超空泡发动机原理 超空泡鱼雷简析

2018-10-20 - 超空泡

鱼雷在水下航行,攻击舰船的水下船体,因此具有很好的隐蔽性和极大的毁伤能力。自19世纪中后期鱼雷诞生以来,就成为海军舰船最致命的水中杀手。鱼雷在水中的航行速度,是衡量其作战能力的重要指标。鱼雷速度越快,留给敌方的应对时间就越短,或是更有可能追上远距离正在逃逸的目标。

超空泡发动机原理 超空泡鱼雷简析
超空泡发动机原理 超空泡鱼雷简析

今天,各国装备的先进重型鱼雷航速普遍达到了50节(90千米/小时),个别型号的重型鱼雷航速可以达到70节。但是,以对转螺旋桨作为推进器的传统鱼雷,此时已到了速度极限,无论怎样改进,都很难再提高航速了。

超空泡发动机原理 超空泡鱼雷简析
超空泡发动机原理 超空泡鱼雷简析

为了追求更高的速度,水中看似不起眼的泡泡成为技术跨越的关键,超空泡鱼雷应运而生。

采用超空泡技术的“暴风”高速鱼雷

所谓超空泡鱼雷,是一种采用超空泡技术降低航行阻力,可在水中高速航行的鱼雷。对于超空泡的原理,我们可以用一个极简单的试验获得直观感觉。我们打开水龙头,用一根筷子以与水流平行的方式,放进向下流的水柱中,这时候,水流与筷子头冲激之后,就会形成一个空腔,在水流流速较快的时候,甚至可以使整根筷子包裹在空腔中。

超空泡发动机原理 超空泡鱼雷简析
超空泡发动机原理 超空泡鱼雷简析

超空泡鱼雷的基本原理也是这样。当然,由于鱼雷是在深水中运行的,因此,它的速度要更快,要让一部分海水在与鱼雷头部的高速摩擦中汽化,这才能生产出足够的空气,产生空腔。

根据计算,当物体在水中的运动速度超过100节(大约50米/秒)时,海水在高速运动物体的摩擦作用下会部分汽化,形成所谓“空泡”,使物体与水隔离开。而在隔离开的部位,由水产生的阻力就会消失。

具体到“超空泡”鱼雷的设计上,还需要人为加大空泡,使它包裹住运动物体——长达数米的重型鱼雷,使鱼雷的水下运动阻力极度下降,达到更高的速度。

超空泡航行体在水中高速航行时,产生水汽空泡,将航行体与海水隔离开来。

美、欧多等国从上世纪末就开始了超空泡技术的实用化研究的,俄罗斯海军历经多年努力,于1997年装备了世界上第一种超空泡鱼雷——“暴风雪”。

“暴风雪”鱼雷外形象一个拉长了的子弹头,从头至尾逐渐变粗;尾部中心为大孔径固体火箭发动机喷管,周围有8个小型圆柱形启动火箭。发射后,启动火箭先将鱼雷加速到能够产生超空泡100节速度,然后主发动机再点火受鱼雷持续加速。

“暴风雪”鱼雷的头部设有空泡发生器,紧靠空泡发生器后面的是几个环状通气管,它们将发动机的燃气不断注入“空泡”之中,以使其扩大并包裹雷身。

与传统的鱼雷相比,超空泡鱼雷具有相当突出的优点:

首先是速度快,航速可超过200节,是传统鱼雷的四到六倍,大型水面舰艇遇到它时很难机动规避。此外,超空泡鱼雷由于速度快可采用直航攻击弹道,明显区别于当前流行的自导技术鱼雷,具有很强的抗干扰能力。

当然,超空泡鱼雷也有与生俱来的缺点,如机动变轨能力弱、射程较近等。据报道,“暴风雪”鱼雷的航程约12千米,而普通鱼雷航程多在20千米以上。但是,技术发展的一个重要规律也正在于此,所谓尺有所短寸有所长。

因此,超空泡鱼雷虽然横空出世,但一时也无法替代不断向大潜深、远程化、智能化方向不断进行的传统电动力、热动力鱼雷。超空泡鱼雷的意义,是使鱼雷家庭增添了一个新成员,使鱼雷的攻击手段更趋于多样化。

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