潛艇的隱身秘密：為甚麼大多數潛艇都是黑色？

大家有沒有發現 我們所見到的潛艇 大都是這樣的 這樣的 還有這樣的 儘管它們外形有所不同 但其顏色卻都是統一的黑色的 那麼這究竟是爲什麼 今天我們就來聊一聊這個問題 從19世紀末以來 潛艇一直被用於軍事目的 第一次世界大戰期間 潛艇被塗成了各種顏色 然而事實證明 這些顏色並不能有效地 在我們的肉眼所看到的畫面中 海水是藍色的 因此很多人會認爲 若潛艇想要在大海中藏身 將全身塗成藍色 會不會更好一點 這個想法 美國在剛發明出潛艇的時候 其實也有考慮過 當人們發現 深藍色的漆面 能夠具有很好的隱蔽效果 使潛艇能夠看上去 與周圍的海水顏色相似 觀測起來 那肯定是不太容易辨別 從而起到更爲出其不意的效果 於是人們便興致勃勃地 將潛艇染成了藍色 但緊接着就冒出來了新的問題 原來是因爲當時的顏料配取技術 與今天不同 藍色的顏料相較於其他顏色 更加容易氧化與老化 塗上藍色顏料後 還沒有使用多久 藍色的表面 就在海水的沖刷下 褪成了粉嫩的乳白色 看起來比之前更加明顯了 不過藍色顏料的方案 並沒有被完全放棄 英國科學家 在經歷了很長一段研究後 研發出了一種 持續時間長 且不容易褪色的藍色塗料 因此在當時 有不少潛艇被塗成了深藍色 這也是潛艇迷彩中 第二常見的顏色 深藍色在較淺的水域中更有效 那裏的海洋顏色 往往是藍綠色的 這種顏色有助於與水融合 使其更難以用肉眼察覺 但隨着科技的發展 潛艇下潛深度也在逐步增加 爲了能在深海區域更安全的航行 潛艇又將皮膚換成了黑色 黑色是一種非常有效的迷彩顏色 當潛艇被漆成黑色時 在水中就更難看見了 尤其是在晚上 這使得潛艇更容易保持隱藏 並且避免被發現 除此之外 黑色的外表 還有助於它減少水面的光反射 這可以避免被遠處船隻上的人發現 而除了黑色和藍色之外 海域中的潛艇顏色 還會因地區不同而有所變化 一些國家還將潛艇塗成兩種顏色 以便在不同水域條件下 更好地提供僞裝 總體而言 潛艇僞裝的歷史 不同的海軍開發了不同的方法 來爲其提供有效的僞裝 德國皇家海軍和美國海軍 都使用了不同的顏色和圖案 來使他們的潛艇更難被發現 當然 真正讓潛艇具備隱身能力的 可不只是黑色的外表 在發展歷史上 核潛艇的隱身技術 主要包括了聲學隱身 紅外隱身 電磁隱身等多種技術手段 其中聲學隱身 是最基本的一種隱身技術 潛艇在航行時會採用聲納技術 利用水下聲波的傳播特性 實現對目標的搜索和偵測 但隨着科技的進步 聲學技術的發展 反潛設備也越來越先進 因此如何做到聲學隱身 成爲了潛艇的重中之重 而潛艇水下噪聲源 主要是有三種 一是螺旋槳噪聲 二是停體水動力噪聲 三是內部機械和管系產生的輻射噪聲 爲了降低潛艇的噪音 爲此人們嘗試了各種方法 比如更爲安靜的發動機 減震浮發 核反應堆自然循環等技術 除此之外 還有一種重要方法 那就是輻射消聲網 這種東西就像潛艇的隱身衣 能夠有效的抑制噪聲震動 並且提高潛艇隱蔽性 使敵人難以發現 而關於消聲網的起源 可以追溯到第二次世界大戰末期 當時德國海軍是節節敗退 爲了挽回敗局 減少U型潛艇的損失數量 德國海軍開始在部分潛艇的外殼上 加裝一層名爲 阿里貝里奇的合成橡膠防聲材料 這種合成橡膠網 大小約一平方米 4毫米厚 上面是密密麻麻的 直徑2到4毫米的圓柱形孔洞 能在10到18千赫茲範圍內 降低主動聲納15%的反射回波 正好覆蓋盟軍早期的 ASDIC聲納的工作範圍 除此之外 這種消聲網還能抑制柴油機噪音 降低U型潛艇的聲目標特徵 減小被動聲納的探測距離 這款消聲網在1940年 被德國首次在U11號潛艇上測試 1941年又在U67號潛艇指揮塔 和艇體兩側輻射 因此這個阿里貝里奇 合成橡膠防聲材料 也被認爲是世界上第一種 用於實艇的消聲網 但消聲網的初次投入使用 還是有很多不足的 其中最大的問題就是 膠粘劑的強度不夠 而導致消聲網經常會發生脫落 爲此德國工程師們 纔有了不斷的改進 直到1944年底 才基本解決了膠粘劑的問題 還沒等消聲網大規模投入使用 德國就已經投降了 在德國戰敗後 蘇聯和英國均獲得了 部分阿里貝里奇的技術 在此基礎上 英蘇兩國開始分別發展 各自的消聲網技術 蘇聯可以說是消聲網使用者中的行家 這是因爲當時蘇聯的製造業 加工水平相對落後 就導致其生產的潛艇往往噪聲很大 爲了達到在全球和美國爭霸的目的 蘇聯對潛艇的升引升 和減震降噪技術一直十分重視 在經過多年發展後 其消聲網技術也已經非常先進了 種類也比較齊全 在1965年 蘇聯在潛艇上正式輻射消聲網 並且所有現役潛艇均輻射有消聲網 其消聲網的製造材料 主要是釘本橡膠 有着良好的吸音效果 而且由於蘇聯認爲 攻擊型潛艇與戰略核潛艇 承擔的任務不同 所以兩者所採用的消聲網技術 也有很大區別 例如阿庫拉級攻擊型核潛艇 在中部和尾部殼體 均輻射了50到150毫米厚的消聲網 而戰略核潛艇颱風 則是在整體輻射了 100到200毫米厚度的消聲網 除此之外 蘇聯人還會根據潛艇的位置 來輻射不同的消聲網 這是因爲潛艇的各個部位 對於整艇的噪音強度的貢獻 均不相同 還沒有一種消聲網 能夠包辦解決所有問題 所以同一艘潛艇的 不同部位輻射的消聲網厚度 差別也很大 並且由於蘇聯潛艇均採用雙殼體 設計人員在設計時 還充分利用了這一結構 在潛艇的內外殼體上 均輻射了消聲網 其中外殼輻射的主要作用 是減小反射信號 而內殼體的消聲網 而另一邊英國人 雖然也得到了消聲瓦技術 但是由於國力衰弱 導致英國海軍的潛艇 更換速度十分緩慢 其消聲瓦技術的研究也受到牽連 雖然起步很早 但發展水平卻落後於蘇聯 在20世紀70年代 英國也研發出了自家的消聲瓦技術 並在丘吉爾號核潛艇上實驗 它的消聲瓦機材是聚氨酯 性能也不錯 此後在敏捷級的壯力號 和軍權號艇的改裝期間 也都輻射了消聲瓦 粘貼方法與蘇聯潛艇相似 但是也和蘇聯一樣 在初期就遇到了脫落問題 兩國的潛艇在出海歸來時 消聲瓦往往會脫落不少 所以英國在特拉法爾加級核潛艇 和支持者級常規潛艇上 輻射消聲瓦時採用了纏繞技術 但效果並不理想 支持者級潛艇 依舊存在大面積的脫落現象 因此在後來 英國海軍決定 直接將消聲瓦和潛艇 交注成一體 開闢了一種全新的方向 而至於美國 雖然在消聲瓦技術研究起步較晚 但最終的發展成果 卻要領先於英蘇兩國 在80年代 美國從英國獲得了消聲瓦技術 憑藉其先進的科研技術 和雄厚的工業及經濟基礎 美國的消聲瓦技術 發展得十分迅速 和蘇聯一樣 美國也十分重視核潛艇技術 不過由於美國海軍艇體結構 與前蘇聯潛艇不一樣 採用單殼體結構 潛艇自身噪音情況 也和前蘇聯潛艇不相同 因此在消聲瓦的設計上 也不完全相同 美國潛艇的消聲瓦 除了能降低本艇的噪聲強度 降低本艇的聲輻射水平 減小本艇的航行阻力之外 還有防污與提高本艇 聲納工作效能的功能 1988年 美國海軍在洛杉磯級核潛艇 聖湖安號上 首次輻射了消聲瓦 這種消聲瓦 是由聚氨酯和玻璃纖維組成的 雙層鋁板固定式吸聲結構 單層消聲瓦 能夠降低次噪聲25分貝 雙層消聲瓦 可以降低40分貝左右 其消聲瓦輻射 還借鑑了航天飛機 隔熱瓦的輻射工藝 其基礎材質 是由聚氨酯和玻璃纖維合成材料 採用雙鋁板固定式吸聲結構 效果非常明顯 到了冷戰末期 美國已經研發出了 當代噪音最小的核潛艇 海狼級 其航行噪音只有90分貝左右 比海洋的背景噪音還要低 海狼級之所以能夠做到這一切 除了消聲瓦的幫助之外 還有其他方面的努力 比如其翻罩前方的 傾斜彎角造型設計 就有利於降低海水 流經翻罩產生的噪音 這一設計也被後來各國廣泛採用 同時海狼的接縫 艙蓋和水櫃開口 也都經過精心設計 以求儘可能的簡潔平滑 降低海水阻力與噪音 對於動力系統這一噪音大戶 美國設計人員爲其設計了 S6W自然循環壓水堆 具有更安靜和更高效的性能 它在1995年3月開始安裝 在第一艘海狼級核潛艇上運行 這種自然循環壓水堆 能夠依靠冷卻水的自然流動 帶走堆芯產生的熱量 因爲沒有使用冷卻計泵 從而降低了運行噪音 除此之外 海狼級還是美軍首次使用 泵噴推進器的核潛艇 這個泵噴推進器 是依靠水流的噴射來產生反作用力 從而驅動潛艇前進 不像是傳統的螺旋槳推進那樣 直接產生推力和螺旋槳噪音 因此就極大的改善了螺旋槳噪聲情況 從而有效的提高了潛艇的安靜性 最後泵噴還可以改善尾流場 使潛艇航跡模糊 這也可以減弱潛艇的目標特徵 歐美國家盡心建造的核潛艇 均採用了這種推進方式 據不完全統計 至今世界上以泵噴推進器 作爲推進方式的核動力潛艇 已經達幾十艘之多了 美軍除了海狼級之外 弗吉尼亞級核潛艇也採用了該技術 毋庸置疑 海狼級是一款十分先進的攻擊核潛艇 但它也是一款生不逢始的攻擊核潛艇 由於蘇聯解體 原計劃建造二十多艘的海狼級 最終只建造了三艘 而這與海狼級高昂的造價有關 在蘇聯巨大的軍事壓力面前 美國當然願意投入更多資金 建造更多的海狼級 可一旦蘇聯解體 美國就沒有必要投入那麼多的資金 用於建造海狼了 因此只能推出了便宜一些的 弗吉尼亞級核潛艇 作爲一款性價比較高的產品 該型核潛艇 即便並未像海狼級那樣 去追求超高的性能 但也已經在全球攻擊核潛艇當中 名列前茅了 而且其造價要比海狼級便宜 當然該級潛艇作爲美國海軍 未來的主力攻擊核潛艇 比起海狼也有着自己獨特的優勢 比如先進的計算機系統 電子設備 聲納 更高效的推進裝置 更高的自動化程度等等 顯然作爲一款多用途攻擊核潛艇 弗吉尼亞級更加適合美國海軍現在的戰略 至於海狼級呢 當初製造出來 就是爲了應對蘇聯的颱風級和阿庫拉級 是特意爲蘇制潛艇打造的獵殺神器 因此它的性能纔會如此強大 而從潛艇的發展中 我們也能看出 現代戰場上的主要矛盾 已經從打擊和抗打擊 逐步向發展和抗發展轉化 而現在反潛技術高度發展的時代 核潛艇無論在隱身 核動力技術 武器裝備 還是信息化技術等方面 都將更加完善 好了 本期視頻到這裏就結束了 喜歡本頻道的朋友 請點擊下方訂閱按鈕 我是大兵 我們下期再見 沒有排名 不分先後 首先讓我們來看空軍方面 速度最快的戰鬥機都是哪些 首先是蘇聯研製的米格25 胡福戰鬥機 其誕生於冷戰時期 是蘇聯在遭遇美國高空高速偵察機 頻繁出動卻無能爲力之際 專門啓動研究的一款高速攔截戰機 美軍在60年代 裝備和推出了多款先進空軍裝備 包括飛行高度達到 2萬公尺的U2偵察機 最大飛行速度可達2馬赫的 康維爾B58盜賊紅轟炸機 以及當時尚處在開發階段 最大飛行速度可達3馬赫的 B70女武神超音速轟炸機 蘇聯面對美國的這一套組合拳 倍感壓力 迫切需要一款 具備高空高速能力的戰機 並在1959年 也正是在同一年 蘇聯情報部門 打聽到了美國洛克希德 正在研製的A-12高空偵察機 這款最大飛行速度 可達3.3馬赫的飛機 正是後來SR-71黑鳥的前身 蘇聯瞭解到該項目後大爲震驚 認定新戰機 也必須跨過3馬赫的門檻 米格25就此應運而生 米格25最大飛行速度可達3.2馬赫 這一速度讓其成爲 當時的戰鬥機速度王者 戰機裝備了兩臺 R15B-300渦噴發動機 爲高速飛行提供動力保障 但也正是因爲該型發動機 在高負載運行狀態下 容易出現失控問題 蘇聯廠家後來還是給米格25 設置了人爲的速度限制 也就是2.83馬赫 如果不加限制 讓戰機隨意飛到3.2馬赫 就會因爲運行損耗 過早更換髮動機 但即使存在速度限制 米格25依舊是速度最快的 量產型實戰戰鬥機 它的誕生一度引發了西方的擔憂 直到1976年 蘇聯飛行員維克多·別連科 駕駛一架米格25 經日本叛逃到美國 西方纔逐步消除了 對米格25的疑慮 大家如果有興趣 大兵後面也可以出一期視頻 講一講這場世界空軍史上 最著名的飛行員叛逃案件之一 話不多說 我們繼續看速度最快的轟炸機 目前各國仍在服役的轟炸機裏面 速度最快的 當屬美軍的B-1B槍擊兵 其具有獨特的可變後列翼設計 最大飛行速度可達1.25馬赫 但大兵還是想先說說 我們方纔提到過的 XB-70女武神超音速轟炸機 這款轟炸機在1967年9月首飛 但在短短5年後 就結束了自己的最後一次飛行 並沒有參與過什麼實戰行動 但的確爲美軍積攢了 寶貴的超音速轟炸機技術 最大飛行速度可達3.1馬赫 配備6臺通用電器 YG-93渦噴發動機 與那些高速偵察機不一樣 女武神不僅擁有高速飛行能力 還有246噸左右的最大起飛重量 以及14噸左右的武器載荷 按照最初設計 其實能夠攜帶核彈 突入蘇聯領空的先進戰機 可以說女武神項目 如果沒有被放棄的話 放到現在也依舊是一款空中利器 當然美軍轟炸機的使命 最終還是交給了B1和B2 B1也是爲了應對蘇聯防空體系而研發 載彈量高達34噸 是美國戰略轟炸力量的重要組成部分 至於目前最快的軍用直升機 其實從當年的AH-56夏巖 被阿帕奇方案擊敗後 各國的武裝直升機的最大飛行速度 都維持在了300公里每小時上下 沒有拉開很大差距 要知道夏巖直升機當年 可是飛出了393公里每小時的最大飛行速度 光是360公里每小時的巡航速度 就已經是後來許多武職無法達到的了 當然我們將視角放寬一些 像西科斯基X2以及歐洲X3直升機 這樣的實驗直升機 飛行速度也是很快的 西科斯基X2的最高速度 可以達到463公里每小時 已經追上了二戰時期的螺旋槳戰機 採用了獨特的共軸雙旋翼加推進螺旋槳設計 爲機體提供了強大升力 而尾部的推進螺旋槳 則爲直升機提供了額外的向前推力 這種創新設計是其實現高速飛行的關鍵 由歐洲空客和歐洲直升機公司聯合研製的 X立方直升機 也擁有最高472公里每小時的最大飛行速度 已經比較接近V22魚鷹這樣的輕轉旋翼機了 不知道相關技術今後是否會被應用到武制領域 當然與海軍和陸軍的裝備相比 現有的直升機也已經飛得很快了 我們接下來就看看那些陸軍裝備裏的速度之最 我們首先來看最快的坦克 目前比較受認可的極速坦克 是英國陸軍裝備的FV101蠍式 既被歸類爲輕型坦克 也被歸類爲裝甲偵察車 但吉尼斯世界記錄中的確是將它跑出的82.23公里每小時極速 作爲當前的量產坦克速度最快記錄 可以說蠍式是現代最快的坦克 似乎也是有一定證據的 但不管怎麼說 蠍式能夠實現80公里的時速 主要還是因爲重量太輕了 只有8.07噸重 美國漢馬車多裝些武器 都可能會比這款坦克更重 我們如果去看蠍式坦克使用的引擎 也會有種平平無奇的感覺 裝備的康明斯BTA5.9升的柴油發動機 只有140千瓦的最大輸出功率 甚至還沒有一些民用汽車馬力大 但是對於體型較小的蠍式來說 也已經足夠了 不過 蠍式輕歸輕 還是裝備有鋁合金裝甲以及90毫米口徑主炮的 只是我們印象裏傳統主戰坦克還得是那種重達幾十噸的 如果將範圍限定到重型坦克 那麼目前速度最快的坦克 就可能是俄羅斯的T14阿瑪塔了 據俄羅斯媒體方面報道 搭載1500馬力發動機以及12速自動變速箱的阿瑪塔坦克 可以跑出82公里每小時的極速 甚至有觀點認爲 它完全可以跑到90公里 如果相對報道是真的 那麼對於重達55噸的坦克來說 的確已經很快了 不過使用履帶的坦克再怎麼快 也很難快過輪式裝甲車 美國的LAV-25裝甲車就以速度優勢著稱 最大公路行駛速度可達100公里每小時 可以在各種地形條件下快速機動 LAV-25之所以能夠實現這樣的機動性 離不開其採用的先進懸掛系統與輪胎 該型裝甲車由通用汽車公司研發 旨在滿足美國海軍陸戰隊的快速部署和作戰的需求 可伴隨步兵進行快速穿插和突擊 不過話又說回來 在地面上跑的軍用載具 其實100公里每小時也就封頂了 但即便如此 陸軍載具的速度相對海軍也是比較快 我們接下來就一起看看海軍裝備的速度之最 首先讓我們看看航空母艦 世界上擁有航母的國家本就不多 美國的福特級已經是當今世界上最快的航母 最大航速超過30節 約合56公里每小時 這樣速度對於滿載排水量可達11.2萬噸的航母來說 其實已經非常快了 要知道這艘鉅艦上還要搭載超過75架各型艦載機 包括F35C E2D預警機 如果不是兩具AEB壓水反應堆提供的澎湃能源 都很難實現這樣的機動性 只有除了航母之外的戰鬥軍艦 才能在缺乏核動力支持的情況下 實現相對較強的機動性 不過在軍艦的發展歷史上 速度這項性能的確是不太受重視 現代軍艦航速基本都在30節左右 甚至跑不過一些二戰時代的軍艦 法國在1930年建造的可布號驅逐艦爲例 其在1935年測試中 就游出了45.02節的最大航速 約合83公里每小時了 已經比許多現代主戰坦克都更快了 如果真要在二戰後找出一款航行速度較快的驅逐艦 那麼蘇聯的五六型平靜級 已經能夠憑藉38節的最大航速 位列高機動性驅逐艦之一了 但是這艘驅逐艦的滿載排水量 也只有3200噸左右 並不算什麼大型軍艦 相比之下 潛艇要做出高速靜能 似乎會更加簡單 以蘇聯的661型核潛艇爲例 其潛航排水量達到7000噸 規模並不小 但最大潛航速度可達44.85節 約合83公里每小時 在潛航領域已經是數一數二的速度 只可惜661型潛艇存在成本高 噪聲大 結構複雜等缺陷 最終還是沒能投入批量生產 其實說來說去 在裝備領域飛得最快的 還要數高超音速導彈 以及一些飛行技術驗證機 以俄羅斯先鋒高超音速導彈爲例 其飛行速度可達20馬赫以上 是目前按照各國軍方公開數據 對比出來的世界最快導彈 能在極短時間內抵達目標 導彈只需要7分鐘 就能從洛杉磯飛到紐約 該型導彈射程達到6000公里 採用了先進的複合制導技術 結合慣性制導 衛星制導 以及末端主動巡遞制導等多種方式 除此之外 俄羅斯的B手導彈據稱 也是一種速度可達10馬赫的 空射型彈道導彈 而在高速飛行器驗證技術方面 則是美國走在了最前 例如美國的X-51A承波者 是一款極具開創性的技術驗證裝備 其創造了吸氣式高超音速飛行器 持續飛行的速度記錄 最高速度超過5馬赫 X-51A的技術創新點衆多 採用了超燃衝壓發動機技術 能在高速飛行時高效吸入空氣 並與燃料混合燃燒 爲飛行器提供強大動力 這一技術突破 爲未來高速飛行器的發展奠定了基礎 並且X-51A的測試 對武器發展的推動作用也十分顯著 證明了吸氣式高超音速飛行技術的可行性 爲新型高速導彈偵察機等武器裝備的研發 指明瞭一個可行的方向 不過X-51A也面臨着諸多挑戰 比如超燃衝壓發動機的工作穩定性 飛行器在高超音速下的熱防護等問題 有待進一步研究和解決 至於下一款打破世界紀錄的超級急速武器 會是哪一款 也歡迎大家在評論區發表意見 我是大斌 我們下期節目再見