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2017年02月05日10:14 中国网

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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。

令美国和北约恐惧的俄罗斯“暴风”超空泡鱼雷

二战后相当长时间,美国的鱼雷技术一直居世界前列。尤其是1991年开始服役的 MK-50“梭子鱼”鱼雷具有很强的自动搜索和跟踪能力,采用聚能装药战斗部,攻击航速突破60节,可击穿俄罗斯双层壳体的新型潜艇。美海军凭借已有的航母优势,再推出专用于对付俄潜艇的新式鱼雷武器,意在削弱俄罗斯潜艇战力。俄罗斯人似乎看透了美国用心,想方设法确保俄海军潜艇部队的战略威慑力和海上强国地位,维持世界战略平衡。其中的一个重大举措就是发展并改进“暴风”超高速鱼雷。

“暴风”超空泡鱼雷在冷战时期开始秘密研制,1977年就投入试用。起初,北约国家对这消息报以怀疑,有些北约专家甚至嘲笑说“想像力出了问题”。后来更多情报来源证实确有这种正在完善的鱼雷后,美国和北约的舰艇专家才发了慌。他们给这种鱼雷起绰号叫“舰毁”,毫不掩饰地反映了他们恐惧与不安的心态。因为“暴风”的攻击航速几乎相当于“梭子鱼”的4倍,任何一艘航母或其他大型舰艇一旦遭遇“暴风”就只有沉入大海的结局。从此,美国航母编队头上罩上了挥之不去的俄罗斯“暴风”的阴影。

直到1995年,在阿布扎比国际防务展览会上,俄罗斯首次展出了“暴风”超空泡鱼雷的示意图和照片,世人也才对“暴风”的奥秘有所了解。“暴风”无自导系统,它采用了“直航攻击方式”,但俄罗斯对传统的“直航攻击方式”进行了极大创新。“暴风”是一种新概念超高速鱼雷,亦是世界上第一种超级空泡武器。“暴风”音译“沙克瓦”,也有人译作“飑”或“暴风雪”。它由莫斯科列吉昂国家科研生产联合企业研制。“暴风”采取特殊流线型设计,前后不同,外观像锥形体。雷体长8米,直径534毫米,重2.6吨,航程13千米左右,航深水下 4-400米,战斗部装药250千克。1996年时每条鱼雷报价125-150万美元。

“暴风”配备两台发动机。一台是固体火箭发动机,一台是金属水燃料喷水式涡轮发动机。固体火箭发动机先点火,实施双平面程序控制,将鱼雷导至攻击深度,然后启动另一台发动机,以超高速直航弹道攻击目标。“暴风”鱼雷运用奇特的超速空泡原理。它头部设置向后倾斜导流板,就是为了利于将层流分开,形成超速空泡的平滑复面层。雷上还设有气体发生器,主要使用发动机排出废气来补充空泡。鱼雷在水下运动时产生形同椭球状的气泡,把鱼雷表面包裹起来。

整个鱼雷在航行中只有头部导流板和尾部空泡消失点两处与水有接触,其余绝大部分在筒状空洞亦即空泡中。这种超级空化现象导致全雷阻力急骤下降,大大减少高速物体与海水的摩擦力,从而使鱼雷达到令人吃惊的200节超高航速,令敌方航母和潜艇根本无力进行防御。在8千米距离上,发射超高速“暴风”,只用一分半钟就可摧毁目标。敌舰艇突然规避所生成的强噪音也为再次攻击提供了条件。据有些国际传媒报道,俄罗斯部分攻击型核潜艇配备的“暴风”还具有使用核弹头能力,这当然增加了俄潜艇部队战略威慑的分量。

俄发展更具威胁的“捕食者”超空泡鱼雷替代“暴风”

“暴风”超高速鱼雷抗干扰能力强。这种超高速鱼雷未装自导电子控制装置,现今已知的抗鱼雷防御系统及各种类型的抗干扰器材对它都不起作用。没有复杂自导系统,使它具有使用简便、易于维护和战斗准备时间短的优点。它可根据任务需求设计成不同用途、不同尺寸舰艇鱼雷发射管和岸基专用发射管发射的各式各样的“暴风”。“暴风”超高速鱼雷的发展是鱼雷发展史上的一次革命性飞跃。它证明俄罗斯超空泡理论与技术在实战应用上已把美国抛在后头。它对未来海战方式和鱼雷武器的发展已经产生非同一般的影响。

目前,“暴风”超空泡鱼雷仍然是俄罗斯的一种绝密军事设计。虽然已经服役近40年,不过一些技术特点仍然处于保密状态。与“暴风”相关的文件曾出现在2000年代早期美国商人爱德蒙•蒲柏的间谍丑闻中,这在当时引发了轰动。不过,大多数试图复制这种鱼雷的尝试都以失败告终。直到2005年德国海军接收了一种性能接近的超空泡鱼雷的水下火箭,不过其航速仍未能达到俄罗斯同类装备的水平。

像许多起源于冷战的军事装备一样,“暴风”超空泡鱼雷经过美-苏全球对抗得以保留。“暴风”原为苏联应对美国海军防空系统发展的一种武器。因为苏联空军无法对抗强大的美国海军,希望用这种鱼雷弥补不足。作为一种有效的反海军武器,“暴风”超空泡鱼雷仍然很受欢迎。1992年,俄罗斯的设计师推出了“暴风”鱼雷的出口型号——航程和速度大打折扣,但性能仍优于国外同类产品。

《焦点新闻外的俄罗斯》报道认为,“暴风”超高速鱼雷的改进潜力相当大。目前的版本射程相对较短,母船(潜艇)下潜深度有限,对手很容易避开打击。此外,高速航行的鱼雷产生的噪声使其很容易被检测到。最后,这种鱼雷还缺乏寻的制导系统。可以预见的是,所有这些因素都将成为发展“捕食者”鱼雷考虑的事项。毕竟,40年的技术积累足以让俄罗斯人赋予其新的性能。

2016年10月初,有俄罗斯军事分析人士指出,海军设计师们正在进行“捕食者”超空泡鱼雷的最后收尾工作,未来它们将取代“暴风”鱼雷。与“捕食者”鱼雷有关的性能参数目前高度保密,只知道其是由专门从事航空技术研究的电气仪表中央科学研究所研制。据报道,“捕食者”将不仅仅是一种鱼雷,为其提供动力的发动机与天上飞的导弹有着很多共同点,该新型鱼雷将大大强化俄罗斯海军的作战能力。但是有一件事是肯定的:就性能而言,“捕食者”将超越其前任“暴风”超空泡鱼雷。

超空泡鱼雷通过形成包裹鱼雷的气泡,降低雷体水下运行的阻力,能够达到极高的速度。俄罗斯“暴风”超空泡鱼雷航速已经达到200节,但其射程仅为13千米左右,且只能采取直线的方式打击水面舰船。为使超空泡鱼雷具备更好的作战效能,俄罗斯将投入2500万美元开发新的“捕食者”超空泡鱼雷。该雷将具在进一步提高航速和航程的基础上,实现自导能力。(窦豆)

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