美勘測船如何在海上玩倒立？

最近，美國一艘勘測船以一種怪異的動作映入大眾的視野，它居然可以九十度倒立在海上，不明所以的人，還以為這艘勘測船已經出事故，正在沉沒……

那麼，為什麼這艘勘測船要倒立呢？它又是怎樣實現倒立的呢？

倒立為哪般？

說它是勘測船不準確，因為它有一個正規的名字「浮式儀器平台」（FLoating Instrument Platform），簡稱FLIP。

雖然很多人直到現在才知道FLIP這種怪異的傢伙，但是其實，早在半個世紀前的1962年就開始建成投入使用了。

為什麼要建造FLIP，一句話，這是為了研究海洋聲學。不過，它實在是太好用了，以至於後來，海洋物理學，氣象學，地球物理學，海洋生物學也找上了它。

僅僅是研究海洋聲學就建造了FLIP，為什麼之前不找找其他的替代方式呢？比如潛艇。

半個世紀前，FLIP的建造者們也是這麼想的，但是用「白魚級」潛艇SS-318搞了幾回後，發現還是不行。一是海浪對潛艇的影響比較大，不利於研究聲學、海浪等；二是因為當時的技術限制，潛艇在深水中停留時間過短，不利於持續測量。

那石油鑽井平台豈不是更好？那更不行了，因為笨重的石油鑽井平台移動起來很費力，而且成本太大。

所以，綜合考慮下來，目前還是FLIP最合適。

上個世紀，FLIP的幾位設計師，他們把FLIP設計成棒球球棒的形狀。

FLIP全長108米，寬7.93米，重711噸，目前仍在服役。

FLIP垂直倒立時，90多米的船身全在水下。

當FLIP垂直倒立時，非常穩定，穩定到即使遭遇9米高的海浪時，浮式儀器平台在垂直方向上也只出現0.9米的移動。9米只是設計承受的海浪高度，實際上它能經受24米巨浪的考驗。

FLIP的垂直倒立特性，非常有利於研究海洋不同深度下的聲波信號的精細變化，海洋不同深度下的水溫和密度變化，這些研究都是非常重要的。

眾所周知，海水在不同的水深下，水溫和密度都會不同，而這些不同，都是影響聲波在海洋中傳播路徑的主要因素。

在過去，也就是20世紀20年代初，人們一直被一個現象所困擾。人們發現，船上的主動聲納具有一種神秘的不可靠性，早晨聲吶工作都很正常，可以接收到很好的目標回波，但是，一到了下午，回波就變得很微弱，甚至根本接收不到目標回波。很長時間，人們對此百思不得其解。

直到後來，海洋聲學的進步，人們才明白這是咋回事。原來，不同區域的海水，或者是同一區域的海水，在不同的水深下，水溫和密度都不同，這會讓聲波發生折射。

就好像光一樣，早晨，太陽還在地平線以下，但是其實，我們已經看到了東邊紅紅的朝陽，這是光從真空經過很大密度的空氣時發生的折射現象。

之所以下午，船的聲吶發出去的聲波常常收不到回波，這是因為下午時，海面已經過長時間的陽光照射，溫度升高很大，海水的密度變化也大，這導致聲波在前進過程中發生「折射」，按理，聲波是直線前進的，但是下午時，聲波卻向下彎曲前進，拐到海底去了，到了海底後，被海底吸收大半，當然就難以收到前方潛艇的回波了。

而在早晨，因為海水的表層溫度與下層溫度相差不大，所以不同深度海水下，聲速相差不是太大，所以能收到很強的聲吶回波。

當聲波向深處更冷的海水中傳播時，聲速變慢，並向下偏折，這會產生出潛水艇可以隱藏起來的聲音盲區。

FLIP隸屬於美國海軍研究辦公室，當初建造的時候，肯定存在軍事上研究的需要。顯然，如果對美國周邊海域的聲學特徵足夠掌握，那麼在及時發現敵方潛艇上會有很大的幫助。

海洋佔據地球表面約70％的面積，它是人類開展交通運輸、軍事鬥爭和獲取資源的場所。而海洋聲學研究在海洋觀測、通訊、導航、定位上都有著重要的作用。因為現階段，聲波是迄今為止在水中唯一能有效地遠距離傳遞信息的載體。研究海洋聲學，就像地面上研究電磁波一樣。

在地面上，雷達是目前探測目標最好的方式。但是在海里，目前聲吶才是最好的。因為電磁波在海里衰減的非常厲害，很難在遠距離通訊和偵查上派上用場。

你瞧，海洋聲學的研究如此重要，FLIP倒立，原來為這般！

怎麼倒立？

因為發動機引擎會干擾FLIP的聲學研究，FLIP沒有安裝引擎，是由拖船拖到預定海域。

實現倒立其實很簡單，當準備倒立時，船尾的壓載艙逐漸進水，變重，慢慢下沉，直到達到垂直狀態。

恢復狀態時，壓載艙被壓入空氣，逐漸上浮。

FLIP倒立動畫示意圖

垂直翻轉時，船員一腳踹地，一腳踩牆上，倒立結束後，船員踹地的一腳變成了踩在牆上，而原先踹在牆上的腳，變成了踩在地上。有的船員，為了好玩，翻轉時直接靠在牆上，翻轉結束後，就是躺在地面上了。

垂直翻轉時船員的準備工作（視頻截圖）

船員合影，FLIP可用搭載5名機組人員和11名科研人員

為了讓FLIP能在海上持續工作一個月，FLIP上的各個物件，比如桌子、床、馬桶等必須也能跟著一起翻轉，否則的話，桌子、床還好點，要是馬桶倒灌的話……

不過有的東西也可以不必翻轉，比如燈具，洗手池等，直接在牆頂、牆面都安裝燈具即可。

洗手池安裝了兩個，如此，翻轉時還能有洗手池可用

正在翻轉中的FLIP

就是現在看來，FLIP也是令人大開眼界的，但它，居然已經服役半個多世紀了。這讓人不得不佩服，當時設計師們大膽而又非凡的創意。

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