8月1日，中国科学院福建物质结构研究所在《中国舰船研究》上发表《自然空化下潜艇感应电磁信号的演化》一
文，指出潜艇空泡产生的电磁异常以极长波形式出现，可以在远距离被探测到。网友们纷纷讨论：这可能成为反潜
探测的突破。在一战和二战中，潜艇绞杀战差点把英国打趴下，但那时的潜艇只是可潜水的鱼雷艇，潜航时间很有
限。现在，核潜艇使得无限潜航成为可能，而且不仅速度快，静音也越来越好，几乎达到海洋背景噪声的水平。被
动的水声探测越来越困难，主动的水声探测则受到复杂水声环境的影响，还容易打草惊蛇。
在中美对抗的大环境下，潜艇成为美国海军最后的优势领域，航母和大型水面战舰方面已经不占优了。
反潜难在哪里
反潜首先要搜潜。一旦发现和精确定位，潜艇就死定了，但要发现和精确定位可真是不容易。
雷达无法穿透海水，光也很难穿透海水，只有声波还行。海洋里本来就有各种水流和生物噪声，加上远近船舶噪声
，这是比空气中的雷达恶劣得多的探测环境。因而针对复杂的水声条件，也衍生出多种多样的声纳。
水面战舰是最传统的搜潜平台，舰上空间宽大，便于装载各式大型搜潜装备，口径为王，灵敏度高。问题是舰艇本
身的机械和水流噪声较大，海面的波浪噪声也较大，影响声纳工作。主动声纳可以增加信噪比，但水温跃变层有近
乎反射镜的作用，使得跃变层下的潜艇难以被探测到。
航空反潜在二战中发挥巨大作用，但靠的是潜艇潜航时间有限的漏洞，在上浮或者通气管状态下充电时用雷达捕获
。在核潜艇时代，这个诀窍不管用了。红外、磁异都有用处，但探测距离和深度都有限，除非直接从潜艇上方飞过
，否则很难可靠捕捉。
现代航空反潜一般用空投的声纳浮标搜潜。美国喜欢用被动声纳浮标，苏联喜欢用主动声纳浮标。在理论上，被动
声纳浮标不易惊动潜艇，可以抓现行，在对方没有提防的时候就予以猎杀。实际上，投放入水时的“噗通”声可以
被潜艇声纳可靠地捕获。要是距离和水声条件使得潜艇听不到声纳浮标入水的“噗通”声，声纳浮标也听不到潜艇
的声音。潜艇声纳的口径可比声纳浮标大多了，灵敏度高多了，水声环境也更加安静。
主动声纳浮标肯定惊动对方潜艇，但探测可靠，也可能使得对方忙中出错，自投罗网。
直升机反潜则以变深声纳为主。到一个点，把声纳像吊篮一样放下，沉入海中一定深度，搜索完毕后收起，直升机
再到下一个搜潜点重复这一过程。但声纳的口径受到限制，也需要多点搜索才能完成三角定位，很费时间，容易被
潜艇在搜潜点的间隙中溜走。一般认为，潜艇是最好的反潜平台，因为搜索与被搜索的潜艇处于同样的环境，谁都
不占优势，但这是“三岔口”式的互相摸索。
很多年来，有各种远程搜潜的尝试，最主要的就是SOSUS。
这是在海床上固定布设的被动声纳装置，灵敏度高，可探测几百、上千公里外的潜艇活动。美国在60年代就开始
建立，现在遍布北大西洋、北太平洋。中国也在建立，首先在南海。但这也是非常粗略的探测，并不精确，远远达
不到可以引导攻击的精度，只是提供远程预警。
卫星据说可以“看到”水下潜艇的航迹，但并不可靠，而且对光线、海况、斜距等要求很高。与其说是有用的探测
手段，不如说会偶尔撞上。
光在本质上是电磁波，水下没有多深就是漆黑一片，这意味着光线穿透海水的能力不强。所以激光搜潜在本质上也
是有局限的。
但极长波是个例外。极长波和极低频是一回事。极长波可以在水下传播，这是战略核潜艇接收打击命令的基本手段
。美苏都有极长波电台，还有专用的带有极长波设备的战略值班飞机。一旦最高统帅部决定启动海基核打击，就通
过极长波系统发出预定指令。在水下的潜艇接收到后，要么按照约定上浮接收卫星通信发来的完整打击命令，要么
按照对约定目标直接启动打击程序。
极长波的频率极低，所以数据率极低，只能发送非常简明的命令，一啰嗦就发不过来了。
但极长波能穿透海水这个特性，现在被中国人利用来揭示潜艇行踪了。极长波搜潜的可能性
高温和低压都能导致水的气化，这是中学物理就知道的。游泳时，手划水，手掌推水形成压力，手背形成涡流，这
是负压。负压强到一定程度，海水会局部气化，形成空泡。人手达不到这样的负压，但螺旋桨能。
螺旋桨在转动时，侧斜的桨叶在旋转中一面搅动水体，一面形成向船尾方向挤压的分量，桨叶背面就形成低压区和
空泡。船的螺旋桨即使完全浸入水中，也会打起白沫，就是空泡的原因。潜艇螺旋桨也一样。
空泡形成的尾迹在船开过后很久还能看到，因为空泡比较稳定，要过一段时间才会破裂和被吸收。在水下，空泡破
裂是潜艇非机械噪声的主要来源，一般用大侧斜、低转速桨叶来抑制，但不能消除。
空泡产生的湍流导致局部电磁异常，其信号可能比先进磁异探测器的灵敏度强3到6个数量级，完全在现有技术的
探测范围内。不过磁异探测器的探测范围有限，如前所述，除非直接飞过潜艇上方或者相距很近，还是很难捕捉到
。
不过磁异导致的极长波信号就不一样了。这是34-50赫兹之间的极长波信号。但极长波会在电离层反射，在很
远的地方也能接收到。这就是天波雷达（OTH雷达）的原理：用电离层反射的电磁波信号探测几千公里以外的目
标。
OTH雷达有很多好处：隐身飞机对OTH雷达是现原形的，航母也一样会被抓个正着。OTH雷达有近界，襄樊
建造面向太平洋的OTH雷达的话，近界在杭州到赣州一线，更近的看不到了；但远界差不多到关岛一线。OTH
雷达也有很多坏处。
首先，天线阵巨大，像一个竖立的足球场，布满奇形怪状的金属框架和笼子。飞机上需要极长的天线才能捕获，极
长波通信中继飞机是用几公里长的拖曳天线实现的，少量专用极长波反潜飞机在高空也这么拖一根几公里长的天线
还行，一般反潜飞机以低空飞行为主，还要拖这样的天线不大现实。
其次，OTH雷达非常不精确，不仅极长波本身就不可能有高分辨率，还有电离层风暴的问题。如果说电离层像海
面，这个海面会不时有风暴。太阳黑子活动期间尤其风暴强烈，平静的电离层被搅成一锅沸腾的粥，使得反射路径
不确定。OTH雷达的探测精度在几十到上百公里级。
在空间气象实时监测高度发达后，或许能全球监测电离层风暴，对OTH的路径实时矫正，但现在还做不到。做到
了也不能解决极长波的本质不精确性问题。
以空泡电磁异常为基础的极长波搜潜也有一样的问题：电离层风暴导致探测的不精确性。
海洋里产生空泡的物体很多，快速海流都可能在水下礁石的下游方向形成空泡。但自然空泡的位置要么随机，要么
固定，形成规则航迹的不多。鲸鱼游动则是不形成空泡的，其中的仿生原理现在人们还在摹仿中。通过先进数据处
理和航迹追踪，应该可以鉴别潜艇空泡和自然空泡。水面舰船航行也形成空泡，但在不同的水压、水温环境下，空
泡的电磁异常特征应该和水下空泡不一样，这也是区分的线索。
但极长波的本质——不精确性没法解决。
好在潜艇的速度相对不快。隐身飞机有几十公里探测误差的话，用作武器引导，那是一点戏也没有。打航母有几十
公里探测误差的话，也需要赶紧派一个补充侦察手段去详查，精确定位，然后才谈得上发射远程导弹。
潜艇在理论上可以和航母一样飙30节的航速，但机械和水声噪声都极大增加，SOSUS老远就听到了。要是有
就近的舰船、飞机，或者调集舰船、飞机靠拢，什么常规手段都能精确定位，然后潜艇就没有然后了。也就是说，
根本不需要极长波探测。
但以低得多的“安静潜航速度”航行的话，没有引导，舰船和飞机泛泛的水声搜潜就很容易当作海洋自然噪声而漏
过。有引导的话，仔细搜索，还是能捕捉到的。这和反隐身飞机一样，即使试图隐藏在环境噪声中，但被抓住蛛丝
马脚的话，仔细凝视搜索，就难逃罗网。隐身不是不可见，潜艇也一样。
在这里，极长波搜潜就是那个引导。而且可以保持相对连贯的监视，引导海上和空中的反潜力量靠拢目标，提高捕
获概率。这和卫星的“惊鸿一瞥”不一样，后者可能在下一瞥之前的间隙中被目标溜掉。有意思的是，通常被动探
测只能侧向，不能测距。但在极长波搜潜方面，由于是基于电离层反射，测向肯定是可以的，还可以测俯仰角。入
射角等于反射角，电离层、地球表面的相对关系和形状都已知，电离层反射的延长线与地球表面的相交点正好就是
目标测距。当然，距离越远，角度越浅，误差越大。
在理论上，航速足够低的话，空泡几乎消失，也就是说，极长波也搜不到了。但海洋那么大，核潜艇要是这么慢慢
蹭的话，一个太平洋走直线也够蹭个把月的，黄花菜都凉了。
而且低速潜航的话，核潜艇就丧失对常规潜艇的优势了。常规潜艇潜航时用电池动力，比核潜艇还要安静，但只能
低速航行，否则电池电量一下子就用完了。核潜艇的“安静潜航速度”高于常规潜艇的电池巡航速度，可以围着常
规潜艇打。潜艇对潜艇的战斗和一般战斗一样，在其他条件相同的时候，相对静止的一方只有挨打。
在这样的战斗中，常规潜艇尽管更安静，但核潜艇的声纳口径更大，双方并无太大的探测距离差别，机动和火力优
势决定了战斗。常规潜艇要是提高速度，早早用尽电池，被迫上浮，就更是死路一条。
但要是只能低速潜航，核潜艇的手脚就捆住了，对常规潜艇也没有优势了。要是敢提高速度，形成空泡，敌人就不
只是常规潜艇，还有被引导过来参加围殴的舰艇和飞机。
对于中美对抗的大设定而言，中国海军能在第一岛链以东建立反潜线，就是很大的战场优势。与中国航母、055
、轰炸机、反舰弹道导弹、反舰高超音速导弹在一起，这也是可靠的反航母线。
有了这样的战场态势，台海战争就是完全不同的打法了。台海战争胜负落定的话，中美之争在军事层面上就大势已
定了。
当然，现在发表的只是理论研究，离实用化还有距离。不过制造业超级大国的优势就在于产品化速度也超级。理论
上的路走通了，实用化还会远吗？