浅谈大型热动力鱼雷的推进剂续篇:关于奥托燃料的一些 ( ...

来源:百度文库 编辑:超级军网 时间:2024/04/29 01:24:16
文章是我的一位朋友写的
他是一名普通的大学生
他热爱着脚下的这块土地
热爱着工程技术
文章是他通过查阅大量资料完成的
或许有不准确之处
但却是每个字都浸透了汗水
我和他都来自中北大学(前华北工学院)
祝母校越来越好


上篇扯了这么多,说到底还得把这些燃料装进鱼雷里然后烧掉,咱们现在继续,就从燃料装进鱼雷说开去。

前面已经提到了,鱼雷燃料的不同之处就是在于它不仅要有燃烧剂还要自备氧化剂,好,问题这就来了:往鱼雷里加注燃料的时候是把氧化剂和还原剂装在一起(当然,是成一定比例的)加注在一个容器里还是分开装等燃烧时再分别以不同的速度按一定的比例往燃烧室灌呢?

显然,前者更方便些,因为其燃料都在一个容器里所以被人们叫做“单组元推进剂”,但因为种种原因,采用第二种存储方法的鱼雷是存在的(虽然比较麻烦,但也有它的好处,咱们下文再聊),因为装在两个容器里所以被人们称为“双组元推进剂”。有的鱼雷一开始采用双组元推进剂,但后来发现这个燃烧室温度太高,材料受不了,用海水从外面冷却又会导致热效率下降,于是又在加注系统中装了一个容器,专门往燃烧室喷冷却水,OK,这就是三个容器三个部分燃料了,于是这叫做“三组元燃料”。

典型的单组原燃料是被人们也称之为“固体推进剂”的火药,比如双基药和复合药之类的,因为鄙人是个懒鬼,所以也懒得说,这里住要说的是另一种主要的单组元燃料——Otto fuel II,所谓的Otto fuel II就是1,2丙二醇二硝酸酯(占76%),邻硝基二苯胺(0.5%)和葵二酸二丁酯(23.5%)的混合物。

学过高中化学就会发现:“醇”——燃烧剂有了,“硝酸”、“硝基”——氧化剂有了。OK,这就有作为鱼雷燃料的基础了,而且热值比较高。更妙的是这玩意密度大,虽不敢说是没毒,但比许多燃料让人放心多了。

且慢——这些东西固推的双基药和复合药都具备,为啥要用它?那是因为Otto fuel II是液体,要用的话直接用泵往燃烧室里灌就可以了,如果燃烧突然变速可以调节就摆平了,而固推碰上这种事就比较麻烦了,至于浇注的工艺性之类的问题就更不存在了。最重要的是,Otto fuel II很安全,子弹打都不炸,保质期一般是7——9年,所以Otto fuel II流行有年头是有一定的道理的。

不过还是应了“事物都有其两面性那句话”,Otto fuel II很大的缺点就是氧化剂不够用——硝基的氧化能力不够。于是人们想到了双组元燃料——加高氯酸胫胺,高氯酸哦,氧化能力相当强的哦。但问题随之出现了——燃烧室太热,材料受不了,用海水从外面冷却又会导致热效率下降,于是又在加注系统中装了一个容器,专门往燃烧室喷冷却水,这样,燃气加上水蒸气就成了后面涡轮机的工质。这,就是人们所说的HAP三组元燃料。

顺便提一句,Otto fuel II首次服役是1966年美国海军的Mk46—1鱼雷,当年中国与西方的蜜月期时美国向我们出口了Mk46—1,我们仿造出了鱼—7,藉此掌握了Otto fuel II。据西北工业大学的教材讲我国新型鱼雷已经用上了HAP,我想应该是鱼—7吧。

鱼雷这玩意是潜艇部队和反潜部队的战斗力支柱之一,其技术复杂程度远高于一般的战术导弹,却很少有人关注…文章是我的一位朋友写的
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文章是他通过查阅大量资料完成的
或许有不准确之处
但却是每个字都浸透了汗水
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上篇扯了这么多,说到底还得把这些燃料装进鱼雷里然后烧掉,咱们现在继续,就从燃料装进鱼雷说开去。

前面已经提到了,鱼雷燃料的不同之处就是在于它不仅要有燃烧剂还要自备氧化剂,好,问题这就来了:往鱼雷里加注燃料的时候是把氧化剂和还原剂装在一起(当然,是成一定比例的)加注在一个容器里还是分开装等燃烧时再分别以不同的速度按一定的比例往燃烧室灌呢?

显然,前者更方便些,因为其燃料都在一个容器里所以被人们叫做“单组元推进剂”,但因为种种原因,采用第二种存储方法的鱼雷是存在的(虽然比较麻烦,但也有它的好处,咱们下文再聊),因为装在两个容器里所以被人们称为“双组元推进剂”。有的鱼雷一开始采用双组元推进剂,但后来发现这个燃烧室温度太高,材料受不了,用海水从外面冷却又会导致热效率下降,于是又在加注系统中装了一个容器,专门往燃烧室喷冷却水,OK,这就是三个容器三个部分燃料了,于是这叫做“三组元燃料”。

典型的单组原燃料是被人们也称之为“固体推进剂”的火药,比如双基药和复合药之类的,因为鄙人是个懒鬼,所以也懒得说,这里住要说的是另一种主要的单组元燃料——Otto fuel II,所谓的Otto fuel II就是1,2丙二醇二硝酸酯(占76%),邻硝基二苯胺(0.5%)和葵二酸二丁酯(23.5%)的混合物。

学过高中化学就会发现:“醇”——燃烧剂有了,“硝酸”、“硝基”——氧化剂有了。OK,这就有作为鱼雷燃料的基础了,而且热值比较高。更妙的是这玩意密度大,虽不敢说是没毒,但比许多燃料让人放心多了。

且慢——这些东西固推的双基药和复合药都具备,为啥要用它?那是因为Otto fuel II是液体,要用的话直接用泵往燃烧室里灌就可以了,如果燃烧突然变速可以调节就摆平了,而固推碰上这种事就比较麻烦了,至于浇注的工艺性之类的问题就更不存在了。最重要的是,Otto fuel II很安全,子弹打都不炸,保质期一般是7——9年,所以Otto fuel II流行有年头是有一定的道理的。

不过还是应了“事物都有其两面性那句话”,Otto fuel II很大的缺点就是氧化剂不够用——硝基的氧化能力不够。于是人们想到了双组元燃料——加高氯酸胫胺,高氯酸哦,氧化能力相当强的哦。但问题随之出现了——燃烧室太热,材料受不了,用海水从外面冷却又会导致热效率下降,于是又在加注系统中装了一个容器,专门往燃烧室喷冷却水,这样,燃气加上水蒸气就成了后面涡轮机的工质。这,就是人们所说的HAP三组元燃料。

顺便提一句,Otto fuel II首次服役是1966年美国海军的Mk46—1鱼雷,当年中国与西方的蜜月期时美国向我们出口了Mk46—1,我们仿造出了鱼—7,藉此掌握了Otto fuel II。据西北工业大学的教材讲我国新型鱼雷已经用上了HAP,我想应该是鱼—7吧。

鱼雷这玩意是潜艇部队和反潜部队的战斗力支柱之一,其技术复杂程度远高于一般的战术导弹,却很少有人关注…


文章是我的一位朋友写的
他是一名普通的大学生
他热爱着脚下的这块土地
热爱着工程技术
文章是他通过查阅大量资料完成的
或许有不准确之处
但却是每个字都浸透了汗水
我和他都来自中北大学(前华北工学院)
祝母校越来越好



浅谈鱼雷的推进剂(原创)
    既然谈到鱼雷的燃料,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我们以后再说。NewsMedia_102535.jpg

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但却是每个字都浸透了汗水
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浅谈鱼雷的推进剂(原创)
    既然谈到鱼雷的燃料,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我们以后再说。NewsMedia_102535.jpg
好 鼓励科普
MK-48 ADCAP
那样水准的智能化大型热动力鱼雷
是只有美国那样的工业基础
才可已完成的神作
我们现在还差距甚远
:D奥托,,,我们也山寨了,,,自豪下,,,
艾娜娜 发表于 2009-10-4 12:38
没有花旗国友情赠送的资料,还不知道山寨到何年何月呢[:a12:]
鼓励科普 ,顶一个!
学习了!!
西工大牛逼啊!当年一念之差,没敢报....唉....
插句走题的,引进的是MK46-2吧
到底是这个专业的,拜读了哦,顶下懒人洞洞妖原创!
学习了!!
9# 波波仙人


传言是南海捞了美军一颗故障雷,蜜月期美国又给了些资料,不过至多是MK46—1

9# 波波仙人


传言是南海捞了美军一颗故障雷,蜜月期美国又给了些资料,不过至多是MK46—1
蚂蚁2293 发表于 2009-10-4 21:50

捡到的是1型,仿制由此开始,不过买到的是2型,并据此完善了仿制型,国内的热动力鱼雷就这样起步的吧
9# 波波仙人


传言是南海捞了美军一颗故障雷,蜜月期美国又给了些资料,不过至多是MK46—1
蚂蚁2293 发表于 2009-10-4 21:50

捡到的是1型,仿制由此开始,不过买到的是2型,并据此完善了仿制型,国内的热动力鱼雷就这样起步的吧
如果过氧化氢就算不安全的话
高氯酸盐显然是更不安全的东西…………
如果过氧化氢就算不安全的话
高氯酸盐显然是更不安全的东西…………
奥托不是那么和善的

某国试制时曾经出过轰平车间的事故[:a12:]
一点都不明白学习吧
我是说我要好好学习。鱼雷了解的太少了
拣到那个段子不知道是不是真的
挺搞的
东仪路上的那个前段时间不是搞出个新家伙
当年十字军的液体发射药最早用的就是奥托,这玩意也不会是很安全的主…………
学习了啊!
美好的科普贴!顶个!坐等更新啊!
美国人厉害就在于可以利用西方发达国家的资源!所谓所有武器所有零件都是自己造的反而是一个被孤立后无奈的选择 !美国很多东西还像日本买呢就是利用好人家人才科技资源!!这就是强国  所以所有武器和零件自己生产你们不应该产生优越感!!
中国的鱼雷可是实打实的和美国有20年以上的差距!没是么可兴奋 那个鱼6 美国人70年代就可以造了!!
鱼雷。。。。。关注少的原因之一就是差距比较明显。。。。。
世界上能独立造鱼雷的国家貌似也没几个
学习
鱼雷,看似又蠢又沉又笨的圆嘟嘟的大块头,远没有飞航式导弹那么光鲜和吸引眼球。其实,肚子里有货啊。
学习了
现代战争中, 鱼雷有多少用途? 有什么战绩? 近30年没有什么业绩了吧。除了潜艇用用,谁还用啊。
31# headbox


君不见三十年来有几场像样的海战。顺便提醒一下,往前翻30年内被击沉的最大吨位的战斗舰艇,就是阿根廷的那艘巡洋舰,是torpedo的杰作
好像鱼雷燃料还有金属锂和六氟化硫吧MD的MK50的燃料
好文 学习了
33# pkz688


对,这是最新的,现在在研究金属燃料
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”
醇类的耗氧量相对低,和氧化剂一起的总热值不见得低,这结论是对的,可这和燃料含氧有什么关系?
当年的中美蜜月,MK46
总而言之,能造鱼雷的比能造导弹的少,谢谢楼主科普。
DasUboot 发表于 2009-10-10 00:38
这种说法实在是太不科学了,醇类是有羟基与一个饱和的,sp3杂化的碳原子相连,与烃基相连的才叫醇,与苯环相连就是酚了。
16# ladon
那里的