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第415章 航海雷达的奥秘（第1页）

小聪看见自己与徐文亮师傅驾驶的水上飞机，非但没有起飞，还被海面露出的礁石撞破。徐文亮师傅说，水上飞机有抗沉性，劝小聪冷静。水上飞机的船身（浮筒）内，有若干个水密隔舱，其数量多少和空间大小，依使用要求而定，水上飞机在几个水密舱破损之后，仍具有足够的浮力而不沉没，这种防沉的能力，称为抗沉性。

小燕子与机器人骄子共同驾驶一架水上飞机，在海面上转来转去。小燕子十分惊慌，骄子劝小燕子冷静，说，水上飞机在水面作回转运动的能力。水上飞机一般靠水舵在水面上回转，但多动机的水上飞机，也可以利用两侧动机的拉力差来实现水上回转。

梦弟懂得了，水上飞机的水动力特性包括水动阻力、滑行稳定性、喷溅、撞击过载和波浪的影响等，它们随水上起飞和降落的不同阶段，包括水上起飞的航行、过渡、滑行和离水而变化，并且，取决于水上飞机船身（浮筒）的外形。水动阻力由滑行阻力、摩擦阻力和兴波阻力组成，它们与水上飞机空气动力阻力之和，构成水上飞机起飞过程的总阻力。在起飞过程的开始阶段，总阻力很快增大，形成第一个阻力峰。这时，阻力的主要成分，是水动的滑行阻力和兴波阻力，空气阻力较小。

小聪说，我知道了，水上飞机随着度的增大，总阻力再由大转小，这是由于纵倾角和升程的变化使水动阻力减小的缘故。尔后，由于空气阻力的增大，使总阻力再由小增大，形成第二个阻力峰，主要来自水动滑行阻力和空气动力阻力。第二个阻力峰，一般小于第一个阻力峰。

小燕子明白了，水上飞机在起飞过程中，由于水动力力矩和空气动力力矩的变化，使纵倾角也在随度变化。水上飞机在外力作用消失之后，恢复原来状态的能力，称滑行稳定性。在这个恢复的运动过程中，若其纵摇是收敛的，则滑行是稳定的；若其纵摇是等幅或散的，而且，纵摇角度大于2，则认为滑行是不稳定的。

不稳定区域，又可以分为上和下两个范围，飞机纵倾角随度的变化，应通过这两个区域之间。如果，飞机的纵倾角进入下不稳定区，可能产生海豚运动，这种情况，大多生在第一个阻力峰的前后。如果飞机的纵倾角进入上不稳定区域，可能产生跳跃运动，就是过早离水，这种情况，大多生在两个阻力峰之间的滑行过程。不稳定运动的原因，除船身外形设计质量外，还与飞机重心相对断阶的位置有关。

小明体会到，水上飞机在水面滑行时，船身底部向四周喷射出强弱不等的水束。喷溅除冲刷船底增大滑行阻力之外，还可能影响动机的正常工作。同时，对螺旋桨、襟翼、尾翼以及外挂武器也有不良影响。在飞机设计中，一方面，设法使上述部件和武器避开喷溅；另一方面，还要积极抑制喷溅。

小波体验到，水上飞机在降落着水时，或在高滑行遇到大涌浪时，都会产生撞击过载。用飞机作用于水的总撞击力与飞机重力之比值衡量撞击过载的大小。平船底在滑行中水动性能最好，但是撞击过载性能最差。一般将船身断面设计成带有斜升角的底部。

同学们一个一个从梦中醒来，他们分别坐在水上飞机一号、水上飞机二号上。海洋爷爷正在给同学们讲话，海洋上的涌和浪，是海水受自然界各种因素影响造成的能量运动。这种水的能量运动作用到高滑行的水上飞机船身上，会造成瞬时的吃水增加，滑行阻力增大，会使水上飞机稳定性受影响。

在正常起飞重量下，海面航行、起飞和降落过程中，所能承受最大风浪的能力，称之为水上飞机的耐波性。同一架飞机，随着起飞重量的增加，抗风浪能力必将降低。科学博士说：“早在1919年8月9日，中国试制成功第一架水上飞机——“甲型一号”。”

这是一架1oo匹马力，拖进式双桴双翼水上教练机，高3.8米，身长9.32米，幅长13.7o米，最大时126千米，空机重量836千克，载重1o63千克，装油量114公升，飞行高度369o米，可航行3小时，航距34o千米，乘员2人，可载炸弹4颗。飞机的性能质量并不差。这架飞机在试飞时，由于操纵杆失误而坠毁。第二年又制成一架水上飞机。

刘傻子教授说：“2o15年5月，中航幸福通用航空的赛斯纳2o8水陆两栖飞机从舟山的普陀飞往嵊泗，标志着中国条水上飞机通勤航线开始运营。”

南海梦想科考艇在大海上疾驶，与蝴蝶礁擦肩而过。小燕子问正在驾驶科考艇的徐文亮师傅：“徐师傅，刚才，你看到礁石了。”徐师傅说：“我肉眼看不见礁石，科考艇上的雷达现了礁石。”小波问：“什么是航海雷达呢？”

徐师傅说：“航海雷达亦称船用雷达。装在船上，有利于航行避让、船舶定位、狭水道引航。航海在能见度不良时，航海雷达为航海人员提供了观察手段。它的出现，是航海技术展的重大里程碑。”

计算机姐姐问：“航海离不开雷达，有一天，沃特森在调试监测仪器时突然现，在荧光屏上有一连串的亮点。沃特森迷惑不解，助手们怀疑是不是显像装置坏了？雷达明了。”

梦弟梦见自己乘坐机器人骄子变化的飞艇，来到1935年的英国。他见到了沃特森。当时，沃特森吩咐助手们把试验仪器搬得远离大楼，梦弟说，我来帮你们搬吧。

沃特森问：“你是谁？”梦弟说：“我是中国现代小朋友梦弟。我知道你明雷达的故事。我身旁的是机器人骄子。”沃特森说：“不可思议，现代机器人，看来，他们是穿越时空来的助手，话音未落，荧光屏上已出现了一个耀眼的亮点。“成功了，成功了。”沃特森和大家一起欢呼雀跃，互相祝贺，因为他们研制的雷达已经成功地接收到了回波信号。

但是，12千米对我们的防御来说，还是不够的，要知道，早一分钟现敌情，就早一分钟争取了主动。沃特森要求大家加快研制高水平的更具实战效能的雷达，并带头深入研究。半年后，沃特森研制的雷达终于攻克了许多难关，在荧光屏上就能读出飞机的高度和距离，即使飞机在8o千米以外，雷达也能一眼“认出”，为防卫与反击提供了必要的时间。

至此，雷达进入了实战阶段，为保卫英国的领空做出了极大贡献。梦弟的梦醒后，他述说了梦中遭遇。“航海爷爷，什么时候，雷达开始用于航海？”

小波问。“雷达广泛用于航海，1935年，法国班轮‘诺曼底’号最先安装航海雷达，其天线不能旋转，用以探测前方冰山。3o年代末，英国和米国制成船用米波对空搜索雷达。”

海洋爷爷说。第二次世界大战期间，研制了厘米波对海雷达。194o年，英国人兰德尔和布特制成空腔磁控管，解决了微波源问题。1941年，美国先制成带有平面位置显示器的脉冲微波海面搜索雷达。这种雷达，在第二次世界大战的反潜艇作战中，挥了重大作用，战后，用作商船航海雷达，以保证航海安全。

刘傻子教授说，6o年代末到7o年代初，出现了自动雷达标绘仪，进一步挥了雷达在避碰上的作用，得到广泛应用。通常由天线、射机、接收机、显示器和电源5部分组成。”

航海雷达，早期用抛物面反射天线，现已为波导隙缝天线取代。天线辐射以水平线性极化为主；为提高雷达在雨雪中的探测能力，有的天线装有圆极化装置。

计算机姐姐说：“天线由马达驱动，作36o°连续环扫。为保证方位测量精度和方位分辨力，天线波束水平宽度要窄，很多3厘米航海雷达在1°以内。为防止船舶摇摆时丢失目标，波束垂直宽度较宽。”

刘傻子教授说，采用直接混频外差式，设有海浪干扰抑制电路和雨雪干扰抑制电路。为防止相同波段的雷达干扰，有的雷达，设有抗同频异步干扰电路。射机和接收机，组装在同一机柜内，合称收机。采用距离方位极坐标的平面位置显示，扫描线和天线同步旋转，有若干档距离量程可供选用。测距可用活动距标或固定距标，测方位可用电子方位线或机械方位圈。