核潜艇在深潜,甚至是在冰层下深潜时,是如何保证通讯畅通的?
我的回答是——基本没有通信,谈何畅通?
现代潜艇作战,为了保持航行的隐秘性,潜艇有时候连发动机都不敢开,纯粹靠着舵在洋流中漂行。越来越先进的各种对潜艇监测监控,让潜艇不得不长时间保持超高的“安静度”,更不要说保持对外界通信了,难不成你还想让潜艇陪岸上聊骚?
所以,核潜艇在水下航行时,基本处于不露头状态,更不会发送无线电波。所谓“畅通”的通信,对一艘保持着“静默”状态的潜艇来说是不可能的。
核潜艇的战略武器,关系到国家核威慑力以及军事平衡,所以现代对核潜艇的监控几乎出于无孔不入的状态。每一艘核潜艇从出入港开始便进入了持续的“情报战”之中,休假的艇员、捕风捉影的航迹、水声特征、航速与航行的范围评估……这场情报战能从地面打到水里,从水里打到太空。
不仅仅是核潜艇,常规潜艇也是如此严格,只要鱼入大海,外界对潜艇的动向只有事先安排的作战计划能纸面评估,具体的动向只有艇员自己知道。许多潜艇事故,都是在演习或任务时间过了己方才知道出了事。
何况电磁波在水中的衰减非常厉害,穿透力奇差无比,否则潜艇为何要用声呐探测,而不使用飞机军舰那样的电磁波雷达探测呢?
那么核潜艇当真不与外界有一点联络么?那自然也是不可能的。
不与外界做联系,潜艇也就无法接受指令,更无法上报自己的情况。所以,核潜艇采用的是折中方案——1.通过短时间、低目标、高穿透的长波电台接受命令;2.通过上浮浮标到水面的方式发送通讯;3.硬浮上去,探出天线联络。
所谓“长波电台”,简单的可以理解为一台超大的长波广播站。长波水中衰减相对较弱;潜艇接受的超长波,波长1万-10万米,可以穿透30米水深,更深一些也可以通过计算机降噪和纠错来完成。极长波则可以实现全球对潜艇通信,穿透100-200米水深,但这种技术目前还是试验阶段。
然而潜艇只能被动接受这些“广播”,长波台占地面积非常庞大,这种高功率大型设备动辄占用上千米面积,功率越大,通讯能力越强,所以潜艇根本用不起。而且这些长波还有个老毛病——带宽不足。
长波能传递的信息容量很少,想传达翔实的指令是不可能的,只能采用一些简略词汇或预备好的名称代号,尽可能的传达命令。就这还是有时间限制的,为了避免信息被捕捉,信号被跟踪,潜艇需要约定时间和通讯长度,在专门的“通讯窗口时间”进行命令接收。
最早的长波台是日本1927年在爱知县建设的“JND台”,或者叫“依佐美送信所”,日本称之为“世界最大級の長波通信設備「依佐美送信所」”。这座长波台使用了8座250米高的铁塔,构成1.4千米的L型天线送信。整个二战时期,依佐美送信所不光为日军潜艇送信,还帮助了德国和意大利的潜艇部队。
战争结束以后,“JND台”被美军没收,从此成了太平洋地区重要的美军潜艇通讯设施。也正是因为眼红这个东西,苏联人在1958年因为“长波台”问题搞得太霸道,最终导致了中苏翻脸。要知道,有了这么个东西,苏联可以把潜艇通讯向太平洋扩展5000千米。
“JND台”一直被美军边修边建的用到1993年才停机,天线最终在1997年被拆掉。但日本人继续维持了一个“纪念馆”。同时他们也修了个“JJI台”,也就是现在的虾野送信所。这个长波台可以让日本的潜艇信号从太平洋覆盖到印度洋。
除了长波台,剩下的就是上浮浮标的短波通信了,这也是核潜艇唯一能与外界“对话”的手段,但这种通讯方式的使用比长波台更加严格,毕竟短波太过于明显,清晰的信号既显眼又容易被捕获,即便加密,破解无非是个时间问题。甚至还能轻松的反向定位,让潜艇暴露身形。
所以,不到必要关头,潜艇根本就不会与外界长时间的通讯,选个不是那么危险的地段,找个估计没人注意的时间,啪啪啪发完基本信息赶紧走。聊骚=死。
那么又到最后的未来科技环节了,电磁波既然不靠谱,那么不用电磁波不就结了?现代许多国家都将潜艇通讯技术寄托在“激光通讯”上,物理上光其实也是电磁波,通过激光频率通讯并非难事。
但单纯的激光送信并非完整的“通讯”,太空还需要设置专门的“反射镜卫星”或者干脆就是“激光通信发射卫星”,这样有来有回才能聊骚嘛。
那么,就到这里了,欢迎大家交流。
核潜艇在深潜,甚至是在冰层下深潜时,是如何保证通讯畅通的?
核潜艇是现代战争中的“神兵利刃”,它在水下长时间大范围潜伏,对敌突然袭击,是各国重点发展的战略性武器。
可海洋环境变幻多端,海水又导电良好,传统高频电波、可见光、红外等通信载体在水中衰减很快。潜艇在深海里不“说话”,不但敌人发现不了,连已方基地与潜艇通信也成了大难题。
二战时期,潜艇大部分时间以水面状态航行,与基地通信和其他水面舰艇一样,用中高频无线电台就行了。
二战后,潜艇转入水下。冷战时期核潜艇问世,让潜深进一步加大到水下5、600米甚至更深。传统短波、超短波、微波通信在水中传播距离很短,已经不堪大任了。只有甚长波、超长波、极长波能穿透海水,将信息送达。
VLF甚低频无线电波,频率3 KHz ~30KHz,波长10~100千米。能穿透几十米深海水,为水下15米之内的潜艇传递信息。
SLF超低频无线电波更强悍,频率30Hz~300Hz,波长1000-10000千米,能穿透1、200米水深。ELF极低频电波穿透能力更强。
为了接收来自陆基、海基、空基、天基的信息,潜艇装备多种天线,通信频段很宽。比如MF、HF(中高频);VHF、UHF、SHF(甚高、特高、超高频);VLF、ULF、SLF(甚低、特低、超低频)等等。这些天线在不同的场景中各有用处。
在陆地上,长波发射台规模非常大,光天线部分就占地几十平方千米,发射铁塔200多米高,地网导线几百千米长。
1986年,美国在威斯康星州和密歇根州间建立长波电台,天线长达135千米!冷战期间,美苏两国争着在全球各地建长波电台,各建了9座覆盖全球。
▲绿线处是天线
长波电台发射的ELF极低频电波,能穿透北极海域厚厚的海冰,深入水下10米且信号也不衰减。对于北极海域战备值班的弹道导弹核潜艇来说,这种电波可以解决水下通信、指挥问题,具有重大意义。
▲大型天线
为了避免长波电台在战时被率先打击,美国还搞出了“塔卡木”(TACAMO)机载甚低频通信系统,用E-6B电子战飞机,拖拽一条10千米左右天线,搭载200千瓦 VLF发信机,在大西洋、太平洋上空轮流值班。陆基长波台被摧毁时,保证有一架或多架飞机向大洋深处的战略核潜艇发送信息。
▲E-6B 空中指挥所
为接收甚低频、超低频长波信号,潜艇上装备拖拽天线和通信浮标。
1、拖拽天线很长,从几百米到上千米。比如,美国海军的拖曳天线长500米左右;苏联海军拖拽天线长300~900米不等。
2、通信浮标有多种,一种是综合通信浮标,用几百米长电缆与潜艇相连,适合在稳定潜伏状态使用。浮标里有超长波前置放大器和短波发信机,既能接收基地长波信号,也能将潜艇报文以短波发送出去。
另一种高速曳航浮标,有流线型外形和尾翼,像个小潜艇。可在水面下跟随潜艇高速航行。
▲潜艇拖拽天线
这些天线体积都不小,在水中移动时会产生噪声,会被敌方声呐侦测到,若离海面太近,也会被反潜飞机发现。所以也要谨慎使用。
长波通信优点突出,但缺点也不少。首先是传输速率太慢,发送3个字符就要15分钟。其次是带宽太低,信息容量小。音频、视频什么的就别想了,连电报信息都困难(VLF可以发)。很多时候只是发几个提前约定的密码或信号,再对照密码本翻译,或着干脆就是提醒潜艇上浮收信,当“门铃”使用。
除了长波接收设备,潜艇上还有高频、甚高频短波收发设备。这些设备与水面舰艇、飞机、卫星双向联络,但要上浮到潜望镜深度使用,或放出浮标天线,隐蔽性降低很多。
潜艇对岸通信时,没有长波电台直接发送,需要将信息发送到卫星、飞机,再由它们中继转达。
也可以在固定海域,将信息发送到对潜收信网。对潜收信网由多个分散布置的收信点组成,与指挥部专线相连。收到信息后迅速回传,指挥所将各收信点信息汇总,得到完整报文。
通过以上方式,基地与潜艇之间既能发送,也能接收信息,形成完整回路。就算潜艇身处北极冰层下,也能自如指挥。
随着科技发展,更先进的通信方式不断涌现出来。比如蓝绿激光通信,能穿透水下几百米,信号衰减小,速度快效率高,已经多次实验。但环境干扰、指向太强、激光束太窄等问题仍需解决。
此外,还有中微子通信、量子通信等正在研究。未来的潜艇在先进通信技术帮助下,必将发挥出更强大战斗力。
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核潜艇在深潜,甚至是在冰层下深潜时,是如何保证通讯畅通的?
潜艇虽然隐蔽,但是有一个大缺点,无线电波在水里快速衰减,根本无法用于通讯,水下除了用声呐,其他信号都没有,无法与水面上的其他平台联系,那么要给潜艇发布指令,采用什么办法呢?
1、采用长波电台,长波电台在水里传播相对深一些,有几十米吧!潜艇每天定时上浮至这个区域,发出信号,接收指令。这个一般就是简单的指令,因为长波传送指令太慢了,普通无线电波1秒的信息量,长波电台要2分钟才能传输完毕。
2、如果命令较复杂,就会利用长波电台发出信息要求潜艇上浮,露出天线至水面接收命令了
3、利用声呐信号传输信息给潜艇,不过这个方法距离不能太大,为航母护航的潜艇估计大多用这种方法联系
4、美国研究了一种低功率激光信号,发射蓝绿激光可深入海面以下500米,现在这个技术还在研究,基本已经能完善了吧,同样的问题就是距离不能太大了
还有就是量子通信,这个还在研究阶段,美国都还没有突破这个技术,这要完善了,潜艇就彻底解决了通信问题,就能对大洋深处的潜艇进行统一指挥,搞不好潜艇就能淘汰航母成为海洋霸主了!
核潜艇在深潜,甚至是在冰层下深潜时,是如何保证通讯畅通的?
核潜艇在深水区确实不好与陆地进行通讯,这是一个技术性难题。
新中国建立以后,与苏联进行了一系列的军事合作,其中就有一项是长波台建设项目。当时,苏联提出与我国共同修建长波通信台,为苏管理,将来两国共用,当时我军根本没有核潜艇,修长波台完全是为了解决苏军潜艇的通讯问题,限于主权,只能由我们管理,后来苏联撤走专家而留下了半拉子工程,后来我们自立更生、集智攻关硬是将长波台建了起来,这为中国拥有潜艇打下了基础,也为我们海军走向深蓝迈出了关键性一步。
这里长波台就是与水下潜艇联系的通信系统。我们知道,通信信号经过大气、水等媒质后会有很大的衰减,一般的通信方式根本不可能实现陆地与潜艇之间的联络。只有长波,,甚长波这种长波作为载体进行信息加调才能实现陆地与水下之间的通信,VLF系统在3-30米波段,可以在水下15-30米接收到信号。 在水下更深的地方,长波、甚长波通信也是无能为力的,所以有的时候,潜艇不会一直呆在深潜状态,而时不时要上浮一些实现与指挥部的通信等功能。
当然,潜艇的通信方式有很多种,卫星通信、激光通信等方式也被越来越多的应用,但前提是要上浮甚至是浮出水面,这样以来被侦测到机率就会大大增加,生存能力就会下降,因此卫星通信等通信系统在深潜状态是没有办法进行通信的。
作为国之重器和核反击的重要力量,为了增加隐蔽性,水下深潜时甚长波仍是重要的通信手段。
核潜艇在深潜,甚至是在冰层下深潜时,是如何保证通讯畅通的?
通畅?不存在的!由于无线电波在水中衰减极快,只有潜艇的天线高于水面,比如在潜望镜深度升起天线,或在电缆长度的浅水放出无线电浮标,才能保证通讯通畅。在深水中和冰层下是不能顺畅通讯的。长波电台可以在相对较深的水下通讯,但速度缓慢信息容量极其有限,只能传达相对简单的信息。要说通畅恐怕还差强人意。水声电话和蓝绿激光通信,只能在近距离使用,也说不上通畅。也许,未来不受距离和介质影响的量子通讯达到实用水平,就可以保证潜艇在水下顺畅通讯了。
核潜艇在深潜,甚至是在冰层下深潜时,是如何保证通讯畅通的?
潜艇水下通讯,呵呵,
还畅通,
基本很难有畅通通讯的,
美苏争霸潜艇通信是一大项,
声光电都不太好使
苏俄是长波电台,海水导电,对电磁波消减很明显,只有长波超长波能抗衰减,但是超长波波长太长,携带比特信息太少,甚至没法再搞复杂密码,只能明码短信半天才几个字,通信容量很低,
往往只够公开发布进攻命令,
水下光通信,距离短,消减快,局限大,也不太好使,
浮标水声通讯,有飞机在特定水域投放水声浮标,
也有局限必须大致知道潜艇位置,
美国光缆浮标通信,由潜艇释放光缆浮标,浮出水面,由浮标与附近飞机或卫星通信,
比较可靠,但通信周期受光缆收放快慢影响,中间不能受打扰,如遇敌情就要及时收回光缆,或及时放弃光缆,如果光缆浮标都放弃了,就不能再依赖光缆浮标了,
近来各国新技术,有长波激光,海豚声密码,磷虾密码,鲸码,深水炸弹通信,光缆浮标,
海豚声码,磷虾密码,鲸码,都是仿动物发声,进行编码,
光缆浮标是比较优势较多的,
激光浮标也比较灵活,就是水下激光+浮标,水下激光短距到水面浮标,再由浮标中继,
光缆浮标通信容量大,可传较丰富的信息,
潜艇通信是有单向性的,后勤接收方最好是不必找到潜艇在哪就能通信才好,
能随便找到那就意味潜艇潜航失败了,
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