光电桅杆
光电桅杆（英语：Photonics mast），又称光电船桅、非穿透式潜望镜，是潜艇的一种感测器[1]，是在潜艇帆罩的可伸缩桅杆上安装摄影机，并且将拍得的视频数码化，再经由视讯电缆传送到潜艇内的控制室，由显示屏上实时显示摄影机拍得的视频，由于潜艇可通过光电桅杆将水面拍得的影像传送给操作人员，故此其具有与潜望镜相似的功能，作为潜艇在潜望镜深度潜航时的水面观测装置，随着光电技术的进步，光电桅杆的摄影机不但具有夜视模式，还可整合激光测距功能。1998年英国皇家海军在其中一艘特拉法尔加级潜艇（S91）加装光电桅杆进行测试[2]，2004年美国海军弗吉尼亚级核潜艇的首舰在服役时完全使用光电桅杆取代往昔的潜望镜。光电桅杆在21世纪初已逐渐取代传统的光学潜望镜，成为潜艇的标准配备[3]。
优劣
编辑传统光学潜望镜因为要减少像差及光线的衰减，故此要尽量保持光路成一直线，可是这样会大大限制潜艇的内部布局，由于潜望镜的物镜是安装在潜艇帆罩的顶部，因此潜艇控制室无可避免要位于帆罩的正下方，光电桅杆则因为摄影机已将影像转换为电讯号，由电缆传送视频讯号，因此控制室不一定须要设在帆罩的正下方。由于光学潜望镜的影像是将光线投射到耐压壳内的控制室，管路的直径必须足够让所需的光线通过，故此贯穿耐压壳的管路不能造得太小，耐压壳的潜望镜开孔无法缩小，而光电桅杆的视频讯号是由讯号线如光纤传送，耐压壳的开孔只须让讯号电缆足够通过，开孔的直径远小于传统潜望镜，这样可大幅减少耐压壳开孔发生漏水的情况，如潜艇发生撞击导致潜望镜或帆罩受损，因为光学潜望镜的开孔较大，耐压壳发生大量进水的危险性也较大，光电桅杆的开孔则细小得多，而且光电桅杆与耐压壳没有直接的结构连接，帆罩受损后发生大量入水的危险性相对较小[1]。由于光电桅杆的影像由桅杆上的摄影机镜头直接拍摄，无须使用反射镜投射影像的光线，受到的光学物理限制较小，在现代电子技术的进步下，摄影机的体积可以造得比潜望镜细小，并且可提供更强大的功能，所以光电桅杆在水面暴露的体积比潜望镜细小，这样能够减小潜艇被发现的机会[4]。
光电桅杆的主要缺点是由摄影机拍摄至传输到显示屏之间的讯号转换，过程中会产生时差，而由光学潜望镜通过五棱镜反射光线几乎没有时差，不过因为电子技术的进步，时差可以缩小，而且光电桅杆拍得的影像可在多个显示屏上显示，光学潜望镜如要将取得的影像输入到作战系统或在电子显示屏上显示，同样会有影像延迟的情况。由于光电桅杆的安全性及功能比光学潜望镜好，而且可节省潜艇内部的空间，所以使用光电桅杆取代光学潜望镜已经成为潜艇的发展方向[1]。
参见
编辑参考资料
编辑- ^ 1.0 1.1 1.2 Linda Zajac. The eyes of a submarine. SPIE Digital Library. 2021-04-09 [2023-10-15]. （原始内容存档于2023-02-09）.
- ^ 100 years of Thales periscope technology. Thales. 2007-09-13 [2023-10-16]. （原始内容存档于2023-03-29）.
- ^ Dan Taylor. Sub photonics mast market to grow rapidly in next 6 years: report. Military Embedded Systems. 2022-09-02 [2023-10-15]. （原始内容存档于2023-06-08）.
- ^ L3Harris KEO to build electro-optical photonics masts to aid stealth of Virginia-class attack submarines. Military+Aerospace Electronics. 2020-06-22 [2023-10-15]. （原始内容存档于2023-03-14）.