什麼是「海中斷崖」?什麼是「水下魔鬼」?潛艇在水下有多危險?

2020-12-05 和風漫談

潛艇在大洋中航行,就像闖龍潭虎穴,步步危機。不但有暗礁、山峰、暗流,還有讓人聞之色變的「海中斷崖」和「水下魔鬼」。

潛艇有三怕,一怕掉深,二怕進水,三怕起火。掉深是潛艇浮力突然減小,急速掉向海底,若超過極限潛深,就會被海水壓垮,艇毀人亡。

自潛艇發明以來,很多事故都與海中斷崖和海洋內波有關。

1937年,一艘德國潛艇發射魚雷後突然消失,沒人知道發生了什麼。直到多年以後,人們才明白她掉入海中斷崖,被壓成了碎片。

海中斷崖並不是海底山峰上的懸崖,而是由海水密度異常變化,導致的浮力急劇減小情況。

大海是鹹的,但不像菠菜湯那樣上下一體,它像蛋糕,由一層層的水體構成。正常情況下,上層海水密度低,隨水深增加,密度不斷變大,呈正梯度變化。就像油水混合,油在上層,水在下層,涇渭分明。

1、上層海水密度低,下層海水密度高,就形成「液體海底」。潛艇在密度躍變層界面處,浮力大於重力,就像坐底一樣在液體海底上坐潛,可關閉發動機,隱蔽接近目標。

同時躍變層還能反射聲波,使聲吶無法發現潛艇,穩定的躍變層內形成聲音通道,潛艇藉此可在水平方向上發現很遠處的目標。

2、但海洋環境多變,受溫度、鹽分等多種因素影響,有些地方海水垂直密度呈負梯度變化,上層密度大,下層密度小,就像水在上,油在下,就形成了液體斷崖,俗稱「海中斷崖」。

潛艇正常潛航時,浮力重力相等。突然由高密度海水進入低密度海水,浮力迅速減小,潛艇快速下沉,就面臨巨大危險。

另外,高密度海水在上,低密度海水在下,本身就在脆弱的平衡狀態中。一旦平衡打破,高密度海水往下流,由此形成的局部水流裹挾著潛艇下沉,極難應對。

1968年,以色列「達喀爾」號潛艇被海中斷崖吞噬,直到1999年,才在3000米海底發現其部分殘骸。

我國潛艇也曾遭遇到斷崖,在幾分鐘之內掉深數十米。幸虧全艇官兵齊心協力,業務過硬,3分鐘內下達上百道命令,關閉幾十個閥門,成為有史以來唯一一艘從海中斷崖裡成功逃生的潛艇。整個操作過程堪稱經典,也印證了中國軍人的勇敢和偉大!

3、除此之外,穩定的密度躍變層之間,受大氣壓、地震及潛艇、船舶等外力擾動,還會產生內波。

內波和表面波本質相同,只是海面波浪發生在水與空氣之間,內波發生在不同密度的水層之間。內波的規模更大,波幅從幾十米到幾百米,波長從幾百米到上萬米。

當潛艇艇長小于波長時,行駛平穩;當艇長大于波長時,會顛簸,操作困難;當艇長與波長接近時,會被內波裹挾著大幅波動。表層的潛艇有可能浮出海面,而海底附近的潛艇就可能觸底。曾經有潛艇,被內波從海面下8米一下子拽到80米深度。

內波的隨機性強、波幅大,躍層上下流向相反的內波流速達1.5米/秒,猶如剪刀一般,破壞力極大,所以被稱作「水下魔鬼」。

▲波幅巨大的海洋內波影像

1964年,美國「長尾鯊」級核潛艇在實驗中失事,據分析就與內波有關,它被拖到2400英尺深水下,艇身在22毫秒內爆炸。和風漫談原創,禁止抄襲。

4、潛艇要遠離海中斷崖和內波,就需要精確的航海圖指導。各海洋調查船平日裡努力收集水文資料,了解海底地形,也是為潛艇保駕護航。

正因為這樣,美國海洋調查船才總想跑到別人家門口,投放聲吶及無人潛航器竊取資料,還美其名曰航行自由,實在不怎麼高明。據說美國聲吶價格不菲,撈一個比打漁更划算,我想這送上門的錢,我們不應該拒絕吧。

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