新萄京娱乐场下载北斗卫星首突破水下通信新技术 令中国核潜艇更隐蔽

新萄京娱乐场下载 2

新萄京娱乐场下载 1

据《人民日报》与《南华早报》日前报道,中国科学院新一代远洋综合科考船“科学”号在1月31日完成西太平洋综合考察返航青岛母港。此次出航,“科学”号共历时74天,航程1.2万海里。

问:潜艇在静默时,如何接收到军方的指令?

资料图:图为美国海军潜艇战术通信系统示意图。(拖拽图片可查看大图)

据中科院海洋研究所、烟台海岸带研究所所长王凡介绍,本航次的重大突破是首次实现了深海潜标大容量数据的北斗卫星实时传输。这项自主研发的技术成果克服了深海潜标载荷容积小、供电少和数据量大等困难,改变了以往依赖国外通信卫星的历史,提高了深海数据实时传输的安全性、自主性和可靠性。王凡还说,“在今年的航次中,另一项重大突破是我们融合感应耦合和水声通信技术首次实现了深海6000米大水深数据的实时传输,在大洋上层实现了每100米一个温盐流数据的实时传输,在大洋中深层实现每500米一个温盐流数据的实时传输。”

新萄京娱乐场下载 2

(环球时报综合报道)香港《南华早报》周一称,中国在华中地区建立一座“极低频探地(WEM)工程”超级天线阵列,占地面积相当于五个纽约市大小,可能将用于提升中国核潜艇的远距离通信能力。该报道迅速引起外界的胡乱猜想。

巨浪3能否令096核潜艇超俄赶美

尽管报道没有透露数据传输量或传输质量等细节,但外界认为这些技术如果发展完成,将会让中国海军潜艇,尤其是战略核潜艇的水下通信能力大幅提升。未来中国海军核潜艇在深海大洋进行潜航时,行踪将变得更难捉摸。

众所周知,潜艇的最大优势就是能够借助厚厚的海水掩护自己,具有极其出色的隐蔽性。但是海水在遮蔽了潜艇行踪的同时,也给潜艇的通信造成了极大困难。由于海水导电率非常高,一般的无线电波进入海水后,很快就会被损耗掉,这是因为电磁波的波长越短、频率越高,在海水中的衰减就越厉害。因此,在地面和海面普遍使用的微波、短波、超短波通信设备,根本无法用于对水下潜航的潜艇通信。同样,潜艇也无法用无线电通信设备在水下与岸基指挥部、飞机和舰船进行联系。如果潜艇上浮用无线电通信手段与岸指进行联系,很快就会被截听定位,进而遭到攻击。现在的无线电信号截获和定位技术手段,对一个突然出现的通信频率的信号定位时间已经缩到了1秒以内。所以为了安全,潜艇的通信原则长期以来都是只收不发。

这样一来,潜艇在水下潜航时实际上处于与外界隔绝的状态,而这对于现代联合作战是很不利的。况且潜艇在水下不发报,但总要接受信息或指令吧。所以,为了让潜艇能够在水下与外界进行有效沟通,人们一直在寻找能够穿透海水的通信技术。

通过对无线电波仔细分析,人们发现频率低的电波对海水有一定的穿透力。频率越低、波长越长,穿透海水的深度越深。于是,低频无线电就被用于对潜水下通信。最早用于岸对潜通信的低频通信是甚低频通信,又称甚长波通信。甚低频在海水中的传输衰减较小,入水深度10-30米。甚低频无线电信号在地球表面和电离层之间传播,距离可达数千至上万公里,可实现对潜艇的全球通信,而且甚低频在大气层中传播稳定,受核爆炸和电离层扰动、磁暴等影响小,抗干扰性强、可靠性高。到目前为止,甚低频通信仍是各国海军的主要对潜通信手段。潜艇使用浮力拖曳天线,可在水下50米左右的深度进行接收。

但是甚低频通信的入水深度不大,而且通信时潜艇只能以4-6节的低速航行,水下机动受到很大限制。有鉴于此,人们又研制了超低频通信,又称超长波通信。超低频在海水中的信号衰减只有甚长波的几分之一,入水深度可达100米,是目前唯一能够对潜进行远程大深度水下通信的实用技术手段。

在进行超低频通信时,潜艇通常使用长度600米的浮力拖曳天线,可在水下120-180米、航速30节情况下收信,这样就极大地提高了潜艇的隐蔽性和水下机动性。

为了让潜艇在更大深度收信,美俄还在研究极低频通信,也称极长波通信。这种通信入水深度可达200米以上(频率10赫兹时入水深度250-270米),对潜水下通信能力显然很强。但是,极低频通信的难度太大,仅长度极大的天线就是很棘手的技术难题,所以,极低频通信至今还没有实用化。

尽管甚低频和超低频在很大程度上解决了对潜水下通信问题,但是这两类通信方式的发射机及天线十分庞大(像超长波的天线即使取波长的八分之一,最短长度也在100公里以上,需要发射机功率则在兆瓦级别)、建设时间长、投资大、运行费用高、生存能力差,而且只能向潜艇发送信息指令却不能接收潜艇的信息,传输速率又很低(例如美国海军的超低频发射台15分钟才能完成一个3个字符的码组,远远不能满足发送复杂作战指令的需求,通常只能用于发送短指令码或者作为通知潜艇收报用的“振铃”),所以并不能令各国海军满意,寻找新的水下通信技术也是各国一直在做的事情。

新加坡南洋理工大学海事安全专家许瑞麟说,潜艇除非升起通信浮标天线,或是浮上海面,否则通常无法自行传输数据。然而,潜艇一旦这么做,便会明显增加被探测到的风险。而通过卫星传输数据,不仅能让潜艇的行踪变得更难捉摸,而且传输的效率也更高。

中国研发的这种水下通信技术是在水面上放置一个数据实时传输的浮体,它与水下的通信潜标通过无线和有线两种方式连接。潜标将数据传输给浮体,浮体发射到卫星上,卫星再反馈回地面。澳大利亚麦考瑞大学(Macquarie
University)的中国问题专家倪凌超说,这种水下通信技术对于中国海军潜艇舰队作战能力的提升将会起到很大作用。他指出,除了潜艇的隐身技术进步、与强大的水面舰队形成互补之外,这项最新的技术突破是中国海军潜艇,尤其是核潜艇力量现代化的一个重要标志。

但是也有分析认为,这项水下通信技术仍存在不足,就是布设的水下通信潜标位置比较固定,在战时易被对方破坏。所以,它还只能作为潜艇的辅助水下通信手段。(作者署名:联合防务)

《出鞘》完整内容请关注新浪军事官方微信抢先查看(查看详情请搜索微信公众号:sinamilnews),《出鞘》每天在新浪军事官方微信完整首发。

潜艇尤其是核潜艇,能够长期潜伏在大洋深处执行各种战略战术任务,凭借良好的隐蔽能力给对手造成巨大的威胁。但是凡事都是一分为二的,潜艇在静默待机的时候,一方面不容易被对手发现,另一方面也不容易跟己方进行沟通联络。为了保证己方的军事指挥机构能够随时有效指挥调动潜艇部队,同时与其他军兵种进行协同一致的联合作战,主要军事大国都不惜巨资地精心打造自己的远程对潜通信体系。

报道称,这座天线阵列占地约3700平方公里,外表上看与普通电网没有什么不同,因此间谍卫星无法发现它的存在。而且它远在中国内地,增大了敌方摧毁的难度。报道宣称,该天线阵列能发射0.1-300赫兹之间的极低频信号,不仅能在大气层中传播,还能穿透地壳,信号覆盖范围可达3500公里。隐藏在水下的潜艇也可以接收到它的信号,不需要再浮出水面接收指令,大大降低潜艇被发现的危险。

远程对潜通信系统是潜艇作战能力的基本保障

报道提到,冷战时期美国也建造过一个较小的类似天线阵列,但该阵列已于2004年退役。目前美国海军转用甚低频对潜通信技术。该报道迅速引发西方媒体的关注和解读。

新萄京娱乐场下载,目前主流的对潜通信手段分为陆基平台和空基平台。首次最常用的是陆基平台,包括甚低频(VLF)对潜通信基站(工作频段为3—30
kHz)和超低频(SLF)对潜通信基站(工作频段为30—300
Hz)。甚低频(VLF)对潜通信基站的技术门槛相对较低,很多中小国家都可以掌握,主要用于对常规潜艇的通信。但是缺点也很明显,通信距离只有数百公里或者最多上千公里,当然常规潜艇的活动范围有限,也算是基本足够使用了。

美国《战区》网站认为,中国的WEM超级天线阵列可向深海水域的中国海军战略核潜艇发射指令,能在短期内迅速提升中国的远洋对潜通信能力,确保中国核潜艇能长时间潜伏在水下,不受反潜侦测攻击威胁,“这对不断扩大的中国海基核力量至关重要”。报道还猜测,中国的超级天线阵列启动时间与094型核潜艇服役几乎同步展开,显示出中国正利用极低频通信工程,提高与潜艇部队的通信控制能力。

甚低频(VLF)通信系统和超低频(SLF)通信系统

《环球时报》记者从中船重工官网查询获知,被外媒炒作的WEM天线,其实是中船重工联合中国地震局和中国科学院联合建造的“地下资源探测、地震电磁异常监测和地震预测”科学设备。它可“提供稳定高精度电磁场信号,明显提高地下资源探测深度和探测精度;为大面积地下资源普查、地下深层资源的探测提供组网接收和三维探测的科学工具;在地震频发区域长期组网接收、观测所在区域有关信息,为确定地震发生地点提供最新科研工具”。2010年该项目启动以来,国家地震局官网多次进行过公开报道,《中国工程科学》《舰船科学技术》等期刊也进行过权威解读。如今这个民用设备竟被猜成了核潜艇军用通信设施,实在莫名其妙。

最要命的是甚低频波段对海水的穿透能力只有十几米,而且传输速度缓慢,潜艇接收信号的时候必须长时间处于潜望镜深度,容易暴露自身位置;基站占地面积庞大,容易被敌方发现并摧毁。真正属于大国重器的对潜通信系统是更加高端的超低频(SLF)对潜通信基站,超低频波段对海水的穿透能力高达上百米甚至数百米,通信距离超过6000公里,传输速度快、抗干扰能力强,是专门为核潜艇配套的战略级别对潜通信技术。

美国的超低频(SLF)对潜通信基站

在全世界范围内,美国、俄罗斯最先掌握超低频(SLF)对潜通信技术,为了满足规模庞大的核潜艇部队的作战需求,分别在1989年和1991年建成了首个超低频(SLF)对潜通信基站。中国则是在该领域奋起直追的后起之秀,通过学习借鉴美俄的成功经验和问题缺陷,攻克了同时接收不同频段信号的重大技术难关,在通信距离、通信深度、发射功率、传输灵敏度等核心技术指标上均达到了国际领先水平,2010年我国首个超低频(SLF)对潜通信基站正式投入部署。

美国E6通信中继飞机

其次空基平台也是必不可少的,那就是知名度不高的对潜通信中继飞机,其最大优点是部署机动灵活、生存能力强。美国先后研制装备了EC130、E6两代对潜通信中继飞机,最大最先进的E6跟E3预警机一样,都是采用波音707为载机平台,机身采用严格的抗电磁辐射设计,能够承受核爆炸级别的电磁辐射冲击;搭载了功能强大的通信中继系统,可以将来自任何方向的通信信号进行加密压缩,再通过长约8000米的拖曳式天线发送给游弋在海底上百米深处的核潜艇。

中国高新3号通信中继飞机

美军总共装备了15架E6,以确保对全球各主要海域全天候的无缝覆盖。鉴于对潜通信中继飞机的实用性和多用途性(不仅可以用于对潜通信,同样也可以用于指挥调度各种地面或者海上目标,便捷程度是显而易见的),因此其他国家也陆续推出了类似的装备,比如俄罗斯的图142MR、图214SUS对潜通信中继飞机,中国也有以运8飞机为平台的高新3号对潜通信中继飞机,随着国产大飞机的投入使用,还将进一步发展更加大型的新一代对潜通信中继飞机。

作者:刻雨无痕

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。

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。

按照国际惯例,具备完整海军战略的军事大国,海军军方均可实时掌握和监控航母、军舰、潜艇、货轮的位置。

潜艇通讯系统

目前,无论是常规式的现代化潜艇,还是核动力战略/攻击潜艇内部均配备了八大通讯系统,分别为:岸对潜、潜对岸、舰队潜、潜对舰、战机对潜、潜对战机、潜对潜及潜艇作战及遇险网系统。

潜艇的通讯系统方式

一、VIJF频段通讯

VLF的频段一般在3-30M仓,天线长度大约在2-28米之间,在这个频段下通信可以深入水下15米左右,但必须由路基的天线来传输。

二、ELF频段通讯

ELF频段可深入水下100米的深度进行正常通信,如果使用高科技的接收设备,通讯频率可深入水下400米以下。

三、机载对潜中继系统

VLF与ELF通信系统按照惯例都会部署在沿海海军基地附近,因为体型较大,容易在战时被破坏,于是就有了中继通讯系统。

四、HF/VHF/UHF通讯

潜艇最大的特点就是隐藏能力强,伤害输出大,尤其是战略核潜艇,由于无线电传输速率容易被发现,所以完成一次通信的时间往往在0.06-0.09秒之间。

五、UHF/SHF/EHF卫星通讯

卫星通讯最大的特点就是全天候,也是当下世界各军事强国对潜艇通讯的主要手段,潜艇接近水面即可接收,大大增加了敌军侦察到的难度。

六、蓝绿激光对潜通信

该系统由3个子系统组成,分别是路基、天基和空基系统。

剩余还有四种不同形式的通讯手段,加上以上6种共计10种通讯方式。

P.S.

值得一提的是,因为潜艇需要隐蔽活动或执行相关军事任务,岸基对潜艇发射的大多为长波、超长波和卫星通信。岸基对舰和对潜采用的方式完全不同,对于潜艇通讯最常见的一种就是定时单向发送和密码电报及约定信号的方法。

这个主要是看潜艇的类型,不同的潜艇有不同的任务要求跟通讯方式。常规潜艇不存在无线电静默这个问题,常规潜艇除非是碰到战时状况,否则几乎都在水面活动,常规潜艇的最大水底自持力也不过72小时,否则电源就会耗尽,常规潜艇大部分时间是处于半浮潜状态;

第二种则是攻击型核潜艇,这种潜艇水下速度会高于水面速度,而且也不需要考虑空气问题。大部分时候这种潜艇都是潜伏在水底的,顶多会上升到潜望镜高度。这种潜艇是通过两种方式与指挥中心取得联系的,一个是潜望镜天线,这种天线大约有15米左右,可以随着潜望镜一起上升,不过这种探查方式的话很容易被敌方反潜巡逻机探测到;另一个方式是浮标天线,这种天线的长度可达200米,一般潜艇会上浮到距离水面150米的地方接收信息,这种潜艇需要不定期与指挥总部联系。

第三种是战略导弹潜艇,这种潜艇是不受指挥中心控制的。像美国布什总统就曾说过俄亥俄级潜艇最大的威胁就是连我都不知道他在哪。战略核潜艇的活动空间是水下200米的地方,在这个距离里完全可以用浮标天线来接收信息,但是指挥总部却依然不愿让战略核潜艇暴露目标。像美国潜艇指挥部会把作战指令加密发布到卫星中端,然后潜艇自动去不定期获取。往往一周或者十几天才能受到信息。

二战时期,德国的潜艇战术出神入化,给盟军造成了巨大损失。后来这种隐蔽性好,能够做到突然袭击的武器进入了各国视野。二战后的冷战时期,由于美苏争霸,潜艇发展进入黄金时期,特别是核潜艇作为战略级武器,更是得到了双方的极度重视,各种型号的先进核潜艇如雨后春笋般出现,看得世界其他各国口水横流,羡慕不己。潜艇最大的战斗力就是因为其隐蔽性,而核潜艇长时间在在水下潜行,为了最大限度的保证隐蔽性,一般都会实行静默。我们常说的静默,并不是直接切断了指挥系统和潜艇的联系,而且潜艇进入了一种只听不说的状态。保持静默时,潜艇并不会发送信号,但是会一直接收来自指挥部的信号,并根据其指令进行下一步动作。潜艇一旦和指挥系统失去联系是非常危险的。冷战时期,前苏联一艘携带核鱼雷的潜艇遭到美国多艘军舰的围猎,而这艘潜艇正好与指挥系统失去了联系。当时美国军舰已经对其投放了深水炸弹,逼其上浮投降。惊慌的艇长已经下令要将艇上的核鱼雷发射出去,幸好,但是艇上的大副比较理智,阻止了艇长下命令,最终避免了一场核战的发生。如果当时前苏联潜艇的核鱼雷发射了出去,很有可能直接引发世界大战!现代潜艇的通信一直是困扰着各个国家的难题。即便是电子科学如此发达的今天,水面舰艇的通信手段相当丰富,而潜艇通信却依然还在使用着最原始的通信手段——长波通信。无线电波能够承载信息完成通信是现代最伟大的发明之一,让千里传音成为了可能。目前惯用的通信是高频短波通信,能够承载的信息量大,非常方便。但因为水的导电性,波长短的无线电波穿透能力弱,基本上入水跑不了几米就被水阻断。而现代潜艇动辄下潜数百米,用不了这种高频短波的通信手段。潜艇使用相对原始的长波通信。在岸上建立长波台,通过长波台发射波长在1000米以上,频率在3000KHZ以下的无线电波。这种长波的传播过程很稳定,而且能量充足,穿透力很强,可以穿透数百米的海水,将信息传播给正在水底航行的潜艇,使潜艇不用上浮也能接收指挥系统的指令。而且,随着潜艇下潜的深度,需要的波长越长,现在已经有了甚长波通信,波长可以达到10000千米,能穿透200深度左右的海水传播到潜艇。长波台的技术难度其实很高,而且是发展核潜艇必备的设备。没有长波台,就算是发展了核潜艇也没办法用,因为根本联系不到在海底的核潜艇。当年我国发展核潜艇时分为几个主要的部门,其中一个就是专门发展长波台的。有一部叫做《沧海》的电视剧,对当年先辈们发展我国自己的长波台的故事进行了部分刻画,值得一看。因为波长越长,频率就越低,带宽不足,携带的信息非常有限,长波通信的效率其实非常低。低到什么程度呢?随着4G时代的来临,平时咱们在家里玩手机使用的是高频短波通信,传输视频,语音,文字相当轻松,那叫一个流畅。而长波通信别说一串文字了,就是很简单的几个字母都要搞半天,效率奇低。所以目前各国,一直在致力于寻找新的通信手段,近年来我国大力发展的量子通信技术不知何时能够突破,能不能用在将来的潜艇通信上?

潜艇出海执行任务前,指挥部会给潜艇制定行驶路线。若遇到突发情况,指挥部还制定有备用路线。指挥部给潜艇下达指令时,用秘语。即使被破译,敌人也无法得知潜艇的具体行动。

另外,潜艇隐蔽性。除了静音和潜深外,无线电信号是暴露潜艇位置的重要原因。

在执行任务时,为了隐蔽,潜艇通常会保持静默。通常潜艇的无线电静默,是相对静默。只接受指挥部的信号,不回复信号。

在面临敌人近距离水面反潜力量时,潜艇也会处于绝对静默状态,连接受无线电信号也关闭。

潜艇在水下为了不被敌方的军舰和反潜机等发现一般都会保持静默,如果其静默工作做的不好而被敌方的探测设备发现大部分时候都是死路一条了。所以为了最大程度降低被发现的风险都会保持静默,但是保持静默其不能向外发出信号那么它又是怎么与指挥部取得联系的呢,总不能潜艇出了海之后一切的行动都只由潜艇上的指挥官员自行安排吧,这要是在敏感时期潜艇指挥官的行为稍有不慎就会引发战争甚至是世界大战,所以潜艇必须要与指挥部取得联系,接收他们发出的指令以确定下一步的行动,但这并不是一个简单的事情。

像目前主流的高频短波通信应用在潜艇上面并没有什么效果,因为我们知道高频短波在海水中的衰减性非常厉害,一般只能穿透个几米,而如果因为必须要用高频短波通信而上升到离海平面只有几米的距离放出天线那还不如直接上潜到海平面进行直接的通讯,这样的方法在和平时期可以用一用,但在战时这样用那也就别考虑什么安全不安全的了,所以主流的高频短波在潜艇静默通讯上面并没有应用。

(通讯天线,潜望镜等设施必须要潜艇上升到距离海平面几米深度处使用)

而反过来看传播稳定且在海水中能量衰减比较弱的长波是比较好的,长波可以细分为长波,甚长波和超长波以及极长波,其穿透能力从几十米到几百米不等,可以满足潜艇静默时安全通讯的要求;

但是,长波通讯仍然是有较大的缺点的:

第一个就是其携带信息量少,因为当其波长越长时其带宽就越窄,携带的信息就越少,只能发送携带一些比较简单的信息,之前早期的时候收一份电报都要半小时,别说到了战时分秒必争且信息量大的通讯了;

第二个就是容易失联,其实别说第一个信息携带量低在战争时期能否传送大量信息,真的到了战争时期其还能不能被作为通讯手段都是一个疑问。这是因为长波通讯是一个较为庞大显眼的工程,为了确保长波通讯能够稳定,长波通讯基站及其相关设施设备都不计其数,通常光就一个通讯基站的发射台都占地数平方公里,更别说不计其数的通讯天线阵列,如图为美国建立的甚长波通讯天线阵列,整个天线阵列达到135公里长,横跨两大洲,这么大的目标战争时就算是闭着眼投弹都能命中,一旦战争爆发,这些通讯设施必定都是处于首批打击对象之列的

所以,为了能够传输大量信息且保证通讯相对稳定安全,长波通讯也并不是主流的通讯方式。

而现在一般采用通讯中继的方法来使得指挥部与潜艇取得通讯,比如美军的E-6通信机,搭载了机载通讯系统,其机载通信中继系统为TACAMO
AN/USC-13系统,该系统的组成部分有中央控制台、发射/接收机系统、甚低频功率放大器、天线耦合器和双甚低频拖曳天线。中央控制台有4个座位,集中控制各个分系统工作。在需要与潜艇进行通讯的时候,E-6绕小半径轨道持续,然后天线近似垂直下垂,以确保潜艇的拖曳式天线能够接收到E-6发出的信息。除此之外还有通过卫星中转的通讯手段,但这些方法目前来看也并不是最最安全稳定的。

其实别看现代科技发展的非常迅速,尤其是军用科技一般都领先于民用科技,但是在潜艇静默时如何与指挥部安全的取得通讯方面的技术通过讲解我们也知道其发展的并不是特别理想,目前像几个比较超前的几个手段其实也还是停留在理论阶段,像美国的“蓝绿激光通讯”和我国的“量子通信”,都是还处于理论阶段或者是实验阶段,想要能够成熟稳定的运用到潜艇上面还是要一段时间的,不过像目前世界大环境是安全稳定的,大范围的大规模战争很长时间内都没有爆发的可能,那么在这中间的时间里更加安全成熟的潜艇通信方法肯定会有的。

相关文章

发表评论

电子邮件地址不会被公开。 必填项已用*标注