超空泡武器：速度極大提高 顛覆海戰模式(圖)【2】

　　超空泡導彈

　　典型的超空泡導彈包括俄羅斯的“暴風”魚雷、德國的Barracuda導彈和伊朗的“鯨”魚雷等。目前，俄羅斯研制的第二代“暴風”魚雷，具有較強的機動性能，採用發動機推力矢量控制，發動機的燃氣回流頭部進行超空泡補氣，其速度可以達到200米/秒，射程可以達到100公裡。德國研制Barracuda導彈長2.2米，直徑120毫米，重量50公斤，航速120米/秒，主要用於保護艦船和潛艇免遭魚雷的攻擊。伊朗研制成功的高速魚雷“鯨”，可從水面艦艇上發射，入水后航速可達100米/秒，從該魚雷的外形、速度、發射尾焰和氣泡軌跡來看，採用了超空泡技術。

　　超空泡鑽地彈

　　超空泡技術不僅可在液體介質中使用，也可用在固體介質中。隻要物體的運動速度足夠快，它就可以將行進過程中的任何介質，包括水、土壤或是混凝土“推向”兩邊，使其周圍形成空氣泡，從而在“空氣”中“飛行”。據報道，美國海軍水面作戰中心和洛克希德·馬丁公司利用超空泡技術研制出一種高性能鑽地炸彈。這種被譽為“鑽地之王”的炸彈一改傳統鑽地彈的流線形彈頭和厚壁式彈體設計，採用了全新的鈍頭和薄殼技術，其鑽地深度可達到300米，比目前美軍武器庫中最強大的BLU-113型侵徹彈的侵徹能力高出10倍，而且其裝藥量也大幅增多。五角大樓透露，這種全新概念的超空泡鑽地炸彈將主要用於摧毀深層地下掩體，其燃燒型彈頭將燒毀敵方地下武器庫中的生化制劑。

　　突破：氣泡產生、航行控制、推進系統等技術攻關

　　盡管超空泡武器已經取得顯著進展，但是超空泡武器的下一步發展仍需突破包括氣泡產生、航行控制和推進系統等一系列關鍵技術的制約，以進一步拓展超空泡武器的未來應用。

　　隻有在超空泡武器周圍形成並保持形態良好的超空泡, 才能實現巨大的減阻效果。下一代超空泡武器需要具有更加靈活的氣泡發生系統，能夠使超空泡武器系統在超空泡狀態和正常狀態中轉換，並能夠通過減少空泡尺寸達到“剎車”或加速目的。

　　超空泡武器因其工作於流體力學和空氣動力學兩種極端不同特性的兩相環境中，因此對於超空泡導彈的航行控制也有著極其嚴格的要求。超空泡武器系統的進一步發展，要求超空泡系統前部配有刺穿空泡壁的翼或“矢量推力”系統，如能夠提供超空泡武器機動能力的火箭噴管。然而，由於超空泡武器系統上的壓力確實很大，以至於在機動過程中存在的任何制導錯誤，都將使超空泡武器撞擊氣穴內牆造成徹底毀壞。因此，超空泡武器系統必須具有一個實時的控制系統，以便針對武器撞擊氣穴內牆的情況及時調整超空泡武器的彈道。

　　超空泡武器必須依靠火箭發動機產生所需的推力，但是常規火箭發動機在水中具有兩大嚴重技術缺陷，即航程有限和伴隨深度增加時推力隨壓力的增加而下降。航程有限問題可以通過採用高能量密度動力裝置技術來解決，因此確定具有最大比沖的高密度燃料成為研究關鍵。經研究，使用金屬燃料(鋁、錳或鋰)，並利用海水作為氧化劑與燃燒生成物的冷卻劑的高效燃氣輪機或噴氣推進系統，可能是推進超空泡航行器實現最高速度的最佳途徑。推力隨壓力增加而下降問題可利用專門的超空泡推進螺旋槳技術來加以防止。超空泡推進螺旋槳技術試驗表明，與火箭相比較，螺旋槳葉提供的潛在推力要高20%，但隻有准確了解螺旋漿與空穴之間如何相互作用，有關推進系統的研究工作才能取得真正的進展。

　　可以預見，隨著世界各國對超空泡技術的不斷認知，未來超空泡技術的應用將會大大改變海上作戰模式。(作者吳彤 張煌 單位：國防科技大學)