1.鱼雷的发展过程
鱼雷的前身是一种诞生于19世纪初、称为“撑杆雷”的水下爆炸物。撑杆雷由一根长杆固定在小艇艇艏,海战时小艇冲向敌舰,并将撑杆雷撞击爆炸敌舰。1864年,奥匈帝国海军的卢庇乌斯舰长把发动机装在撑杆雷上,利用压缩空气来推动发动机活塞工作,进而带动螺旋桨,使雷体在水中航行,并攻击敌舰。英国工程师罗伯特·怀特海德于1866年成功研制出一种新的水中兵器,用压缩空气发动机来带动单螺旋桨推进,通过液压阀操纵鱼雷尾部的水平舵板来控制鱼雷的艇行深度,由于其外形很像鱼,故称为“鱼雷”,并根据怀特海德的名字(意译为“白头”)将这种鱼雷命名为“白头鱼雷”。几乎同时,俄国发明家亚历山德罗夫斯基也研制出类似的鱼雷装置。1899年,奥匈帝国的海军制图员路德格·奥布里将陀螺仪安装在鱼雷上,用它来控制鱼雷定向直航,制成世界上第一枚控制方向的鱼雷,大大提高了鱼雷的命中精度。1904年,美国人E·W·布里斯发明了热力发动机来代替压缩空气发动机的第一条热动力鱼雷(又称蒸汽瓦斯鱼雷),这大大提高了鱼雷的航速和航程。1938年,德国首先在潜艇上装备了无航迹电动鱼雷,它克服了热动力鱼雷在航行中因排出气体形成航迹而易被发现的缺点。1943年,德国首先研制出单平面被动式声自导鱼雷,它可以通过接收水面舰艇的噪声自动导引鱼雷,从而提高了命中率。第二次世界大战末期,德国又发明了线导鱼雷,发射舰艇通过与鱼雷尾部连接的导线进行制导,因而不易被干扰。到20世纪50年代中期,美国制成双平面主动式声自导鱼雷,它可在水中三维空间搜索,攻击潜航的潜艇。1960年,美国首先研制出“阿斯罗克”火箭助飞鱼雷。到20世纪70年代后,在鱼雷上采用了微型计算机,改进了其自导装置的功能,加强了其抗干扰和识别目标的能力。俄罗斯研制了暴风雪超空泡鱼雷,速度高达200 kn,航程达10 km。
鱼雷问世近200年,其发展大体可以分为三个阶段。从第一条鱼雷诞生到第二次世界大战结束为第一阶段。这一阶段的鱼雷为直航鱼雷,主要目的是攻击水面舰船。从第二次世界大战末期起,各海军强国纷纷研制自导鱼雷,这时鱼雷发展进入第二阶段。从20世纪80年代起,微型计算机在鱼雷上的应用明显提高了鱼雷对环境的自适应能力和对目标的识别能力,通过导线实现了对鱼雷的遥测、遥控,于是鱼雷技术发展跨入了一个崭新的阶段——第三阶段。鱼雷在这三个阶段的战斗使用上有着本质不同,分别对应近、中、远不同的射击距离。直航鱼雷通常在近距离采用多雷齐射,攻击一个目标;自导鱼雷和线导鱼雷分别在中、远距离用一雷攻击一个目标,可取得大体相同的攻击效果。尽管随着反舰导弹的出现,鱼雷的地位有所下降,但它仍是海军的重要武器,特别是在攻击潜艇方面,鱼雷是最主要的攻击武器。目前各国都非常重视鱼雷的研究、改进和制造,目的是使鱼雷更轻便,并进一步提高其命中率、爆炸力和捕捉目标的能力。
2.鱼雷的发展趋势
21世纪反潜、反舰形势更加严峻,各种舰艇主要以提高航速、提高声呐探测能力、装备先进的作战系统、增大下潜深度、采用隐身和水下电子对抗技术等攻击能力为发展方向。因此,现代鱼雷总的发展趋势是高航速、远航程、大深度、大威力、隐身化、智能化等。
1)高航速、远航程
鱼雷的航速和航程应与其主要攻击对象的发展相适应。根据潜艇对水面舰艇的对抗要求,潜用鱼雷的航程应与发射艇探测距离相适应,尽量远距离发射鱼雷,至少也能在目标的声呐有效探测距离之外发射鱼雷,这样才能快速反应,力争先敌发现、先敌机动,夺取攻防行动的主动权和战术上的优势。为了有效攻击目标,鱼雷航速应达到目标速度的1.5倍以上,否则无法保证绝对能逮住“猎物”。目前的水面舰艇和潜艇都具有很高的航速。利用超空化技术,可极大地减小鱼雷雷体航行的阻力,使鱼雷速度产生一个大的飞跃,还可以大大提高鱼雷的动能,从而提高打击威力。
2)大深度
常规潜艇可潜到400 m,核潜艇可潜到600 m,最大航行深度甚至可达900 m。为了提高潜艇的隐蔽性和生存率,目前潜艇在向大深度发展,在水深400~1 000 m处采用“隐形”及先进的水下对抗技术参与作战。(www.xing528.com)
3)大威力
战斗部是鱼雷武器的唯一有效载荷,可直接实现摧毁目标的战斗使命。随着对现代舰艇在结构设计及材料选择方面研究的不断深入,其抗爆能力不断提高。因此,要达到摧毁目标的目的,就要从三方面提升鱼雷的威力:一是增加装药量;二是提高装药质量;三是采用新的爆炸方法。在装药量和炸药质量受到限制的情况下,只能采用新的爆炸技术。在提高爆炸威力方面,各国除了继续研究新炸药外,还发展定向聚能爆炸技术、多模式战斗部技术等。
4)隐身化
隐蔽性好是鱼雷的主要特点。随着声呐技术和反鱼雷技术的发展,鱼雷隐身攻击已成为水下隐身作战的重要组成部分。降噪是鱼雷最主要的隐身技术。低噪声鱼雷不但可以提高鱼雷的隐蔽性,而且可以提高鱼雷制导系统的导引精度和作用距离。鱼雷减振降噪技术主要有主动噪声控制技术、集成电机推进技术、低噪声混合推进技术、智能壳体噪声控制技术、鱼雷振动能量再生利用技术等。
5)精确制导和智能化
未来海战(特别是水下战斗)实际上是探测与反探测、对抗与反对抗的较量。鱼雷制导系统除了必须具有自导作用距离远、搜索扇面大、导引精度高之外,更为重要的是具有较强的抗自然干扰,尤其是抗人工干扰的能力。同时能够更有效地攻击目标要害部位和薄弱环节。鱼雷智能化制导技术主要是通过制导系统应用高速数字微处理机,采用自适应技术、最优控制技术来实现精确控制和智能控制,有效地进行目标识别,增强电子对抗能力,提高攻击效果和命中精度。
6)鱼雷设计新技术
鱼雷是一个复杂的机电一体化系统,研制周期长,耗资大,这严重影响了产品的更新换代和性能的提高。鱼雷设计应重点开展开放式结构设计技术、多学科优化设计技术、数字设计及仿真技术的研究,以提高鱼雷技术水平、缩短研制周期、降低成本。
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