【原】尋找超級潛艇--藏匿于海洋激流下的秘密武器

大科技雜志社 2023-01-28 發(fā)布于海南

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　　此時此刻，成百上千的潛艇正在世界的各個大洋中巡邏，它們潛伏在海底的深處，隱秘地執(zhí)行著一系列非常重要的任務。這些隱蔽在海洋深處的艦艇首次廣泛使用是在第一次世界大戰(zhàn)期間，德國使用以柴油機為主動力的U型潛艇(U是“水下潛艇”的德文首字母)。U型潛艇作為戰(zhàn)爭中最神秘的武器，曾摧毀了數(shù)以千計的商船和軍艦，并自此徹底改變了海戰(zhàn)的面貌。

　　自1620年荷蘭人德雷爾發(fā)明人力驅(qū)動的潛艇以來，潛艇已經(jīng)有了很大的發(fā)展，大多數(shù)現(xiàn)代潛艇要么使用柴油電力驅(qū)動，要么使用核反應堆來提供動力。當前一種潛艇浮在海面上時，柴油發(fā)動機會驅(qū)動潛艇的螺旋槳，為電動機充電;在水下，電動機會使螺旋漿旋轉(zhuǎn)，讓潛艇在水中移動。由于柴油電力潛艇需要充電和補充燃料，因此，它們的航程有限，許多國家的海軍更喜歡核動力潛艇。核動力潛艇可以一次在水下呆上幾個星期，利用核裂變釋放的熱能產(chǎn)生蒸汽，蒸汽再驅(qū)動渦輪機和螺旋漿。

　　各國海軍會使用大大小小、各種型號的潛艇，這些潛艇隱藏在幽深黑暗的水域中慢慢靠近目標，收集信息或發(fā)射導彈。它們通?？梢苑譃閮深悾汗粜蜐撏В糜谒阉骱痛輾撑?彈道導彈潛艇，用于攻擊陸地目標。

　　除了在軍事方面的應用，潛艇在研究海洋環(huán)境方面的用處也非常大，它可以承受巨大的海底壓力，帶著潛水員到達海洋深處。近年來，新型的無人水下航行器開始在水中執(zhí)行危險的任務，而人們只需安全地留在岸邊或附近的船只上，遠距離操控航行器。雖然目前這些航行器的航程仍十分有限，但在未來，它們將完全取代潛艇。

　　潛艇上的生活

　　潛艇員如何在海下數(shù)百米處生存?

　　除了流線型的外殼，潛艇還有一個能夠承受強大水壓的堅固內(nèi)殼。加壓氣罐可以為潛艇內(nèi)部提供氧氣，或者電流分解海水也可以產(chǎn)生氧氣和氫氣。潛艇員呼出的二氧化碳可以通過堿石灰捕獲去除(堿石灰中的成分可與二氧化碳發(fā)生化學反應、吸收二氧化碳)。淡水也可以在潛艇中生產(chǎn)，海水加熱后會變成水蒸氣，水蒸氣冷凝就會變成可以喝的水。

　　潛艇員有時需要在狹窄的環(huán)境中生活幾個月之久，這樣的生活對潛艇員的身體、精神都有很高的要求。需要長期作業(yè)的大型潛艇可以承載60人至200人，在過去，潛艇員無法和外界溝通，只能與其他潛艇員作伴，但今天，他們可以使用電子郵件與家人保持聯(lián)系。當然，人類的身體并不適合水下生活，實現(xiàn)人類在潛艇中生活的愿望，還需要一些技術(shù)的支持。

　　深海營救

　　當碰撞或爆炸等事故造成潛艇受損時，潛艇員可以通過無線電發(fā)出求救信號，同時發(fā)射一個浮標，以顯示潛艇的位置。然后，一種名為深潛救生艇的微型潛艇就會潛入深海，利用聲納搜尋失事潛艇。當深海救生艇鎖定目標后，它會通過艙門與失事潛艇相對接，營救潛艇內(nèi)的人員，再將他們轉(zhuǎn)移到船上。某些型號的深潛救生艇一次最多可以承載24人。

　　超音速潛艇

　　目前現(xiàn)代潛艇的最高時速為75千米/小時左右，對比超音速飛機，潛艇的最大時速似乎太慢了，這是因為液體會比空氣產(chǎn)生更大的阻力，潛艇需要更大的動力和能量才能克服阻力。不過，哈爾濱工業(yè)大學的研究人員正在設(shè)想一種技術(shù)，可以讓潛艇以音速航行，即在海水中以1000多千米/小時的速度航行。他們的方法以超空泡為基礎(chǔ)，其原理是在船艇等物體表面和水之間產(chǎn)生一個氣體空腔，船艇等物體在氣體空腔中前進，就可以減小阻力，使船艇等達到更快的速度。然而，超空泡技術(shù)存在一個問題，即超空泡潛艇的船舵將無法利用水來實現(xiàn)轉(zhuǎn)向。為了克服這一問題，科學家們創(chuàng)造了一種液體，該液體可以被噴灑在潛艇的一側(cè)，減少該側(cè)的阻力，利用潛艇兩側(cè)的阻力差來轉(zhuǎn)向。不過，到目前為止，超空泡潛艇還處于設(shè)想階段。

　　無人水下航行器

　　因為潛艇員水下作業(yè)的危險性很高，所以世界各國的海軍都在開發(fā)和使用無人水下航行器來進行水下作業(yè)。無人水下航行器的重要應用之一就是掃雷，它們可以搜尋和破壞水下炸藥，同時保證附近船只上的船員不受傷害。除了協(xié)助軍方的工作，無人水下航行器還可以攜帶各種攝像頭和傳感器，來協(xié)助水下科學研究。水下無人機可以調(diào)查和監(jiān)控人類難以到達的地方，并收集自然環(huán)境中海洋野生動物的信息。例如，美國伍茲霍爾海洋研究所的無人機首次讓科學家們觀察到了大白鯊在水下的捕獵行為，這表明大白鯊在伏擊獵物前會利用深海黑暗的環(huán)境來隱藏自己。

　　未來的潛艇

　　隨著技術(shù)的飛速發(fā)展，水下潛艇將會更加多元化，除了前文中提到的超音速潛艇和無人水下航行器，超隱形潛艇也是未來最重要的潛艇類型之一。2015年3月份，瑞典薩博國防安全公司的A26型潛艇計劃正式立項，這是一種連發(fā)動機和螺旋漿的聲音都可以隱藏的超級隱形潛艇。隨著情報收集和沿海監(jiān)視變得越來越重要，這些高科技潛艇將能夠在淺水區(qū)作業(yè)，在收集更多信息的同時避免被敵軍發(fā)現(xiàn)。該項目預計于2022年完工，屆時A26潛艇將搭載26名船員，潛入200米深處，為瑞典海軍贏得更多的軍事優(yōu)勢。