潛艇上幾乎沒有窗,那船內是怎麼觀察外部空間情況的?

王振華


其實很多早期潛艇由於技術的限制還是存在窗戶的,在潛艇圍殼的上半部分通常會設置一個簡易駕駛指揮室,潛艇在水面航行(浮航狀態)時就由艇長和操舵兵在上面負責指揮和控制潛艇航行,為了便於操舵兵觀察,在圍殼上就會設計一些小型玻璃窗用於操舵觀察。


(烏克蘭唯一一艘扎波羅熱”號柴電潛艇,圍殼上的窗戶一清二楚)

那有人就會有疑問了,這些玻璃窗到水下不會被巨大的水下壓力壓碎嗎,玻璃窗的存在豈不是會影響潛艇整體的抗壓能力和潛深?其實這些窗戶所使用的玻璃都是強度較高的鋼化玻璃,本身抗壓能力較強。最主要的是簡易指揮室並不是完全密封結構,它設計了進水口和出水口,在水下時裡面會充滿水,由於圍殼內外壓力保持一致,即使壓力再大也不用擔心壓碎玻璃。
(看到窗戶裡的操舵兵沒)

而隨著各種觀測手段和自動操作系統的完善,簡易指揮室已經沒有存在的必要,而且非密封的圍殼還會增加潛艇噪音,影響潛艇整體靜音效果,因此現代潛艇圍殼都普遍做成了密封的耐壓殼體,玻璃窗自然也被取消了。那麼取消了窗戶的潛艇在伸手不見五指的水下以及浮航時使用什麼方法對外界進行觀察呢?其實除了聲吶還有很多種方法。
(海狼級核潛艇的密封式圍殼)

潛艇由於在水下與地面指揮部溝通不暢,只能使用效率極低的超長波電臺聯繫,為了便於指揮和控制,因此潛艇出外執行任務時,一般都是按照預定規劃航路進行巡邏出航,很少自行更改活動區域。在水下通過人工航路推算法(計算速度和航行時間)對比海圖來確定自身位置並規避障礙,不過這種方法對於海圖的精度要求較高,而且計算稍微有一點誤差就容易導致潛艇偏離航路。


(全球海底地形圖,潛艇使用的比這精密幾千萬倍)

因此潛艇還會裝備與彈道導彈類似的慣性導航裝置,通過陀螺儀和加速度計進行積分計算來確定潛艇瞬時位置,以此來糾正人工誤差。不過即使是慣性導航,在水下時間久了依舊不能保證百分百正確,因此潛艇必須每隔一段時間就浮出海面,通過衛星定位來糾正自己的位置。


而在水下要想觀察潛艇自身的環境,就只能依靠聲吶水聲導航了,潛艇在水下就和黑夜中飛行蝙蝠一樣,通過不斷髮出聲波,然後分析返回的聲波,從而確定潛艇附近是否有隆起的山丘、珊瑚礁等障礙物,以此進行規避。不過主動聲吶雖好,發出的聲波卻很容易暴露自身位置,從而敵軍反潛艦艇發現,如果對方早就將你錄入聲紋庫,結局就是涼涼!因此在戰時這種行為實際上是非常危險的。
(2009年,英國前衛級核潛艇和凱旋級核潛艇因為都沒有開啟主動聲吶,結果鬼使神差的相撞了,這也算是千萬分之一的概率了)

戰時潛艇一般選擇將主動聲吶關閉,只開啟被動聲吶,被動聲吶不主動發出聲波,但是卻能高靈敏度的接收其他物體自身發出的聲音,因此潛艇才可以在水下規避水生生物以及其他人造潛水器,在需要上浮時也可以躲開水面航路上的民船和其他軍艦。
(主被動聲吶原理)

而在水面航行時,現代潛艇通常也是猶抱琵琶半遮面,並不會全部浮出水面,而是保持潛望鏡深度航行,依靠潛望鏡進行對外觀察。現代潛望鏡早已告別光學鏡的時代,大多數進化成了先進的光電桅杆,廣電桅杆上裝備有大視角攝像頭、微光攝像頭、紅外攝像頭、目標識別鎖定裝置等多種高科技觀察設備,不管是白天黑夜,都能對周圍環境進行細緻入微的搜索觀察,甚至比人眼還要好用。可以說技術的進步逐步將潛艇窗戶淘汰並取代了它的地位,不得不讚嘆人類智慧真是無窮無盡!


(現代潛艇先進的光電桅杆)


軍武吐槽君


你所說的就是潛艇的“眼睛”。總的來說潛艇的“眼睛”有潛望鏡、主動聲吶、被動聲吶、拖曳聲吶,浮標雷達,磁探測器等等。

網上我們看到拍攝的唯美的潛水視頻都是在水下10米左右拍攝的,這時可以通過潛望鏡進行觀察,半潛狀態時也可以通過潛望鏡進行海面觀察。

出於戰略需要,潛艇威懾力主要來自隱蔽性,所謂出其不意攻其不備,潛艇大多數在200-600米甚至更深的地方,太陽光已經無法穿透,那裡沒有白天和晚上,能見度非常低,潛望鏡已經無法觀察到外面的情況,外面就是一個漆黑的世界。

現在,假設你自己處於一個伸手不見五指的山洞,想要知道山洞裡的周邊的情況,該怎麼做呢?

一、站在原地聽。

因為不知道周邊的情況,我們可以通過耳朵來聽山洞裡的情況,然後通過大腦分析來判斷周邊環境,主動聲吶就是這個原理,聲吶將接收到的聲波信號轉化為電信號,從而可以完成目標定位、探測。

二、主動喊話。

如果性子著急的,無法聽到聲音,就會主動喊話,可以依靠聲音的反射,回聲等來判斷山洞的情況。主動聲吶也是同樣的原理,主動開啟聲吶掃描後接受反射回來的聲波就可以對海底的暗礁、大型海洋生物、魚群、沉船等進行探測。但是主動喊話就會更容易暴露自己,被其它聲吶識別,因此潛艇大多數時候都不會開啟主動聲吶。

之所以利用聲吶,是因為聲波在水中的衰減很小,比電磁波在水中的傳播性能更好。

即使在深海聲道中爆炸一個幾公斤的炸彈,在兩萬公里外都能接收到信號,低頻的聲波還可以穿透海底幾千米的地層,因此目前廣泛利用聲吶來充當潛艇眼睛

軍人的職業是崇高的也是光榮的,同時也是艱辛的,尤其是潛艇兵,為他們點贊。


核先生科普


的確,西方國家的潛艇是沒有窗戶的,而我國的部分潛艇在指揮塔頂部設置有窗戶,比如我國的093型攻擊核潛艇▼。093型攻擊核潛艇指揮塔前段,靠近頂部的那一圈白色框框就是它的觀察窗。

在我還小的時候,因為一些動畫片的影響,我以為這裡就是潛艇的駕駛室,駕駛員透過這個窗戶觀察水下的情況,駕駛潛艇航行。後來隨著知識的增長,瞭解了潛艇之後,我發現我錯了。潛艇指揮塔在下潛以後,是會注水的,這個窗戶玻璃之所以可以不破,就是因為指揮塔內有水內外壓力平衡。
那潛艇在水下是怎麼觀察外部空間情況的呢?利用聲吶來聽而不是看。在海面和空中的軍艦飛機,可以通過眼睛觀察近距離目標,通過雷達探測目視距離之外的目標。但是水下雷達沒法工作。雷達的工作原理是通過接收目標反射的電磁波來定位並識別目標,但是水下電磁波無法遠距離傳播。我們知道,越是頻率越高的電磁波波長越短,波長越短穿透性越差,在水下傳播時損耗越大。所以電磁波為探測手段的雷達在水下無法工作。



相反,水卻是聲音的良好傳播介質。大家小時候去湖邊看過大人釣魚嗎?當你走過去的時候,大人往往會把手放嘴前,做出一個噓的手勢,讓你動靜小點。這是因為你走過去的腳步聲會傳到水裡,驚動魚群。

聲波在水裡的傳播損耗非常少,傳播距離非常遠,而且有著和電磁波類似的功能,在傳播過程中遇到物體的時候,就會發生反射。主動聲吶就是安裝在潛艇上,不斷髮射聲波,聲波傳播到海底障礙物發射回聲吶接收機,然後計算機和聲吶兵比對資料庫,分析反射聲波,從而確定障礙物位置和類型。



除了可以自行發射聲波的主動聲吶,潛艇上還裝備有被動聲吶。被動聲吶工作方式是被動接受水中目標發出的噪聲,然後根據聲音信息分析出目標位置和類型。被動聲吶因為不用自行發射聲波,所以不會產生聲波源,不容易被對方聲吶捕捉,所以隱蔽性非常出色,是現代潛艇的必備設施。但是,被動接收聲音信息也帶來了侷限性,那就是隻能探測到能夠發出噪音的目標,比如敵方艦船,魚群等。一旦在海底航行,需要探測海底山脈等障礙物時,被動聲吶就沒用了。前蘇聯阿庫拉級核潛艇的聲吶

傳統聲吶設備一般安裝在潛艇艇首位置,方便用於探測航行和魚雷發射方向目標。但是隨著技術的發展和未來海戰環境的複雜化,為了提升潛艇的戰場感知能力,現代新型潛艇一般不止裝備艇首聲吶,還會在兩側,甚至背上和底部格外安裝陣列式聲吶。用於負責其他方向目標探測,實現潛艇的全方位感知。

這一點和第五代隱身戰機的理念類似,第四代隱身戰鬥機除了機頭的相控陣雷達之外,在其他位置也有安裝雷達,不用像之前空戰模式一樣,需要利用機頭對準目標,實現火控雷達鎖定。可以直接通過機身兩側,甚至是機身後部的雷達直接鎖定,從而發射導彈,大大提高空戰能力。
隨著陣列式聲吶的出現,現代潛艇的感知能力大幅提升,各國軍艦來自收下的隱蔽威脅越來越大。現代聲吶的發展非常迅速,隨著合成孔徑成像技術的在雷達上成功運用,讓雷達的分辨率大大提升。讓各國工程人員看到了這種技術將來運用在聲吶上的可能,並且已經開始了相關研究。我想,要是有一天,聲吶能夠成功運用合成孔徑技術,交互設備由耳機為主的數據成像變為屏幕具體成像,那潛艇的戰鬥力將更上一層樓,成為水面艦艇的噩夢。


赤焰噠噠噠


潛艇不是去觀光旅遊的,那是去作戰的,一般來說潛艇由於自身的特殊原因上浮的時間都很少,基本都是處於水下200米到600米的地方,這個深度陽光已經進不來了,伸手不見五指,你開著窗有啥用,就算你打開潛艇的燈,想去看看海洋動物世界,那玻璃也受不了啊。

雖然沒有窗但是潛艇還是有眼睛的,潛艇的眼睛就是潛望鏡,一般來說潛艇都會有兩部潛望鏡,一部是攻擊潛望鏡,一部觀察潛望鏡。觀察潛望鏡顧名思義就是觀察使用,一般潛艇先在海底鬼鬼祟祟偷偷摸摸的先伸出潛望鏡360°全方位無死角的情況下先觀察海平面一下,確保沒有敵情再出來。因為潛艇的意義在於其隱蔽性和突然性,一旦被發現,那麼潛艇作戰的意義將會消失。而攻擊潛望鏡並不是你直接拿著這個玩意去捅人家,而是用於瞄準水面艦艇。

潛望鏡的作用其實很有限,潛艇獲知外部的情況,是主要靠它的耳朵,也就是聲吶,聲吶分為主動聲吶和被動聲吶。主動聲吶顧名思義就是比較主動,主動發射聲波照射物體,利用其反彈的回波來判斷各種物體的方位,速度,方向等。

還有一種是被動聲吶,由水聽器發展而來,它本身不發生聲波主靠,物體發出的聲音,不易暴露自身位置,但是相應的效果沒有主動聲吶好。在以前主要是人通過靠這些設備來判斷,我記得小時候看過一部電視劇叫做“旗艦”,裡面的主人公在養豬場遇到了一位聽聲吶的牛人,自稱可以聽出魚是公的還是母的,當然這是藝術的渲染了,不過也可以從側面反映出聲吶兵的過人之處,然而現在隨著科技的發展,人聽比較少了,主要通過大數據,潛艇會有一個自己的回聲的數據庫,然後把收集的各種回波,進行數據比對,甚至可以形成一個水下的立體三維圖。




軍武小咖


在海軍的武器當中,潛艇一直被認為是一個國家最具有戰略價值的武器,其重要性甚至比航母都大,而對於如此重要的一種武器,有人提出,潛艇長期在水下航行,潛艇上幾乎沒有窗,那船內是怎麼觀察外部空間情況的,對此有專家就表示,有一種裝備是潛艇必不可少的,有了它,探測百公里不成問題。

這種設備就是聲吶系統,從原理來看,這種設備其實就是利用了聲波反射的概念,通過向四周發射超聲波,有物體接觸到超聲波後會進行反射,而反射回來的超聲波就能把四周的環境狀況反饋出來,不管是自然武器還是敵軍的武器,超聲波都可以把全部輪廓都照射出來。

而且選擇聲吶作為“眼睛”,還有一個原因就是這種物質的傳播距離遠,傳播的範圍也更大,一部先進的聲吶系統,可以無死角探測,作戰的範圍也能達到上百千米,相比於陸基雷達所用的電磁波,後者的輻射範圍最大隻能有幾千米,而且極容易被水散射,最後消失無蹤。

在具體到使用上,聲吶的用法是非常多的,一般來說是安裝在潛艇的側面,但還有一類是拖拽式聲吶,這種聲吶通常被佈置在潛艇內部,需要使用時再拋出,相較於潛艇本身的聲吶,拖拽式的探測範圍要更大,而且更精準,可以發現隱蔽在海底的潛艇,或者是水雷等等,當然弊端也是有的,潛艇本身的隱身性會被破壞,水下的機動也會受到影響。

當然除了聲吶外,潛艇還可以通過潛望鏡觀察水面情況,但這種觀察的範圍只能有幾千米的範圍,部分潛艇還安裝了攝像機來輔助聲吶探測,因為一些微小的障礙物聲吶探測出來是比較困難,這時候就能用到攝像頭了。

作為一種誕生了上百年的武器,潛艇早期只能用肉眼去探測外部世界,但隨著聲吶的出現,潛艇的探測範圍從早期的幾十米,已經擴大到今天的上百公里,而且隨著技術不斷的發展,未來的聲吶系統還會更先進,看的更遠。


霹靂火防務


潛艇認路靠的不是眼睛看,而是耳朵“聽”。

潛艇上最金貴的是什麼?船身上的聲吶,人身
上的耳朵。擁有一雙“金耳朵”的聲吶員是潛艇的的“眼睛”,潛艇對周圍的觀察全靠這雙耳朵。



要知道,漆黑的水下真個拿肉眼去看是什麼都看不見的,也看不遠。對作戰而言這種視覺圖像的觀察毫無意義。



主動聲吶與被動聲吶構成了潛艇的水下耳目,依靠這套設備和人耳的聽聲,潛艇能對周圍很遠的目標進行360度的探查和鎖定。



被動聲吶不發出聲音,只接收外部聲音。優秀的聲吶員能夠辨別出魚群、水生哺乳動物、船舶、敵方潛艇甚至襲擊過來的魚雷和深彈。

在現代計算機輔助下,通過對水聲信息資料的數據錄入,潛艇能分辨的聲音更多了,超過了單純人耳的辨別。



主動聲吶與相控陣雷達非常相似,只不過一個通過超聲波探測,一個通過電磁波探測。



因為電磁波在水下傳播距離相當短,光也很容易產生折射和散射,所以人們只能依靠主動聲吶的超聲波定位。



現代超聲波技術可以像做B超一樣為潛艇在水下繪製海床圖像,使潛艇“看”到周圍的環境。但為了隱蔽考慮,軍用潛艇的主動聲吶很少敢做出這種明目張膽的行為。這與戰機在天空打開主動雷達掃描一樣,會讓自己變得猶如明燈般亮眼。



為了保持隱秘,潛艇需要杜絕任何大的聲音,避免被別的聲吶監聽到。甚至螺旋槳都不能開,僅憑船舵隨著洋流漂流。這個時候判斷環境只能靠平時偵測的海圖,所以每個國家的水下海圖資料非常關鍵。因為馬航客機失蹤事件,各國海軍明目張膽的進行海床掃描,澳大利亞海域的海床資料估計已經被探了個乾乾淨淨。



潛艇的主動聲吶掃描會被反映到艇殼上,聲音各異,通常被形容為“咚咚咚”的敲擊聲,也有一些水兵的回憶錄中形容出“爪子撓門”或“微波爐烤好東西的叮聲”。



當然,都21世紀了,潛艇在外部設計一些攝像頭或其它傳感器也是很正常的,只是在水下環境中,它們都不見得有聲吶系統管用。


王司徒軍武百科


大體上三種方式吧:

第一種、潛望鏡。

在潛望鏡深度下升起潛望鏡,就可以目視觀察周圍的水面情況。水下情況的光學觀察就比較受限制了,因為水下光線比較昏暗,再深一點就是一片漆黑了什麼也看不見。

第二種、聲吶

聲吶是最為有效的觀察水面和水下遠程目標的工具,不受深度、光線、天氣等條件的制約。

第三種,派蛙人出去看看。

從魚雷發射管或者小型深潛器派出去,這樣蛙人配置全套深潛裝備就可以在潛艇外部遊蕩了,不過還是會受到深度的制約,畢竟人體不是鋼板製作的。


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老鷹航空


不需要開窗,因為你用肉眼幾乎看不到任何事物,所以還不如加固艇身。


迷彩虎軍事


你好,潛艇的有自己的觀望鏡,這是在半潛狀態下才使用的手段,也是在相對安全區域才會上浮所進行的操作。所以這種方式也就極大的制約了大多時間正在下潛航行狀態的潛艇,畢竟潛艇作戰要求就是隱蔽作戰,沒事總是上浮就很容易暴露自己位置,相當於給對方以更多的監控條件。

那麼在非上半浮狀態下,潛艇是怎樣做到對周圍空間的感知呢?答案很簡單,其實就是我們常聽到的聲納,聲納分為主動和被動兩種個,被動式聲納就是不自主發出探測波,只是接收外界一切聲音信號,以此判斷潛艇自身周圍有什麼目標,根據不同的聲音反饋,來得知周遭的一切目標信息。

而主動聲納則不是,它是主動發出超聲波來探測周圍一切,這種方式基本上是在特定的應急狀態下才使用的手段,也可以這樣說,在潛艇使用這一手段的同時,也就要做好被直接鎖定打擊的準備,因為這種方式也就意味著深潛海下的潛艇主動暴露自己方位,並且在沒有任何一種方式比之令對方監控的更加準確了。一般來講


長安小師爺


潛艇上面沒有窗戶的原因非常簡單,因為巨大的水壓足以讓一切窗戶變成渣渣。

當然也有人要說。潛艇的那個圍殼上面不是有窗戶嗎?

可是潛艇的那個圍殼在潛艇下潛的時候是會注水的。

而且100米以下的,那就是烏漆抹黑的,就算有窗戶能看到啥?


所以說,在潛艇下潛的時候的觀察問題的方式是通過潛艇所搭載的聲吶系統。使用聲納對外界進行探測。

如果要對外界發起進攻是要麼通過神馬要麼就是上浮至潛望鏡高度升潛望鏡。(潛艇圍殼上面的那一群管子。有負責通訊的,有當雷達的,還有的潛望鏡 以及通氣管。

覺得視角還不怎麼地繼續上浮,潛艇圍殼排水,然後上去看就行了(在這個年代 潛艇圍殼上面見人,要麼是軍港裡頭待著,剛出門或者準備回家。)


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