越少。用长波通信,发送几个字母都要10多分钟,更别说音频、视频这样的大流量信息了。
所以,长波通信只能发送简单的内容,比如预先约定的代码等。更多通信还是要上浮或放出通信浮标才行。
2、长波电台耗资巨大,它是一座电子城堡,有数以万计的零件,发射机功率高达2兆瓦,发射铁塔高400多米,整个发射台占地几平方公里。
地面天线阵列更是不得了,1986年美国建设的甚长波地面天线阵列,长度达135公里!从威斯康星州一直拉到密歇根州。这样的庞大工程,一般国家是做不了的。
3、长波通信台生存能力差,战时是敌人首先攻击的目标。
为了确保潜艇通信不中断,各国提出了许多备用方案。比如美国的TACAMO(塔卡木)机载甚低频通信方案。它由有2个飞行中队组成,一个部署在太平洋,另一个部署在大西洋和地中海地区。
E-6A战略通信机,拖曳2根甚低频天线,1根长10000米,1根长1500米。飞机在高空不断盘旋,将天线从吊舱里放出去。机上有甚高频/特高频电台、高频电台,翼下吊舱还有卫星通信天线,发射机功率250kW。
“塔卡木”系统24小时值班,随时向潜艇发送紧急命令,并确保潜艇收到。
短波不行,长波也不完善,怎么办?
人们尝试各种办法,然后蓝绿激光走进视野。蓝绿激光是波长在450~570毫米的可见光,介于蓝色、绿色之间。它的波长很独特,恰好与海水吸收光谱错开,所以穿透海水时衰减小,能到达很深的地方。
在实验中,垂直射入海水2000米,能量衰减仅5%~10%!这个深度早已超过各国潜艇的最大潜深。不但衰减小,通信带宽还很宽,接收电报小意思,发个图片、聊个语音、看个视频也没问题,具有非常美好的前景。
但蓝绿激光也有问题:就是激光束太窄,指向性强。在不知道潜艇位置的情况下,没法将激光束指向潜艇,也就没法传递信息了。
那潜艇自报位置行不行?NO,那不就暴露了嘛!所以蓝绿激光仍处于实验室阶段。
人们只能在现有技术下升级,美国在“弗吉尼亚级”核潜艇上安装了甚低频拖拽天线,可在水下、冰层下100米内隐蔽通信,并可与“塔卡木”系统互联。
美英还联合研制了的一种可双向通信的“光纤系留浮标(RTOF)”,它由通信吊舱释放,漂浮在海面上,通过光纤与潜艇相连。然后由卫星中转,与指挥平台联通,成为作战网络中的一员。英国在其“机敏”级核潜艇上装备了这种浮标。
随着科技的不断发展,新型通讯设备不断出现,未来的潜艇终将在海面下实现更快捷、更安全、更隐蔽的通信。
潜艇堪称水中杀手,其最突出的特点就是隐蔽性,影响潜艇隐蔽性的因素很多,除了潜艇磁性、噪音、尾流之外,潜艇的通信,尤其是潜艇主动发信行为是导致潜艇暴露的重要因素。
由于海水是良好导体,对电磁波具有很强的吸收作用,因此常规通讯的电磁波无法穿透海水,但波长较长的电磁波,也能到达海水较深处,而且波长越长,电磁波的穿透力越强。甚长波(波长10万米~100万米)能够穿透20多米的海水,超长波(波长100万米~1000万米)能够穿透100米深的海水,这个深度也是多数潜艇战备巡航的深度。
几十年来,这种甚长波、超长波通讯一直是潜艇对外通信的主要方式。由于无线电测向技术能够迅速探测到潜艇发送信号的位置,因此在长波无线电通信方式下,潜艇之间、潜艇与外界之间的通信有着严格的规定:与岸上指挥部不能进行双向实时通信,只能进行单向非实时通信;潜艇对岸发信或收信(超长波除外)时,需经过艇指挥员批准并浮出水面或接近水面才能进行;潜艇发信力求短促,所发信息采用电报方式,以简短的约定信号或无线电信号瞬间发出;潜艇收到岸上信息后,条件允许时须尽快给予收据,使岸上指挥部确认已收到;潜艇与水面舰艇、飞机的双向实时通信,只有在特定条件下才能进行;潜艇之间利用音频或超音频机械波在水中传递信息。
实际上,潜艇在执行任务巡航时,需要严格执行无线电静默的措施,也就是“在规定的时间和海区内,严禁无线电发信,只收信甚至不收信”。目的是防止敌方监测到已方潜艇的发信时间、功率、活动规律和移动速度、方向等,进而获取潜艇所在海区、数量、航速、航向和行动企图等情报。
潜艇无线电静默包括全面静默和单方静默,单方静默就是只接收不发信。潜艇多数情况下都是在这种单向静默的状态下,接受指挥部的指令。而且,一般也要在约定的时间或者海域,通过快速通信完成指令接收。
岸上指挥部对潜艇发信网是由多座无线电发射台组成对潜发信体系,并按多点、纵深、疏散的原则组成发信网,以增加对潜通信的覆盖面。岸上指挥部对潜艇的命令、指示和通报等,均以长波和短波同时发出,从而不仅实现对潜的信息发送,也能实现网内各发射台之间、各发射台与对潜指挥部之间的信息同步和统一调度。
早期苏联曾建有9个大、中型甚长波发射台,其中4个在西伯利亚,3个在欧洲地区,2个在黑海地区。1958年,苏联提出在中国华南地区合建一个大功率长波发信台和远程收信台为其核潜艇服务,当时这一要求损害了中国主权,因此被断然拒绝。美国也有9个甚长波发射台,其中2个在亚洲,1个在澳洲,1个在中美洲,1个在欧洲,4个在本土和夏威夷,构成其全球对潜发信网。
为保持潜艇活动的隐蔽性,岸上指挥部通常采用广播的方式向潜艇单向发信。对常规潜艇,主要使用频率为3~30千赫的甚长波和短波同时发信,潜艇按规定时间在水下10~15米处潜望镜深度用环形天线、或在40~80米深度用拖曳浮标天线接收甚长波信号。如果处在相对安全的环境下,潜艇甚至可以浮上水面接收短波信号。
核动力潜艇由于通常在深海活动,甚长波穿透深层海水能力差,岸台主要使用频率为30~300赫的超长波发信。超长波穿透海水能力比甚长波强的多,潜艇可在距水面100米以内用600米长的拖曳浮力天线接收。超长波虽然穿透力大,但其传输速率较慢,尤其是穿透上百米的海水阻隔后,能量损耗导致信号质量更差,发送3个字母的信号都需要15分钟左右。
因此,岸上指挥部如需发送较长的信息,会先用超长波发送简短的约定信号,令潜艇上浮至能接收甚长波、短波或微波信号的深度,再用高速短波将信息发送给潜艇。
岸对潜通信的另一方式是卫星中继通信,岸上指挥所将发给潜艇的信息储存在岸站设备内,潜艇对岸上指挥所的信息可随时发出,并以主动取报方式自动接收岸上信息。其传输速率高,通信容量大,可靠性好,能在短时间内交换大量信息,但潜艇须上浮至水面或潜望镜深度,使其卫星天线露出水面指向卫星才能进行通信,不利于保持潜艇的隐蔽性。
为保证岸潜通信的不间断,美国还建立了机载对潜通信系统。该系统通常由1 0余架飞机组成对潜通信机群,每架飞机安装甚长波发信机和拖曳天线,飞机轮流升空对潜发信,潜艇则以慢速潜航在水下15米深度接收。
比较前沿的对潜通信是蓝绿激光通信,以激光作为信息载体,这种波长为470-540毫微米的蓝绿激光最大穿透海水进行通信的深度可达到600米,且数据传输速率远高于超长波,这对于潜艇隐蔽接受指令至为重要。
激光对潜通信有星载、机载和陆基三种工作方式,星载方式是激光发射机安装在卫星上,地面站的信息由卫星通过激光信道转发给潜艇。机载方式则由飞机上的激光发射机将信息转发给潜艇。陆基方式需要地面激光发射机将激光束射向空载反射器,空载反射器再将激光束反射给水下潜艇。尽管蓝绿激光对潜通信具备数据传输率高、方向性和保密性好、抗干扰能力强等优点,但也有设备复杂、技术难度大的问题,目前仍处在探索试用阶段。
中国海军经过几十年努力,已经建立起健全的的对潜发信网,不但有健全的长波发射台、卫星通信网,而且在潜艇低频通信上已经具有国际领先水平,研制完成世界上最大功率、最高灵敏度的低频通信系统,创造了通信距离最远和通信深度最深的世界之最。