超空泡是一种奇特的 超空泡:或将改变未来海战规则(组图)

2018-10-20 - 超空泡

前不久,美国朱丽叶舰船系统公司正式公开了之前被美海军专利局保密管理的“幽灵”号舰船,并发布了“幽灵”号的照片,这是迄今为止世界上第一艘对外公布的采用超空泡原理设计的舰船。它的外形有点类似巨型蝙蝠,船体前部由几块驾驶舱玻璃和折板错落有致地组合拼接,船头有一个微翘的“大鸭嘴”,两舷折叠护板斜插搭于海面。

超空泡是一种奇特的 超空泡:或将改变未来海战规则(组图)
超空泡是一种奇特的 超空泡:或将改变未来海战规则(组图)

朱丽叶舰船系统公司的设计者表示,该艇采用超空泡技术,可在水面上高速航行――最高速可达97千米/小时,具备雷达波隐身性能,并可携载鱼雷。美国高调公布“幽灵”号,使利用超空泡技术制造的武器再度引起人们的关注。

超空泡是一种奇特的 超空泡:或将改变未来海战规则(组图)
超空泡是一种奇特的 超空泡:或将改变未来海战规则(组图)

超空泡是一种奇特的物理现象,在超空泡中航行的物体所受阻力只有水中的1/900。超空泡技术应用于军事领域,将使舰船和水下兵器的速度实现几何级增长――

奇特的超空泡现象

说来挺有意思,最初水下武器或水下作战平台,如鱼雷、潜艇等,都曾遇到过“空泡”问题,且均产生过负面效应。

超空泡是一种奇特的 超空泡:或将改变未来海战规则(组图)
超空泡是一种奇特的 超空泡:或将改变未来海战规则(组图)

超空泡是一种奇特的物理现象。随着鱼雷等水下物体在水中运动速度的加快,其上所承受的水压反而会减小,一旦水压减小到一定程度时,与水下物体接触的水就会汽化,形成空泡。这些空泡不但会改变水的流动形态,而且会降低螺旋桨或喷水推进器的推进效率,并发生爆裂产生强烈冲击,大大缩短水下物体的使用寿命。

但是令人奇怪的是,随着速度进一步提高,当水中航行物的运动速度超过50米/秒时,航行物体表面就会出现“超空泡”现象,即在其后部形成水蒸气泡。

海水密度约是空气的900倍,海水阻力也比空气阻力大900倍,而在超空泡中航行的物体所受阻力只有水中的1/900。如果利用一定的技术手段使“气泡”把整个航行物包裹起来,形成一种“气体外衣”,就可使物体始终航行在自己制造的超空泡内部,从而最大限度地避免水的黏性阻力,实现高速航行。另外,超空泡现象不仅会使水的阻力大大降低,而且不会因气泡爆裂而对水下物体表面产生冲击。

美国海军曾经为舰艇设计了一种超空泡螺旋桨;这种超空泡螺旋桨的叶片表面完全被汽化的水分子所覆盖,推进效率大大提高,叶片的寿命也大大延长。

(来源:解放军报)

俄罗斯“暴风”超空泡鱼雷结构图

海军强国青睐超空泡

由于超空泡现象发生在水中,各种超空泡武器通常由一些海军强国率先研制,目前比较成功的超空泡武器项目是鱼雷、炮弹和水下火炮系统。

前苏联海军很早就研制出了“风雪”火箭动力推进的代号为“暴风”的超高速鱼雷,并装备部队。“暴风”超高速鱼雷水下速度已达到370公里/小时(约200节),是传统鱼雷的3倍多。其超空泡的发生机理:一是利用超高速自行产生,二是把鱼雷发动机的尾气引到前面放出。

美国也已经研制出一系列超空泡武器,如超空泡“动能”炮弹、“水下快车”超空泡潜艇和钻地弹等。由直升机装设的“超空泡”炮弹已接近实战应用阶段。这是一种由改型速射炮发射的平头炮弹,能在两种介质(空气和水)中平稳运行,具有先进的目标定位能力,可打击水面和水中的水雷。

另据报道,美国国防高级研究计划局(DARPA)正在同造船商诺格公司一起开发一种潜艇,该种潜艇水下航行时速度非常高,能够达到100海里/小时。其核心技术也是超空泡。

超空泡技术也引起了其他海军强国的广泛青睐。法国的机载反水雷超空泡弹和德、美合作开发的超空泡鱼雷样机,也都已经进入试验阶段。

相关阅读
  • 超空泡飞机 超空泡鱼雷到底是什么 有多厉害?

    超空泡飞机 超空泡鱼雷到底是什么 有多厉害?

    2018-10-20

    超空泡鱼雷对于中国人来说并不陌生,对于一个研究反航母技术几十年的国家来说,任何能够有效威胁到航母的技术都会吸引到中国的注意,超空泡鱼雷技术就是这样。超空泡鱼雷是一种超空泡武器,是前苏联海军研制成功的一种超空泡武器。

  • 超空泡钻地炸弹 一小时穿越大洋?超空泡潜艇纯属吹牛B!

    超空泡钻地炸弹 一小时穿越大洋?超空泡潜艇纯属吹牛B!

    2018-10-20

    近日有消息称,美军正在投资研发超空泡潜艇技术,可以跨太平洋航行时间缩短到100分钟。然而从现有的理论层面上来说,所谓的超空泡潜艇即使造出来也没有任何实用价值,并不值得过多解读。超空泡技术的前身,是德国水动力专家Reichardt教授在二战时期提出的空泡减阻设想。

  • 超空泡飞机 超空泡鱼雷到底是什么 有多厉害?

    超空泡飞机 超空泡鱼雷到底是什么 有多厉害?

    2018-10-20

    超空泡鱼雷对于中国人来说并不陌生,对于一个研究反航母技术几十年的国家来说,任何能够有效威胁到航母的技术都会吸引到中国的注意,超空泡鱼雷技术就是这样。超空泡鱼雷是一种超空泡武器,是前苏联海军研制成功的一种超空泡武器。

  • 超空泡中国 美国海军测试次口径动能超空泡弹药

    超空泡中国 美国海军测试次口径动能超空泡弹药

    2018-10-20

    纳莫集团消息,近日,纳莫集团(挪威和芬兰政府的共同国有企业)发布了和美国海军共同研发的“次口径动能超空泡弹药”的测试影像。这种弹药的美军代号为(Mark258 M1 APFSDST),口径为30毫米。