超空泡：或将改变未来海战规则

超空泡：或将改变未来海战规则

发布时间： 2011-12-08  |  

http://www.stdaily.com 2011年12月08日 来源： 解放军报 作者：


(中国科技网)






http://www.stdaily.com/stdaily/content/2011-12/08/content_396564.htm

超空泡：或将改变未来海战规则

发布时间： 2011-12-08  |  

http://www.stdaily.com 2011年12月08日 来源： 解放军报 作者：


　美国超空泡舰船“幽灵”号 　俄罗斯“暴风”超空泡鱼雷结构图　美国试验潜艇“水下快车”　  前不久，美国朱丽叶舰船系统公司正式公开了之前被美海军专利局保密管理的“幽灵”号舰船，并发布了“幽灵”号的照片，这是迄今为止世界上第一艘对外公布的采用超空泡原理设计的舰船。它的外形有点类似巨型蝙蝠，船体前部由几块驾驶舱玻璃和折板错落有致地组合拼接，船头有一个微翘的“大鸭嘴”，两舷折叠护板斜插搭于海面。

　　朱丽叶舰船系统公司的设计者表示，该艇采用超空泡技术，可在水面上高速航行——最高速可达97千米/小时，具备雷达波隐身性能，并可携载鱼雷。美国高调公布“幽灵”号，使利用超空泡技术制造的武器再度引起人们的关注。

　　超空泡是一种奇特的物理现象，在超空泡中航行的物体所受阻力只有水中的1/900。超空泡技术应用于军事领域，将使舰船和水下兵器的速度实现几何级增长——

　　奇特的超空泡现象

　　说来挺有意思，最初水下武器或水下作战平台，如鱼雷、潜艇等，都曾遇到过“空泡”问题，且均产生过负面效应。

　　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。

　　美国海军曾经为舰艇设计了一种超空泡螺旋桨；这种超空泡螺旋桨的叶片表面完全被汽化的水分子所覆盖，推进效率大大提高，叶片的寿命也大大延长。

　　海军强国青睐超空泡

　　由于超空泡现象发生在水中，各种超空泡武器通常由一些海军强国率先研制，目前比较成功的超空泡武器项目是鱼雷、炮弹和水下火炮系统。　前苏联海军很早就研制出了“风雪”火箭动力推进的代号为“暴风”的超高速鱼雷，并装备部队。“暴风”超高速鱼雷水下速度已达到370公里/小时（约200节），是传统鱼雷的3倍多。其超空泡的发生机理：一是利用超高速自行产生，二是把鱼雷发动机的尾气引到前面放出。　

    美国也已经研制出一系列超空泡武器，如超空泡“动能”炮弹、“水下快车”超空泡潜艇和钻地弹等。由直升机装设的“超空泡”炮弹已接近实战应用阶段。这是一种由改型速射炮发射的平头炮弹，能在两种介质（空气和水）中平稳运行，具有先进的目标定位能力，可打击水面和水中的水雷。另据报道，美国国防高级研究计划局(DARPA)正在同造船商诺格公司一起开发一种潜艇，该种潜艇水下航行时速度非常高，能够达到100海里/小时。其核心技术也是超空泡。　

    超空泡技术也引起了其他海军强国的广泛青睐。法国的机载反水雷超空泡弹和德、美合作开发的超空泡鱼雷样机，也都已经进入试验阶段。

　　超空泡应用前景广阔

　　“幽灵”号的出现，只是超空泡技术的牛刀小试。随着相关技术的不断进步，超空泡将呈现出更加广阔的应用前景：它能够用于对付水雷、自导鱼雷、小型船舶、高速反舰导弹，甚至低空飞行的飞机和直升机，以及应用于小型超高速水面舰艇、能使整个航母战斗群失效的水下核导弹、以及用于潜艇战的中程无制导摧毁性武器。因此有专家认为，这些超空泡系统可能会大大改变海上作战模式。

　　在某些海军专家的描述中，大型隐身潜艇之间的对抗已经有点像空战，小型、近程的“水下战斗机”从巨大的“水下航母”起飞，彼此利用高速“水下子弹”进行射击；而超空泡武器更可能是对抗导弹防御系统的“撒手锏”——安装核弹头的远程多级超空泡鱼雷和导弹，能够在海洋水下快速航行数十海里接近目标，而空基或天基的任何防御手段对它们都无可奈何。

　　朱丽叶舰船系统公司公开的“幽灵”号在设计时就巧妙结合了飞机和船艇的相关特性，使其在艇体表面和水之间产生一个气体空腔，从而使船艇在航行时产生的摩擦阻力比在水中小900倍。“幽灵”号技术在有人\无人驾驶、水面\水下航行器方面都可以推广应用，其快速机动性和隐身性与常规舰艇相比，具有无可比拟的优势，如果投入使用，可以大幅减少海军对近海战斗舰的需求，释放大量的驱逐舰、巡洋舰资源。

　　当然，由于超空泡尚属于新技术，超空泡武器尚属于新概念武器，继续研发过程中需要克服的技术难点还有很多，如巨大的动能需求、有效灵活控制航行器，等等，特别是目前的相关研究和试验，只是在鱼雷和小艇等小型航行物上进行，如何能使超空泡长时间、全尺寸地包罩住大型舰艇，将是另一个更大的、有待攻克的难题。 (中国科技网)






http://www.stdaily.com/stdaily/content/2011-12/08/content_396564.htm