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未来潜艇能不能获得革命性进步 就看对海豹胡子的研究给不给力了

為了在渾濁無光的深海世界發現和跟蹤獵物, 海洋哺乳動物們發展出了兩種手段, 第一種是以海豚和鯨魚為代表的主動聲吶派, 通過在水下發出“咔嗒咔嗒”聲音, 然后接受目標反射回波來確定水中物體的位置。

人類根據仿生學原理研制的聲吶系統早已普遍裝備軍艦和潛艇, 但這種主動聲吶系統存在一個致命缺陷, 那就是在工作時需要發出聲波脈沖。 在黑暗的水下世界, 這種聲波脈沖就像是在黑暗房間中點亮的手電筒, 會暴露自身位置, 被敵方的被動聲吶偵測到。 對于以隱蔽潛行為特點潛艇而言,

這是一個尤為嚴重的問題。

第二種是以海豹為代表的胡須探測派。 在數百萬年以來的進化中, 海豹已經成功發展出一套能在低能見度海水中捕捉快速移動的魚類的手段, 其秘密就在于它們的胡須。 海豹屬于食肉目鰭足類, 其祖先是一種來組陸地的犬形類食肉動物, 因此海豹繼承了祖先發達的面部胡須。

我們知道貓貓狗狗的面部胡須也被稱為觸須, 生長在口鼻兩側以及眼睛上方。 這些觸須就是一根根的小型傳感器, 能探測空氣流動, 感知氣流方向和速度, 探測周圍障礙物, 是貓科和犬科動物重要的感覺器官。 海豹的面部觸須在水下也能發揮類似作用, 更為關鍵的是在經過漫長進化后, 海豹的觸須已經被發展成能探測檢測水中的微小干擾。

當物體在水中游動使, 其尾跡中會留下密集的小旋渦, 旋渦會在尾跡兩側非對稱排列, 一側的旋渦順時針方向轉動, 另一側旋渦反向旋轉, 兩排旋渦相互交錯排列, 各個旋渦和對面兩個旋渦的中間點對齊, 如街道兩邊的街燈般, 所以這種現象被稱為卡門渦街。 這些渦流可以在水中持續一段時間, 然后再慢慢消散。 海豹的觸須已經進化得對水中渦流非常敏感, 不僅能探測到渦流, 還能通過渦街的大小和排列方式感知水下物體的大小、方位和速度, 這就是海豹能在渾濁海水中高效捕魚的“黑科技”。

當巨大重大數千噸的潛艇在水下航行時, 其尾跡中也會存在卡門渦街,

而且強度頗高, 有時甚至能存在數小時之久, 因此可以用來進行反潛探測。 因此如果在未來潛艇上裝備類似海豹的觸須, 那么將能夠對主動聲吶系統形成補充, 降低在水下探測時自身暴露的幾率, 大幅提高隱蔽性能。 目前科學家正在應用現代仿生學原理復制這種海豹胡須, 如果成功的話將成為水下探測的革命性新技術。

當然目前科學家對海豹觸須的研究還只是處于早期階段, 尚不清楚海豹觸須真正的運作原理, 要為潛艇制作出實用化的觸須還有很長的路要走, 需要多學科專家的深入研究。 但無論如何, 無論是哪個國家率先研制出實用化的潛艇觸須, 那么就能通過首先利用這項技術在水下秘密世界的反潛戰中奪得先機。

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