有人说潜艇最怕遭遇海底断崖,断崖是什么?有何实例
海底断崖其实是潜艇最怕的,因为海底断崖的地方出现密度变化,而且是急剧变化,导致潜艇的深度出现下降。潜艇在深海中航行,其实是有深度控制的。
比如常规潜艇一般潜深大约在300米,如果进入海底断崖,那么海水密度急剧变化,导致潜艇浮力发生改变,立刻掉深度。潜艇的吨位又非常大,海水密度突然降低,那么潜艇的浮力就突然降低,就像一个大铁疙瘩那样往下沉。
对潜艇而言,反应时间很短,潜艇要立刻排水增加浮力,等一系列操作完,都掉上百米都有可能。一旦超过安全潜深,那么就是致命的,导致艇体被巨大的压力挤破,完全没有施救的可能。
这样的先例在潜艇失事原因中占比例较高,不是罕见的个案。最典型的就是美国海军长尾鲨号核潜艇,遭遇海底断崖,直接深入2300米深海。
海洋随着深度的增加,温度、盐度、压力、声音传播速度等都会发生不可预料的变化,而这些在海水垂直方向发生突变的水层通常被称为海水跃变层。我们常说的海中断崖其实就是海洋中特有的密度跃变层,在海中断崖中,一般上层海水密度大,下层海水密度小,而潜艇所受到的浮力就是其体积排开海水的重量,当排开海水体积不变时,一旦从密度大的海水中进入密度小的海水中,浮力就会大幅减少,从而导致自身重量大大超过浮力,最终发生恐怖的极速掉深现象,仿佛从海中悬崖坠落,万劫不复!
(海水密度跃变导致的海中断崖现象)
潜艇一旦出现快速掉深,如果不及时进行处置,掉深超过潜艇的极限潜深,艇壳最终将会被海水巨大压力挤爆,导致艇毁人亡的惨剧!1963年,美国海军最强的“长尾鲨”号攻击型核潜艇在进行300米极限潜深试验时,不幸遭遇海中断崖,直接从300米水深掉深至2300米海底,艇上129人全部死亡。1968年,以色列“达喀尔”号潜艇从英国经地中海返航以色列途中神秘消失,一时间埃及击沉说、间谍破坏说、质量问题说,各种流言蜚语四起!直到30年后的1999年,搜救人员在海底3000米处找到“达喀尔”号遗骸才揭开这一谜底,该潜艇也是遭遇海底断崖而直接沉底爆裂,艇上人员全部牺牲!(以色列达喀尔号潜艇残骸)
海中断崖如此可怕,难道就毫无办法了吗?当然不是,只需对症下药即可!潜艇遭遇海中断崖快速掉深,主要是因为海水密度导致的浮力减少,在潜艇排水量不变的情况下,我们只需要对潜艇进行减重就相当于变相的增加了潜艇的浮力!潜艇的下潜和上浮主要是由艇首到艇尾两侧数十个水柜(水舱)控制,水柜内的水则由顶部的通气阀和底部的通海阀控制。
(潜艇压水舱结构)
当潜艇需要下潜时,关闭通气阀,打开通海阀,外界海水通过自身压力注入水柜,潜艇自身重力大于浮力,潜艇下潜。当潜艇需要上浮时,打开通海阀和通气阀,同时往通气阀内注入高压气体,气体挤压将海水从通海阀中排出,然后关闭通海阀,这时潜艇浮力大于重力,潜艇下潜。
(潜艇控制压水舱水量从而实现下潜上浮)
遭遇海底断崖后,第一时间应该做的就是打开通气阀,往水柜内充气,减少自身重力,以求浮力将潜艇托举上浮!同时应该做的就是关闭各种水、油、电、气管路,防止二次次生灾害的发生,因为相对于潜艇艇壳而言,这些管路的承压性能更差,更容易首先发生泄露、起火甚至于爆炸,如果在掉深的同时发生这些连锁反应,最后很可能就是回天乏术,下场如长尾鲨一般凄惨!
(潜艇内部各种四通八达的管路系统)
然而方法是有了,但是反应速度、处置速度如果跟不上,同样是然并卵!因为潜艇在遭遇海中断崖后,快速掉深至极限深度往往就是几分钟时间,所以把握好所谓的“黄金180秒”时间非常重要,只有在这三分钟内快速进行损管作业,控制潜艇姿态和掉深速度,才可能自救成功,如果反应稍微慢一点,最后的结果依旧是一首凉凉!要完成这样的应急处置,平时没有经常性的严格损管训练是不可能做到的,作战训练时,各个岗位没有严格执标,密切关注潜艇状态,也是不可能做到的,而潜艇指挥员如果指挥不当,阵前自乱阵脚,那更是不可能做到的!也正是因为难度极大,从二战至今,潜艇遭遇断崖掉深,自救成功的只有中国的372艇!(潜艇进行损管训练)
2014年,海军基洛级常规潜艇372艇在南海进行远洋航行训练时不幸遭遇海中断崖,潜艇出现快速掉深,主机舱管道破裂漏水,情况十分危急!最终在潜艇支队长王红理的正确指挥下,全艇官兵齐心协力,在10秒钟之内,所有水柜开始供气排水,1分钟之内,全艇各种阀门和电气设备全部关闭,2分钟内,潜艇水密舱室完成密闭隔离,3分钟之后,潜艇掉深停止,372艇自救成功!2016年8月,全艇官兵荣立一等功,并被授予“践行强军目标模范艇”荣誉称号,支队长王红理荣立个人一等功(现任东海舰队副参谋长)!创造了世界海军奇迹的中国潜艇兵,得到这些荣誉名至实归!
(372艇官兵)
先回答“断崖”为何可怕,再说说什么是海水断崖。一般潜艇如果在海水中遭遇“断崖”,那么伴随而来的就是迅速“掉深”,潜艇在快速下沉的过程中很难有效调整姿态和自救,那么结局一般都是“艇毁人亡”。
潜艇为什么怕“海水断崖”
说几个例子:世界上第一艘沉没的核潜艇-美国“长尾鲨号”。1963年4月10日,服役不满两年,且刚刚结束第一次修理的“长尾鲨”号在威尔金松海沟处进行深潜试验,当时为潜艇试验提供救援保障的是“云雀”号救援船,搭载了可以救援259米深处失事潜艇的“潜水救生钟”。当天上午7点47分,长尾鲨号报告准备开始向试验深度下潜,8点09分“长尾鲨”号报告已下潜至198米深度,并准备继续下潜。9点13分潜艇向云雀好救援船报告,出现小故障,准备上浮,9点17分潜艇最后一次与云雀号联络,但此时信号已经严重失真,无法听清内容,此后该艇就失去了联系。直到两个多月后的6月27日,美国"曲斯特"号深潜器才在距离海面2560米深的海底发现“长尾鲨”被压碎的残骸,艇上129名成员全部遇难。事后关于长尾鲨失事之谜众说纷纭,美国海军分析最可能的理由就是该艇突然遭遇周期性变化的“海水断崖”,迅速掉深,无法自救,最终沉没。
除了美国核潜艇的事故外,苏联、英国、以色列等国的潜艇均遭遇过“海水断崖”,且全部遇难。比如苏联的K-142潜艇在八十年代末遭遇“断崖”沉没,以色列一艘潜艇在上世界六十年代末遭遇“断崖”沉没,艇上69人全部阵亡,艇体残骸直到30多年后才在3000米深的海底找到。所以说,潜艇怕“还水断崖”是有道理的,因为凡是遇到的潜艇,基本难以幸免于难。
当然,也有例外,那就是我国的372号潜艇,2014年该艇在经行远海试航的时候,突然遭遇“海水断崖”,潜艇迅速掉深并且艇员能够听到压力巨大的海水撞艇壳的声音,随着深度的迅速增加,艇身出现被挤压变形的金属声,主机舱管路也部分被压爆。在艇上参与试航的支队长迅速组织自救,在持续了3分钟的调整后,潜艇航态终于恢复正常开始上浮,艇员们转危为安。可以说我国372号潜艇,在遭遇断崖后自救成功一时间轰动了世界,被公认为“是创造了世界潜艇史上的奇迹”,我国372号艇是有史以来第一艘在遭遇断崖后自救成功的潜艇。
什么是海水断崖?
先说说,海水断崖给潜艇带来的掉深,当潜艇在海洋深处航行时,指挥舱发现深度计指针突然向下大幅度摆动或者深度表读数迅速下降,此时潜艇所受浮力骤然下降,艇体急速下沉,这就是潜艇掉深和掉深时的舱内仪表表现。掉深的速度一般非常快,几分钟内就可能下沉数十上百米。随着潜艇深度的迅速增加,没下潜10米就会增加1个大气压的压力,当潜艇跌落至极限潜深以下时,艇壳会因承受不住压力而破裂,艇上管路也会被海水压爆,而在茫茫深海又很难自救,因此常常酿成海底事故。
那么造成潜艇掉深的罪魁祸首之一就是“海水断崖”,而断崖又与海水密度分布有关。我们知道海水浮力主要由密度决定,密度越大浮力越大,反之亦然,而海水密度又受到温度、压力、盐度等因素影响,在海洋中呈现分层现象,有时在同一海区不同深度处海水密度也会不同,那么在某一海区垂直方向上海水密度出现显著变化的两层海水之间,我们就称为“密度跃层”,为什么叫跃层,那是因为此处的密度不是稳定均匀变化的,还是一种跃变过程,差异明显。当密跃层上部海水密度大、下层海水密度小的时候,我们称其为“海水断崖”,当潜艇航行到断崖处时,会因为下面海水浮力小,上面海水密度大,向下的压力大于向上的浮力,而失去浮动在水中的能力而迅速跌落,就像在公路上的汽车跌落悬崖一样,所以十分危险。
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