潛艇在下潛狀態航行時,宛如在黑夜里行駛一樣,它是靠什么來規避前方的障礙物的呢?或者說,潛艇在水下航行時,是依靠什么來導航的呢?如果前方有海底山脈或者其他障礙物,潛艇是如何發現、并且主動避開的呢?其實,潛艇的航行安全是一個歷史悠久的問題。自潛艇誕生以來,為了使潛艇能夠安全地避開海底障礙物,提高潛艇航行的安全性,人們進行了多方面的嘗試,發明了多種避障技術和設備。
潛艇航行安全的首要保障是海圖
海圖是潛艇航行的必備物品,也是保證航線安全的重要依據。海圖通常經過不斷改進和糾錯,能夠在最大程度上保證航線處于安全區域。海圖會標出海底的地形狀況,包括海底山脈、海底盆地、海底火山、珊瑚群、河口泥沙沉積形成的山丘等,都會在海圖上顯示出來。因此,潛艇在航行時,往往會根據海圖,事先規劃好航行路線,正常情況下,不會主動偏離航線。這樣就能保證潛艇能避開海底山脈等障礙物,遠離地形復雜的危險區域。
在歷史上,因為海圖沒有更新或者海圖錯誤,導致多起潛艇事故的發生。比如在2005年的1月,美國海軍“舊金山”號核潛艇在水下高速航行時,撞上了500英尺(152.4米)高的海底山峰,導致艇首嚴重受損,艇上98名官兵受傷、1人死亡,4個壓載水艙被淹沒,潛艇差點沉入大洋。事后調查發現,這次事故的主要原因是“舊金山”號核潛艇攜帶的仍是1989年繪制的海圖,沒有進行數據更新,因此海圖中沒有標注出海底山峰的位置,只是將其列為“潛在的危險地帶”。
潛艇航行安全的另一個重要裝備是聲納系統
現代化潛艇配備了完善的綜合聲納系統,通常由被動測距基陣、艇首陣列聲納、探雷陣列、通信陣列、舷側線列陣聲納、拖曳式線列聲吶、水聲測量儀等組成。綜合聲納系統不僅可以對目標進行搜索、跟蹤、測距和識別,還可以探測水雷、監測潛艇噪音,對異常情況進行預警,還能測量聲速隨深度的變化,提供現場海洋條件下聲能傳播的直觀圖像。聲吶系統不僅能夠對水下目標進行識別和定位,還能有效避開水下障礙物等目標。以美國海軍潛艇上裝備的AN/BQQ-5綜合聲納系統為例,其AN/BQS-13DNA主動聲納能夠探測30海里外的目標,AN/BQS-15探雷與避障聲納能夠探測水下或冰下的水雷和其他障礙物,目標識別聲納能夠根據目標噪聲信號進行頻譜特性分析進而識別出目標類型。
但是在很多時候,潛艇在水下航行時并不會打開主動聲納系統,主要還是依靠海圖和慣性導航系統,按照既定的路線行駛。這樣一來,潛艇能夠避開水下山脈等固定障礙物或者危險區域,但是很容易和移動中的水下或水上目標發生碰撞。在2009年的2月,英國“前衛”號戰略核潛艇與法國的“凱旋”號戰略核潛艇在大西洋中相撞,當時這兩艘核潛艇都處于低噪音水下航行狀態,也沒有打開主動聲納系統,所以均沒有發現對方,這才發生了碰撞事故。2012年10月,美國“洛杉磯”級攻擊核潛艇“蒙彼利埃”號和“圣哈辛托”號巡洋艦發生了碰撞,當時這艘核潛艇也是沒有打開主動聲納系統,是通過潛望鏡發現了前方的巡洋艦,想要轉向躲避為時已晚,最終還是撞了上去。
潛艇航行安全的基礎是各種導航設備和技術
潛艇和其他可移動裝備一樣,需要各種導航設備來確保航行安全。很多水面潛艇可以通過GPS等導航系統來控制航行誤差,但是潛艇長時間在水下活動,不能連續獲得GPS信號,因此不能使用無線電或者衛星導航等常見導航方式。通常來說,潛艇的導航系統是以慣性導航為主、多種導航系統共同組合的復雜導航系統。以美國核潛艇為例,先后使用了液浮陀螺導航系統(SINS)、靜電陀螺導航儀(ESGN)、環形激光陀螺導航儀(RLGN)、光纖陀螺導航儀(FOGN)等導航技術。除此之外還有多種輔助導航技術,比如無線電導航、聲納導航、海底地形跟蹤導航系統、多普勒精密導航儀,以及重力匹配輔助導航系統等。
重力匹配輔助導航系統是利用高分辨率的重力異常圖組成的基本特征信息數據庫,結合慣性導航系統提供的初始位置信息和海洋重力儀器(重力梯度儀)提供的實測值,再結合測深測潛儀以及INS提供的導航參數,按照一定的匹配算法,對慣性導航的初始位置和參數進行校正。通過重力匹配輔助導航系統,能夠發現重力異常現象,從而推算出海底障礙物的信息,為潛艇的安全航行提供保障。無源重力導航系統不僅精度高,而且不受時間限制,也不用浮出水面,不產生輻射,能夠保證潛艇的隱身性能。
海帶真的能纏住潛艇嗎?
海帶纏潛艇是網友們津津樂道的一個話題,那么在現實中,有沒有類似的事情發生呢?其實海帶纏潛艇是沒有先例的,但是漁網和線纜纏潛艇,是真真實實發生過的。在2005年的8月,俄羅斯的一艘小型軍用潛艇在水下航行時,不小心誤入了漁網,導致螺旋槳被纏住。為了掙脫漁網,潛艇加力行駛,又導致螺旋槳纏上了海岸監測系統水下天線上的線纜,最終導致潛艇徹底無法動彈,困在水中。事情發生后,俄羅斯立即展開救援,但多次嘗試都失敗了。后來在無人潛航器的幫助下,成功剪除了纏在潛艇螺旋槳上的纜繩,才使潛艇解除了束縛,脫離了困境。所以,盡管潛艇配備了多種避障設備,但還是會遇到各種各樣的障礙物,很難完全杜絕碰撞事故的發生。


