船堅炮利【海軍資訊】 潛艇水下通訊究竟有多難？嗶一下就要花費上億美元！建造一個甚長波電台需要多少錢？

核潛艇是一個國家最爲神祕的軍事裝備 從通訊聯絡的角度來看 它和僞裝起來深入敵境的特工人員差不多 其行蹤都不能輕易地暴露 也不能隨時同上級保持聯繫 它們的對外通訊方式內容 都屬於級別較高的祕密 而且由於核潛艇航行距離較遠 有時甚至需要環球航行 往往會脫離聯絡的範圍 再加上核潛艇行蹤不能暴露 出海後很少有機會上浮通訊 因此往往只能用一些特殊的通信方式 接受指揮部的指令 而在這些特殊的方式中 有的甚至要事先花掉幾個億 這又是怎麼回事呢 大家好 我是你們的好朋友歐陽亨特 今天咱們來聊一聊潛艇是如何通訊的 其實我們可以把核潛艇的通信方式 從實現的角度劃分爲 長波通信 衛星通信 約定通信 聲納通信 以及目前正在發展中的激光通信等 這其中最爲可靠最昂貴的通信方式 就是長波通信了 在過去很長一段時間裏 長波通信是潛艇向外界的主要通信手段 它的起源可以追溯到第二次世界大戰 德國潛艇狼群 使用了超長波電臺 成功的作戰 並給予蘇軍重創 超長波通信的優勢在於波長較長 具有穿透能力強 不易干擾等特點 能夠傳輸到海下幾百米深處的潛艇 必要時甚至能夠執行跨越海區 跨越洲際的通信 其中超長波指的是 頻率範圍在3-300赫茲之間的無線電波 它們分爲兩種類型 從3-30赫茲的極低頻 和從30-300赫茲的超低頻 這兩種波都能夠在海洋和海洋水域傳播 而極低波頻比超低波頻更適合這一任務 然而使用超長波通信 根據美國一份1972年的文檔 其建造低頻發射站的初始成本 通常是根據發射機以及通信塔來計算 低頻高功率發射機 目前建造和安裝每瓦3美元 該成本估算還不包括低頻天線系統 及其匹配網絡的建設和設計 而它的通信塔高度一般在120-365米之間 天線高度由空間站的工作頻率決定 但單個通信塔的成本已經達到0.3米1000美元 這一費用包括建造地面平面 頂部裝載鏡像傘和螺旋塢 它的發射機建築通常位於螺旋塢的旁邊 或一段距離之外 這些加一塊就要投入上千萬美元 而這還只是1972年的幣值 如果按照今天的幣值來換算 其建造成本確實能達到上億美元 同時長波發射臺的每一次開機都是在燒錢 而由於長波的傳輸速度特別慢 所能攜帶的信息量也不多 那麼它的傳輸速度到底有多慢呢 我們用手機向朋友發送三個字幕 可能只需要一秒不到 用超長波電臺卻需要至少15分鐘 按這個速率 一部3G左右的電影傳過去甚至需要3萬多年 而且爲了避免掉線的風險 它還必須長時間開機 進行反覆的嘗試 在冷戰期間 美蘇兩國都用長波電臺互相警戒了一段時間 這也導致雙方爲此付出了巨大的經濟代價 因爲用於通信的主要是長波之中的第二檔 滲長波 它的波長在10公里到100公里之間 這意味着兩國至少需要一公里以上的天線 和幾千千瓦的電源來供養它 不過帶到潛艇潛到更深處 就連滲長波也鞭長莫及了 這時候還需要超長波來完成任務 它的穿透力更強 所需要的建設也更誇張 不僅發射機功率更大 發射天線也更高 能達到4到500米 真的是第一聲就要花掉上億美元 因此只有寥寥幾個國家纔有財力消費得起 視頻的中間希望大家能多多支持老亨特 你的一個贊和轉發都是我做視頻的動力 好了咱們繼續回到正題 作爲世界有名的軍事強國 美國的軍用長波電臺也同樣是世界之最 除本土的長波電臺之外 它還藉助於和北約成員國 以及其他盟國的防務安全合作 且可調用的軍用長波電臺資源更是遍佈全球 澳大利亞西北海岸 加勒比海沿岸 冰島 意大利 都有美軍長波電臺的身影 如此廣泛的分佈 也爲美國潛艇在全球的強大反應能力打下基礎 只不過這種陸基通訊設施體積龐大 特別是天線系統 極難採用隱蔽措施 極易被敵人發現和遭到攻擊摧毀 因此爲了保證與戰略核潛艇的聯絡 還可以使用一種具有較高生存能力的基載通訊系統 例如美國的塔卡木基載中系通訊系統就屬於此類 該系統全套設備裝在大型運輸機EC-130Q的無線電設備艙內 基本組成有甚低頻 低頻 高頻 和超高頻通訊設備 飛機在對潛艇通訊時 會沿小半徑圓圈連續飛行 使天線的垂直方向有效長度達到實際長度的70% 當路徑固定通訊發射臺被摧毀時 此類飛機的存在就成了戰略核潛艇通訊的另一個保障 不過除了以上兩種通訊方式之外 核潛艇還可以通過衛星通信 約定通信 聲納通信 以及目前正在發展中的水下預製網絡通信等 其中約定通信 往往是核潛艇在潛入敵方海域之後採取的通訊手段 這種方法簡單而原始 但卻十分有效 核潛艇出海之前 艇長要到指揮部領取一份約定通信表 上面註明了核潛艇待機海域機動海域補給海域的位置 以及開展補給保障機動待命 巡機作戰的時間 比如在約定的補給位置和補給時間 核潛艇會準時抵達某個海域 然後上浮同潛艇保障船會合 接受補給保障 值得注意的是 約定的海域往往存在一定的危險 而核潛艇在接受補給時 又是十分脆弱的 沒有戰鬥力 因此一般需要艦隊副司令在現場調度 一旦出現危險情況 馬上在現場就下達作戰指令 無需向指揮部再報告 當然除此之外 還有一種組合通訊手段 也就是長波加約定通信 比如核潛艇的指揮官在出海之前 會得到一個暗語本 上面註明了不同的字母代表的意思 核潛艇外出之後 只需要必要時上浮水面 接受一個字母的信號 就知道接下來要幹什麼 除此之外 水下預置系統的網絡通信 也是一種新的解決方案 該系統需要提前在水下佈置通信節點 潛艇駛過時即可連接上 這種方式的優勢在於快速傳輸和大容量 2017年1月 在DARPA水下戰術網絡體系結構項目資助下 華盛頓大學等機構 就開發出可利用波浪能發電的浮標 並改進設計了強硬的特種光纜 突破了TUNA系統能源與通信器件的關鍵技術 驗證了海上自主供電 高速通信 深水錨定等能力 這種系統部署便捷 抗損性高 一旦投入使用 能在戰時常規戰術通信網絡 受到壓制的情況下 提供可靠穩定的通信中繼 增強戰場通信網絡的生存性 爲美軍提供敵無我有的非對稱信息優勢 但相比於敞波通信 水下預製系統的建設成本更高 畢竟既想要發揮作用 還需要進行大規模組網 而這期間耗費的資金是難以想象的 好了 本期視頻到這裏就結束了 咱們下期再見