超空泡(超空泡魚雷)
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2023-04-26
“超空泡”魚雷是蘇聯(lián)海軍研制成功的一種在水中高速航行的武器。“超空泡”是一種物理現(xiàn)象。當物體在水中的運動速度超過100節(jié)時,魚雷頭部裝有空泡發(fā)生器。空泡發(fā)生器產(chǎn)生局部氣泡,然后由通氣管向局部氣泡注入氣體,形成奇異的水蒸氣泡,使之膨脹成為超空泡魚雷。
超空泡魚雷技術(shù)究竟有多厲害前端時間又傳來喜訊,中國在魚雷技術(shù)領(lǐng)域取得了新的技術(shù)突破,研制出了超空泡魚雷。超空泡魚雷與普通的魚雷大不相同。超空泡魚雷是借用超空泡這一物理現(xiàn)象從而在水中快速航行的武器。超空泡魚雷比普通魚雷速度快出多倍,傳說中的超空泡魚雷技術(shù)究竟有多厲害?
超空泡魚雷的原理,需要從“空化”(也稱“空穴”)現(xiàn)象談起。就是當物體在水中高速運動時,在固體和液體的交界面上,壓力會大大降低,有時甚至會產(chǎn)生接近真空的負壓,此時,即使是常溫下,局部的水也會沸騰,形成低壓的微小氣泡(在0.02 個大氣壓下,20攝氏度的水就會沸騰)。在周圍水壓的作用下,這些氣泡急劇崩潰,并伴生強大的沖擊波,這就是“空化”現(xiàn)象。如果利用噴管在適當位置向空泡部位注入空氣或燃氣,則空泡的負壓將變?yōu)檎龎海纬梢粋€較大型的筒狀空洞,包圍著魚雷。這種現(xiàn)象就叫做“超空化”現(xiàn)象。超空泡魚雷就是利用火箭發(fā)動機在魚雷頭部生成大量的氣泡空穴,使得魚雷完全被空穴包圍,水的阻力大大減小,從而達到極高的航速,魚雷水下運動速度超過100節(jié),就可以更快的接近敵艦,這樣敵艦就只有更少的躲避時間或根本沒有躲避時間。
我國超空泡魚雷為533毫米的“空泡-1”型魚雷,曾經(jīng)在青海湖進行多次試驗。最大航程為90公里,最大航速為300節(jié),約為555公里每小時,遠超俄羅斯“暴風雪”15公里的航程與200節(jié)的速度。同時還采用了高速光纖指令傳輸系統(tǒng),使得魚雷具有了轉(zhuǎn)向制導(dǎo)能力。我國在魚雷航速和制導(dǎo)方面有所提高,但是依舊沒有克服航程問題,并不能成為“航母殺手”,因為我國空泡-1的最大航程為90公里,遠遠小于尼米茲級航母反潛范圍,無法有效的制約航母。同時因為超空泡魚雷航速特別快,產(chǎn)生的噪音也特別大,特容易暴露己方作戰(zhàn)平臺的位置,對己方產(chǎn)生威脅。而增大魚雷航程,肯定會加大魚雷的重量和尺寸,不太方便現(xiàn)役艦艇的搭載。
超空泡的現(xiàn)象超空泡是一種物理現(xiàn)象,當物體在水中的運動速度超過185千米/小時后,其尾部就會形成奇異的大型水蒸氣溝,將物體與水接觸的部分包住,物體接觸的介質(zhì)就由水變成了水蒸氣,由于空氣密度只有水的1/800,因而就能大幅減少物體所受阻力,物體表面會形成大型空氣泡,這就是“超空泡化現(xiàn)象”。這一原理的最先運用者是前蘇聯(lián)的研究人員,其制造的魚雷水下速度可達傳統(tǒng)魚雷的3倍多。
超空泡現(xiàn)象很長時間一直是令造船工程師們頭痛的事,因為超空泡現(xiàn)象經(jīng)常會在高速旋轉(zhuǎn)的螺旋槳葉片表面產(chǎn)生而使螺旋槳高速“空轉(zhuǎn)”從而損壞螺旋槳葉片。
超空泡潛艇的主要問題一是控制運動方向困難,二是氣泡長時間的產(chǎn)生。
德國正在研究開發(fā)的超空泡魚雷用變換頭部來控制運動方向,但是潛艇不太可能變換頭部。
然而美國人宣稱已經(jīng)解決控制運動方向和長時間產(chǎn)生氣泡這兩個問題,估計美國的潛艇是用調(diào)節(jié)氣泡噴頭的方法來操縱潛艇的航行方向。
納粹德國在二戰(zhàn)時制造的Henschel HS-293和HS294空對艦導(dǎo)彈魚雷在高速入水時已經(jīng)開始利用超空泡現(xiàn)象來延長導(dǎo)彈魚雷在水中的攻擊射程。
請具體說以下超空泡技術(shù)的原理??潛艇、魚雷等水中兵器在水中跑不快是由于水的阻力作用。水的密度為空氣的800倍,所以,水的阻力要比空氣阻力大800倍。
在水體中運動的物體,其速度快時所承受的水壓力會減小。當水壓力減小到與水蒸氣壓力相等時,水就會氣化成空泡。空泡的產(chǎn)生不但會改變水的流動形態(tài),降低螺旋槳、水泵、噴水推進器的推進效率,還會降低航速。同時,空泡在氣壓高的地方會爆裂,產(chǎn)生強烈沖擊。空泡的長期作用還會使金屬表面出現(xiàn)凹坑,金屬體受剝蝕,影響其使用壽命。
20世紀60年代,蘇聯(lián)科學家發(fā)現(xiàn),運動物體的速度提高到一定程度時,物體表面會被一層氣泡所包圍,即產(chǎn)生“超空泡現(xiàn)象”。此時,水的阻力會大大降低,氣泡也不會因為爆裂而對運動物體表面產(chǎn)生沖擊。
超空泡就是空泡的一種極端存在形式。空泡長度與物體的運動速度有關(guān),物體能夠在自己產(chǎn)生的長氣泡內(nèi)部以最小的阻力高速前進。此后,美國海軍水下作戰(zhàn)中心發(fā)現(xiàn),在一定條件下,水中運動的物體的表面可實現(xiàn)“超空泡”。此時,水中物體運動的速度可達到50米/秒。如果采用合適的首部形狀,速度還可提高,甚至超過音速。他們設(shè)計了超空泡螺旋槳。超空泡螺旋槳的葉片表面完全被氣化的水分子所覆蓋,推進效率大大提高,葉片表面也不會受剝蝕。
超空泡現(xiàn)象的發(fā)現(xiàn)和應(yīng)用,于是就誕生了一代新概念武器——超空泡武器。
“暴風”魚雷是一種潛載高速魚雷,是蘇聯(lián)海軍研制成功的一種超空泡武器。
“暴風”魚雷頭部裝有空泡發(fā)生器。空泡發(fā)生器產(chǎn)生局部氣泡,然后由通氣管向局部氣泡注入氣體,使之膨脹成為超空泡。“暴風”魚雷長8.23米,直徑533毫米,質(zhì)量2600千克,航速200節(jié),航程15000米,最大潛入深度400米。
[img]超空泡魚雷如何,厲害嗎?超空泡魚雷就是利用空泡發(fā)生器在魚雷的前方噴射大量燃氣形成籠罩魚雷全身的氣泡,通過在氣泡里穿行從而獲得極低的水下阻力,提高魚雷的水下速度。這種魚雷以火箭為動力,和傳統(tǒng)魚雷相比水下阻力可以減少90%以上,最大速度可達200節(jié)(約合370公里/小時)。
超空泡魚雷上的空化器可以干嘛降低航行阻力。超空泡可供潛艇、水面艦艇或岸基平臺發(fā)射,攻擊大型水面艦船及岸基設(shè)施,魚雷上的空化器可以降低航行阻力。
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