03.05 我國突破的超空泡魚雷是怎樣的技術?

武器正能量


“超空泡技術”就是為了解魚雷在水中遇到的阻力問題,以提高魚雷的速度。大家要知道,水的密度大概是空氣的800倍(水的密度:1000kg/m^3,空氣密度:1.29kg/m^3),所以,物體在水中運動時,我們可以理解成受到的阻力也是800倍(海水的密度還要大一點),所以,不管是在水面航行的軍艦還是水下前行的潛艇,甚至是魚雷,其速度都是很慢的(相對於陸地上的武器),以普通的魚雷為例,其速度雖然比軍艦和潛艇要快上不少,但是也僅僅是在40~50節左右(大概74~92公里/小時)!

那麼,為了能儘可能的提高魚雷的速度,最好的辦法就是減小魚雷在水中遇到的阻力,這種減小阻力的技術就叫做“超空泡技術”,怎麼理解這種技術呢?通俗來講就是:利用氣體把魚雷除頭部以外的部分全部包裹起來,起到“讓魚雷行駛在類似於空氣的環境中”這樣的效果,儘可能的減小魚雷在水中遇到的阻力(減小70%以上),使魚雷的速度能大幅度的提高,甚至在水中實現”像導彈那樣超音速“的可能,這就是所謂的“超空泡技術”,一句話來解釋就是:給魚雷創造一種類似在空氣中行進的環境,最大幅度提高魚雷的速度!

根據氣體的生成方式去劃分“超空泡技術”有兩種,分別是“通氣(人工)超空泡技術”和“自然超空泡技術”。“通氣超空泡”就是通過特殊的裝置,人為的將發動機的燃氣或者魚雷自身攜帶的氣體排向水中,將魚雷包裹起來,實現超空泡航行,達到減小阻力提高速度的效果;“自然超空泡”則是利用魚雷自身的高速運動出現的“空化效應”(水中高速運動的物體,在其表面和液體的交界處,壓力會極具降低,甚至可能出現接近真空的負壓,而在這種低壓條件下,即使是常溫狀態水也會沸騰蒸發,形成氣泡),產生水蒸氣將魚雷包裹住,使魚雷達到超空泡航行!

關於水下武器的“超空泡技術”現在的海軍強國都有研究,最早的應該是前蘇聯的超空泡“暴風”魚雷,這玩意的速度大概是200節(即每秒100米左右,時速370公里),這種速度對付潛艇或者軍艦,簡直就是完虐,而且該魚雷可攜帶核彈頭不過這貨的速度雖然很快,但是射程短啊,只有6~12公里,除此之外,這個魚雷還有一個更加明顯的缺點,就是不能制導,只能直瞄(現在不知道有沒有,剛出來那會是沒有的),制導、射程以及機動性確實是目前水下超空泡技術的一個難點!


哨兵ZH


我國在上世紀90年代中期進口了一批哈薩克斯坦的暴風雪超空泡魚雷,經過多年攻關,終於在2006年成功研製出我們自己的升級版暴風魚雷,不僅射程增加,而且制導方式也有了巨大優化。


我們都知道水的密度是空氣的772倍,所以物體在水中運動遇到的阻力比空氣也大的多,也也就是為什麼魚雷的速度總是提不上去的關鍵所在。而科學家們經過研究發現,物體在水下運動時,隨著速度的不斷增加,所受到的壓力反而會減小,當運動速度突破50米/秒,與物體接觸的水體就會氣化形成水蒸氣泡,這就是空泡現象。

空泡現象本不是什麼好東西,這些氣泡碰撞爆裂對螺旋槳的壽命和使用造成巨大的不利影響,各國都想方設法的避免空泡現象的產生。

但是前蘇聯卻另闢蹊徑的把這一現象人工加大併成功的發揚光大,於是就誕生了大殺器—暴風雪超空泡魚雷!超空泡魚雷在入水後首先由身上的八個小型火箭助推器發力,將魚雷推進到足以產生的空泡的速度,而後魚雷頂端的空泡發生器會製造出小型氣泡,最後魚雷周身的環形通氣管會將火箭排放的燃氣引流進入這些氣泡,形成一個包裹魚雷的超空泡,最後主火箭發動機啟動,魚雷就在這個氣泡中高速前進,由於阻力極大削弱,速度最高可以超過300節(555公里),比復興號還要快的多,一般的軍艦對於這樣的超高速水下武器幾乎難以攔截。


(普通魚雷和超空泡魚雷水下阻力區別圖)

超空泡魚雷雖然好,但是劣勢也十分明顯,超高速必然帶來燃料的極快燃燒,所以超空泡魚雷的射程只有10公里左右,這麼短的手除非用潛艇伏擊,不然誰都打不著。其次,超空泡魚雷由於裝備了火箭助推器和空泡發生器,佔用了大量空間和重量,所以超空泡魚雷相比於其他重型魚雷來說戰鬥部也很小,蘇聯的暴風戰鬥部只有250公斤,比那些動輒五六百公斤甚至一噸的變態貨比起來還差的太遠。第三、超空泡魚雷由於產生的大量氣泡,極容易暴露母艦位置,因此在戰爭中相當於自殺性攻擊,有去無回,也正因為這樣,目前公開裝備超空泡魚雷的國家只有俄羅斯。


軍武吐槽君


圖為超空泡魚雷模擬圖

前端時間又傳來喜訊,中國在魚雷技術領域取得了新的技術突破,研製出了超空泡魚雷。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。

這種魚雷最早由前蘇聯研製成功,並被命名為“暴風”魚雷。實際上,中國現在研製的超空泡魚雷性能已經遠高於前蘇聯“暴風”魚雷。中國曾經於上個世紀九十年代從國外引進過“暴風”魚雷。並且於2006仿製研究出中國版本“暴風”魚雷。

圖為中國潛艇部隊

如今中國研製的超空泡魚雷較之以前有兩大技術突破。第一是使超空泡魚雷具備轉向制導能力。在這之前的超空泡魚雷是無法進行制導能力。中國通過高速光纖指令傳輸系統使其擁有轉向制導能力。第二是通過中國研製的人造特殊液體薄膜,使得超空泡魚雷在攻擊距離上大大的增加。這種人造特殊液體薄膜可以讓魚雷精確轉向,從而實現對其方向的控制。這種人造特殊液體薄膜還可以讓魚雷在水底下減少摩擦力,進一步增加魚雷的速度。可以說中國研製的超空泡魚雷技術出自於前蘇聯的“暴風”魚雷,但是又比前蘇聯的“暴風”魚雷技術更為先進。

這幾大新技術的運用也證明了中國在魚雷領域的研究已經屬於世界頂尖的水平。並且中國研製的這款超空泡魚雷將大大加強海軍部隊的戰鬥力,特別是海軍的潛艇部隊。當這款超空泡魚雷正式加入海軍部隊服役之後,中國海軍部隊又增加了一款可以威懾敵國航空母艦的大殺器。

圖為超空泡魚雷


區域拒止


據報道,中國的超空泡魚雷技術源自於俄羅斯。

俄羅斯設計的重達三千公斤、由固體燃料火箭推動的“暴風”超空泡魚雷,在鼻尖和彈身部分產生高壓氣泡流,讓一層氣泡包裹彈體,令水與雷體隔開,從而減小阻力,提高速度。



“科學美國人”雜誌表示,這種新科技根據的是“超氣渦現象 (supercavitation) ”。某些專家認為能夠攜帶核彈頭的這種新一代魚雷,是利用“可以再生的氣泡包圍魚雷,讓海水無法沾溼魚雷表面,因而大幅減少魚雷前進時遭到的阻力”。 這種新科技“可能意味著海戰的大飛躍,在某些方面就像是由螺旋槳飛機發展到噴氣機、乃至火箭和導彈的突飛猛進”。

這樣,該魚雷能夠以500公里以上的時速在水中前進,射程約為3000米左右。目前速度最快的傳統水面下科技的最高時速只有100來公里左右。



俄羅斯太平洋艦隊在一九九八年春季首次測試“暴風”魚雷,一九九九年初並在阿布達比的IDEC展覽中開始行銷配備傳統彈頭的“暴風”高速與雷。

在俄羅斯潛艇庫斯克號爆炸沉沒之後,中國海軍已購得這種魚雷的新聞報導就開始在媒體上流傳。美國也對此感到十分關注。 “科學美國人”表示,美國情報人士業證實報導所稱,中國已在一九九八年向俄羅斯購得大約四十枚“暴風”魚雷。

美國官員也證實,在俄羅斯潛艇庫斯克號沉沒時,可能有外國海軍軍官正在艇上觀察“暴風”魚雷的發射。



美國曾經試圖偷去相關魚雷資料,俄羅斯聯邦安全局指控美國商人霍普為美國進行間諜活動時,西方新聞報導首次提到“暴風”魚雷。根據俄羅斯情報人士的說法,霍普已取得這種魚雷的詳細資料。

美國詹姆斯城基金會國防專家費雪說:“這種魚雷的設計,是讓聲納性能較差的俄羅斯潛艇有能力在美國的反潛魚雷擊中目標之前就命中美國潛艇。中國海軍必定希望在將來取得這種對美國潛艇的優勢。‘暴風’魚雷的速度足以擊穿大多數美國軍艦的艦身,而不需要使用高爆彈頭。”

因此,費雪認為,中國已經購買“暴風”火箭魚雷。這也將提供自行製造這種高速魚雷的科技,“這是一個正在形成的威脅”。

他又說:“這種魚雷的速度可達到時速二百海里,是傳統魚雷的五、六倍,尤其適於攻擊諸如航空母艦的大型艦隻。”

美國傳統基金會國防分析家史賓塞表示:“我們沒有相同的武器,它的速度將使躲閃行動極為困難,我們可能無法防禦它。”

但是這一武器也有很大缺陷,因為超空泡的存在,魚雷無法通過傳統的聲納技術探測敵方艦艇,因此並沒有制導能力。所以實際上這一魚雷只適合在近距離攻擊敵艦,假如對方正在移動,命中率將迅速下降。


轉管炮


能夠獨立製造魚雷的國家很少,能夠獨立製造超空泡魚雷的國家就更是鳳毛麟角了!所謂的超空泡魚雷就是:在魚雷周圍用氣泡發生器發產生氣泡,將魚雷與海水隔開,減小摩擦阻力,提高航速。超空泡魚雷的航速可達324節,極大的縮短了攻擊時間。


有消息報道,在90年代我國從哈薩克斯坦進口了“暴風”水下火箭。此外,我國也在製造超空泡潛航器。而中國的超空泡魚雷估計也是從這兩個消息中得出來的。


科技總是有利有弊的,超空泡魚雷也不例外。超空泡魚雷的兩大技術難點成為大部分國家列裝的阻礙。一:水下控制,由於超空泡魚雷在水下高速航行,其產生的噪音就足以遮蓋敵方目標的噪音,以至於無法使用傳統的制導系統。二:射程太短,暴風雪超空泡魚雷的射程只十幾公里。三:發射深度受限,暴風雪魚雷的發射深度只有20米左右。以上這三個弊端,是制約超空泡魚雷實用化的最大的阻礙,儘管前蘇聯在各型潛艇上裝備了暴風雪魚雷,但只是搭載核彈頭,用於同歸於盡的,並不會作為首選武器。


我國解決了超空泡魚雷改變航向的難題。通過在魚雷表面噴塗一種特殊的液體薄膜,然後精確控制這種薄膜在魚雷的不同部位產生摩擦力,需要改變航向的內側增大摩擦力,外側減小摩擦力,從而產生讓魚雷轉彎的力,即可改變魚雷的方向。為了克服超空泡魚雷無法尋找目標的難題,我國採用了光纖制導的方式,順利的解決了魚雷制導的問題。不知道超空泡魚雷的射程,發射深度問題有沒有解決,如果沒有的話,那我國的超空泡魚雷作用也不是太大。


雖說超空泡魚雷不實用,但是超空泡炮彈還是不錯的。美國海軍研製的超空泡炮彈可以在水和空氣中航行,還具備目標定位功能,用於摧毀來襲的魚雷或者水雷。(圖片來自網絡)


江山何沉


超空泡魚雷的原理,需要從“空化”(也稱“空穴”)現象談起。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,並伴生強大的衝擊波,這就是“空化”現象。如果利用噴管在適當位置向空泡部位注入空氣或燃氣,則空泡的負壓將變為正壓,形成一個較大型的筒狀空洞,包圍著魚雷。這種現象就叫做“超空化”現象。超空泡魚雷就是利用火箭發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。

世界上最早的超空泡魚雷是蘇聯時期烏克蘭流體力學研究所研製的VA-111 “暴風雪”,全長8.23米,重2697公斤。殼體由尾部至頭部逐漸變細,頭部為戰鬥部,最前端是空泡發生器。離頭部2/3處有4個彈出式滑桿,朝後形成一定的角度,緊貼氣穴內壁,支持雷體後部在氣穴內擺動。尾部中心為大孔固體火箭發動機噴管,周圍有8個小型火箭發動機噴管,作用是將魚雷加速至超空泡速度,然後主發動機開始工作。魚雷殼體側面有8個摺疊式制動臂,可以只伸出其中幾個,以控制魚雷的航行方向。在尾部還有一個制導線軸,當魚雷在水中航行時釋放出導線,用來控制魚雷的運動及戰鬥部的引爆。“暴風雪”魚雷的速度高達200節,是傳統魚雷的3-4倍。在“暴風雪”魚雷面前,目標很難通過機動來擺脫攻擊。速度快還使得“暴風雪”魚雷具有驚人的動能,即使撞擊也能重創目標。

但是“暴風雪”超空泡魚雷缺點也很明顯,就是射程近、機動能力差。其有效射程只有7-13公里,而且只能直航。所以,“暴風雪”魚雷的實用性並不強。

之後出現的超空泡魚雷,大都與“暴風雪”魚雷相似,如伊朗的Hoot魚雷幾乎就是“暴風雪”的翻版。我國曾經在上世紀90年代從哈薩克斯坦引進過“暴風雪”,後來也在其基礎上發展自己的超空泡魚雷,並且有所創新,一是增大了速度、提高了射程,二是用光纖替換了“暴風雪”的銅纜,傳輸指令信號的能力更強,這也使得國產超空泡魚雷有了轉向能力,不再只是直航,攻擊範圍明顯擴大。(S)


聯合防務


迷彩虎軍事為您回答。魚雷作為一款常規武器,對艦艇造成的傷害,還是比較大的。蘇聯“暴風雪”超空泡魚雷的橫空出世,立刻引起了歐美等國的關注。然而在超空泡魚雷領域,蘇俄一直走在世界前列。

我國早在上個世紀90年代,就從哈薩克斯坦進口了40枚VA-111“暴風雪”超空泡魚雷, 同時還在積極的引進俄羅斯相關技術。用作我國版“暴風雪”超空泡魚雷的研究。“暴風雪”最大航速為200節,約為370公里每小時,航程15公里,重量為2.6噸,彈頭為250千克。

此前央視軍事曝光了,我國北海艦隊演練夜間為039B級常規潛艇裝填重型魚雷的畫面

,裝載的魚雷疑似超空泡魚雷。進而證實了我國超空泡魚雷研究,已經取得非常大的進展。

我國超空泡魚雷為533毫米的“空泡-1”型魚雷,曾經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,約為555公里每小時,遠超俄羅斯“暴風雪”15公里的航程與200節的速度。同時還採用了高速光纖指令傳輸系統,使得魚雷具有了轉向制導能力。

我國在魚雷航速和制導方面有所提高,但是依舊沒有克服航程問題,並不能成為“航母殺手”,因為我國空泡-1的最大航程為90公里,遠遠小於尼米茲級航母反潛範圍,無法有效的制約航母。同時因為超空泡魚雷航速特別快,產生的噪音也特別大,特容易暴露己方作戰平臺的位置,對己方產生威脅。而增大魚雷航程,肯定會加大魚雷的重量和尺寸,不太方便現役艦艇的搭載。

我國在超空泡魚雷領域研究走在世界前列,要使超空泡魚雷真正成為“航母殺手”,仍需我國技術人員,解決不少的問題,繼而超空泡魚雷才能真正成為我國海軍手中的一把利器。


迷彩虎軍事


我們擁有規模龐大的潛艇力量,而且是核常兼備,這也符合我們是潛艇大國的形象。然而與之匹配的魚雷技術我們就顯得有點不符身份了,最能代表魚雷先進技術自然就是超空泡技術了,五常中除英國外都掌握這種技術,作為五常之一,自然不甘落於人後,當然也要大力發展它了。它又是一種什麼樣的技術,能讓世界各海軍強國爭先恐後發展呢?

這種技術最早是前蘇聯掌握的,後來我們也引進並仿製過一批這種魚雷。超空泡其實是一種神奇的現象,就是當物體在水下運動速度超過100節,物體周圍的液體就會氣化,就會在物體前端行成一個空泡,只要速度進一步加快,這個空泡甚至能把物體包裹起來,被包裹的物體就好像在氣體裡飛行。氣體的密度可是比液體密度低的多,受到的阻力自然也低很多。也正是靠這種技術,才能實現魚雷在水下的高速航行。只要我速度足夠快,我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。

那麼我國現在掌握這種技術到什麼程度了呢?前面提到了,我們也引進過一批,憑藉我們“山寨”的能力,自然就基於“暴風雪”基礎上開發自己的型號,當然在技術上肯定是有所改進的。最大的超越是兩個方面,一個就是我們的具備轉向制導的能力,這也是我國首創的技術,我們用高速光纖指令系統來向它發送轉向指令,並保持制導。另外一方面就是特殊的液體薄膜技術,這種技術大大提高了魚雷的攻擊範圍,尤其在轉彎時,可以實現精確轉彎,同時在航行時還能降低摩擦阻力,提高航速的同時還能降低燃料的消耗,速度甚至能突破300節。


紫龍防務觀察


這種資料,要去海軍裝備部機要室保險櫃翻騰一下總能找到的


用戶5870452818


水的密度是空氣的800倍,如何讓魚雷跑的更快,答案是在空氣裡跑。蘇聯是通過火箭發動機實現的,氣體從頭部出來包裹住魚雷,靠著火箭發動機實現200節的高速,確定是不能制導是直航式的,噪音極大,發射後就暴露了自己,射中了你死,不中自己就玩完了,說實話這種技術沒啥子卵用。歐美的是通過特殊的頭部產生空泡包裹彈體,速度慢點,說是後期可以制導。潛艇的優勢是靜悄悄的偷襲,這種大張旗鼓的攻擊無異於找死。


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