潛艇在水下如何與基地通信?這三種方式你知道么

潛艇在深海中航行,海水就是其最強“隱身衣”。它保護潛艇不被軍艦、飛機和衛星發現,成為令人恐懼的“深海殺手”。

不過凡事有利有弊,厚厚的海水也成了潛艇通訊的最大障礙,潛艇與基地,與其他軍艦、飛機、潛艇的通信也成了世界難題。為了接收信息,發送情報,潛艇上裝備了各種各樣的通訊設備,十八般兵器各顯神通。

一、無線電通信。

無線電通信速度快、容量大,是現代通訊最主要的傳輸方式。潛艇也不例外,裝備了從超低頻、甚低頻到中頻、高頻,再到甚高頻、特高頻、超高頻、極高頻等一系列雷達天線,各有各的用途:

1、甚低頻、超低頻通信。

海水對電磁波有很強的衰減作用,普通電磁波在海水傳播沒多遠,信號就不行了。

而波長在10~100千米的甚長波對海水穿透能力較好,可以穿透20~30米深的海水,潛艇可以在潛望鏡深度接收信息,也可以在水下放出通信浮標接收。

時至今日,甚低頻已成為各國海軍對潛通信的主要方式。美俄等國在世界各地建立了很多甚長波發信臺,形成覆蓋全球的對潛指揮通信網。

美國還研制了“塔卡木”機載甚低頻通信系統,用EA-6B電子戰飛機24小時不間斷的保持對潛中繼通信,極大的提高了戰時生存能力。

1991年,日本宮崎縣甚低頻發射臺投入使用,能覆蓋日本周邊各海域,與水下10米深處的潛艇通信,威脅很大。

隨著反潛技術發展,潛艇在淺水下接收信息越來越不究全,于是人們又用波長更長的超長波(1000~10000千米)電臺傳遞信息。

▲E-6B 搭載“塔卡木”甚低頻系統

超低頻電波在海水中衰減率比甚低頻小得多,其中極低頻電波衰減率僅為甚低頻電波的1/10。超低頻電波可以穿透近200米深的海水,潛艇可以安全的在深海接收信息了。

但超低頻電波有重大缺點,就是通信速率極低、傳輸信息量極少。比如美國“緊縮”超低頻通信系統,15分鐘才傳送3個字碼組。這種速率無法傳輸作戰指令,只能傳輸事先約定的短代碼,或只是當作提醒潛艇上浮收信的“振鈴”使用。

2、高頻通信,包括高頻、甚高頻、特高頻、超高頻、極高頻等。

潛艇上還有各種高頻通訊天線,用于潛-岸、潛-艦、潛-空、潛-衛星及潛-潛之間的單、雙向通信。

高頻短波穿不透海水,通信時潛艇要上浮,使桅桿天線露出水面或放出拖曳天線、無線電通信浮標等到海面使用。其中特高頻、超高頻、極高頻頻段主要對衛星通信使用。

▲天波、地面波傳輸

短波經電離層反射,可以傳播到較遠距離,潛艇短波電臺利用天波進行遠距離超快速保密通訊。超短波很少被電離層反射,但它通信穩定、保密性好,所以潛艇用超短波電臺與其他艦艇、飛機作直射波通訊。

潛艇上浮通信破壞隱蔽性,容易被敵人發現,所以在危險區域很少使用。為保證隱蔽性,人們發明了超快速通訊方式:以極快的速度發送信息,發訊時間小于敵人無線電測向定位時間,讓敵人無法確定潛艇位置。

▲通信浮標

二、除了無線電通信,一系列新型通信方式也在研發中,比如:藍綠激光通信、中微子通信、量子通信等等。

1、藍綠激光穿透海水能力很強,它的特定波長在海水中衰減很小,只有其他波長的1%,還有傳輸速率高、信息容量大、抗干擾強、接收天線小等優點。

實驗中,藍綠激光能穿透水下6、700米。1997年,美軍在飛機上用藍綠激光與400米深處的潛艇成功通信。

但藍綠激光波束很窄、指向性太強,受天氣影響大,需要用飛機、衛星傳輸,又做不到“以點蓋面”,要知道潛艇準確方位。可要知道潛艇準確方位,那本身就已經建立通信了。所以藍綠激光還需要進一步發展,才能有廣闊前景。

2、中微子通信、量子通信。

這也是非常優秀的通信方式。中微子沿直線傳播,能穿透很深的障礙,能穿透地層、穿越深海傳輸信息,且傳播過程中不反射、折射、散射,信號也不衰減,有極強的保密性和抗干擾能力。

量子通信也一樣,具有前所未有的高速數據傳輸和安全性,可以徹底改變對潛通信方式,為潛艇接入網絡中心戰打開廣闊前景。

目前中微子通信、量子通信仍處于初級階段,是各國爭先發展的重大技術項目。

三、水聲通信。

為滿足潛艇水下與其他潛艇、軍艦通訊需求,將潛艇納入作戰網絡,人們也想到了用水聲傳遞信息。

利用潛能上的接收換能器,將信號轉化成聲波傳輸,對方再將聲波用換能器轉化成電信號,完成通訊任務。這本來是很好的信號傳輸方式,但相對于聲波在空氣中傳播,海水可以說是最惡劣的通信通道之一。

海洋環境太復雜,不同深度密度不同,不同海域溫度不同,再加上海浪、湍流、內波、各種海洋生物以及冰川運動,種種噪聲干擾使水聲通訊效果非常差。和風漫談原創,禁止抄襲。

盡管美國“海網”水聲通信系統取得了一定成果,但水聲通訊還需要很大提升,才能廣泛使用。

綜上,海水對潛艇的隱蔽既是長處,也是弱點,對潛通信仍是一個世界性難題。未來新型通信技術成熟后,潛艇戰力必將成倍提高,甚至會改變未來海戰方式。各國都在積極搶占技術高點,我們也要努力發展,領先世界。

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