美科學家：下一代潛艇將能完全躲避雷達和聲納

美科學家：下一代潛艇將能完全躲避雷達和聲納

2012年01月

來源：中國國防科技信息網

據美國大眾科技網站2012年1月11日報道，海洋中探測隱身潛艇主要依賴兩種手段，即聲納和雷達。聲納的工作原理是利用艦艇反彈回的聲波進行探測，雷達的工作原理是其能夠在水麵或水下探測到潛艇產生的微弱擾流。目前科學家正在研究全新的聲學隱身衣和液體隱身衣來使潛艇躲避聲納和雷達的探測。

聲學隱身衣利用了超材料，這是一種工程化的複合材料，能夠表現出某種特定的如磁性和光折射等自然屬性。艦艇應用了這種材料，能夠使聲波在接觸到船體外殼的時候沿船體發生折射，進而躲避聲納的探測。液體隱身衣能夠改變船體周圍的水流，可隱藏任何尾流或紊流，以此消除雷達帶來的威脅。這兩種材料在理論上都能夠作為外殼材料用於現有的攻擊型潛艇。美國海軍研究局拒絕對隱身衣項目發表任何評論，但是目前可以明確的是已經有其它的一些軍兵種正在從事這項工作——如美國海軍在2009年便已開始的超材料反製與破壞項目。

完全隱身

美國杜克大學超材料中心助理研究教授亞羅斯拉夫·烏爾朱莫夫（Yaroslav Urzhumov）稱，一種兼具聲學隱身和液體隱身係統的複合材料的研發是可行的，但是不會很快出現。未來當這種材料出現的時候，最終的產品形態將會是一種具有良好透水性的網眼狀材料。

零尾流

液體隱身衣將包含有數百個與水上摩托的結構類似的小型噴水裝置。水流會加速流入超材料本身的孔隙中，然後在流出的時候速度減緩。流入流出前後，水流速度不發生變化，水流會無縫地閉合在潛艇四周，完全不會產生水流的擾動。

微弱擾流

水下航行的潛艇仍然能夠暴露自身的位置。物體在水下運動時會在海水表麵產生突起的水丘，這一現象被稱為“伯努利水丘”（上圖紅色區域），即便潛艇在水下1000英尺的深度航行，依然可以被探測到。任何水麵艦艇、潛艇在航行時都會產生V形尾流（上圖綠色區域），這一現象被稱為“開爾文尾流”，該尾流同樣能夠在海水表麵探測得到。液體隱身衣能夠消除“伯努利水丘”和“開爾文尾流”所帶來的影響。

更強的隔音能力

科學家可以通過利用不同密度的材料進行結合來形成超材料，從而達到折射聲波的目的。當聲波接觸到超材料的時候，其傳播速度被加快，當離開的時候，速度被降低，整個過程聲波不會發生失真。到目前為止，科學家已經使用椎體和圓柱體等簡單形狀的物體進行了隱身試驗。據烏爾朱莫夫介紹，擁有更加複雜形狀的物體也同樣能夠進行隱身。（中國船舶工業綜合技術經濟研究院  宋磊）