在爱达荷州的这个湖泊深处,美国海军正在测试其潜艇技术

在爱达荷州的这个湖泊深处,美国海军正在测试其潜艇技术

8 月,微型潜艇复制品“派克”号在爱达荷州彭多雷尔湖浮出水面。“派克”号模型的规模约为真正的哥伦比亚级弹道导弹潜艇(该级潜艇仍在研发中)的五分之一,它在湖中的工作是声学研究支队(ARD)进行的公开测试的一部分,ARD 隶属于海军水面作战中心卡德罗克分部。“派克”号定期浮出水面,并在湖中进行其他测试。声学研究可以追溯到 20 世纪 60 年代,它为海军开发和设计潜艇提供了信息,提高了潜艇在海底的隐蔽能力。

为了进行测试,派克号被带到了支队的中型测量系统靶场,这是一个由 158 个水听器和 36 个安装在水下的投影仪组成的阵列。ARD 负责人 Seth Lambrecht 说:“这个靶场的目的是评估目标强度和结构声学。(目标强度是用于确定声纳上水下物体面积的指标)。

为了让“派克”级潜艇代替“哥伦比亚”级潜艇,研究人员在模型中增加了一个“哥伦比亚”级潜艇特有的船尾。“哥伦比亚”级潜艇是一艘核动力弹道导弹潜艇,旨在取代自 1981 年以来一直执行相同任务的“俄亥俄”级潜艇。作为美国核力量的一部分,这些潜艇主要用于携带和发射核“三叉戟”导弹。(四艘“俄亥俄”级潜艇已被改装为发射常规“战斧”巡航导弹。)

与飞机投下的炸弹或导弹,或发射井发射的洲际弹道导弹不同,核潜艇的威力取决于其隐蔽性。而这正是声学发挥作用的地方。在水下,光线有限,但几十年来,潜艇一直使用声纳(一种水下回声定位)来追捕和躲避对方。海军在彭德奥雷尔湖对过去 20 年开发的新型声纳系统进行了测试,但不愿透露在那里测试或开发了哪些系统的具体细节。

“我们是从 20 世纪 60 年代开始的,因此我们真正影响的第一级潜艇是鲟鱼级潜艇,当时我们才刚刚开始 ARD 的起步阶段,所以我们并没有真正参与设计,只是对它们进行了改进,”兰布雷希特说。鲟鱼级是一种攻击型潜艇,旨在发现其他潜艇,尤其是那些装备弹道导弹的潜艇。

“我们参与设计的第一级潜艇是洛杉矶级,”他补充道。“从那时起,我们基本上参与了每一级潜艇的全尺寸设计。洛杉矶级、海狼级、俄亥俄级、弗吉尼亚级,以及现在的哥伦比亚级。由于我们的贡献,所有这些潜艇的设计都取得了巨大进步。”

梭子鱼,爱达荷州的一种离水鱼。埃德文·埃尔南德斯

服役中的潜艇将在海洋的咸水中度过它们的一生,但彭多雷湖研究的部件是在淡水湖的条件下进行测试的,这与它们服役时所经历的情况不同。幸运的是,这个问题很容易解决。

“主要的区别在于淡水和盐水中的声速。由于盐水密度更大,它会改变声速,所以淡水中的声速不同,这是一个很容易解释的变量,”Lambrecht 说。“从功能的角度来看,淡水非常适合工作。它没有盐水中的腐蚀性元素。”

彭德奥雷尔湖长 43 英里,深 1,158 英尺,是美国第五深的湖泊。这使它成为测试潜艇推进系统(特别是舵、螺旋桨和发动机)的理想场所。为了确保这些移动部件尽可能安静,它们被安装在 Cutthroat 大型潜艇上,海军声称它是“世界上最大的无人潜艇”。Cutthroat 位于湖中,是一艘三分之一大小的弗吉尼亚级潜艇,该级潜艇用于在水下搜寻其他潜艇。它体型巨大:Cutthroat 重 200 吨,长 111 英尺,配有 3,000 轴马力的电动机。

[相关:独家探秘核潜艇诞生地]

“那是一个完全自主的潜艇模型,”Lambrecht 说。“Cutthroat 模型的主要目的是加强潜艇推进器的开发。因此,你可以为它配备任何类型的原型潜艇推进器,然后在水下来回驾驶它进行任何类型的操作;翻滚、潜水、上升,任何你想做的,都是你在全尺寸潜艇上做的任何操作,你都可以用 [大型水面舰艇] 模型来做。然后你就可以看到潜艇推进器的性能如何影响声学特征。”

尽管海军潜艇采用核反应堆驱动,并配有柴油备用动力,但 Cutthroat 号上的电动发动机更适合湖泊,而且不会产生柴油机的噪音,使研究能够集中在螺旋桨和马达产生的声学特征上。

在彭德奥雷尔湖进行的测试并非新鲜事,也不是秘密,不过随着数据收集和传输技术的进步,测试水平已大大提高。派克号和断喉号只是 ARD 收集潜艇部件数据的方式之一,但正是传感器的安装以及现代化的升级,才使得水下模型的运动能够转化为有用的设计数据。

“在我 20 世纪 90 年代之前,所有数据都记录在磁带上,这是一个极其繁琐的过程,”Lambrecht 说道,“如今,凭借我们拥有的计算能力,我们可以以相当高的频率同时记录大约 3,000 个传感器上的数据,因此我们每分钟可以收集数千兆字节的数据。”

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