极低频率

极低频率 2026-05-09 潜艇是一项令人惊讶的古老技术——至少在其早期、原始形式中是如此。这个想法很简单，一艘密封性足够好的船应该能够浸入水中并重新浮出水面。正是实用性使整个事情变得困难。一般认为，美国内战是第一次使用潜艇进行战斗；这些都是原始机器，操作耐力和导航能力非常有限。这些潜艇更像鱼雷：你将它们指向正确的方向并希望它们笔直前进。第一次世界大战受益于潜艇技术的巨大进步。 19世纪期间的一些实验设计已经积累了实践经验，特别是在德国，德国人对第一艘现代“U型潜艇”的巧妙运用产生了重大的军事影响。英国和美国的设计取得了类似的进步，潜艇战由此诞生。潜艇的主要优点是它能够潜入水中并在隐藏时进行机动。第一次世界大战的潜艇是柴电或汽油动力的，因此它们的水下续航力受到船上存储的电源的限制。尽管如此，这些潜艇在水下运行的时间比以前任何潜艇都长，足以使潜艇偷袭成为海战的关键部分。这也足以暴露水下防御最棘手的挑战之一：通信。水，尤其是海水，密度大且具有导电性。这对无线电波传播非常不利：到第一次世界大战时，人们就发现海水有效地阻碍了无线电通信。高频无线电是海上通信的主要形式（在第一次世界大战时期，通常是这样），在现实世界中可能只能穿透海水几米，这意味着潜艇必须浮出水面才能进行通信，这是对其水下续航力的另一个事实上的限制。自 1887 年以来，海军一直在评估船上的电子通信，当时他们展示了一种简单的“无线电相邻”技术，利用海水本身传导波。这个方案从来没有发挥过很好的作用，但在本世纪末现代无线发射器的发展挽救了这一方案。 1899 年，马可尼本人向海军演示了无线电，海军于 1903 年购买了第一台无线电设备。来自全球其他地方冲突（例如日俄战争）的战术报告强化了无线电将在海战中发挥关键作用的观点。 1909 年，当 C 级潜艇“黄貂鱼”号和“大海鲢”号潜艇以及 D 级“独角鲸”号潜艇下水时，它们立即承担了包括无线电设备评估在内的职责。在早期技术的一个经典故事中，评估结果很糟糕。 Tarpon 遇到了机械故障，阻碍了其计划的试航，因此收音机从未安装。 Stingray 收到了一套尖端的淬火火花隙发射器和接收器套件，但发射器原来是 DOA。尽管如此，黄貂鱼还是能够展示其接收器，在浮出水面时复制来自附近波士顿海军造船厂的消息。独角鲸的使命更加雄心勃勃：水下通信。 1887 年，人们使用悬挂在船下方的黄铜板对相同的直接传导技术进行了测试，但同样未能成功。第二年，独角鲸号的姊妹船格雷林号上配备了改进的设备，重复了这些实验，产生了更好的结果。该系统与浸没在水下两英尺的“天线”板提供可靠的通信……但不更深。沮丧的海军工程师得出的结论是，通过海水获取无线电信号是可能的，但不切实际。在第一次世界大战和随后的几十年里，工程师们专注于如何将天线带到水面，而无需将整个潜艇打捞上来。 1915 年左右，海军采用了浮动天线浮标，潜艇可以通过电缆将其“绞起”至水面。把任何东西放在水面上都不太理想，但小型天线浮标时代的反潜技术仍然很难远距离探测。潜艇只需确保其缩回潜艇甲板即可，然后再尝试进行任何以隐身为关键的任务。这些浮动浮标在第一次世界大战期间并不可靠，但它们可以工作，并且该技术一直持续发展至今。尽管如此，关于水下通信还有其他想法。最重要的进展来自国家标准局（NBS）的两名工程师，或者至少，这是法院在两组所谓的发明人之间发生专利纠纷后做出的裁决。约翰·威洛比 (John Willoughby) 受雇于国家统计局（后来称为国家标准与技术研究院 (NIST)），负责研究新型无线电接收器。 1917年夏天，他在切萨皮克湾的一个接收机测试场布置各种类型的线圈天线时，不慎掉落