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超空泡技术:提升鱼雷速度和航程的革新

时间:2023-06-22 理论教育 版权反馈
【摘要】:超空泡鱼雷就是运用了空泡产生技术,在鱼雷雷体周围制造一层小气泡,而且能维持足够的空泡长度,将鱼雷包裹在气体中,与海水隔开,使其类似于在空气中运动,从而大大减少阻力,提高鱼雷速度和航程。图8.3超空泡鱼雷结构示意1—头部空泡发生器;2—战斗部;3—发动机系统;4—固体燃料箱;5—弹出式导向舵;6—火箭发动机提高鱼雷航程和续航时间还可以在鱼雷运动方式上寻求改进。

超空泡技术:提升鱼雷速度和航程的革新

相对于反舰导弹,鱼雷不仅具有自动寻的精确制导能力,而且隐蔽性强,水下爆炸威力大。因此,各国都非常重视鱼雷武器的发展。现代高新技术战争对鱼雷动力、自导与控制、引信与战斗部等技术提出了更高要求。

1.鱼雷总体技术

鱼雷总体技术涉及众多技术领域,值得关注的有流体动力特性及推进技术、结构声学设计技术、降噪隐身技术、弹道优化技术、可靠性技术以及一体化设计技术。总体技术追求的主要目标是最佳战技性能、最优设计方法。当今水下对抗实际上就是水声对抗,鱼雷尤其需要提高自己的隐蔽性。因此,应主要在鱼雷雷体线型、结构设计、动力装置减振、降噪设计、推进器噪声等方面采取有效措施,包括新能源的动力系统和推进装置、新材料和创新结构设计、智能弹道、综合制导系统等,以提高鱼雷隐蔽性能。

2.提高鱼雷航速、航程与深度技术

在舰艇侦察探测能力不断提高的情况下,鱼雷的航程应与发射舰艇探测距离相适应。

(1)要发展高航速、远航程的鱼雷,最关键的就是动力技术。因此,应研究新型热动力鱼雷燃料和高效发动机,采用新型高能电池和永磁材料电机技术,以及开发超导技术、陶瓷技术来用于鱼雷发动机。

(2)提高鱼雷推进装置性能,开发新型推进器,如超空泡螺旋桨、喷水推进器、喷气推进器、集成电机泵喷推进器、超导电磁推进等。

(3)减小鱼雷运动阻力是提高鱼雷速度和航程的重要措施之一,可通过低阻外形优化设计或采取表面减阻涂层(高分子降阻、海豚皮降阻)等方法来减小鱼雷阻力。

(4)研究超空泡鱼雷是提高鱼雷速度的最有效途径。超空泡鱼雷就是运用了空泡产生技术,在鱼雷雷体周围制造一层小气泡,而且能维持足够的空泡长度,将鱼雷包裹在气体中,与海水隔开,使其类似于在空气中运动,从而大大减少阻力,提高鱼雷速度和航程。超空泡鱼雷结构如图8.3所示。

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图8.3 超空泡鱼雷结构示意

1—头部空泡发生器;2—战斗部;3—发动机系统;4—固体燃料箱;5—弹出式导向舵;6—火箭发动机

(5)提高鱼雷航程和续航时间还可以在鱼雷运动方式上寻求改进。鱼雷是在水下航行的,阻力大,速度和航程难以大幅度提高,火箭助飞鱼雷可以弥补它的不足。水阻力与航速关系密切,在燃料一定的前提下,航程和航速基本上成三次方关系。采用多航速制,将鱼雷的整个航程分为航行段、搜索段和攻击段等阶段,在航行和搜索阶段可以采用低航速,捕获目标之后的攻击阶段再采用高航速,对于增加鱼雷航程和续航时间非常有效。

(6)要使鱼雷增大航行深度,就必须提高鱼雷壳体的耐压强度,必须采用新型材料与结构,如轻质高强度合金、新型复合材料、特种耐压的壳体结构。

3.战斗部技术

鱼雷最终的作战威力及对目标的毁伤效果取决于战斗部的爆炸威力。为了提高战斗部的爆炸威力,采用新型战斗部结构是提高战斗部毁伤水中目标能力的重要手段。在提高爆炸威力方面,除继续研制新型的高能炸药以外,应重点研究新的装药结构及起爆方法,充分利用炸药能量。采用定向战斗部技术和聚能战斗部技术是增大鱼雷作战威力的现实可行的技术途径。

4.鱼雷导航与控制技术

命中目标是鱼雷的最终目的,精确控制与准确导引是提高命中率的基本保证。在现代复杂战场环境下,对鱼雷控制系统提出了精确定位和精确控制的要求。当今控制技术发展日新月异,新理论和新方法不断涌现,这大大提高了各类控制系统的性能。鱼雷是一个复杂的受控对象,为实现精确控制,就必须研究先进控制理论与方法及其在鱼雷上的应用,如自适应控制技术、模糊控制技术、智能控制技术等。提高鱼雷的自导性能,主要是提高鱼雷的浅水性能、抗干扰能力、识别能力、作用距离和导引精度等,关键是提高其目标识别能力和自导的作用距离,使之成为智能鱼雷。

5.降噪隐身技术

随着声呐技术和反鱼雷技术的发展,鱼雷降噪隐身技术已成为关键技术。鱼雷主要降噪措施包括:通过低噪声外形优化设计,采用特种表面降噪技术,以降低水流噪声;通过动力系统低噪声优化设计,采用新材料和隔振措施;开发低噪声新型推进器(如泵喷射推进器、导管螺旋桨、磁流体推进技术等)和用于螺旋桨的高强度、高阻尼复合材料等,降低推进器噪声;鱼雷壳体的低噪声结构设计,降低鱼雷噪声;采用气幕降噪技术;等等。

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