探测潜艇有了新技术？美军潜艇在南海的活动可能逃不脱对水面的仔细观察！
中国科学家利用真实世界的数据研究了潜艇的速度和水面尾流，结果出人意料
《华南早报》2024年6月12日斯蒂芬-陈
2021年10月2日，一艘美国潜艇在南海北部高速巡航时撞上了一座海山。
美国海军康涅狄格号潜艇（SSN-22）在发生严重事故时的航速为24节。美国军方随后进行的调查将责任归咎于艇上军官和船员的疏忽以及对地形的不熟悉。
像SSN-22这样大的海狼级攻击潜艇被认为是美国海军最强大的水下作战平台之一。它即使在高速航行时也能保持沉默，使敌人难以从海洋背景噪声中分辨出它的声音特征。
但是，根据中国科学家的一项新研究，当航速超过20节时，在像南海这样复杂且受到严密监控的水道中，像SSN-22这样的大型潜艇会在海面上产生可探测到的波纹，从而暴露自己的位置。
由中国船舶工业集团公司第七一三研究所工程师李宇航领导的研究小组利用中国传感器在南海收集到的真实环境数据，研究了水面唤醒情况，以期“为中国潜艇的安全航行提供一些建议”。他们在5月27日发表在《中国理论与应用力学学报》上的一篇经过同行评审的论文中详细介绍了他们的研究。
当潜艇移动时，不可避免地会对周围水域造成扰动。其中一些扰动会上升到海面，配备高分辨率雷达的飞机或卫星可以探测到。
这些细小的波纹可以提供重要的信息线索，如潜艇的位置、速度、方向，甚至是制造者。然而，这些波纹的形成和扩散受洋流、温度和盐度等环境因素的影响很大，导致不同海域的信号强度和模式存在显著差异。
由于军事敏感性，过去公开的研究主要集中在理论模型上，而回避了真实世界的数据。
“目前，关于实际海洋中潜艇水面唤醒的研究还相对较少，”李和他的同事在论文中写道。
李的工作的新颖之处在于首次使用了南海的真实数据。这使得科学家和工程师们能够“系统地研究实际海洋中潜艇激发的水面响应波场的特征”。
他们获得了一些意想不到的结果。
研究小组的研究区域集中在台湾西南部的东沙群岛。东沙群岛又称普拉塔斯群岛，是南海北部最重要的潜艇通道之一，中国人民解放军的反潜机在针对台湾的军事演习中经常光顾。
中国研究人员发现，在这一海域航行时，长约100米（328英尺）、直径超过10米（与SSN-22大小相似）的潜艇可能会与周围水域产生共振，造成意想不到的干扰。
据他们估计，当潜艇的深度为100米，速度超过20节时，海面上会产生大量高度达几厘米的波纹。
据潜艇工业基地委员会称，“海狼”级潜艇的最高巡航速度可达25节，该委员会由5000多家为美国潜艇项目提供关键材料的美国公司组成。
碰撞前SSN-22的速度读数出现在美国军方2022年发布的调查报告的脚注中。调查人员称，事故发生时，“康涅狄格”号正在南海高速行驶，驶向冲绳进行“人道主义撤离”。
虽然“海狼”级是美军最先进的攻击型潜艇，但其设计完成于40年前，当时的海面波纹探测主要依靠目视观察。即使靠近敌方海岸线，高速巡航也被认为是安全的。
拜登在访问华盛顿期间对澳大利亚总统阿尔巴内塞表示，“奥库斯”号将"完成任务
增加潜艇的深度也可以减少水面波浪。但近年来，尾流探测技术突飞猛进。根据中国科学家去年8月宣布的一项海上试验，基于6G技术的新型反潜雷达可以探测到起伏海面上小至数十纳米的潜艇波纹。
5月20日，中国海军工程大学的研究人员发表论文称，人工智能技术可以帮助探测复杂海况下的潜艇晃动，准确率高达96%。
但是，这并不意味着潜艇在低速航行时就一定安全。李的团队发现，当潜艇以两节左右的速度行驶时，也会发生明显的共振，从而增加位置暴露的风险。
这一特殊发现可能会给南海潜在的潜艇战带来另一个挑战。一些军事专家表示，在对陆地或海上目标发动突然袭击之前，潜艇一般需要以2至8节的速度进入预设阵地，并上升到不到100米的深度，以释放潜射导弹。
他们说，如果潜艇的位置在此期间暴露，可能会造成灾难性后果。
反潜部队依靠不同的侦察平台来确认目标，包括传统声纳、海底传感器网络、空基地磁异常探测器、高精度重力探测器和激光。
近年来，科学家和工程师在这些领域的探测技术取得了重大进展和突破，对传统潜艇的隐形作战能力构成了严峻挑战。
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