潜艇在静默时,如何接收到军方的指令?

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。

潜艇在静默时,如何接收到军方的指令?

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。

潜艇在静默时,如何接收到军方的指令?

这是一个潜艇怎样保证与后方通讯的问题。

图片巴基斯坦海军正在建设中的长波台,可以看到高塔和固定钢缆非常的密集...潜艇对基地保持联络一直就是技术难题!因为潜艇在水下潜航受海水的屏蔽作用、地区曲面的影响,目前还没有让人满意的解决方案,包括长波台和卫星通讯都是有一些缺陷的。“长波台”工作示意图,它的发射机也就我们看到的那个高铁塔,由于远航的舰船和潜艇较多,铁塔的数量也会很多,一个铁塔管着一段频率,所以我们看到的长波台占地面积都很大。

早期的潜艇远航距离已经很远了,个别的大型潜艇作战半径已经超过了10000海里,这就需要建设长波台来保证舰船与基地之间的通讯联系所,谓“长波”指的是300KHZ~30KHZ频率,波长在1000米~10000米的无线电波,这种长波传播比较稳定,受气象复杂变化,甚至核爆炸干扰极小…等特点作为军用远程通讯波是比较适合的。我军094型战略核潜艇,指挥台前面那个橙色物件就是通讯浮标、艉舵附近那个橙色物体是救生浮标。

那么,潜艇怎样和后方基地保持联络呢?就是潜艇在进入到安全海域后→先用“被动声呐”探测周围海域的敌情,没有发现有舰船在周围海域→升起“潜望镜”观察继续观察,确保安全后→将通讯天线升起(潜艇并不浮出水面),发射密码与基地的长波台相互间进行通讯联络和通讯传输,这个时间是比较短暂也就几分钟时间,通讯结束之后潜艇迅速下潜到安全深度。093C型常规潜艇指挥台上的各频道的通讯天线,指挥台前面橙色物体就是长波/卫星通讯浮标。

但现代侦察手段的先进性,潜艇在潜望镜深度升起通讯天线已经变得很不安全,而且数字通讯量很大,潜艇仅几分钟的与基地联络时间显然不够,比如说:美军在没有卫星通讯时代,长波台发射的信息每分钟仅几个字码!信息量低了可怜,还容易领会错误...所以就需要采用通讯量更大的方式去解决。

目前潜艇能较长时间与后方联系方式是使用拖曳式通讯浮标,就是在潜艇艏部或者指挥台后面有一个收放舱室,内里放置一个通讯浮标和其它长杆天线,需要和基地联络时将它释放出去,潜艇在水下一百多米的安全深度就它可以浮到水面上…然后与基地进行较长时间的数据交换通讯联络,由于声呐浮标的体积很小也很难被敌方的反潜兵力发现。 093BⅡ型攻击核潜艇的指挥台后面微微隆起,有军迷猜测是垂直潜射导弹发射器,但大部分观点认为:这么点的地方装不了几根垂直导弹发射器...这个地方有可能是声呐浮标释放/回收舱,图片里093BⅡ型艇外面看不到橙色的通讯浮标了,而且原来将通讯浮标布置在艇艏位置并不好,潜艇航行时有可能产生缠绕...还是将它布置的指挥台后面比较好。

现代通讯卫星(中继卫星)的技术已经很成熟了,还使用大容量转发器,使得潜艇即便是在万里之遥也能与基地进行比较畅通的通讯联系,但卫星通讯虽说是较好的解决了通讯量的问题,但是时事通讯的问题没有得到解决,而且转发的数字信号有可能也被敌方的监听设备接收到,在现在大型计算机的破译下, 数字密码也不是太安全的,保密能力也在逐渐下降。唯一可以解决潜艇实时通讯和保密性问题的只有量子通讯手段。

量子通讯就是:利用光子等粒子的量子纠缠原理实现通讯,所谓“量子纠缠”就是在微观世界里,不论两个粒子距离有多远,其中一个粒子的变化都会影响到另外一个粒子,所以可以看出量子通讯是不受海上屏蔽影响的,能够实现实时而完美的水下通讯,不仅如此它还具有保密性强、信息传输量大、传输距离远...等特点,是将来通讯和保护个人隐私的发展方向。量子通讯是“第四次工业革命”的当中的一个主要环节,谁完全掌握了量子通讯理论和通讯设备制造,谁就能建立崭新的“信息霸权”!

总之,随着科技的发展潜艇与基地之间的通讯质量在逐步改善,将来的潜艇与后方通讯会更加的畅通无阻、信息量交换量很大,基地会实时看到潜艇内部的操纵情况,并且参与到指挥作战和技术指导...等工作,而不担心泄密的风险。

潜艇在静默时,如何接收到军方的指令?

潜艇与外界通讯用的是长波无线电技术,这种技术根本无法在静默条件下接收军方指令。长波无线电的波长比较长,可达1千米以上,具有传播稳定、穿透能力强的特点。在海水这样的复杂介质中,可以穿透30米左右的海水。如果是超长波无线电,其波长将会更大,对海水的穿透能力也会变得更强,其穿透能力可达200米左右。不过任何事都有两面性,尽管长波无线电具有上述优点,但是长波无线电的信息传递能力却不强。因为信息传递能力较低,长波无线电只能传输二进制代码这类较为简单的信息。接收方收到信号后需要用特制解码密钥解码,才可以得到发出的指令。

在通讯过程中,潜艇需要将通讯天线或浮标升出水面,才能发送和接收信息。而潜艇的通讯天线和浮标又很容易被反潜机或军舰发现,所以一旦被发现,潜艇的处境就会变得相当危险。在绝大多数情况下,潜艇会保持静默,只有在事先约定好的时间才会与外界通讯联系,并且多以接收命令为主。

(潜艇与外界主要通过长波进行通信)

(潜艇需要上浮通信浮标才能完成通信)

(通信浮标很容易被反潜机发现)

另一方面,长波无线电通讯技术还必须在陆地上部署长波电台作为中继通信,而长波电台的建设却没有那么容易。不仅天线体积巨大,还需要有非常大的场地,耗电量也是一笔巨大的开销。当年美国修建的长波电台,长度达到了惊人的135公里。总之,要想实现潜艇的全球行动部署,就需要在不同地点布置长波电台,以此才能保证潜艇与指挥机构的通讯联系。

(长波电台需要很大体积的天线)

正是因为长波无线电通讯存在一些问题,世界各国都在研发新的通讯技术,比如蓝绿激光通信、平移声学-射频通信以及量子通讯等。不过,这些新技术目前都存在着这样或那样的问题,短时间内还无法进入实用化。总的来说,就目前的通讯技术水平来看,潜艇的通讯的方式依然是长波无线电通讯。

(量子通信)

潜艇在静默时,如何接收到军方的指令?

当今通信技术突飞猛进,但是这些通信技术大多数都是建立在大气层内通讯的无线电波为基础的通讯方式。而潜艇在海底所处的介质主要是海水,水有很好的导电性,对各种无线电波非常不友好,一般通讯电波在水中传播几米就完全衰减了,所以潜艇深海通讯的问题,一直都是困扰世界各国的巨大难题!

世界上的潜艇尤其是核潜艇在执行巡航任务的时候,会在约定的时间上浮到水面,或者通过放出用光纤连接潜艇的通讯浮标,快速完成和基地的通讯之后然后快速下潜。即便这样,这种通讯方式也是非常危险的,一旦在战时暴露位置,潜艇只有被击沉和被俘获两条路可选了。那么有没有什么通讯方式,可以让潜艇不用浮出水面?就可以与基地完成通讯的呢?

答案自然是有的,不过这种通讯方式是单向的,潜艇只能接收基地的指令,而不能将自己的情况向上汇报。原因非常简单,可以穿透深层海水的无线电波是超长波或者甚长波,发射这些无线电所需要具备的基础天线非常巨大,发射功率也非常大,潜艇因为空间限制,根本携带不了这种设备!

所谓的长波通讯,指的是波长在1000米以上的无线电波。分为长波,超长波和甚长波。随着波长的增加,对于海水的穿透作用也越来越好。目前的超长波波长可达10000公里,具备穿透200米海水的能力!潜艇只需要在预定的潜深,就可以接收基地的超长波指令!

长波通讯的缺点非常大,要想穿透海水,只能用波长尽量长,频率尽可能低的超长波。这样的话,长波通讯所能携带的信息量就非常少。仅仅是几个字母可能都需要半个小时的时间才能完全接收。所以潜艇所接收到的基地指令,都是经过预先设定代码的方式,用尽可能少的符号,代表尽可能多的信息。如果潜艇需要和基地取得联系的话,那就没有办法了,潜艇只能通过上浮或者将自身携带的通信浮标放出到海面的方式进行通讯!

大家还记得前苏联在五十年代曾经想在我国建立长波电台被毛主席拒绝的历史吗?在当时看来,在我们的土地上我们自己做主。而实际上前苏联所考量的,主要是潜艇全球通讯的需要。长波电台花费巨大,零配件数量难以胜数。电波发射的天线非常大。发射塔的高度动辄几百米。发射功率更是大得惊人。美国建设的甚长波地面天线,长度高达130多公里,如此庞大的系统工程,说明基地为了向潜艇发送指令,也是耗费巨大!

既然长波电台耗资惊人又目标巨大,战时无疑是地方首先打击的目标。因为相比于深藏在大海中的潜艇而言,长波电台的地位,就相当于一国所有潜艇的大脑,是潜艇群的指挥中枢。一旦战时将长波电台打掉,意味着所有被攻击国家的潜艇将陷入失去指挥,各自为战的困境!

潜艇要想和基地保持双向联系,携带大量信息通讯的方式只有浮出水面或者将通讯浮标放到海面上。只有将海水对无线电的影响降低到最小,才能完成有效的通讯!这样非常不安全,所以未来潜艇通讯可能只有量子通讯的技术获得突破后,才能进行快速,有效的海底通讯吧!

潜艇在静默时,如何接收到军方的指令?

这个问题老梁来回答。

潜艇?这物件的防御力是零,您别说鱼雷了,一颗深水炸弹砸旁边都能砸出一窟窿来,出了窟窿分分钟钟就得沉。

所以潜艇的特点就是先隐藏自己,然后出其不意的攻击别人,这才能立于不败之地,不然的话,让人一发现,除了死就剩下玩命的逃了。

所以潜艇一旦进入的静默状态,你发啥指令都不好使,他们压根就接受不到,你就当他不存在就完了。

一说到这里,估计有小伙伴感觉到,这潜艇一旦放出去,就没人管的了?

那到不是,潜艇他也是大杀器,有那牛哄哄的核潜艇,一发导弹出去,毁一座城都不在话下,不可能让你没事到处流窜而不自知。

那咋弄呢?

也简单,潜艇出航之前,就约定,搁几个小时,潜艇主动联系上头,或者等到那个时间点,他们就蹲在一个约定的地区,爬着等着上头联系他们等等。

总之都是事先约定好了,然后进行联系。如果人家在执行任务隐蔽状态,双方都是没法联系的。

咱举个最为典型的例子。

俄罗斯那库尔斯克号核潜艇沉没事件就很能说明问题,这潜艇当时参加一场演习,是在十一点半遭遇了艇内鱼雷爆炸沉没的。

按照规定,十一点半的时候,他要攻击一下作为假想目标的彼得大帝号,结果因为鱼雷爆炸就没露头,俄罗斯方面就感觉有点疑惑,也没警惕起来,直到十二个小时后,该到潜艇上浮给他们个信息的时候,没有收到信息,这才知道核潜艇出事了。

从这里咱就不难发现,潜艇一旦进入静默状态,你压根就找不到他,除非他主动联系你。

说道这里估计有小伙伴要问了:“为什么呀?”

你别看现在,什么网络啦,光纤啦,通信卫星啦,听着牛哄哄的,但大多数潜艇用的都是无线电波。

这玩意,咱在中学阶段就学习过,这东西分为长波和短波。

其中这短波,您也别想了,因为海水是导电的,这短波在海水里穿,穿不了多少米,这就被吸收的没一丢丢能量了,还通讯呢?全让鲨鱼螃蟹给收集走了。

那么长波通讯呢?这还成,一二百米厚度的海水一点问题都没有,所以潜艇蹲在大海里头放个消息啥的没有多大问题。

但这玩意压根就是一个坑啊!大家伙都知道不管是长波还是短波,他其实就是一条传送带,你把信息搁上头,借着这条传送带把消息传给接受方的。

这长波啊,整个就是一漏勺,你是能搁上头放消息,但他放的东西少的可怜,就能放几个字母,汉字啥的,图片啥的你也别想了。

你就算是想多放几个汉字,等着吧,说夸张一点没几分钟,压根就发不出去。

打仗前后一秒钟的结果都不一样,你这几分钟,啥黄瓜菜都得凉了。

所以长波他也不合适,就是危及的时刻,凑活用用就成了。

而且这长波,穿出去他也是有距离限制的,毕竟地球是圆的,您这长波发射出去是直线传播,超出距离,完蛋了,压根就收不住,人家直接就蹬到太空当中去了。

不过最近俺听说,咱家发明了一种天顶星科技,叫什么流星尾迹通信,就可以很好的解决这个问题,将这射到太空中的信息给反弹回来。

咋做呢?就是利用流星在进入大气层摩擦生热,产生出来的尾焰,这尾焰像镜子一样,能把这通信给反射回地面上。

就这尾焰小流星可以持续个零点几秒,大流星可以持续几分钟的时间。

您如果不利用这流行尾焰反射的话,这信息也就传个几公里,一旦利用这尾焰的话,就能传个几百公里,牛叉吧!

说道这里估计有小伙伴要说了:“你快拉到吧,流星?多少年才见一回的东西,你不会等着流星大爆发来的时候用吧?”

这您就想错了,其实咱地球上每天被流星砸也不是一次两次,而是上亿次,记住是天天,只不过他们没有机会落地上而已。

所以这就是天然存在的镜子,用好了的话,还是不错的。

但不管怎么解决这个问题,想要和潜艇好好的进行沟通,目前为止,也只能是在约定好的时间,潜艇上浮,进行联系。

所以这个时间点上的潜艇是最脆弱的,最容易遭受攻击的。

那么军工也不是没有努力过解决这个问题。

你比方说最简单的,潜艇蹲在水里,放个浮标上去,用光纤连接,这就相当于一根天线,这么的进行联系。

要俺说,还是咱家的量子通信比较牛叉,一旦应用的话,压根就不涌考虑什么海水不海水的好不啦,想啥时候联系都没毛病,蹲在海底都成。

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