實測東沙羣島海域 陸對南海美海狼潛艦問題有重大發現

海狼級核動力攻擊潛艦「康乃狄克」號(USS Connecticut,SSN 22)的資料照。(美國海軍)

美國海狼級核動力攻擊潛艦「康乃狄克」號(USS Connecticut,SSN 22)2021年10月2日在南海北部水域以高速航行時,撞上了海山。當時它正以24節的速度行駛,結果發生了這起嚴重事故。後來美軍調查將責任歸咎於艦上軍官和機組員的疏忽,以及他們不熟悉當地地形。

《南華早報》(South China Morning Post)12日報導,海狼級攻擊潛艦被視爲美國海軍最強大的水下戰鬥平臺之一。縱使它以高速潛航時,也能保持寂靜無聲,讓敵軍很難從海洋背景噪音中分辨出它的音跡。

然而,中國科學家的一項新研究顯示,當一艘像「康乃狄克」號這樣的大型潛艦以超過20節的速度在南海這樣既複雜,又受嚴密監控的水域航行時,就可能在水面製造可察覺的波紋,從而暴露自身位置。

這項研究由中國船舶集團第713研究所工程師李宇航領導的團隊完成,論文5月27日發表在《力學學報》期刊上。他們使用了中方感測器,在南海收集了實際環境數據,以研究水面尾波,好爲「中國潛艦安全航行提供一些建議」。

當潛艦航行時,必然會擾動周遭海水,部分擾動會傳到海面,可被裝備高解析度雷達的軍機或衛星偵測到。而這些細微的水波可能透露出重要信息,如潛艦的位置、速度、航向,甚至型號。然而,這些水波的形成和散播主要受海流、溫度和鹽度等環境因素影響,因此在不同海域,會呈現出信號強度和模式的顯著差異。由於軍事敏感性,過去公開的研究一直集中在理論模型上,而避免使用實際數據。

而李宇航研究的創新之處在於,他們首度採用了南海的實際數據。這讓科學家和工程師得以對「潛艦在實際海域激發的水面響應波場特徵進行系統性研究」,並獲得一些意想不到的結果。李宇航團隊的研究區域集中在臺灣西南方的東沙羣島,而東沙羣島是南海北部最重要的潛艦通道之一,在解放軍針對臺灣的軍事演習中,反潛機經常在相關海域上空活動。

中方研究人員在相關海域航行時發現,長約100米、直徑超過10米,與「康乃狄克」號大小的相當潛艦,可能會與周邊海水發生共振,導致意外的擾動。據研究團隊估計,當潛艦深度爲100米,速度超過20節時,就可能在海面上大量製造高達數釐米的漣漪。而美國潛艦工業基礎委員會(Submarine Industrial Base Council)的資料顯示,海狼級潛艦的最高巡航速度可達25節。

而美軍在2022年公佈的調查報告顯示,「康乃狄克」號在撞海山前,以高速在南海潛航,準備駛向沖繩,以執行「人道主義撤離」任務時,發生了這起事故。儘管海狼級潛艦是美軍最先進的攻擊潛艦,但設計是在40年前完成,當時偵測水面漣漪主要靠目視,即便接近敵人的海岸線,高速巡航也被認爲是安全的。

儘管增加潛艦深度也能減少水面波,但近年來,尾波偵測技術進展迅速。據中國科學家去年8月宣佈的一項海上測試,採用6G技術的新型反潛雷達可以偵測到海面上小至數十奈米的潛艦水波。