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讨论主题:声呐反潜:看看潜艇往哪躲[重贴]
2008-07-16 22:25
          
楼主
发表心情 虽然声呐只是反潜机的其中一个反潜手段,但是因为声呐在海军反潜、反舰是不可缺少的技术并被广泛利用,所以小弟在这里简单的介绍一下反潜声呐。

声呐,英文SONAR 是Sound Navigation and Ranging(声响导航与测距)的简称。即利用声波在水中导航和探测。声呐可分为两类:主动和被动。主动声呐会自己发出声音讯号,借由这个讯号接触物体后反射回来的变化,做为计算这个物体的相对方位与距离的资料。被动声呐的作用和收听装置极为相近,不发出任何讯号,只接收来自于周遭的各种音响讯号来判断与识别不同的物体。与雷达的原理相似,只是雷达用的电磁波, 而声呐用的是声波。主动声呐有一个或多个音源和听音器,通常声呐的音源和听音器在同一个声呐模块中,而军舰核潜艇的声呐接受器通常是一个由很多声呐模块组成球体或半球体。

潜艇的声呐通常安装在艇上很多个点,而主声呐都装在潜艇的最前端。下图是美军最新的维吉尼亚级核潜艇的透视图,前面那个球形的就是声呐组。
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水面舰只的声呐都装在球鼻艏中。下图第一张是日本金刚级驱逐舰鼻艏中的声呐组,下图第二张驱逐舰底部突出的就是声呐所在位置。
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由于在海水里随着深度、地点的不同,压力、盐分、温度等等都会随着变化。因此声波在水中传播的形式是很复杂的,所以若要准确地探测物体的距离就省不掉电脑模拟计算。压力、盐分、温度的增加都会导致声波在水中的速度增加。

在我们还没继续之前,然我们先来看看因为海水温度改变对音波在水中的速度的影响。声音在淡水正常室内温度里传播速度约为1500m/s,随着温度增加,音波的速度也增加。当军舰在海上航行,海面温度随着天气、区域而变化,天气好的时候海面温度也就跟着升高;刮风时因为表面海水蒸发温度也随着下降。当军舰在赤道附近航行时海面温度也比在南北极高、当遇到寒流或暖流时又是另一回事。还有白天和晚上的海面温度也不一样。再看看海水温度因为深度改变温度也随着改变。海水按照温度大致可以分为三层:表面层(Surface Layer)、温度突变层(Thermocline)和深海的等温层(Isothermal Layer)。表面层的温度变化最不固定最复杂,随着天气的海域而改变。温度突变层为过渡的一层,温度介于表面层和等温层之间。等温层就是最底下一层,在寒冷的地方等温层温度通常是4度C,因为海水4度时比重最大。而赤道附近却比较复杂。

下图为声波的速度因为深度改变的变化,这时最常见的例子。在表面一层随着深度增加温度也增加,但是变化不大,音波速度也因此随着增加。同时声波的速度也因为压力的增加而变大。在突变层里温度开始随着深度下降,虽然压力还是随着深度增加而改变,但是声波的速度因为温度下降的幅度大还是下降。到了等温层(深度1000米左右),唯一影响音速的就是压力,所以声音的速度随着深度直线增加,增加幅度大约为每100米1.7m/s。

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大家都知道,无论是电磁波还是声波,当进入不同播媒介而速度改变时就会被弯曲,称为折射。同样的,当声波在海水中也会有同样的现象。雷达波因为在空气里的传播速度基本和真空不会有太大的变化,所以这问题不会太严重,可以忽略不计。

水面舰只声呐的传播因为表面层的温度随着深度增加,所以如下图,朝下传播的波束都会往上弯曲,然后在海面反弹。这样对付敌方水面舰只和深度浅(大约300-400米)的潜艇没有问题。潜艇在这个深度以内对抗水面舰只生存率就很渺茫。因为水面舰只如驱逐舰等攻击能力、手段、机动性等远多于大于潜艇。当潜艇要发射鱼雷、潜射导弹时都要在这个深度以内进行,只要对方海面舰队力量、反潜能力足够,潜艇即使能成功作出攻击但接下来自身的生存也是非常大的问题。

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朝下角度大的声波波束则会像下图,进入突变层后朝另一个方向弯曲。所以只要潜艇下潜到500米以下的突变层,没有特别拖曳声呐水面舰只是不能探测到潜艇的,除非潜艇就在驱逐舰的正下面。这个声呐探测不到的区域叫作阴影区(Shadow Zone)。

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为了能够探测阴影区的敌方潜艇,最好的方法是潜艇。只要潜艇下潜到表面层与突变层之间,敌方潜艇就不能靠阴影区躲藏。除了潜艇,也有一些国家的海军用可变深度拖曳声呐,就如下图法国海军的F70驱逐舰。

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如果水不太深,而且海底的地质有利于声波反弹,驱逐舰还是可以靠海底反弹的声波来探测潜艇。正因为这些理由,潜艇进入浅海是非常危险的。

声呐的模拟需要海水的温度和盐分取样,这样才能预测声波在附近海域中怎样传播。而且模拟的技术条件很高、需要强大的计算机设备。每一次声波脉冲发射出去都要经过模拟计算、每一次收到回波都要和模拟的数据比较然后作出纠正,然后再发下一组脉冲 因为声呐的模拟难度很高,所以各国海军都大力发展很多不同的反潜手段。完整的反潜网必须有驱逐舰、潜艇、反潜机等互相配合才能有效的探测敌方潜艇。

反潜飞机通常都是要空投声呐浮标,反潜直升机则是用潜出声呐。反潜机的好处是速度快,可以很快的在附近海域布下多个声呐点,这样由几个音源和听音器组成的声呐网可以大大提高反潜系统的性能和可靠性。当然,反潜机反潜的手段不止这个,反潜机还通过电磁探测、低频雷达等探测敌方潜艇,在海面探出排气管的柴油机潜艇则可以用红外线探测。

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军用声呐频率在50kHz左右,而渔民伯伯用的是通用的192kHz。因为海水中的盐分和杂质,高频率的声波很容易被海水吸收,越高的频率效果越为严重。所以192kHz在海水中传得不远,特别是进入突变层之后。但是渔民伯伯的192kHz的解像度高:当声波探测到两条鱼时回音是两响,不是一响。这样方便渔民伯伯估计水里有多少鱼。探测潜艇用的就不需要这样的解像度,而更需要的是50kHz远距离反潜的特点。


点击数:304 | 回复数:30
2008-07-17 11:28
    
第2楼
发表心情看来现在铁血的人都喜欢无谓的争论这样的技术贴似乎每人感兴趣
不过我对声纳技术很感兴趣,主要原因是玩猎杀潜航和驱逐舰指挥官,尤其是驱逐舰指挥官上的主动声纳太好玩了
不过请问楼主,好象声纳的使用有可能杀死水中生物,是这样吗?
本文内容为我个人原创作品,申请原创加分


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0
2008-07-17 12:22
    
第3楼
发表心情啮齿老大的贴子要顶。



补充楼主:

黄海水深平均44米,东海水深平均144米最深处不到200米。而且一马平川,只有几条海沟可以给潜舰艇藏身。

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南海平均水深1212米。中部深海平原中最深处达5567米。我国最南边的曾母暗沙距大陆达2000公里以上,这要比广州到北京的路程还远。

你不说中国海况,他们以为中国潜艇一出港就能深潜1000多米呢!

我写的 中国海军与潜艇
http://bbs.tiexue.net/post_2871664_1.html


回楼主的:
军用声纳的低频主要破坏像鲸鱼这样利用低频定位的物种的天然声纳系统。而军用声纳的强度很大,可以把鲸鱼的耳朵震坏,就像你放炮后,自己的耳朵嗡嗡响一样。而耳朵对鲸鱼来说和人的眼睛一样。在野外打猎的猎人如果是瞎子,他生存的几率有多大?


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昨天你哪去了?
2008-07-17 12:44
    
第4楼
发表心情
 以下是引用于泽龙 在第3楼的发言:
啮齿老大的贴子要顶。



补充楼主:

黄海水深平均44米,东海水深平均144米最深处不到200米。而且一马平川,只有几条海沟可以给潜舰艇藏身。

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南海平均水深1212米。中部深海平原中最深处达5567米。......

哦!?这样啊!潜艇在200米深度几乎可以肯定是死定了,上次还有人YY说解放军潜艇在台湾海峡跟踪美航母呢!看来中国潜艇只能在南海发挥一下。


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超音速的啮齿动物
2008-07-20 13:10
    
第5楼
发表心情不过进了冲绳海沟还有点空间!
其实很多人都是地理盲加军盲,啮齿不必生气!

有资料说浅海水下噪声复杂,对潜艇有好处吗?


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http://group.tiexue.net/tiexuesaoman/
铁血国防知识扫盲教导总队总教官
【厦门警备区】: 甘领【职务】: 军区副政委
【参谋编号】: xmjb-0002 【警备区军衔】: 少将
为了祖国,放弃窝里斗!
2008-07-20 21:02
    
第6楼
发表心情
 以下是引用甘领 在第5楼的发言:
不过进了冲绳海沟还有点空间!
其实很多人都是地理盲加军盲,啮齿不必生气!

有资料说浅海水下噪声复杂,对潜艇有好处吗?

噪声对谁都没有好处,这个就要比谁先进了。。。


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超音速的啮齿动物
2008-07-21 08:44
    
第7楼
发表心情
 以下是引用哺乳纲啮齿目 在第6楼的发言:
 以下是引用甘领 在第5楼的发言:
不过进了冲绳海沟还有点空间!
其实很多人都是地理盲加军盲,啮齿不必生气!

有资料说浅海水下噪声复杂,对潜艇有好处吗?

噪声对谁都没有好处,这个就要比谁先进了。。。

我是问让潜艇躲声纳有利吗?


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2008-07-21 09:09
    
第8楼
发表心情
 以下是引用甘领 在第7楼的发言:
 以下是引用哺乳纲啮齿目 在第6楼的发言:
 以下是引用甘领 在第5楼的发言:
不过进了冲绳海沟还有点空间!
其实很多人都是地理盲加军盲,啮齿不必生气!

有资料说浅海水下噪声复杂,对潜艇有好处吗?

噪声对谁都没有好处,这个就要比谁先进了。。。

我是问让潜艇躲声纳有利吗?

这个难说,别人想在黑暗里打你,你在黑暗里就逃得了?如果在黑暗里踩到对方的脚呢?还是那句话:要比谁先进。先进的可以逃掉也可以攻击。


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超音速的啮齿动物
2008-07-21 13:45
    
第9楼
发表心情
 以下是引用哺乳纲啮齿目 在第8楼的发言:
 以下是引用甘领 在第7楼的发言:
......
我是问让潜艇躲声纳有利吗?

这个难说,别人想在黑暗里打你,你在黑暗里就逃得了?如果在黑暗里踩到对方的脚呢?还是那句话:要比谁先进。先进的可以逃掉也可以攻击。

也是!
迷信所谓精神要不得!


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为了祖国,放弃窝里斗!
2008-07-21 17:13
    
第10楼
发表心情楼主标题有问题,声纳只是探测潜艇,是反潜过程的一个步骤。黑暗对躲藏者来说总是有利的。海洋很大,水下情况很复杂,这就为潜艇生存提供了很大的空间,潜艇的隐身还是有很多文章是可以做的。
本文内容为我个人原创作品,申请原创加分


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0
2008-07-21 20:02
    
第11楼
发表心情
 以下是引用jmzhf 在第10楼的发言:
楼主标题有问题,声纳只是探测潜艇,是反潜过程的一个步骤。黑暗对躲藏者来说总是有利的。海洋很大,水下情况很复杂,这就为潜艇生存提供了很大的空间,潜艇的隐身还是有很多文章是可以做的。

对!黑暗对躲藏者来说总是有利的。但是你不能原地等,这样迟早会被发现的,如果你不了解屋子里家具怎么摆,黑暗里想逃走也不容易。不小心撞墙血流不止呢?不小心踢到椅子呢?


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超音速的啮齿动物
2008-07-21 21:56
    
第12楼
发表心情
 以下是引用甘领 在第5楼的发言:
不过进了冲绳海沟还有点空间!
其实很多人都是地理盲加军盲,啮齿不必生气!

有资料说浅海水下噪声复杂,对潜艇有好处吗?


这次东海日本要的是他们主张的中线 中国要的是冲绳海沟 就是为了潜艇进出大洋


这次就算达成协议 中国和日本也只能互让一步 中国也就得不到冲绳海沟了。 所以一起开发油汽田先不说划界的事 以后咱牛比了就强要海沟日本也没办法了


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昨天你哪去了?
2008-07-22 08:26
    
第13楼
发表心情
 以下是引用哺乳纲啮齿目 在第11楼的发言:
 以下是引用jmzhf 在第10楼的发言:
楼主标题有问题,声纳只是探测潜艇,是反潜过程的一个步骤。黑暗对躲藏者来说总是有利的。海洋很大,水下情况很复杂,这就为潜艇生存提供了很大的空间,潜艇的隐身还是有很多文章是可以做的。

对!黑暗对躲藏者来说总是有利的。但是你不能原地等,这样迟早会被发现的,如果你不了解屋子里家具怎么摆,黑暗里想逃走也不容易。不小心撞墙血流不止呢?不小心踢到椅子呢?

我们的测量船还是太少!


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2008-07-22 09:14
    
第14楼
发表心情
 以下是引用甘领 在第13楼的发言:
 以下是引用哺乳纲啮齿目 在第11楼的发言:
 以下是引用jmzhf 在第10楼的发言:
楼主标题有问题,声纳只是探测潜艇,是反潜过程的一个步骤。黑暗对躲藏者来说总是有利的。海洋很大,水下情况很复杂,这就为潜艇生存提供了很大的空间,潜艇的隐身还是有很多文章是可以做的。

对!黑暗对躲藏者来说总是有利的。但是你不能原地等,这样迟早会被发现的,如果你不了解屋子里家具怎么摆,黑暗里想逃走也不容易。不小心撞墙血流不止呢?不小心踢到椅子呢?

我们的测量船还是太少!

这个还不是重点,重点是老美和XRB在二战开始已经摸透了这一带海域。


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超音速的啮齿动物
2008-07-22 11:36
    
第15楼
发表心情
 以下是引用于泽龙 在第12楼的发言:
 以下是引用甘领 在第5楼的发言:
不过进了冲绳海沟还有点空间!
其实很多人都是地理盲加军盲,啮齿不必生气!

有资料说浅海水下噪声复杂,对潜艇有好处吗?


这次东海日本要的是他们主张的中线 中国要的是冲绳海沟 就是为了潜艇进出大洋


这次就算达成协议 中国和日本也只能互让一步 中国也就得不到冲绳海沟了。 所以一起开发油汽田先不说划界的事 以后咱牛比了就强要海沟日本也没办法了


东海宽不到400海里,所以中日各自的200海里专属经济区重叠。日本要求从中间划分,为的是多占资源。

中国不承认日本的中间线,因为从国际法来讲,东海是中国大陆架的延伸,而日本因为海沟的原因,不存在大陆架延伸的说法。如果严格按照海洋法划线,线应该划在海沟中间。中国拥有东海200海里的专属经济区是有充分法理依据的,所以当然不能承认日本的中间线说法。

这里中日争的是资源,什么争海沟,潜艇从海沟出大洋,这种说法纯属无稽之谈。抛开海沟有没有大洋出口不谈,如果潜艇把海沟作为进出大洋的通道,战时只要在海沟两端一堵,潜艇出的去吗?


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0
2008-07-22 11:50
    
第16楼
发表心情武器只有不断使用才能发展!美国武器比我们先进,就是因为美国一直在打仗!


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0
2008-07-22 13:23
    
第17楼
发表心情
 以下是引用snjjs 在第15楼的发言:
 以下是引用于泽龙 在第12楼的发言:
 以下是引用甘领 在第5楼的发言:
不过进了冲绳海沟还有点空间!
其实很多人都是地理盲加军盲,啮齿不必生气!

有资料说浅海水下噪声复杂,对潜艇有好处吗?


这次东海日本要的是他们主张的中线 中国要的是冲绳海沟 就是为了潜艇进出大洋


这次就算达成协议 中国和日本也只能互让一步 中国也就得不到冲绳海沟了。 所以一起开发油汽田先不说划界的事 以后咱牛比了就强要海沟日本也没办法了


东海宽不到400海里,所以中日各自的200海里专属经济区重叠。日本要求从中间划分,为的是多占资源。

中国不承认日本的中间线,因为从国际法来讲,东海是中国大陆架的延伸,而日本因为海沟的原因,不存在大陆架延伸的说法。如果严格按照海洋法划线,线应该划在海沟中间。中国拥有东海200海里的专属经济区是有充分法理依据的,所以当然不能承认日本的中间线说法。

这里中日争的是资源,什么争海沟,潜艇从海沟出大洋,这种说法纯属无稽之谈。抛开海沟有没有大洋出口不谈,如果潜艇把海沟作为进出大洋的通道,战时只要在海沟两端一堵,潜艇出的去吗?


你看一下我发的图 上边有冲绳海沟 海沟与我们进出大洋的航线不是平行的而是几乎垂直的 冲绳海沟水深从东海的不到200米突然下降到2940米。本身并不是真正意义上的海沟而是大陆架的一个越层。这片地区真正的海沟只有马里亚纳。


只要中国潜艇在东海的行踪几乎全程被美国和日本监测。只要能安全进入海沟,一个深潜到300米就可以了。延着海沟走一段,美国和日本就再也找不到中国潜艇了。原因就是楼主的主贴。这样中国潜艇才有暗中出手的机会。

包括冲绳在内的硫球都应该是中国领土(二战后有条约),就因为美国有基地在冲绳岛,我们根本没机会索回。向日本要冲绳海沟也是情理之中。我们的东海中间线一直划到冲绳海沟,所有油汽田不都是中国的了吗?军事与经济利益不冲突。


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昨天你哪去了?
2008-07-22 15:49
    
第18楼
发表心情
大家继续讨论!


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snjjs
军衔:陆军中士
军号: 1551970
2008-07-22 16:39
    
第19楼
发表心情
 以下是引用于泽龙 在第17楼的发言:
 以下是引用snjjs 在第15楼的发言:
......

东海宽不到400海里,所以中日各自的200海里专属经济区重叠。日本要求从中间划分,为的是多占资源。

中国不承认日本的中间线,因为从国际法来讲,东海是中国大陆架的延伸,而日本因为海沟的原因,不存在大陆架延伸的说法。如果严格按照海洋法划线,线应该划在海沟中间。中国拥有东海200海里的专属经济区是有充分法理依据的,所以当然不能承认日本的中间线说法。

这里中日争的是资源,什么争海沟,潜艇从海沟出大洋,这种说法纯属无稽之谈。抛开海沟有没有大洋出口不谈,如果潜艇把海沟作为进出大洋的通道,战时只要在海沟两端一堵,潜艇出的去吗?


你看一下我发的图 上边有冲绳海沟 海沟与我们进出大洋的航线不是平行的而是几乎垂直的 冲绳海沟水深从东海的不到200米突然下降到2940米。本身并不是真正意义上的海沟而是大陆架的一个越层。这片地区真正的海沟只有马里亚纳。


只要中国潜艇在东海的行踪几乎全程被美国和日本监测。只要能安全进入海沟,一个深潜到300米就可以了。延着海沟走一段,美国和日本就再也找不到中国潜艇了。原因就是楼主的主贴。这样中国潜艇才有暗中出手的机会。

包括冲绳在内的硫球都应该是中国领土(二战后有条约),就因为美国有基地在冲绳岛,我们根本没机会索回。向日本要冲绳海沟也是情理之中。我们的东海中间线一直划到冲绳海沟,所有油汽田不都是中国的了吗?军事与经济利益不冲突。


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你自己帖的图上,海沟一端入口在日本,一端在台湾,海沟东面沿海沟走向还有一圈称之为岛链的东西,这样的海沟怎么提供进入大洋的入口,你沿着海沟走一段,想进入大洋不是一样要向东从浅水海域突破岛链吗?我真不懂你怎么想的。难道海沟东面进入大洋不需要从岛链缝隙中穿过去,难道岛链附近没有反潜力量?
潜艇从海南岛,从台湾进入太平眼的分析看过无数了,第一次看到有人说沿冲绳海沟走一段就能进入太平洋。


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0
2008-07-22 16:42
    
第20楼
发表心情不错都挺有水平的.


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0
2008-07-22 17:18
    
第22楼
发表心情回19楼。

这个海沟的重要性在于把中国潜艇藏了起来,在东海大陆架以内潜艇根本不可能真正藏起来。只有到了冲绳海沟,中国潜艇才可以藏到暗处。

我的意思是想表达,没有很好地藏起来进了海洋也没有用处。这个冲绳海沟才是中国潜艇有战斗力的根本保障,不然潜艇出不出港几乎没什么区别。


是我的词不当引起你的反感。


图上黄色为陆地 此处岛屿并不太多 并且海底地形比较复杂潜艇在这里可以被地形掩护。总比一马平川的海底强一些。
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这是台湾与菲律宾之间的巴士海峡,从这里进出太平洋会更舒服一些
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本文内容于 2008-7-22 17:34:23 被于泽龙编辑


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昨天你哪去了?
2008-07-22 18:21
    
第23楼
发表心情 问各位一个问题。
声音能在真空中传播吗?


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2008-07-22 18:59
    
第24楼
发表心情
 以下是引用西边的人 在第23楼的发言:
问各位一个问题。
声音能在真空中传播吗?

怎会?


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超音速的啮齿动物
2008-07-22 19:01
    
第25楼
发表心情
 以下是引用西边的人 在第23楼的发言:
问各位一个问题。
声音能在真空中传播吗?

你不会在想如何把大海变真空吧?


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超音速的啮齿动物
甘领
军衔:空军上尉
军号: 415293