超空泡鱼雷(水中高速航行的武器)

2023-07-26 24阅读

超空泡鱼雷

水中高速航行的武器

超空泡鱼雷是一种超空泡这一种物理现象实现在水中高速航行的武器。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。目前,俄罗斯“暴风”鱼雷的相关理念和工艺还是俄罗斯秘密技术,但该鱼雷开始研究于前苏联时期,参与研究和制造该鱼雷的前苏联共和国有哈萨克斯坦、吉尔基斯坦及乌克兰等。

苏联解体后,该鱼雷的研究机构、制造工厂和实验场分别落在不同的独联体国家之中,因个别独联体国家保密制度不健全或出于经济原因,又因美国等西方国家的情报机构于90年代得知有这种秘密武器,加强对俄罗斯旨在获取这种技术的间谍活动,致使“暴风”超空泡高速鱼雷技术信息部分泄露,且有部分“暴风”鱼雷被国外购买,落入多个国家之中。

中文名 超空泡鱼雷
外文名 Supercavitating torpedo
武器类型 超空泡武器
含义 能够实现在水中高速航行的武器

简介

在物理学上,超空泡是一种自然现象,当物体在水中的运动速度超过185千米/时后,其尾部就会形成奇异的大型水蒸气泡,将物体与水接触的部分包住,物体接触的介质就由水变成了空气,由于空气的密度只有水的1/800,因而能大幅减少物体所受阻力,物体表面会形成大型空气泡,这就是“超空泡现象”。

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。鱼雷头部装有空泡发生器。空泡发生器产生局部气泡,然后由通气管向局部气泡注入气体,使之膨胀成为超空泡鱼雷。

现象

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。

武器性能

在20世纪90年代,俄罗斯科技人员研制成“暴风”鱼雷。这是一种潜载高速鱼雷,它是前苏联海军在历经10多年的秘密研究与发展之后,才得到成功的一种“超空泡武器”,于1997年装备俄罗斯潜艇部队。

“暴风”鱼雷雷体长度8.23米,直径533毫米,重量2600千克,战斗部装药250千克,航速200节,航程15000米,最大深度400米。鱼雷雷体由头部到尾部逐渐变粗,头部是战斗部,尾部是发动机,尾部中心为火箭发动机喷管,周围有8支小型启动火箭。

在“暴风”鱼雷头部装有空泡发生器,它呈圆形或者椭圆形平盘状,向前倾斜形成一个“冲角”,以产生支持雷体前部的升力。紧靠空泡发生器后面是几个环状通气管,它将火箭排气注入空穴气泡以使其涨大。鱼雷从潜艇上的发射管发射后,先由8支启动火箭工作,将鱼雷加速至超空泡速度。

航行时首先由空泡发生器产生局部气泡,然后由通气管向局部气泡注入气体,使之膨胀成为超空泡。然后主火箭发动机工作,使鱼雷在水中高速运行。“暴风”鱼雷在水中运动时,空气从头部排出,在雷体表面为气泡所复盖,形成“超空泡”。所以,它的水阻力很小,速度很高大,大大超过普通鱼雷。在鱼雷尾部拖有制导导线,用来控制鱼雷的运动和引爆战斗部。

“暴风”鱼雷已经装备俄罗斯潜艇部队,在“阿库拉”级攻击型核潜艇上就装备有这种超空泡鱼雷。俄罗斯海军还在积极研制、发展超空泡鱼雷。德国与美国也在发展超空泡鱼雷,这两国的海军研究部门进行合作,研制新型超空泡鱼雷。

发展

俄罗斯“暴风”超空泡鱼雷的问世,代表着水下作战武器的一次革命性飞跃,很可能会改变未来海战方式。随着超空泡技术的不断完善和发展,不仅会使水下武器的速度发生飞跃性变化,还有可能应用于水下或水面航行器,使航行器的水下或水上速度大幅度提高,那时可能出现水下航行器速度超过空中超音速飞行器的现象。由此可见,超空泡技术的广阔前景和重要的军事价值。

俄罗斯研制出超空泡鱼雷导弹“暴风”后,美国紧步其后,进行了大量研究工作。美国超空泡武器的工作由位于阿林顿的海军研究所(ONR)领导,主要发展两类超空泡武器:超空泡射弹和超空泡鱼雷。

除俄罗斯“暴风”反潜弹、美国机载快速灭雷系统之外,德国在超空泡武器研究方面也取得了很大的成就,德国现己证实,超空泡射弹克服了40米/秒的水中极限障碍,最高速可达300米/秒。台湾对超空泡理论和应用的研究已经取得很大成果,实验中成功完成了超空泡物体的水下高速运动,但距实际应用还有很大差距。

目前,俄罗斯“暴风”鱼雷的相关理念和工艺还是俄罗斯秘密技术,但该鱼雷开始研究于前苏联时期,参与研究和制造该鱼雷的前苏联共和国有哈萨克斯坦、吉尔基斯坦及乌克兰等。

苏联解体后,该鱼雷的研究机构、制造工厂和实验场分别落在不同的独联体国家之中,因个别独联体国家保密制度不健全或出于经济原因,又因美国等西方国家的情报机构于90年代得知有这种秘密武器,加强对俄罗斯旨在获取这种技术的间谍活动,致使“暴风”超空泡高速鱼雷技术信息部分泄露,且有部分“暴风”鱼雷被国外购买,落入多个国家之中。

尽管如此,目前仍没有“暴风”超空泡鱼雷的公开资料,但由于有关“暴风”鱼雷的消息在90年代公布于世后,在全世界引起轩然大波,以至于在国际互联网和各种学术传言及论文中大量出现涉及这种超空泡武器的信息。

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。

中国已成功研发

央视军事报道公开北海舰队军械大队夜间演练为潜艇部队装填重型鱼雷画面。从图分析,画面中出现的潜艇应该为两种型号。一型疑似为国产最新型039B级常规潜艇、一型疑似我军核潜艇。

参考资料

1.揭秘超空泡鱼雷:水下速度如高铁 比直升机机快·新华网

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