超空泡鱼雷水下的航行状态 资料图
据“海军认知网”(navy recognition)报道,俄罗斯电气仪表中央科学研究所(Elektropribor)正在开发新一代名为“捕食者”(Khishchnik)的超空泡鱼雷。和俄罗斯当前拥有的“暴风”超空泡鱼雷相比,该鱼雷将增加目标探测和导引能力,同时具有更低的噪声和更远的射程。
以超高速为主要性能标志的超空泡鱼雷
鱼雷是一种水中兵器。它可从舰艇、飞机上发射,发射后可自己控制航行方向和深度,遇到舰船,只要一接触就可以爆炸。用于攻击敌方水面舰船和潜艇,也可以用于封锁港口和狭窄水道。鱼雷在水中的运动受到重力和浮力的共同作用:若重力大于浮力,沿水平方向发射的鱼雷,将象石子那样向斜下方运动;若重力小于浮力,它将象氢气球那样向斜上方运动.要使鱼雷瞄准目标沿一定方向运动,必须使浮力和重力大小相等,恰当地选择鱼雷的体积,可以调整重力和浮力的关系.所以,鱼雷的体积是一个重要的技术指标。
鱼雷的前身是一种诞生于19世纪初由卢庇乌斯发明的撑杆雷,撑杆雷用一根长杆固定在小艇艇艏,海战时小艇冲向敌舰,用撑杆雷撞击爆炸敌舰。但由于艇速低、艇程短、控制不灵,这种最初的撑杆雷发明未能投入使用。曾参与上述研制工作的英国工程师罗伯特•怀特黑德于1866年成功地研制出第一枚鱼雷。该鱼雷用压缩空气发动机带动单螺旋桨推进,通过液压阀操纵鱼雷尾部的水平舵板控制鱼雷的艇行深度。当时鱼雷的艇速仅11千米/小时,射程180-640米,尚无控制鱼雷艇向的装置。因其外形似鱼,而称之为“鱼雷”。
几乎与卢庇乌斯和怀特黑德同时,俄国发明家亚历山德罗夫斯基也研制出类似的鱼雷装置。1887年1月,俄国舰艇向60米外的土耳其2000吨的 “因蒂巴赫”号通信船发射鱼雷,将其击沉。这是海战史上第一次用鱼雷击沉敌舰船。第一次世界大战开始时,鱼雷已被公认为是仅次于火炮的舰艇主要武器。第一次世界大战期间,被鱼雷击沉的运输船达1153万吨,占被击沉运输船总吨位的89%;舰艇162艘,占被击沉舰艇总数的49%。第二次世界大战期间,被鱼雷击沉的运输船总吨位达1366万吨,占被击沉运输船总吨位的68%;舰艇达369艘,占被击沉舰艇总数的38.5%。
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。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。