浅谈鱼雷燃料

来源:百度文库 编辑:超级军网 时间:2024/04/28 05:32:46


既然谈到鱼雷的燃料,诸位看官这里当然说的是热动力鱼雷了。
    热动力,OK!燃料燃烧起来产生热能,再转化为机械能,那位什么燃料燃烧会产生热能呢?燃料的组成又是什么呢?
    燃烧是剧烈氧化反应,氧化反应均为放热反应,所以会产生大量的热。既然是氧化反应,就必须有氧化剂和还原剂,燃料一般意义上指的是还原剂,在汽车、飞机和水面舰艇的发动机中,氧化剂直接就是氧气,所以不用担心氧化的问题,但是鱼雷不一样,作战环境是水下,没有氧气,所以它的氧化剂要自己携带,这就是鱼雷燃料的特点之一。
    一般而言,烧了能够产生热的燃料有烃类,典型的就是煤油和汽油;醇类,比如说甲醇和乙醇;含氮燃烧剂,什么胺类、苯胺、肼之类的。
    但鱼类有鱼雷的特殊要求,这年头鱼雷对航速和航程的要求都挺高的,所以鱼雷的燃料首先要有高热值,最好能够多带点,不过不能体积上带的太多,鱼雷就这么点东西装不下。怎样在体积有限的情况下带多一些燃料呢?这就要求燃料的密度最好大点,单位体积和单位质量能够产生尽可能多的热值,理论上这两种指标叫做质量热值和容积热值。
    不过,看官们注意啦!燃烧是有气体产物的!最好让鱼雷燃料燃烧的气体产物溶于水,不然燃烧的气体会形成航迹,打不着敌舰也就罢了(以为人家已经躲开了),暴露了自己才是真危险啊!对了,虽然不溶于水的气体是如此之可怕,我们还是要求鱼雷的燃料燃烧后要多产生气体——因为不管是活塞机还是燃气轮机都是指望气体做功的,做功少了,航速和航程哪来啊?
     好了,我们现在就来分析一下烃类、醇类和肼类作为鱼雷的燃料有什么优缺点。
     烃类:主要是煤油、汽油啦,汽车和飞机大多用的是这个。每千克煤油和每千克汽油燃烧产生的热值差不多一样(煤油46054kj 每千克,46473kj每千克),但是平均下来煤油的密度比汽油高10%~15%,对体积有限的鱼雷而言,携带同体积的煤油显然更划算。况且煤油不易挥发,比汽油安全。很多鱼雷的燃烧机就是煤油。
     同为烃类的萘烷和松节油一类虽然质量热值少了点,但是密度大,所以德国人曾经用萘烷作为鱼雷的燃料。
     不过众看官注意了:烃类是碳氢化合物,也就是说没有氧,所以氧化剂得带的多一些,比如说苏联的53—68鱼雷的燃料用的就是煤油加过氧化氢(过氧化氢哦!老毛子真猛啊!不怕死!一样猛的还有瑞典人,他们的TP系列鱼雷加的都是过氧化氢),至于过氧化氢的危险性,我们在下面就会提到。
     相对于烃类这种单纯的碳氢化合物,醇类(就是酒精一类的)的优势就是含有可以形成氧化剂的氧元素,可少带些氧化剂,所以,本身燃烧值并不高的醇类燃烧机从推进剂整体的角度来讲热值并不低,所以瑞典人喜欢用过氧化氢加酒精作为鱼雷的燃料。
     含氮燃烧剂?鱼类燃料?还是算了吧,这个东西有剧毒,像胺类、苯胺、肼之类的,剧毒,价格上又太贵,哪个国家海军用这个大概脑子就是抽风了。但话又说回来,许多导弹、飞船都在用这个,这是为什么呢?那是因为这类燃烧剂中的某些物质与氧化剂接触后能自行燃烧,不需要点火装置,可作为启动时的燃烧剂使用。
     正如前面所说的,鱼雷因为其特殊的环境,所以推进剂不仅要有燃烧剂还要有氧化剂。
     一开始人们想到的是带上空气,简单又便宜,还又安全,但随着鱼雷对航速、航程、隐蔽性要求的提高,空气马上就不行了,原因很简单:空气中氧气只有21%,79%都是氮气,没用还又不溶于水。
     纯氧的优点相对于空气是显而易见的,但问题意是:纯氧与有机物接触会产生爆炸,当年各个国家开发氧气鱼雷时没少死人,不过日本人做成了,93氧气鱼雷,射程比其他国家的鱼雷高出一倍。
     过氧化氢,优点很突出,分解产生高热还产生氧气,没有燃烧剂照样燃烧,可问题是这种东西非常不稳定,外界稍有变化就会爆炸,库尔斯克号的沉没据说就是因为这个。
     硝酸,可以,不过腐蚀性猛了点。
     现在多用奥托2,今天先到这,至于现代鱼雷用的奥托2或者是奥托2加hap我们以后再聊。

既然谈到鱼雷的燃料,诸位看官这里当然说的是热动力鱼雷了。
    热动力,OK!燃料燃烧起来产生热能,再转化为机械能,那位什么燃料燃烧会产生热能呢?燃料的组成又是什么呢?
    燃烧是剧烈氧化反应,氧化反应均为放热反应,所以会产生大量的热。既然是氧化反应,就必须有氧化剂和还原剂,燃料一般意义上指的是还原剂,在汽车、飞机和水面舰艇的发动机中,氧化剂直接就是氧气,所以不用担心氧化的问题,但是鱼雷不一样,作战环境是水下,没有氧气,所以它的氧化剂要自己携带,这就是鱼雷燃料的特点之一。
    一般而言,烧了能够产生热的燃料有烃类,典型的就是煤油和汽油;醇类,比如说甲醇和乙醇;含氮燃烧剂,什么胺类、苯胺、肼之类的。
    但鱼类有鱼雷的特殊要求,这年头鱼雷对航速和航程的要求都挺高的,所以鱼雷的燃料首先要有高热值,最好能够多带点,不过不能体积上带的太多,鱼雷就这么点东西装不下。怎样在体积有限的情况下带多一些燃料呢?这就要求燃料的密度最好大点,单位体积和单位质量能够产生尽可能多的热值,理论上这两种指标叫做质量热值和容积热值。
    不过,看官们注意啦!燃烧是有气体产物的!最好让鱼雷燃料燃烧的气体产物溶于水,不然燃烧的气体会形成航迹,打不着敌舰也就罢了(以为人家已经躲开了),暴露了自己才是真危险啊!对了,虽然不溶于水的气体是如此之可怕,我们还是要求鱼雷的燃料燃烧后要多产生气体——因为不管是活塞机还是燃气轮机都是指望气体做功的,做功少了,航速和航程哪来啊?
     好了,我们现在就来分析一下烃类、醇类和肼类作为鱼雷的燃料有什么优缺点。
     烃类:主要是煤油、汽油啦,汽车和飞机大多用的是这个。每千克煤油和每千克汽油燃烧产生的热值差不多一样(煤油46054kj 每千克,46473kj每千克),但是平均下来煤油的密度比汽油高10%~15%,对体积有限的鱼雷而言,携带同体积的煤油显然更划算。况且煤油不易挥发,比汽油安全。很多鱼雷的燃烧机就是煤油。
     同为烃类的萘烷和松节油一类虽然质量热值少了点,但是密度大,所以德国人曾经用萘烷作为鱼雷的燃料。
     不过众看官注意了:烃类是碳氢化合物,也就是说没有氧,所以氧化剂得带的多一些,比如说苏联的53—68鱼雷的燃料用的就是煤油加过氧化氢(过氧化氢哦!老毛子真猛啊!不怕死!一样猛的还有瑞典人,他们的TP系列鱼雷加的都是过氧化氢),至于过氧化氢的危险性,我们在下面就会提到。
     相对于烃类这种单纯的碳氢化合物,醇类(就是酒精一类的)的优势就是含有可以形成氧化剂的氧元素,可少带些氧化剂,所以,本身燃烧值并不高的醇类燃烧机从推进剂整体的角度来讲热值并不低,所以瑞典人喜欢用过氧化氢加酒精作为鱼雷的燃料。
     含氮燃烧剂?鱼类燃料?还是算了吧,这个东西有剧毒,像胺类、苯胺、肼之类的,剧毒,价格上又太贵,哪个国家海军用这个大概脑子就是抽风了。但话又说回来,许多导弹、飞船都在用这个,这是为什么呢?那是因为这类燃烧剂中的某些物质与氧化剂接触后能自行燃烧,不需要点火装置,可作为启动时的燃烧剂使用。
     正如前面所说的,鱼雷因为其特殊的环境,所以推进剂不仅要有燃烧剂还要有氧化剂。
     一开始人们想到的是带上空气,简单又便宜,还又安全,但随着鱼雷对航速、航程、隐蔽性要求的提高,空气马上就不行了,原因很简单:空气中氧气只有21%,79%都是氮气,没用还又不溶于水。
     纯氧的优点相对于空气是显而易见的,但问题意是:纯氧与有机物接触会产生爆炸,当年各个国家开发氧气鱼雷时没少死人,不过日本人做成了,93氧气鱼雷,射程比其他国家的鱼雷高出一倍。
     过氧化氢,优点很突出,分解产生高热还产生氧气,没有燃烧剂照样燃烧,可问题是这种东西非常不稳定,外界稍有变化就会爆炸,库尔斯克号的沉没据说就是因为这个。
     硝酸,可以,不过腐蚀性猛了点。
     现在多用奥托2,今天先到这,至于现代鱼雷用的奥托2或者是奥托2加hap我们以后再聊。
没啥好谈的  中国最先进的鱼雷是美国80年代的仿制品  可见差距在25年左右!!算是落后的吧!!
既然谈到鱼类的燃料,诸位看官这里当然说的是热动力鱼雷了。
相对于烃类这种单纯的碳氢化合物,醇类(就是酒精一类的)的优势就是含有可以形成氧化剂的氧元素,可少带些氧化剂,所以,本身燃烧值并不高的醇类燃烧机从推进剂整体的角度来讲热值并不低,所以瑞典人喜欢用过氧化氢加酒精作为鱼雷的燃料


谢谢科普,不过你这一段话说的有问题,醇虽然含有氧,但那个氧是绝对不会成为氧化剂的,就像水含有氧而不能做氧化剂一样。乙醇C2H5OH,如果能把OH里面的O去掉就是乙烷,热值就要比酒精高,类似于你把水电解了,打开氢氧建,H2就是高能燃料一样。 酒精比乙醇的好处就是它是液态的,不用压缩存储。
TG的鱼雷和导弹项目比是差了点。
3#楼的
理论很强大啊!
乙醇里面含氧元素,可以减少燃烧时耗氧量;高中化学学过么?
“酒精比乙醇的好处就是它是液态的,不用压缩存储。”你整个酒精和乙醇恐怕不是地球这个位面上的吧?;funk
威力巨大之93式酸素鱼雷,忽忽。。。貌似能稳定航行的是30%还是40%来着?
听说鱼雷是一种很贵的东西。中

中国除了80年代仿制意大利的白头轻型鱼雷,我们还有什么好东西,毛子的?
小日本在二战时搞过液氧鱼雷.
一直存在疑问呢,究竟什么是奥托2燃料呢?
鱼雷应该用电力驱动
鱼雷是海军重要的反潜、反舰水中兵器,鱼雷技术的发展水平也是衡量各国海军现代化程度的重要标志。
  鱼雷的推进动力形式主要有热动力和电动力两大类。电动鱼雷的能源是动力电池,为了提高电动鱼雷的整体战
  术技术性能,当今世界上具有先进技术的鱼雷生产国都对鱼雷动力电池进行了深入而广泛的研究。这其中既有
  对传统动力电池的改进,又有对新型动力电池的开发。下面具体介绍一下各种鱼雷动力电池的特点、性能及其
  发展趋势。
    铅酸蓄电池
    自1895年铅酸蓄电池问世以来,已有100多年的历史。经过不断地研究和改进,铅酸蓄电池用于鱼雷动力
  也有50多年的历史,世界上第一条电动鱼雷就是使用YL210型短时放电的铅酸蓄电池组,其容量为105安时,
  电流800安,电压90伏。电动鱼雷在二战中的实战应用,促进了电动鱼雷及其动力源的迅速发展。
    铅酸蓄电池的主要优点是电动势较高,内阻小,能承受大电流放电,使用温度范围宽,原料丰富,价格较
  低;主要缺点是循环寿命不很长,比能量不高,不易密闭,充电时有酸雾逸出等。
    鱼雷动力铅酸蓄电池的性能也在不断改进和完善,这集中体现在比能量的不断提高上。从二战到现在,铅
  酸蓄电池的比能量提高了一倍,达到20瓦时/千克,应用这种电池可使鱼雷以36节的速度航行6000米。我国的
  鱼—4甲、鱼—4乙型鱼雷就是以铅酸蓄电池为动力的。由于受到蓄电池原理性能的限制,动力铅酸蓄电池的比
  能已不可能有更大幅度的提高。
    银锌电池
    银锌电池也是化学电源中出现较早的电池系列之一。按热力学计算,银锌电池的比能量和电动势都较高
  (比能可达60瓦时/千克)。但是,由于存在一些技术难点,直到本世纪50年代银锌电池才开始用于鱼雷动力。
  高能量电池的使用,使鱼雷的战术性能有了很大提高。目前,很多型号的鱼雷都使用银锌电池作动力,如法国
  的L5型鱼雷、英国的“虎鱼”型鱼雷、意大利A—184型鱼雷和中国的鱼—3、鱼—3甲鱼雷。
    根据战斗射击和日常训练的不同要求,将银锌电池制成一次电池和蓄电池两种结构,前者用于战雷,后者
  用于操雷。银锌一次电池的电极和电解液在储存期间不直接接触,因而能较长时间保存而不失效。鱼雷发射时,
  将电解液急速注入,使电池“激活”,在极短时间内产生所需要的电能。与银锌蓄电池相比,一次电池的结
  构要复杂很多,因为一次电池要专门配备电解液储存和激活系统。
    海水电池
    海水电池是在二战期间由美国贝尔实验室设计、由通用电气公司进行工程发展而制成鱼雷电池组的。海水
  电池属于镁—氯化银系列电池。
    海水电池属一次性激活电池,其性能特点为:电池储存寿命长,可达5年;比能量高,可达88瓦时/千克;
  放电电压平稳,安全可靠;激活速度快,激活时间仅为2秒(银锌电池为10秒);结构复杂,造价昂贵,且电池
  性能易受海水温度、盐度的影响。
    世界上以海水电池作动力的鱼雷型号也不少,具有代表性的是美国MK45F鱼雷、英国“甫鱼”鱼雷、意大
  利A244鱼雷等。
    锂—亚硫酰氯电池
    锂电池是以金属锂为负极的化学电源系列的总称,是新型的高电压、高比能一次电池。经过对锂系列各种
  电池的性能比较,发现锂亚硫酰氯(Li/SOCL2)电池的性能在适用鱼雷动力方面是非常突出的。
    锂—亚硫酰氯电池是一种非水无机电解质电池,锂是负极,亚硫酰氯电池中既作正极又作电解液,在常温
  下亚硫酰氯为液态。
    锂—亚硫酰氯电池具有许多适用于鱼雷推进动力电源的特性,如比能高(200瓦时/千克以上)、工作电压高
  (单体电压约3伏)、可以高速放电、储存寿命长、放电电压平稳、工作温度范围宽(-40℃~+50℃)以及不消
  耗白银等。
    作为鱼雷动力电源的锂—亚硫酰氯电池的研制始于70年代中期。优越的理论性能吸引各国投入大量人力物
  力,希望尽快实现该电池技术的实用化。但是,由于锂金属活性极强,在高功率电池反应中能短时大量放热,
  引起电池局部高温、高压,最终可能导致燃烧和爆炸,这一严重的安全问题阻碍了锂—亚硫酰氯鱼雷动力电池
  的研制进程。目前,研究人员已提出各种方案来降低反应热并加快热扩散。一旦安全问题得到解决,锂—亚硫
  酰氯电池的推广应用将会带动鱼雷动力性能的全面提高。
    其它电池
    镉—镍电池
    该电池以金属镉为负极,氧化镍为正极,氢氧化钾溶液为电解液。镉镍蓄电池的突出优点是有极好的充
  放电循环性能,可以重复工作40次,循环次数是铅酸电池的两倍,是银锌电池的七倍;另外,镉镍电池还具
  有放电电压平稳,耐过充电和过放电,机械强度高,低温性能好,便于使用维护和电池寿命长等优点。不足之
  处是单体电池电压、比能和效率均较低,从而限制了鱼雷的航速和航程。以镉—镍电池为动力源的鱼雷型号中
  比较典型的是法国L3—1型鱼雷,该雷长4.30米,最大潜深300米,航速25节,航程5500米。
    锌—氧电池
    该电池正极活性物质为空气中的氧气,负极是金属锌,电解液是氢氧化钾或氢氧化钠溶液。锌—氧电池用
  于鱼雷电源的研究始于70年代初。由于低温碱性燃料电池的发展,出现了重量轻、电流密度高的氧电池,可以
  高速放电,使其有可能适合于鱼雷推进。锌—氧电池的主要缺点是在鱼雷内部密封环境下需要携带整套复杂的
  供氧设备,从而使电池体系庞大。另外,还有散热和消氢问题。锌—氧电池的优点是造价低,适宜于大量生产。
  美国已研制了氧—金属电池辅助系统组合件,这可能是为鱼雷动力锌氧电池的配套所做的研究工作。
    铝—氧化银电池
    该电池是70年代中期由美国首先研制的一种高能堆式电池。该电池以铝为负极,以氧化银为正极,以溶解
  有氢氧化钾的流动海水为电解液。该电池的主要优点是比能高(180~200瓦时/千克),电池电压高(工作电压
  1.6伏),体积特性好,电流密度大,析氢量低,消耗白银量少,可长期储存等。缺点是需要复杂的辅助循环系
  统和初始电解液混和及浓度保持装置。目前,美、俄、日、法等在铝氧化银鱼雷动力电池的研制应用上处于
  领先水平。法国小型“海鳝”鱼雷采用该电池作动力,雷速达50~53节,航程近万米。据报道法意联合研制的
  MU90鱼雷也是采用铝氧化银动力电池。
    锌—镍电池
    该电池以锌为负极,氧化镍为正极,氢氧化钾溶液为电解液。锌镍电池是由银锌电池的锌电极和镉镍电池
  的镍电极结合而成,目的在于寻求利用锌负极的能量优势和获得镉镍电池的长寿命特性。锌镍电池的优点是
  具有较高的比能和比功率(比铅酸电池高,低于银锌电池),较好的低温特性,较宽的温度范围,中等的循环寿
  命(介于银锌电池和镉镍电池之间),较低的电池成本等。
我国在上世纪买了一批美国鱼雷,后来搞出来国产的鱼5鱼6,用的都是奥托燃料,应该说我国鱼雷的动力水平属先进行列但算不上顶级。电动鱼雷方面则与先进水平差距较大,速度还停留在40节上
对哦,印象里好像一枚鱼雷的价格不是一枚反舰导弹可比的……
鱼雷可不可以象“Tow”导弹的有线制导那样,尾巴上拖根长电线和母舰相连,由母舰经电线供电航行啊?
显然不行,现在的导线是用来双向传递信息的,很细,如果供电那得加粗,鱼雷肯定带不了多少,潜艇得带上很多线圈,还没考虑泡在水里的问题。
再则就是鱼雷并不全程使用线异,雷载声纳发现目标进入自导后就会切断导线进行大机动动作,导线供电将严重影响鱼雷机动。
dirtyfan 发表于 2009-7-11 20:03
线导鱼雷倒是很多,一般来说比自导命中还要高,不过这线只是控制的,不是供电的。
lz赶紧把错别字改了,好像有个版主最近在砍人。
kgb1059 发表于 2009-7-10 21:11
我记得乙醇里的氧元素不参与氧化反应吧?
ardleyong 发表于 2009-7-11 22:45
一个乙烷C2H6分子燃烧需要7个氧原子
一个乙醇C2H5OH分子燃烧只需要6个氧原子
况且乙醇是液体,不需要像气体燃料那样高压存储;乙烷液化可不像丁烷那么容易