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科学 | 2008.04.20

地球磁场模拟器:德国军舰的隐身服

德国海军为什么要在德国北部模拟地中海或者波斯湾一带的地球磁场呢?回答很简单:为德国军舰套上某种磁性“隐身服”,保护它们躲避海上地雷。罩“隐身服”的核心设备是一台新的、造价4000万欧元的地球磁场模拟器,地点在德国北部的一条运河。它的规模如此之大,以至于可以装得下整个一条船。

"再靠近点儿!"这是在德国北部伦茨堡附近连接北海和波罗的海的运河河段。正值早上时分,德国海军的"佩格尼茨号"扫雷艇正在靠岸。过一会儿,这条大约55米长的船就将被拖进一台巨大的设备。从远处看,这台设备就像一个还没盖完的车间。德国海军军备技术部门的克里斯蒂安森(Heinrich Christiansen)介绍说:"这个没盖完的车间不会盖完的。它不会有房顶,也不会有墙。它现在风吹雨打,将来也一样。"

这个看似车间的庞然大物实际上是一个横架在运河上的钢结构,它的宽度和标准游泳池差不多,长度却比游泳池长一倍,高度比得上教堂的塔楼,完全可以装得下"佩格尼茨号"。克里斯蒂安森说:"建这个设备的目的是为了保护军舰,防备海上地雷。"

因为大部分海上地雷使用的是磁性引爆装置,而每艘军舰都带一个自身磁场。假若一艘军舰从埋伏在海底的地雷上驶过,其磁场就会"点燃"引爆装置,引起地雷爆炸。克里斯蒂安森介绍说:"这种引爆机制相对简单,也较便宜,因此,很遗憾,世界上有成千上万这样的地雷,我们必须有所防备才行。"

克里斯蒂安森及其同事使用的防备办法是给军舰套上一层磁性"隐身服"。具体做法是在船体上横七竖八地铺设充当线圈的电缆,通电后这些电缆便会生成新的磁场。假如电流调对了,这个磁场就可以抵消军舰的自身磁场,使海上地雷对它"视而不见"。而德国北部运河上的这个巨大设备就是用来调电流的。克里斯蒂安森说:"我们在水下安装了很多磁性传感器,测量军舰发出的磁场。"

准确地说,是748个传感器。只不过,德国北部运河的地球磁场和世界上其它海域比如说地中海或者是波斯湾的地球磁场不一样,因此,这台巨大设备的另一个功能是模拟世界上不同地区的地球磁场。克里斯蒂安森说:"整个设备是由非磁性材料做成的,用的都是木头、非磁性钢材等等。线圈绕在设备外层,就是这些黑色的电缆。"

给这些黑色电缆通电,就可以在设备内部生成任意的磁场。用克里斯蒂安森的话来说,就是:"我们可以模拟世界上任何一个地方的地球磁场,但遗憾的是模拟不了天气,所以我们冬天在这儿得挨冻。"

快到中午的时候,他们将把"佩格尼茨号"小心地拖进模拟器,进行调整。届时,机组人员将根据传感器的测量值调整线圈的电流强度,直到军舰发出的磁场为零为止。所有测量数据都汇总在操作台,只见那里的一个屏幕上显示着高低不齐的曲线。克里斯蒂安森说:"这是地球磁场的正常波动,在东西、南北不同方向上的波动。看上去好像乱糟糟一片,其实今天还算很平静呢。有的时候那才叫乱,我们得费很大的劲儿才能测到用得上的值。"

因为技术人员必须时刻平衡当地地球磁场的波动,这样才能足够准确地调整"佩格尼茨号"上的屏蔽系统。整个过程将需要一天的时间。半年后,"佩格尼茨号"还将再次光顾,因为军舰自身的磁场会随着时间的推移有所变化。克里斯蒂安森说:"这就像我们平常用的改锥一样。用了一阵以后,你就会发现,螺钉怎么自己就粘上去了,原来是改锥有了磁性。军舰也是一样。因此,所有扫雷艇、潜艇都必须每隔半年重调一次。我们每年大约要调30到35次自己的船,调10到15次外国船。"

这台新的地球磁场模拟器半年多前投入使用,取代一台规格小、技术过时的设备。新设备造价4000万欧元,是国际同类设备中功能最强大的。

 

Frank Grotelueschen

 
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