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2024年3月17日发(作者:)
1. 简介
潜艇导航是指引船只(或潜艇)转移的最安全有效的方式。在任何时候导航的第1个
任务是知道船只(或潜艇)的位置。根据导航区域的不同,可将导航分为沿岸导航,海上
(公海)导航和极区导航。按照导航系统,又有地面导航,天文导航,电子导航和航位推
测导航之分。
就潜艇的导航来说有水面导航和水下导航的方式。本文将说明一些可以用于潜艇水下
航行(大于等于潜望深度)时的导航系统。
2. 潜艇罗盘和位置线
2.1潜艇罗盘
船只(潜艇)航向是当前导航方向与经线之间的夹角。航向由罗盘控制。从潜艇潜入
水下的最初的几天开始,用到两种罗盘。最先用到的潜艇罗盘是磁针罗盘。在英国A型皇
家海军潜艇上,磁针罗盘在潜艇外壳外面,指令桥上。罗盘封闭在防渗台里面。人在潜艇
内部可以通过望远镜保持航向的正确。罗盘和望远镜随时间的推进而得以改进,但始终存
在一个问题。传统的磁罗盘由于潜艇的磁屏蔽作用而不能用于潜艇的导航,因此,磁罗盘
偏航非常大。德国人Hermann Anschutz-Kaempfe于1907(1908)设计了装有陀螺顶
的回转仪罗盘。1912年他设计了带有3个陀螺顶的回转仪罗盘。这种新的回转仪罗盘在
风大浪急的海面更为有效。1925年开始对改进的(双陀螺顶的)回转仪罗盘投入生产。
Elmer Sperry(美国人)于1911年为他的单陀螺顶的回转仪罗盘申请了专利。Sidney
Brown(英国人)于1916年也为他的回转仪罗盘申请了专利。
受地球自转和万有引力的影响,陀螺回转仪的陀螺仪可尽量保持其轴与地球的轴平行。
这样,陀螺回转仪显示了真子午线方向(如正北方向等)。它对潜艇自身或来自地磁的磁影
响不敏感。
对陀螺回转仪影响最大的是地理纬度的改变。随着陀螺仪与地轴间的纬度夹角变大越
来越显著,罗盘方向引力变弱。陀螺仪罗盘在南北纬70度以内有效。在南北纬70到85
度之间罗盘利用特殊桌台可有效纠正纬度偏差。在南北纬85度以上普通结构的陀螺仪无
效。
陀螺仪的误差包括地理纬度误差,航行误差,潜艇加速误差,潜艇的摇摆和振动误差,
以及罗盘的安装误差。
AC(交流电)为陀螺仪供电。举例来说,电频是210Hz,333Hz,或现在的400Hz。
电流可以由机动发电机产生,但目前用的是半导体转换器。出于安全方面的考虑,一定要
保证能够为其持续供电。
启动陀螺仪罗盘后,陀螺仪需达到一定速度,之后才能稳定在真子午线方向。因此,
陀螺仪罗盘需在导航前1到4小时启动。
2.2 定位线
潜艇位置决定于(至少)2条位置线的交叉。定位线可以是:
·一条直线(其方位角由某沿岸物体的可视方向或无线电定向仪获得)
·一条环线(某物体的距离,由测量水平或垂直角等获得)
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