基本介紹
- 中文名：光電桅桿
光電桅桿的介紹,潛望鏡的用途,維吉尼亞潛艇新貌,
光電桅桿的介紹
在潛艇上工作的船員可能會好幾個月都潛在海里，他們甚至連瞥一眼太陽光的機會都沒有——通向外界的唯一視窗是控制室里潛望鏡上的目鏡。潛望鏡是潛艇上的基礎設備，它能在戰鬥中或確定船隻位置時提供有價值的視覺資料。
傳統潛望鏡為美國海軍提供了80多年的寶貴服務，但很快它就要退出舞台了。1999年，美國海軍開始建造一種沒有潛望鏡的新型攻擊潛艇。這種新型維吉尼亞級潛艇將使用被稱為光電桅桿的非透視成像設備來執行偵查任務。每艘新的潛艇將裝備兩個光電桅桿，它們實際是由高解析度相機組成的陣列，這些相機抓拍圖像並將其送到控制室里的平板顯示器上。
測試中的光電桅桿
測試中的光電桅桿潛望鏡的用途
對我們大多數人來說，“潛望鏡下移”跟“潛望鏡上移”這兩個命令，跟我們腦海中關於潛艇的概念完全聯繫在一起。這些短語我們在有關潛艇的電影裡已經聽到過無數次了，那些電影通常會有這樣一個戲劇性的場景——潛艇艇長緊緊握著潛望鏡的把手，密切監視著水面上敵人的一舉一動。像這樣站立著觀察潛望鏡又被稱為“與Gray Lady一起跳舞”。潛望鏡的基本用途是使得全體船員在潛艇潛伏在水下時仍能看到水面上的物體。在一根垂直放置的管子頂端和底部分別放置一面成45度角的鏡子，就可製作出一個簡單的潛望鏡。這個裝置的基本功能是收集圖像發出的光線並將其從潛望鏡頂端的鏡子導向底部的鏡子。當然，現代的潛望鏡要比這複雜得多。
光電桅桿將代替傳統潛望鏡。
光電桅桿將代替傳統潛望鏡。潛望鏡可長達18米。當一艘潛艇下潛的深度與潛望鏡管長度相等時，就認為它處在潛望深度。由於潛望鏡長度的緣故，僅僅在其兩端安放平面鏡並不能有效地將圖像從頂層視窗送到目鏡。
實際的潛望鏡用平行排列的稜鏡代替潛望鏡管兩端的平面鏡。頂端的稜鏡收集圖像發出的光線並將其反射，通過一系列透鏡和兩個占據潛望鏡管全長的望遠鏡後到達第二個稜鏡。這個稜鏡位於潛望鏡管底部，光線被它反射到另一隻包含兩面透鏡的管子中，最後通過目鏡。
潛望鏡在潛艇瞭望塔（sail）中潛望井的內部。在潛艇上，“Sail”一詞常用來描述瞭望塔。瞭望塔是附接在潛艇上方的圓柱形艙台。通常位於控制室正上方。潛望井從瞭望塔頂部一直延伸到潛艇底部。潛望鏡可以旋轉，使操作員獲得海面上360度的視野。如果發現需要避開的物體（比如敵艦），潛艇將會下潛。一旦位於潛望深度以下，潛艇將使用聲納進行導航。新型潛艇裝備了兩種潛望鏡，一個位於潛艇右側（右舷），另一個位於潛艇左側（左舷）。比如，美國飛彈輕巡洋艦“斯普林菲爾德”號在右舷配備了2號攻擊潛望鏡，在左舷配備了18號搜尋潛望鏡。18號潛望鏡僅限於在有日光的條件下使用。它使用一台70毫米數位相機拍攝照片並將其顯示在電視監視器上。一些潛望鏡還配有夜視儀、靜物照相機以及攝像機，並能放大所要觀察的圖像。
光電桅桿使得控制室
光電桅桿使得控制室維吉尼亞潛艇新貌
有兩個問題一直困擾著傳統的光學潛望鏡。第一，潛望井占據了整個潛艇的高度，它的尺寸限制了瞭望塔的安放位置以及潛艇內部船艙的布置。第二個問題是潛望鏡每次只能容納一個人使用。美國海軍新開發出AN/BVS-1型光電桅桿來解決這兩個問題。計畫於2004年進行初次試驗的維吉尼亞級攻擊潛艇將成為第一艘裝備光電桅桿的潛艇。根據美國海軍的相關檔案，光電桅桿提供了傳統光學潛望鏡所具有的成像、導航、電子戰和通信的功能。每艘維吉尼亞級潛艇都將擁有兩個光電桅桿，它們並不延伸到潛艇內部。桅桿能像伸縮著的汽車天線一樣探出。
電腦生成的新型維吉尼亞級攻擊潛艇的圖像。
電腦生成的新型維吉尼亞級攻擊潛艇的圖像。電子成像設備將代替舊式光學潛望鏡的稜鏡和透鏡。整個系統的核心是能夠在水中伸出的感測裝置。這隻複合的電光感測器位於桅桿的旋轉頂端。桅桿裝備了三台照相機，包括一台彩色照相機、一台高解析度黑白照相機和一台紅外照相機來為潛艇提供成像功能。另外，它在一個抗壓並且淬過火的獨立殼體內安放了一台緊急任務控制相機，還使用一台護眼雷射測距儀來確定目標的精確範圍並幫助導航。
AN/BVS-1型光電桅桿的組成元件
AN/BVS-1型光電桅桿的組成元件容納桅桿的潛望井將被完全布置到瞭望塔中。潛望井變小意味著在確定控制室的建造位置時有更多的自由。在使用傳統潛望鏡的潛艇中，控制室不得不設定在狹窄的上層甲板上。而在新型維吉尼亞級潛艇中，控制室將被設定在更寬的第二層甲板上，並擁有更開放的布局。
光電桅桿獲得的圖像通過光纖送到兩個工作站和一個指揮官控制台。從任意工作站都可以用控制桿來操縱這兩個光電桅桿。每個工作站配備有兩台平板顯示器、一塊標準鍵盤和一台追蹤球接口設備。拍攝到的圖像同時存儲到錄像帶和CD-ROM中。
光電桅桿是即將加入到美國電子戰武器庫的最新裝備。這種新技術將使維吉尼亞級潛艇成為海軍艦隊中最先進最自動化的潛艇。
