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晨楓:中國(guó)海軍添“新兵”了?但只想保持低調(diào)
但水下滑翔器裝上“機(jī)翼”后,潛航機(jī)制完全改變了。在靜止?fàn)顟B(tài)下,水下滑翔器具有負(fù)浮力,或者說(shuō)有自然下沉傾向,這是“機(jī)翼”提供“升力”,在減速下沉的同時(shí),滑翔前行。在水深很大的大洋,隨著下潛的深度增加,海水密度增加,滑翔的距離還更長(zhǎng)。水下也有各種上升洋流,遇到還可以借一把力。
當(dāng)然,遇到下降洋流的時(shí)候,也逃不掉迅速掉深度。水下滑翔器和潛艇一樣有壓載水艙,在一定的時(shí)刻,用活塞、油囊把海水排出壓載水艙而上浮后,重新開(kāi)始下降中滑翔的過(guò)程,周而復(fù)始。
內(nèi)外油囊之間介質(zhì)油輸送最簡(jiǎn)單的是電動(dòng)活塞法。即用電動(dòng)介質(zhì)油泵在內(nèi)外囊袋之間來(lái)回抽運(yùn)介質(zhì)油:介質(zhì)油壓入外囊袋(往后輸送介質(zhì)油)時(shí),增加排水體積和浮力,開(kāi)始上升;介質(zhì)油抽回內(nèi)囊袋(往前輸送介質(zhì)油)時(shí),減少總排水體積和浮力,開(kāi)始下降。
另一種是熱循環(huán)法。在內(nèi)外囊袋外,還有儲(chǔ)油囊、海水熱交換器和壓縮空氣艙(頭部的圓球)。介質(zhì)油從外囊袋(后)抽入內(nèi)囊袋(中)時(shí),排水體積和浮力減小,開(kāi)始下降。隨著下潛深度增加,海水溫度降低,海水熱交換器里的蠟狀物質(zhì)開(kāi)始固化和收縮,吸入部份內(nèi)囊袋里的介質(zhì)油。
到了要上升時(shí),壓縮空氣把儲(chǔ)油囊里的介質(zhì)油通過(guò)旁通管路趕入外囊袋,增加排水體積和浮力。隨著深度降低,海水溫度增高,蠟狀物質(zhì)融化膨脹,把吸入海水熱交換器的介質(zhì)油再趕回儲(chǔ)油囊。熱循環(huán)法比較復(fù)雜,要有一整套管路和閥系,但利用了海水自然溫差的能量,自身能量消耗更低,可以水下滑翔的距離更長(zhǎng),理論上可以比電動(dòng)活塞法增加一倍。
與常規(guī)潛艇需要?jiǎng)恿ν七M(jìn)相比,水中滑翔使得潛航器可以大大延長(zhǎng)潛航時(shí)間,同樣的能源可以支撐大得多的潛航航程。幾百公斤的水下滑翔器動(dòng)輒可以達(dá)到幾十天的潛航時(shí)間和幾千公里的潛航距離,能量效率非常規(guī)潛艇可比。
2019年11月17日《中國(guó)海洋報(bào)》報(bào)導(dǎo),沈陽(yáng)自動(dòng)化所的海鯨2000重約200公斤,南海創(chuàng)造了連續(xù)潛航37天、航程2011公里的記錄,最大潛深1500米,最大速度超過(guò)1米/秒,最大持續(xù)航速2節(jié)。
海鯨2000在南海試航(圖源/中國(guó)科學(xué)院沈陽(yáng)自動(dòng)化研究所官網(wǎng))
航向可以用常規(guī)的舵面控制,包括飛機(jī)上常見(jiàn)的三翼面,或者V形尾,也可以用潛艇上常見(jiàn)的十字舵,或者X形舵。還可以用移動(dòng)配重導(dǎo)致橫滾來(lái)轉(zhuǎn)向,就像飛機(jī)轉(zhuǎn)向一樣,這樣阻力損失更低。
水下滑翔是60年代開(kāi)始研究的,或許是受到U-2偵察機(jī)的影響。U-2被譽(yù)為動(dòng)力滑翔機(jī),是因?yàn)檫@確實(shí)也是按照動(dòng)力滑翔機(jī)運(yùn)作的。在起飛和爬升到指定高度后,發(fā)動(dòng)機(jī)關(guān)閉,依靠滑翔飛行一段時(shí)間,只有在高度降低到一定程度后再重新啟動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī),在加速中爬升,直至重新關(guān)閉發(fā)動(dòng)機(jī)、開(kāi)始滑翔。U-2輕小的機(jī)體和不大的載油量達(dá)到驚人的航程(至少11280公里?。?,正是得益于這樣的動(dòng)力滑翔。
對(duì)于水下滑翔器而言,這樣周而復(fù)始的上浮、下沉很有利于調(diào)查不同深度的海洋水文情況,包括水深、流速、流向、環(huán)境噪聲、溫度、鹽度、濁度、葉綠素、溶解氧等。水深、流速、流向、環(huán)境噪聲的重要性不言而喻;溫度和鹽度有利于勘測(cè)水中的溫度躍變層,躍變層對(duì)聲納好像屏障一樣,潛艇躲在另一層就很難被探測(cè)到,是各國(guó)潛艇活動(dòng)重要的水文資料;濁度對(duì)空中反潛很重要,目視或者可見(jiàn)光搜索依然對(duì)淺海潛艇是重要的搜索手段;葉綠素和溶解氧是用于估測(cè)海洋生物環(huán)境的,這對(duì)避免纏繞和吸附也是非常有用的數(shù)據(jù),每一次上浮也可以是數(shù)據(jù)上傳、衛(wèi)星導(dǎo)航定位和接受指令的時(shí)候,水下的導(dǎo)航則有三軸陀螺、壓力計(jì)、磁羅盤(pán)等。
水下滑翔的缺點(diǎn)與滑翔機(jī)相同:速度較慢,也不宜用于太淺的淺海。但用于水文調(diào)查,這不是問(wèn)題;用于低成本遠(yuǎn)程偵察,這些缺點(diǎn)也是可以接受的。由于用重力推進(jìn),水下滑翔器在航行中實(shí)際上是無(wú)噪聲的,隱身能力比最安靜的潛艇還要好。而且壓載水艙相對(duì)較小,不需要壓縮空氣排水,上浮時(shí)的噪聲很低,除了低微的水流聲,基本上沒(méi)有其他噪聲,延續(xù)的時(shí)間也較短。
沒(méi)有公開(kāi)資料表明中國(guó)的水下滑翔器的研究是從什么時(shí)候開(kāi)始的,已知2016年時(shí)中國(guó)漁民在南海撈上美國(guó)施放的水下滑翔器,中國(guó)還進(jìn)行過(guò)抗議。不管是不是受到美國(guó)設(shè)計(jì)的啟示,現(xiàn)在中國(guó)的水下滑翔器已經(jīng)進(jìn)入實(shí)用了,首先在南海發(fā)現(xiàn)并不奇怪。
南海對(duì)歷史上的中國(guó)曾是天高皇帝遠(yuǎn)一般的遙遠(yuǎn)存在。抗戰(zhàn)勝利后,林遵到南海兜一圈,插幾面旗,蔣介石在地圖上畫(huà)了九段線,就算是宣示主權(quán)了。但現(xiàn)在不一樣了,中國(guó)不僅在南海認(rèn)真經(jīng)營(yíng),還要把南海打造成堡壘海域,這里將成為中國(guó)戰(zhàn)略導(dǎo)彈核潛艇的發(fā)射陣地,也是反擊美國(guó)通過(guò)南海軍事干預(yù)臺(tái)海問(wèn)題的主要陣地,更是前出牽制美國(guó)在澳大利亞、新加坡、菲律賓的軍事基地的出發(fā)陣地。
不管是潛艇出動(dòng),還是反潛戰(zhàn),南海的水文資料都是重中之重。在馬六甲、巽他、龍目三個(gè)海峽里,馬六甲海峽最繁忙,但也最淺,南段(面向南海)只有30多米深。巽他海峽也不深,大約100多米。龍目海峽最深,可達(dá)1400米,因此也最適合中國(guó)潛艇出入。在印度尼西亞發(fā)現(xiàn)的這幾個(gè)水下滑翔器只是冰山一角。
滑翔機(jī)一般是輕巧、單人(或雙人)的(圖源/Ansys)
二戰(zhàn)時(shí)代,滑翔機(jī)是大量空運(yùn)的主要手段,重要性一度超過(guò)運(yùn)輸機(jī)(資料圖)
滑翔機(jī)也是能空運(yùn)重型貨物的唯一手段(資料圖)
當(dāng)前水下滑翔器以小巧的為主,但只要有需要,大型水下滑翔器在技術(shù)上沒(méi)有不可克服的困難(圖源/ALSEAMAR)
但水下滑翔器的作用不止水文調(diào)查。
在二戰(zhàn)中,由于運(yùn)輸機(jī)的數(shù)量少、載重量較低,滑翔機(jī)一度是空投的主力平臺(tái)。在大洋深處,水下滑翔機(jī)也可以用作投送平臺(tái)。這不是用于投送海軍陸戰(zhàn)隊(duì)或者特種部隊(duì)的,水下滑翔器可以長(zhǎng)時(shí)間潛航。人是需要氧氣才能呼吸的,但在水下機(jī)器人的配合下,無(wú)人的水下滑翔器可以用于在戰(zhàn)略位置投放水聲傳感器,被動(dòng)探測(cè)過(guò)往潛艇和水面艦船。更進(jìn)一步,可以用于布設(shè)水雷。
如果攜帶魚(yú)雷,水下滑翔器就成為機(jī)動(dòng)的魚(yú)水雷了。魚(yú)水雷是水雷的一種,傳統(tǒng)上是錨雷與魚(yú)雷的結(jié)合,布設(shè)的位置是固定的,待目標(biāo)艦船駛過(guò)附近的時(shí)候,啟動(dòng)魚(yú)雷追擊。但錨雷一旦布設(shè),位置就固定了,如果敵情有變,沒(méi)法重新布設(shè)。
用水下滑翔器攜帶魚(yú)雷,既可以沉底待命,也可以定期上浮,接受新指令,重新部署。這樣一來(lái),靈活性和覆蓋面積就大多了。水下滑翔器的成本很低,水下滑翔的魚(yú)水雷與系錨或者沉底的魚(yú)水雷相比,成本增加并不多。
甚至可以像用制導(dǎo)組件加裝在鐵炸彈上,將鐵炸彈改造為制導(dǎo)炸彈一樣,在魚(yú)雷上加裝水下滑翔組件,就成為水下滑翔魚(yú)水雷了。由于魚(yú)水雷的探測(cè)距離有限,魚(yú)雷的射程也要求不高,用簡(jiǎn)化的魚(yú)雷就可以,如果還有足夠的剩余壽命,用老式魚(yú)雷改裝也可以。
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本文僅代表作者個(gè)人觀點(diǎn)。
- 責(zé)任編輯: 趙珺婕 
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