海军知识——什么叫做“尾流自导”
快过年了,先给大家拜个早年。由于现在调整投稿规定,本人将转向给大家介绍介绍外军武器(其实这一直是我的主流)。
无论是老潜艇迷也好,还是最近通过《冰冷水域》认识到冷战潜艇的朋友也好,都知道美苏冷战中期(1960-1980)期间苏联曾经装备过一种特殊的——尾流自导。很长一段时间里,尾流自导比起它的前辈——声导要神秘很多,甚至被传出“尾流自导可以抗衡一切干扰”。那么,到底什么是尾流自导呢?为什么当年要开发这种呢?而为何如今使用量却大幅减少了呢?今天就让我给大家介绍一下。
准备知识:什么是船的“尾流”?它有什么特点?抹布男
船开在海面上会形成壮观的尾流
我们知道,任何在有阻力介质中行进的物体都会在介质中激发出“波”,物体将介质推开,将一部分的动能克服阻力,然后能量便以“波”的形态耗散,这就是为何一颗石头丢入水中会产生一圈圈的涟漪,它的一部分动能转移到了水面,并以波的形态传输。同样,船在水面“劈波斩浪”时也必然克服阻力,一部分能量以波的形式耗散掉了,所以就会看到船头产生一片
片两侧分开的水波,这就叫做“首波”;而船尾开过水面后,由于两侧排开的水会填补船经过的尾部,因此会产生低压区,形成气泡,这就是尾波。船首波和尾波可以相互叠加,当正好在船首船尾叠加峰谷时,就会产生非常明显的“波的共振”,进而让阻力变得更大,这种阻力就叫做“兴波阻力”。所以当代当代很多大船都是采用球型舰艏,可以降低一些兴波阻力,据当年建造大和号时估算结果,采用球型舰艏后可以让大和号降低3%的阻力,如果以大和号27节15万匹马力的匀速前进计算,光这一点就可以节约4500匹马力——堪比一个东风4内燃机车的功率了。所以船要克服如此之多的兴波阻力,必然会产生很大的首波和尾波,进而产生明显的尾流。
同时,当代船舶基本上都是靠着螺旋桨或者喷水引擎前进的,它们的原理都是和“泵”相关,通过高速旋转的螺旋桨在船后形成低压区,将前方的水吸入并向后喷出,通过牛顿第三定律让船向前前进。这样一来,螺旋桨和喷水推进器就会形成明显的喷射水流和大量的气泡,这些能量也会以波的形式散失,因此和尾流叠加后会形成更加明显的尾流。
刘彩英帆船虽然没有螺旋桨,但是因为兴波阻力也会产生尾流,只是不明显
无论是船体克服兴波阻力产生的尾流,还是螺旋桨打击水面形成的低压区尾流,基本上都是和速度正相关,换句话说,速度越快,船的尾流也越明显。但是现实中巨大的船加速需要时间,因此我们会在码头看到刚刚发动的大船尾部螺旋桨水花很大,但船头的浪花却很小。所以,一般我们提到的“越大速度,越大尾流”通常是发动机正常运转匀速前进的工况。
另一个影响因素就是船的大小。毋庸置疑,越大的船兴波阻力越大,螺旋桨功率也越大,因此自然需要克服更多阻力,因此产生的尾流也越大。
那么,既然我们知道了尾流的是船克服阻力产生的,根据能量守恒定居,尾流也必然带有一定能量。这种在介质传输的波属于机械波,而我们也知道,声波同样也是机械波,那么既然我们能够做出收听声波的声纳技术,为何不能设计感知尾流波的传感器呢?因而,尾流自导就诞生了。
尾流自导的优势
高速船舶的尾流传输距离很远
1、探测距离远
既然我们知道尾流波的能量来自于船,那么自然我们也就可以用它反向到船的存在。根据上面的理论,我们知道船克服的阻力越大,产生的尾流也越加明显,因此现实中高速船舶和大型船舶往往会产生很长的一条尾迹(如上图)。而且尾迹的波浪是非常有力量的,在著名的“威廉·D·波特”号误击罗斯福总统所在的衣阿华战列舰事故中,一发错误的从管射向总统的战列舰,战列舰只好紧急转弯,最终撞在战列舰的尾流中自爆,可见尾流能量是非常强的,很容易就被特定的压力传感器测定出来。所以,尾流自导第一个优势是探测距离远,尤其是适合探测高速大船(如现代编队航行的航母战斗)。
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我们知道,波遇上障碍物会发生绕射和反射,在传输介质改变(如海底因热量不均匀产生的垂直分层)时也会发生折射,因此传统的声导在垂直分层较多的海域,或者是礁石林立的水域活动时,很容易因为附近障碍物(或者垂直分层)反射或折射声波,导致
无法识别目标。相反的,由于尾流波长很大,而且源头非常明确,很难因其他障碍物影响而形成干扰,所以尾流自导非常适合打击水面战舰。刘浩存人血馒头是什么事件