中國魚雷世界頂尖 一枚就能擊沉美國航母
原標題:中國魚雷世界頂尖 一枚就能擊沉美國航母
如今,稍有技術底子的國家便可以研製導彈,有能力製造潛艇的國家也有將近二十個,而具備自主設計和製造現代魚雷的國家卻絕不超過兩手之數,可以說,現代魚雷是海軍軍事技術中最難研發的技術之一。
值得驕傲的是,中國恰恰是能夠獨立研發和生產魚雷的國家之一。今天我們就來介紹一款中國魚雷——魚-10,它是中國魚雷技術的集大成者,其技術指標已經邁入了全球最頂尖之列。
(現代戰爭中,魚雷依舊需要擔負反潛的重責)
(一)動力和導引是現代魚雷的核心技術
對於潛艇戰,大部分人的認知仍舊停留在德國二戰潛艇題材的電影:隨著艇長一聲令下,魚雷發射並在可見距離內命中目標爆炸。
其實,經過數十年的發展,現代魚雷已經具備了大航程、高度追蹤化等特性,甚至可以「發射後不管」,幾乎相當於是一個自帶戰鬥部的小型無人潛艇了。
不過,無論多先進的魚雷,從原理上基本都可以拆分為四個部分,分別是最前端的導引頭,中間的戰鬥部,及中末端的燃料段和推進段。
(無論多先進的魚雷,結構基本上都是類似的)
1、導引頭「遙控+自導」,提高命中概率
成功找到並擊中目標是魚雷的最終目的,只有準確導引才能保證魚雷擁有較高的命中概率。
在魚雷制導技術方面,傳統的直航式魚雷已被逐步淘汰,目前較為先進的魚雷基本都採用「遙控+自導」的方式。自導裝置目前多為聲自導,有主動式、被動式和主被動聯合式,新型魚雷多採用聯合式。
2、戰鬥部爆炸瞬間威力巨大,可輕易擊穿艦艇裝甲
魚雷之所以長盛不衰,其中很重要的一個原因就是其攻擊特點帶來的大威力。
現代艦艇為了提高運載量和保證自身的戰場生存性,在材料選擇和船體結構設計方面做了大量的研究工作,水下部位一般設計2~5層保護間隔,而在要害部位更採用了高強度裝甲材料進行保護。
所以,如果想有效打擊大中型水面艦艇和潛艇,必須讓攻擊武器具有強大的爆破威力,在這方面,魚雷相較於其它水面爆破的武器就具有明顯的優勢。
魚雷多在水下爆炸,而由於水的密度是空氣的800倍,而壓縮性卻只有空氣的1/2500,是傳遞爆炸能量的良好導體,故魚雷的毀傷威力遠大於空氣中的爆炸。
魚雷戰鬥部在水中爆炸瞬間,可形成數萬個大氣壓的壓強和高達幾千度的高溫瓦斯,產生的衝擊波以6000~7000米/秒的速度迅速膨脹,如此強大的能量可輕易擊穿艦艇水下部分的重點防護位置。
(魚雷擊中艦船)
3、燃料和推進段,一起為魚雷提供動力保障
從原理上來說,魚雷動力系統可以分為熱動力和電動力兩種。
當前世界主流國家的海軍主力艦都逐漸開始使用燃氣輪機作為動力,其優勢在於用較短的反應時間就能夠使艦艇達到最高航速。而為了有效攻擊此類目標,魚雷的航速至少是目標艦艇速度的1.5倍。
中國魚-10的航速就達到了50節,並擁有不低於50公里的動力航程,屬於熱驅動型魚雷。
魚雷的戰鬥部所用的高性能炸藥在水裡的效果極佳,這使得其很難被正面防禦,所以限制魚雷性能的關鍵在於導航和動力系統,如果魚雷受到干擾或者動力射程不足,那麼它就無法命中目標,空有一身威力而無法發揮。
中國的新一代潛射重型魚雷——魚-10在魚雷頭部的複合制導和推進模塊性能上取得了跨越性的進步,這使得它的綜合性能達到了與其他世界最先進魚雷比肩的地步。
(二)光纖制導+尾流探測,精準鎖定對手
(中國魚雷族譜)
1、高速光纖遠程制導確定大致方位
魚-10之所以受到關注,很重要的原因之一就是遠程控制上採用了高速光纖制導。
由於先進的光纖制導技術,魚-10已經能夠達到被即時控制的程度,可以有效接收發射平台傳遞的信息,即時調整軌跡,以達到優化航路、保持隱蔽的目的。
(光纖通訊模式)
2、尾流探測技術終結對手
在航行至目標大致區域後,魚雷會開啟末端制導方式,尋找目標所在的具體位置。
一般而言魚雷的末端制導方式分為聲吶探測技術和尾流探測技術,前者由於作用距離不大而被逐漸淘汰,以魚-10為代表的先進魚雷已經開始採用綜合的尾流探測方式進行末端制導。
在這方面中國的技術處於領先之列,據相關論文介紹,魚-10的末端探測距離大約與美國MK48mod7相當。
(艦船各區域的尾流示意圖及依靠尾流判斷艦船位置的魚雷)
(三)強勁動力系統,小小魚雷蘊含大大能量
航程和航速是魚雷最重要的兩個性能指標。作為一款重型熱動力魚雷,魚-10應用了先進的閉合循環熱機系統和高能量密度的推進劑,這在保證航程、航速下,同時還提高了隱蔽性。
1、先進的三組元燃料,熱動力魚雷能量密度最高的燃料
熱機的燃燒不僅僅需要足夠的燃料,還有相應的氧化劑。
而魚雷主要在水下工作,沒有氧氣可供使用,它不僅要有燃料還要自備氧化劑。因此,其工作原理更類似於大氣層外的火箭(中國魚雷推進劑與火箭推進劑也有很深的技術淵源)。
與火箭類似,魚雷也出現了兩種不同的安置方式——一種是將燃料和氧化劑同時加註在一個容器里;另一種則是分開加註,在燃燒時按照比例添加。顯然,前者在使用過程中更方便些,不過,因為各種原因(安全性、保質期等),採用第二種存儲方法的魚雷也是存在的。
為了有效冷卻燃燒室,同時又充分利用多餘的熱能,魚-10的工程人員在加註系統中裝了一個容器,專門在內部往燃燒室噴冷卻水,這樣便形成了由水蒸氣組成的第三種「組元」,燃氣加上水蒸氣共同成為後面渦輪機的工質。
奧托2燃料+HAP+水組成的三組元燃料是目前為止成功應用於魚雷中能量密度最高的燃料,也賦予了魚-10世界先進的航程和航速。
2、蘭金閉合循環熱動力系統降低航行自雜訊和紅外特徵
蘭金熱循環是19世紀蘇格蘭工程師蘭金提出的,以四衝程發動機內燃蘭金循環為例,分為以下幾個過程。
(四衝程發動機內燃蘭金循環理想示功圖)
0-1:進氣行程(氣和燃料及上一循環廢氣被吸入缸內);1-2:定熵壓縮過程;2-3:點火;3-4:有限的壓力膨脹過程;4-5:定熵膨脹過程;1-0:排氣過程;之後部分殘餘廢氣通過進氣過程重回到缸內,開始下一循環燃燒過程。
魚-10的熱機就屬於蘭金熱機的一種。
魚雷熱機與活塞型熱機有較大差異,使用三組元燃料也讓這種魚雷用蘭金閉合循環熱動力系統的設計更複雜。
不過,與四衝程發動機類似,這種先進動力系統具有高效率的特點,且因閉式循環系統不用向外排氣,沒有排氣雜訊和排氣航跡,從而大大降低了魚雷航行時的自雜訊和紅外特徵。
這賦予魚-10更好的安靜性和隱蔽性,這是相當重要的一個優勢。
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