潛艇是如何發射魚雷的?水壓太大不怕海水倒灌嗎?

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當然怕,所以潛艇發射魚雷的深度是與發射技術的發展程度息息相關的。所以處於某一個技術階段的潛艇,都有經過測試的魚雷發射深度,確保發射魚雷時,海水不會倒灌入潛艇。

魚雷發射管有前後2個密封艙門,一個是艇外魚雷出口,另一個是艇內裝填口。這兩個艙門有互鎖機構,不能同時開啟。發射前注入海水時,出口打開,裝填口密封。發射後,出門關閉,再將發射筒裡的海水排幹,裝填口打開裝填下一發魚雷。只要不超過設計的作戰深度,海水就不會倒灌壓破裝填口的密封艙門

(一)自航式發射裝置

這是最古老、也是一直沿用至今的發射方式,不過分為原始的和現代的。1881年前出現的潛艇,下潛深度很小,魚雷發射深度也淺,發射管也很簡單,發射魚雷時將魚雷和發射管一同放入水中,解脫魚雷制動並打開魚雷扳機後,魚雷靠自身動力駛離發射管。這種原始的發射方式只能發射原始的壓縮空氣動力魚雷,不能發射後來的熱動力魚雷(即蒸汽瓦斯魚雷),因為熱動力魚雷排出的廢氣會影響螺旋槳效率;也不能發射水雷,無法執行佈雷任務;同時因潛艇體積所限,管體不能過長,故在沒有外界動力推動的情況下,魚雷出管初速低,射程近,這對潛艇本身來說也很危險,增加了被發現和攻擊的幾率。

美國“霍蘭”號潛艇,採用自航式發射裝置。由於這種潛艇比較原始,下潛深度有限,發射魚雷時受水壓影響並不大

現代自航式發射裝置則脫胎換骨,例如德國海軍根據魚雷的啟動、增速、補水的各階段要求,將發射管由後往前設計成直徑不相同的各段,既可以發射電動魚雷,也可以發射熱動力魚雷;還通過採用輔助設備,可在每具發射管中攜帶2--3枚水雷。同時,還採用了一套氣動發射系統,用於發射導彈 ,算是性能比較優秀的自航式發射裝置。

帶有高壓氣瓶的德國自航式魚雷發射裝置,這種高壓空氣是用來發射導彈時用的

意大利潛艇裝備的B-5121自航式魚雷發射管也頗具特色。其身管為533毫米,管口段擴至840毫米,形成一個喇叭口,對魚雷離管很有利;並裝有滑輪拖曳輔助裝置,用以佈設水雷等無動力武器,並可為魚雷增加初速,不過還不能發射熱動力魚雷。

(二)水流式和氣動式魚雷發射裝置

這是最早的外動力助推魚雷發射裝置,水流式是將高壓氣瓶中的壓縮空氣注入水櫃,將水壓入發射管中,推魚雷出管;氣動式是將壓縮空氣直接注入發射管中推魚雷出管。不過氣門開啟的速度不好控制,開快了魚雷或者水櫃容易被壓壞,開慢了推力不夠,推不動魚雷。1901年研製了能根據管內壓力自動調節氣門開啟速度的發射閥,解決了這一問題。兩次世界大戰中的潛艇,實際上都是使用的這種發射裝置。



其缺點是發射魚雷時,壓縮空氣會隨著魚雷一起衝出發射管,在水面上形成巨大氣泡,暴露潛艇的位置;而且隨著魚雷出管,突然少了一大坨重量的潛艇會失衡。在第二次世界大戰前夕,研製出了無泡系統,可以把發射管中的廢氣抽回艙室,並向發射管內吸入一定重量的海水,以維持潛艇平衡。

一、二戰潛艇普遍採用水流式和氣動式發射裝置



這種發射方式,魚雷的初速度高,適用範圍廣,能布放無動力水雷及各種器材。發射管不進水,維護簡便。但越深的海水壓力越大,發射管內外壓差也越大,所以不能在深水區使用,其發射深度始終未能突破水下六十米。

(三)氣動不平衡式發射裝置

隨著潛艇作戰深度的增加,要求魚雷發射深度相應的增大。上世紀七十年代,蘇聯的“基洛”級潛艇第一次裝備了新研製的氣動不平衡式發射裝置,魚雷發射前,往發射管內注入空氣,使內外氣壓相等。發射時,前密封蓋打開,高壓空氣從發射管尾部湧入,把魚雷推射出去。其發射深度一下子突破到水下二百四十米!



蘇/俄“基洛”級潛艇採用氣動不平衡式發射裝置

(四)平衡式發射裝置

這種裝置的原理是讓發射管後部也通海,使魚雷前後受到的水壓平衡,發射時通過外動力裝置將魚雷推出發射管。採用這種原理的有往復泵水壓平衡式發射裝置、氣動衝壓平衡式發射裝置和旋轉泵水壓平衡式發射裝置,發射深度一般可以達到水下三百米,最大的可達到六百米。

1、往復泵水壓平衡式發射裝置。發射管由一個水缸包裹,水缸連接著通往艇外的舷側管以引入海水,實現水壓平衡;發射時通過高壓氣瓶中的壓縮空氣推動汽缸活塞,汽缸活塞經活塞桿帶動水缸活塞,把海水壓入發射管,從而推魚雷出管。這種發射裝置是深水潛艇的主流發射方式,美國的“洛杉磯”級核潛艇,蘇聯的“颱風”級核潛艇都採用了這種發射方式。

美國“洛杉磯”級攻擊核潛艇即採取往復泵水壓平衡式發射裝置



這種活塞式裝置較安全可靠,但由於水缸體積龐大,給安裝及維修帶來不便,也使發射深度進一步加大受到了限制。而且發射時振動噪聲較高,日本發明了一種改進方案,把氣缸活塞改為高壓空氣和高壓液體(水、油)並用的方法,不僅使發射動作後氣缸內的高壓空氣返送於高壓氣瓶再利用,而且可以降噪。目前,往復泵水壓平衡式發射裝置依然是潛艇的主流,潛艇魚雷發射管多為混裝型,既配有自航式發射管又裝有往復泵水壓平衡式發射管。

2、氣動衝壓平衡式發射裝置

發射時將高壓氣體充入多級伸縮活塞組成的衝壓器,推動活塞節節向前伸展,把魚雷從發射管裡頂出去。這種裝置體積小、重量輕,可以發射SM-39導彈、水雷以及各種型號的法國魚雷。該裝置優點不少,在300米以內發射深度,魚雷出管速度較決,可大於10米/秒。發射能源耗量小,進人艙室的廢氣少。重量輕,故可裝備在中型、小型乃至袖珍潛艇上。



法國“阿戈斯塔”級潛艇是氣動衝壓平衡式發射裝置的忠實用戶

但要求魚雷結構堅固,能承受巨大的衝擊力。而且工藝要求較高,尾部結構也較笨重,裝卸魚雷很不方便,所以除了荷蘭,就只有法國自己的“阿戈斯塔”潛艇和“紅寶石”核潛艇使用。不過法國人無所謂,人家一向就喜歡特立獨行。

3、旋轉泵平衡空氣式發射裝置

原理跟水壓平衡式發射差不多,只是用渦輪機和減速箱代替氣缸+水缸活塞。空氣渦輪機通過減速箱帶動水泵旋轉,將海水泵入發射管,推動魚雷出管。因為空氣渦輪運動是旋轉式,比起往復運動的水缸活塞體積大大縮小,中小潛艇上也能安裝使用。



澳大利亞“柯林斯”級潛艇就使用旋轉泵平衡式發射裝置

但該裝置也有缺點,就是特別貴,造價比活塞式裝置貴五倍,故在艙內空間可容納得下的情況下,大多數潛艇還是使用往復泵平衡水壓式發射裝置。目前,氣動渦輪泵系統在英國、美國、荷蘭和澳大利亞海軍的最新型潛艇有裝備。

此外還有電磁式和靜水壓式發射,不過目前只是理論和實驗室研究,還沒有實際裝備。


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