为什么超空泡鱼雷要在水中点火

鱼雷在水中航行时遇到的阻力非常大,推进时所需的能量与航速的立方成正比,也就是说,要使鱼雷航速提高2倍,则需要增加8倍的能量。因此靠提高推力来提升速度是很困难的。那么能否在降低阻力上做一些文章呢?

火箭发动机
“暴风雪”鱼雷 空泡发生器 超空泡效应示意图。可见超空泡状态下物体与水的接触面积很小

科学家发现,当物体在水中快速运动时,会在运动物体的后方产生“空泡”,这是因为那里的压力降到了水的饱和蒸汽压以下,引起局部的水沸腾产生气泡。一般情况下,空泡产生以后会很快破裂,从而发出很大的噪声,并对那里的物体表面造成很大的损伤,使金属表面形成凹陷和腐蚀,如螺旋桨空泡,通常在设计中要尽量避免产生。那么,如果能产生一个大得能把整个运动物体包裹的“超空泡”会怎样呢?水的阻力就变成了空气阻力,阻力将减少很多。研究表明,当物体在水中的速度超过50米/秒时,就会形成“超空泡”。在超空泡状态下,物体与水的接触面积被缩小到最低限度,水的阻力明显降低。利用这个原理,人们设计出了超空泡鱼雷。它的头部装有圆形或者椭圆形平盘状的空泡发生器,其后便是几个环状通气管。鱼雷发射后,火箭在水中点火,将鱼雷加速至超空泡速度。空泡发生器产生局部气泡,然后由通气管将火箭排出的气体注入空泡,使之膨胀成为超空泡。此后,由主火箭发动机点火,推动鱼雷以高速运行。

俄罗斯的“暴风雪”鱼雷就是这样的一款“水中火箭”,从发射管中发射时,鱼雷的离管速度为50节,不久后,液体燃料火箭发动机点火,将速度提高到200节。鱼雷尾部中间的圆形开口是火箭发动机的喷口,而在尾部四周上下左右4个方向上各有一对圆管,它们是制导鳍。若要改变航行方向,可以收缩、加长相应方向上的制导鳍。如果需要快速转向,则还可以利用锥形头部上的推板,改变包围鱼雷的超空泡的形状。其速度最高可达到200节以上。一旦它逼近目标,由于速度太快,目标很难通过机动的方式避开。不过,超空泡鱼雷虽然速度快,但航程太短、制导困难,因此未得到广泛应用。

发表评论

电子邮件地址不会被公开。 必填项已用*标注

评论审核已启用。您的评论可能需要一段时间后才能被显示。

跳至工具栏