近年來,中國海軍在多個領域取得了顯著的進展,不僅在水面艦艇和核潛艇等技術上取得突破,也在反潛作戰領域取得了新的進展,逐漸超越了傳統反潛手段的局限性。據香港《南華早報》報導,中國科學家通過新發現的尾流磁場探測技術,已成功研發出一種能夠精確探測潛艇的全新反潛手段。此技術的應用可能會影響現有海戰格局,尤其對美軍核潛艇的隱身能力構成挑戰。

傳統的反潛作戰主要依賴聲呐系統,通過捕捉潛艇在水下航行時產生的聲音來定位潛艇。然而,隨著潛艇技術的不断提升,尤其是美軍「海狼」級和「維吉尼亞」級核潛艇的大量服役,潛艇的隱身性能也有所增強。這些潛艇通過隔音塗層和泵噴推進系統等技術減少噪音,使得聲呐的探測能力受到一定限制,傳統反潛戰術的效果逐漸減弱。

在這種背景下,中國的科研團隊轉向了物理學和電磁學的交叉領域,探索通過探測潛艇航行過程中的尾流磁場來追蹤潛艇。潛艇在水下航行時,由於推進系統的作用,會擾動水流,形成類似「V」形的表面波動,也稱為「開爾文尾流」。這種尾流不僅影響潛艇的推進,還會與水中的帶電離子和地球磁場相互作用,產生微弱的磁場信號。研究人員通過精確建模和專門的設備,對這些磁場信號進行探測。

美軍核潛艦經常停靠南韓。 圖 : 翻攝自軍事作家陳曦

中國西北工業大學的科研團隊通過對「開爾文尾流」雷達影像的分析,成功捕捉到這些微弱的磁場信號。研究表明,潛艇在一定速度和深度下,尾流磁場的強度可達到 10⁻¹² 特斯拉,這一數值位於現有機載磁力計的靈敏度範圍內。因此,這項技術不僅可以有效探測潛艇,還能精確鎖定其位置,甚至在潛艇隱形的情況下追蹤其蹤跡。

對於長期活躍在中國周邊海域的美軍核潛艇來說,這項新技術可能帶來挑戰。以美軍「海狼」級核潛艇為例,它以出色的隱身性能而著稱。然而,根據中國科學家的尾流磁場探測技術,潛艇無法完全避免產生尾流磁場這一物理特徵。隨著尾流磁場技術的應用,美軍核潛艇在中國近海的隱蔽性可能會降低,尤其是在淺水區域。

例如,在台灣海峽等水域,由於水深較淺,傳統的聲呐探測效率較低,而尾流磁場探測可以突破這一限制,精確定位潛艇的方位。如果中國能夠將這項技術與其他手段(如衛星監控、AI 算法等)結合,可能會實現全天候、全維度的潛艇追蹤。

隨著尾流磁場探測技術的不断發展,未來的反潛作戰可能會發生顯著變化。傳統反潛作戰手段主要依賴聲呐和水下無人潛航器等技術,而新的磁場探測技術可能為反潛作戰帶來全新的優勢。磁場信號能夠穿透複雜的水文環境,無論在深海還是複雜的溫鹽層條件下,都能有效探測潛艇的行蹤。

美軍「俄亥俄級」(Ohio-class)巡弋飛彈核潛艦的「一坑七彈」設計,使其可以一次搭載154枚「戰斧」飛彈打擊敵人。 圖:翻攝陸網/新浪

更為重要的是,這種基於磁場的探測方法具有「不可消除性」,即潛艇無法像減少噪音一樣,通過技術手段消除尾流磁場。因此,這項技術的應用將使得美軍核潛艇在中國周邊的活動面臨新的挑戰。

對於中國來說,這項技術不僅是在傳統反潛手段上的超越,還可能為中國在南海、東海等複雜水域的反潛作戰提供新的技術支持。通過與其他新型技術結合,如極低頻電磁波、深海聲呐陣列和 AI 資料融合等,中國或能建立起更為完善的「探測-鎖定-打擊」反潛體系。

對於美軍而言,這項技術的出現意味著其在水下的優勢可能面臨挑戰,美軍可能需要開發新的隱身技術,如磁場抑制材料,甚至改進潛艇的推進系統來減少尾流磁場的強度。這可能導致美軍潛艇建造成本的增加,並對美國海軍在亞太地區的戰略部署帶來新的制約。

「開爾文尾流」示意圖。