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魚雷動力系統技術特點研究及趨勢展望

2024-01-25 13:03伍賽特
上海節能 2024年1期
關鍵詞:航速魚雷動力

伍賽特

上海汽車集團股份有限公司

0 引言

魚雷是一類自行推進的水中兵器,通常用于攻擊水面艦船或潛艇。迄今為止,魚雷被用作海戰武器已有一百余年的歷史。由于此前導彈武器也被應用于海戰,使魚雷在海戰中的地位有所提高,與其他海戰武器相比,魚雷依然具有諸多優勢。

魚雷與其他武器協調配合,能在海戰中發揮重要作用,在現代海戰中仍是海軍的重要武備之一。各國海軍對魚雷武器的研制和發展十分重視,特別是在反潛作戰領域,魚雷技術得到了快速發展。按制導方法的不同,魚雷通常有自控魚雷和自導魚雷之分。

1 魚雷的結構組成

現代魚雷種類繁多,但在結構上大體相同,魚雷所執行的戰斗任務,都是為了攻擊水中目標。通常而言,任何一種魚雷均會配備有戰斗部、能源儲備系統、動力系統、操縱機構及制導系統,以上機構均安裝在魚雷殼體內部。

1)雷頭:雷頭也稱戰斗部,裝有擊毀目標的烈性炸藥及引爆器。對于自導魚雷,其內部還裝有自導裝置。

2)魚雷中段:屬于能源儲備段,在其水密圓柱形殼體內裝有蓄電池或燃料與氧化劑等。

3)魚雷后段:配裝有魚雷發動機(或推進電機)、推進軸及操縱裝置。

4)雷尾:配裝有用于固定魚雷的鰭和舵,推進軸末端的螺旋槳。

動力系統可將其他形式的能源換為機械能,為魚雷的自動航行提供動力來源。根據能源形式的不同,魚雷動力系統可分熱動力系統與電動力系統兩大類[1]。熱動力系統可將燃料燃燒時產生的熱能轉換為機械能,并驅動推進器以產生推力,使魚雷向前運動。電動力系統則將蓄電池提供的電能轉換為機械能,從而為魚雷提供前進動力。采用熱動力系統的魚雷即為熱動力魚雷,而采用電動力系統的魚雷即為電動力魚雷。重點針對魚雷的熱動力系統及電動力系統進行介紹。

2 魚雷熱動力系統及其組成

2.1 魚雷熱動力系統的循環模式及組成

魚雷熱動力系統按運行方式可分為開式循環動力系統、半開式循環動力系統和閉式循環動力系統[2]。在開式循環動力系統中,魚雷推進劑燃燒后產生的高溫燃氣,全部排入海水中,會產生明顯的航跡,而發動機功率同樣也受潛航深度限制;在半開式循環動力系統中,魚雷推進劑燃燒后產生的高溫燃氣,部分儲存在雷體內,部分排入海水中,使魚雷航跡得以明顯減弱,但發動機功率依然受到潛航深度影響;在閉式循環動力系統中,魚雷推進劑燃燒后產生的廢氣全部儲存在雷體內,可實現循環利用,發動機自身功率不受潛航深度限制且不產生航跡,適用于深水反潛魚雷,但由此將增加相應的冷凝系統。目前,魚雷熱動力系統主要分為四部分,包括儲能系統、能量供應調節系統、分解燃燒與點火系統,以及主機。

2.2 儲能系統

就能源結構形態可分為固、液、氣三態,按組分單組元、雙組元及三組元。能源的儲存方式主要決定于能源組分。能源包括了氣體組分,需要采用儲氣的高壓容器。如果能源主要為液體或固體形態,儲能系統的結構就會更為簡易。

魚雷除主機所用能源(或稱主能源)外,還有輔助能源,如控制系統、啟動用的高壓空氣、電源等。電源一般由蓄電池來提供,也可通過主機驅動發電機來供應部分能源。為充分利用高壓空氣,魚雷通常需要自備小型氣瓶,氣瓶因為體積較小,采用玻璃鋼等材料來減輕重量。

2.3 能量供應與調節系統

能量供應系統主要分為能量供應系統與能量調節系統。在能量供應系統中,需要采用各種類型的泵,其中,液體能源的輸送方式主要包括泵吸法及擠壓法。就擠壓法而言,主要可通過另一種介質(例如海水)來擠壓能源,而這種介質也需通過泵來輸送。歷史上用于魚雷的泵品種也較多,包括柱塞泵、離心泵及齒輪泵等。隨著潛航深度的加大,高壓泵有著最好的前景,從而簡化了泵的類型。泵不但可用于供應燃料,而且還用于供應滑油、冷卻劑(海水或滑油)??傮w而言,研制體積小、重量輕、功率大、壓力高的新型泵,成為制約熱動力魚雷發展的關鍵問題之一。

除此以外,能量調節系統也有著較高的重要性,其主要用于調節燃料的壓力及流量,以確保魚雷航速的穩定性。對于主要在淺水區航行以攻擊水面艦船的魚雷而言,其潛航深度通常較為固定,即只在較小的范圍內變化。因此,這種魚雷的動力系統較易于實現控制。此外,該類魚雷雖能采用多速制,但通常會在發射之前對航速予以設定。因此,在其航行途中,速度往往不會發生較大變化。

而對于潛航深度較大的反潛魚雷而言,情況則有所不同。一方面,該類魚雷的潛航深度會有較大的變化,同時由于自導系統的需要,會隨時進行增速或減速。在部分情況下,該類魚雷可能會同時需要改變深度與速度。由于發動機對背壓通常較為敏感,因此調節過程的復雜性大幅增加。不僅如此,在變化如此劇烈的環境條件下,發動機不應出現熄火及停止運行的現象。同時,發動機應盡可能確保魚雷航速的穩定性,因為航速是彈道計算的必要參數,不應出現頻繁變化。由此,能快速反饋背壓數值的高靈敏度壓力傳感器是提升調節系統技術水平的關鍵部件。

2.4 分解燃燒及點火系統

由于需要在較深的海域內航行,其背壓會對熱動力魚雷的燃燒過程帶來影響。由此需要優化燃燒室的結構,并采用能確保燃燒過程安全性的控制裝置。為了確保燃燒過程的有序進行,必須將燃料預熱至一定溫度,且需要對燃料的燃燒特性開展相關研究。

2.5 發動機

可用于魚雷的發動機主要有活塞式發動機、渦輪發動機及噴射發動機等。具體技術特點如下:

2.5.1 活塞式發動機

按結構不同魚雷的活塞式發動機可分為往復式內燃機、擺盤式發動機、斜盤發動機及凸輪發動機。往復式內燃機一般具有兩個氣缸、雙向作用活塞和曲柄連桿機構。其氣缸呈臥式或星形式布置,由滑閥實現配氣,利用曲柄連桿機構,將活塞的往復運動變為推進軸旋轉運動,以驅動推進器。擺盤式發動機及斜盤發動機,可分別利用擺盤機構及斜盤機構,將活塞的往復運動變為旋轉運動。其氣缸軸線與魚雷縱軸平行,且繞縱軸按圓周分布,由轉閥配氣,利用該空間傳輸機構,以驅動推進器。其中,擺盤式發動機采用單軸輸出方案,斜盤發動機采用反向雙軸輸出的方案[3],凸輪發動機可利用凸輪機構將活塞的往復運動變為旋轉運動[4]。凸輪發動機的氣缸布置情況與斜盤發動機相似,由轉閥配氣,借助圓柱凸輪機構驅動主軸,可作單軸或雙軸輸出,且具有結構簡單、功率大與噪音小的特點,是小型熱動力魚雷的新型發動機。目前,53-66 型魚雷的發動機為臥式內燃機,MK46 型和MK48 型魚雷為斜盤發動機。

2.5.2 渦輪發動機

用于魚雷的渦輪發動機主要包括汽輪機及燃氣輪機兩類。歷史上曾有部分魚雷采用過汽輪機,但近年來,在熱動力魚雷上得到廣泛應用的主要為燃氣輪機。在該類發動機中,高溫、高壓燃氣推動葉輪,使葉輪作旋轉運動,動力輸出軸經減速裝置減速后,驅動推進器[5-6]。該類發動機結構簡單且功率較大,但燃料消耗速度較快,且制造工藝復雜。

2.5.3 噴射發動機

該類發動機通過向后拋射物質,從而為熱動力魚雷提供推進動力來源,主要可分為火箭發動機與噴水發動機。其中,火箭發動機可將固體推進劑的化學能轉換為魚雷推進動力[7]。固體推進劑在燃燒室中燃燒,產生高溫、高壓的燃氣,經噴管高速噴射產生反作用力,推動魚雷前進?;鸺l動機具有結構簡單及航速高的優點,但其射程較短,燃料消耗速度較快,多采用助推器或飛機投射,以彌補水下射程不足的劣勢。

噴水發動機則利用推進劑在燃燒室中燃燒產生的熱能作為發動機的能量來源。隨后,發動機驅動射流泵以吸入海水,并從魚雷尾部向后高速噴出水流,以產生反作用力,從而推動魚雷前進。

該兩類發動機無需采用外置螺旋槳,具有推力大、航速高和噪音小等優點,但也面臨著燃料消耗速度快及射程短的技術問題。

3 魚雷電動力系統及其組成

3.1 魚雷電動力系統的構成

魚雷電動力系統,主要由蓄電池組、推進電機、接觸器及轉換開關等構成。蓄電池組可用于為推進電機供電,還可為自導魚雷的自導和控制系統供電。推進電機用于將電能轉換成推進動力,驅動螺旋槳。接觸器用于控制推進電機的負極電路。轉換開關則用于控制推進電機電路。魚雷通過采用電動力系統,具有噪聲小、無航跡,推進功率不受潛航深度影響等優點,但其航速較低,且射程較短。

3.2 電池系統

電動力系統的能源來自蓄電池。蓄電池可根據正、負極與電解液的材料分類。以魚-4型魚雷所使用的鉛酸蓄電池為例,其正極為二氧化鉛,負極為鉛,電解液為硫酸。鉛酸蓄電池的特點是成本低廉,但其比能量較低,通常為15~20(Wh)/kg。與鉛酸蓄電池相似的還有鎳鎘蓄電池,其正極為氧化鎳,負極為鎘,電解液為氫氧化鉀溶液。銀鋅蓄電池是在電動力魚雷上應用較為廣泛的電源,也是魚-3型魚雷使用的電池,其正極為氧化銀,負極為鋅,電解液為氫氧化鉀溶液,其比能量可達50(Wh)/kg 以上,但由于消耗銀,成本相對較高[8]。目前,海水電池發展較快,許多新型小型魚雷上都采用了海水電池,如意大利的A244/S 型魚雷使用鎂氯化銀電池,其比能量可達100(Wh)/kg 以上。法國的海鱔魚雷使用鋁氧化銀電池,比能量可達150(Wh)/kg 以上。海水電池在使用前,無需注入電解液,電解液的溶質(如氫氧化鈉)平時以固態存放,使用時則以海水為溶劑,溶質溶解后即形成電解液。因此,海水電池的儲存壽命較長,但由于使用時要抽入海水并形成循環,需要額外配備一套電解液供給系統,使結構復雜化。

3.3 推進電機

用于魚雷的推進電機由勵磁系統和電樞系統等部件構成。待電源主電路接通后,電樞實現高速旋轉,推進電機將蓄電池組釋放出的電能轉換為機械能,并經減速裝置減速后,驅動推進器,為魚雷提供動力來源。在過去較長的一段時間內,多以直流電機作為主推進裝置。

4 魚雷推進器及其分類

現代魚雷的推進器主要有對轉螺旋槳、泵噴推進器與導管螺旋槳3種。對轉螺旋槳由兩個轉向相反的螺旋槳組成[9-10],是目前魚雷上使用最多的一種推進器,如MK46 型魚雷等,其特點是結構簡單、失衡力矩小、效率較高,且空泡性能較差。泵噴推進器主要由一個減速型導管、一個轉子及一個定子構成,由于轉子在較低的流速下工作,大幅改善了空泡性能,易于獲得良好的噪聲性能,這是泵噴推進器的最大優點,其缺點是效率較低。美國的MK48 型魚雷、英國的“矛魚”型魚雷均使用泵噴推進器。導管螺旋槳是在對轉螺旋槳外側加一導管,以控制流速。漸擴式導管使流速降低,從而改進螺旋槳的噪聲性能,漸縮式導管使流速加大,可以提高螺旋槳的效率。因此導管螺旋槳是一種有著較好發展前景的魚雷推進器。美國MK50 型魚雷、英國“鯆魚”型魚雷、法國“海鱔”型魚雷使用的都是導管螺旋槳。

上述3 種推進器是魚雷的常規推進器,其原理都是利用具有非對稱翼型面的葉片旋轉產生推力。此外,正如2.5.3 中所述,空中飛行器常用的噴氣推進在魚雷上也有應用,以PAT52 型魚雷為例,其以火箭發動機作為推進動力來源。為了解決噴氣推進效率較低的問題,磁流體噴水推進是目前研究的一個新方向。

5 魚雷動力系統技術發展及展望

5.1 魚雷熱動力系統技術發展及展望

5.1.1 魚雷熱動力系統技術的歷史發展概述

早期魚雷的動力系統通過壓縮空氣來做功,以此為魚雷提供動力來源。但在該方案條件下,實際上只利用了工質的壓縮位能。后來作了進一步優化,為魚雷添加了燃燒室,在燃燒室中,使該部分壓縮空氣與燃料共同參與燃燒,為魚雷提供動力來源。通過采用此類熱動力系統,使魚雷的射程及航速有了顯著提升。后來又發現,燃氣的溫度較高,為確保部件的正常運轉,應采用必要的冷卻措施。采用海水冷卻的辦法雖能有效解決此類問題,但會使發動機的熱效率降低。因此,各國先后選用了在燃燒室內噴水的措施,確保了熱動力魚雷的技術性能,使其射程又有了進一步提升。

在第一次世界大戰期間,上述針對魚雷的技術調整即告完成;而在第二次世界大戰期間,熱動力魚雷的整體結構型式總體變化不大。正是在第二次世界大戰期間,研發出了電動力魚雷,其雖具有無航跡的優點,但由于當時蓄電池容量較小,在航速上無法與熱動力魚雷相匹敵,一定程度上限制了電動力魚雷的應用[11]。當時,常規的熱動力魚雷航速早已超過40 kN,而電動力魚雷的航速大約在30 kN 左右。在同一時期,德國與日本即已開始采用氧氣與過氧化氫等助燃劑,以及萘烷與肼等燃料,使魚雷航速達到48 kN及以上。同時,為了節省資源,棄用淡水,并以海水作為冷卻劑[12]。

5.1.2 熱動力魚雷推進劑及其應用現狀

熱動力系統的能源來自推進劑。推進劑主要由燃燒劑與氧化劑兩部分組成,有時也會將冷卻劑視為推進劑的一部分。

若推進劑中的燃燒劑與氧化劑合為一體(可以是一種化合物,也可以是幾種化合物的混合物)進行儲存與輸送,則稱為單組元推進劑,如MK46型魚雷使用的OTTO-Ⅱ燃料即為液體單組元推進劑。

53-66 型魚雷使用的燃燒劑為煤油,氧化劑為壓縮空氣,冷卻劑為淡水,幾類物質分別存儲在燃油瓶、氣艙及水艙內,在送入燃燒室前不進行混合,這樣的推進劑被稱為多組元推進劑。

5.1.3 熱動力魚雷發動機技術發展及展望

熱動力魚雷的主機類型也實現了多樣化。目前,俄國方面長期使用臥式雙缸往復式主機,英國與日本多采用多缸(4缸或呈星形排列)式柴油機[13],美國多采用級數為兩級的渦輪發動機,德國也采用了與美國相似的策略??梢哉f,除了汽油機以外,各種常見的發動機都在魚雷上得到了應用。熱動力魚雷主機呈現多樣化的原因,主要是因為受技術條件所限。在發展歷程中,一度對魚雷自身的航速要求并不高,從而使各種型式的主機都有了一定的發展余地。如果要求魚雷主機的功率達到735 kW 以上,則部分類型的發動機必然會遭到淘汰。

目前,斜盤發動機、擺盤發動機及燃氣輪機等機型有著較高的生命力。如果要求魚雷的航速達到100 kN 以上,則上述傳統的主機通常較難滿足要求,由此需要采用如2.5.3 中所述的火箭發動機或噴水發動機,相應也會使發動機與推進器合為一體。

據估算,如果采用兩級式火箭發動機,可使航速達到約100 kN,且使射程相應提升。除此之外,也可采用大型火箭所用的混合推進劑方案,即固體燃料加上液態氧化劑,由此可延長燃燒持續時間,增大推進劑的比沖。

考慮到移動設備在水中的航行特點,其所需功率與移動速度近似呈3次方關系。因此在該規律影響下,魚雷航速如需從40 kN 提高到50 kN,所需功率近乎提高了一倍。同理,魚雷航速如需從50 kN提高到60 kN,所需功率也近乎提高了一倍,約為660~735 kW。正如上文所述,由于魚雷內部空間較為有限,如需采用此類具有較高功率的動力系統,必然會淘汰部分機型。就目前而言,燃氣輪機是一項重要發展方向。

以美國MK48 型魚雷為例,其以燃氣輪機為動力來源。為了提高動力性能,需提升渦輪前的燃氣參數。如果一味提高燃氣參數,則廢氣中的焓必然較高,如不對該部分廢氣加以合理利用,則動力系統的總效率必然會有所降低。在不增加總重量的前提下,如需提高動力系統的總效率,可采用廢氣循環的方法,即流過渦輪后的廢氣不直接排出,在魚雷內部再次進行循環。該方案要求渦輪葉片有著更高的能量轉換效率,相應提升了對葉片的設計要求,并提高了葉片結構的復雜性。如以燃氣輪機作主機,需要采用高速螺旋槳來與之匹配,相應縮小減速比,簡化減速機構,便于其在魚雷殼體內的布置。

目前,以汪克爾發動機為例,其為一種無連桿的活塞式發動機,具有結構緊湊、尺寸輕小及功率大的特點,在車用動力領域已得到廣泛應用。但目前看來,其在魚雷上的應用前景較為有限。主要原因在于:就旋轉活塞的三個頂端及兩個端面而言,其與氣缸的密封問題很難得到解決。在低水壓條件下運行時,汪克爾發動機的性能表現差強人意,但在高水壓條件下運行時往往由于密封性不足,從而出現了氣體泄漏的現象。除此以外,汪克爾發動機的壓縮比較小??紤]到以上兩類特點,汪克爾發動機較難在深水中得到應用。但對于在淺水面航行以攻擊水面艦船的熱動力魚雷而言,汪克爾發動機仍有一定的應用前景。

除了汪克爾發動機以外,另一種無連桿式活塞式發動機——斜盤發動機同樣可應用于熱動力魚雷。該類發動機的比功率可達6.5~8.0 kW/kg,具有較高的動力性和緊湊性,有著較好的應用前景。

5.2 魚雷電動力系統技術發展及展望

5.2.1 電動力魚雷蓄電池的技術發展及展望

早期的電動力魚雷均使用鉛酸蓄電池。在第二次世界大戰期間及后續的一段時間內,該類蓄電池曾在電動力魚雷上得到廣泛應用。從20世紀50 年代起,各國都開始研制銀鋅蓄電池,其能量密度可達鉛酸蓄電池的五倍,并在美國的MK37 型魚雷上得到了應用。從20 世紀60 年代起,又開發出了鎂氯化銀電池,其能量密度約比銀鋅蓄電池高一倍。鎳鎘蓄電池曾被用作于魚雷引信或其他部件的能量供給裝置。燃料電池雖然有著較高的效率,但由于其輔助機構較笨重又復雜,且成本高昂,故一般不適宜作為魚雷的能源。

電動力魚雷的蓄電池主要有以下技術要求:運轉穩定;不會發生爆炸;工作溫度適中。為此,電動力魚雷蓄電池的主要發展方向如下:未來有望將魚雷殼體與蓄電池結構做成整體,以提升魚雷結構強度;根據魚雷航行條件的不同,選用最合適的電池類型。

5.2.2 電動力魚雷推進電機的技術發展及展望

自第二次世界大戰以后,各國都開始大力發展反潛魚雷。當時的技術水平,尚無法在熱動力魚雷上配裝制導系統,反潛自導魚雷曾是電動力魚雷的代名詞。為提升電動力魚雷的航行性能,與其相配套的推進電機也得到了相應發展。

電動力魚雷的推進電機最初的發展方向主要是持續提高轉速。由于可控硅技術的發展,為推進電機實現緊湊化及輕量化創造了條件,尤其是直流電機的換向機構,完全可用可控硅線路來代替,這種推進電機被稱為無刷直流電機。在無刷直流電機中,由于整流子不采用電刷,也就有效避免了噪音及火花的出現。除此以外,許多電子變壓器及整流器已得到了廣泛應用,可實現直流變壓,具備較高的實用性。

目前,已出現了許多不同類型的無刷推進電機,如磁阻電機等。另外一種是采用交流推進電機(感應式的或同步式的),需要在蓄電池到電機的線路中增加一個逆變器,將直流電轉換為交流電,相應增加了成本和系統結構復雜性。

6 熱動力魚雷與電動力魚雷的對比研究

熱動力魚雷的主要優勢是其能量密度較高,可以顯著提升魚雷的射程及航速。但該類魚雷由于采用了熱力發動機,在工作時排出的廢氣及廢液通常會在海水中形成明顯航跡,易于暴露魚雷自身,致使敵艦可能會提前采取策略,以進行回避。不僅如此,該類魚雷通常不適于在水下發射,因為隨著水深的增加,要求排氣壓提高,會使魚雷能量損失進一步加劇。因此,熱動力魚雷多用于攻擊水面艦船。

與熱動力魚雷相比,電動力魚雷最突出的優點是不會產生航跡,發動機功率不受海水深度變化影響,可實現深水發射,非常適宜潛艇使用。但由于魚雷本身攜帶的電池容量有限,所以其航速通常低于熱動力魚雷,射程也不夠長。但由于電動力魚雷適于潛艇使用或開展反潛攻擊,各國對該類魚雷的研制工作均較為重視。目前,正在開發一些新技術,使該類魚雷的戰術技術性能不斷得到提高。

對電動力魚雷而言,將電能轉換為機械能的裝置是推進電機,魚雷上多采用串激式直流電機。對熱動力魚雷而言,將熱能轉換為機械能的裝置是發動機。如上文所述,魚雷上用的發動機主要有活塞式發動機、燃氣輪機與火箭發動機等。以火箭發動機為例,其燃料消耗速度雖然較快,但為熱動力魚雷提供的航速同樣也較快。PAT52 型魚雷用的是火箭發動機,航速可達60 kN以上。雖然航速較快,但其弊端在于總射程較短。綜上所述,熱動力魚雷與電動力魚雷的對比如表1所示。

表1 熱動力魚雷與電動力魚雷的對比

為適應反潛作戰需要,現代魚雷的航速約為45~60 kN,最大可達70 kN。部分航空魚雷采用火箭發動機,航速可達68 kN,但射程較短。目前,魚雷動力系統領域的主要發展趨勢是:采用陶瓷材料或金屬基陶瓷纖維復合材料,減輕發動機重量,提高熱效率;采用低溫超導、可控硅整流器、可控硅逆變器,以及交流推進電機;采用磁流體推進技術和泵噴射推進技術[14-15]。

7 魚雷總體技術發展趨勢

自二戰以后,魚雷技術得到了長足發展,且不因導彈及火箭的大規模推廣而受到影響,部分國家將魚雷稱為“水下導彈”?,F代出現的火箭助飛魚雷可被視為導彈與魚雷的結合產品。就目前而言,現代魚雷的技術發展趨勢總體如下:

1)潛航深度越來越大。

2)航速越來越高,且射程越來越遠。隨著潛艇技術和反潛技術的發展,當前世界各國海軍的水面艦船和潛艇的航速也在日益增加。為確保魚雷的攻擊效能,魚雷航速必須不低于水面艦艇或潛艇航速的1.5 倍。為提高魚雷航速,關鍵是改善魚雷動力系統的性能,目前該領域的發展方向主要如下:加強熱動力魚雷燃料和新型發動機的研制;開發優質魚雷電池和電機;改善魚雷流體線型,減少阻力,以提高魚雷航速。

3)導引精度越來越高。由于水面艦艇和潛艇普遍采用水聲對抗措施,特別是潛艇的隱身技術和干擾手段不斷發展,要求魚雷的導引精度相應提高。

4)爆炸威力越來越大。目前,就水面艦艇的水下部分而言,其水密艙的強度得到了顯著提升;對潛艇而言,不但耐壓艇殼的強度有所提升,而且已采用了雙殼制,非耐壓外殼與耐壓殼體之間的距離可達3 m以上。因此為確保魚雷能擊毀潛艇和水面艦艇,必須迅速提高魚雷的爆炸威力。為實現該目標,主要可從以下幾方面著手:選用高當量的塑膠炸藥;采用定向爆破技術;使魚雷垂直命中潛艇;必要時,可在普通裝藥中加裝核裝藥。

8 結論與展望

對現代魚雷的熱動力系統及電動力系統進行了詳盡闡述,經研究,得出如下結論:

1)熱動力魚雷有著較高的能量密度,能實現更高的航速與更長的射程,但同時也有著技術難度較高、研制周期較長、生產成本較高的問題。再考慮到發動機的工作會受水下背壓的影響,因此,一定程度上限制了其應用,多用于攻擊水面艦船。目前,燃氣輪機及各類采用空間傳輸機構的活塞式發動機在熱動力魚雷領域有著較好的應用前景。為了提高魚雷的射程,仍需持續提高各類發動機的熱效率。

2)與熱動力魚雷相比,電動力魚雷的發展周期較短,并且航速及射程相對有限,但其具有無航跡、噪聲小、隱蔽性好、潛航深度大等優勢,特別適于潛艇使用,或實施反潛任務。目前,該領域的發展方向為采用容量更大的電池,以及研發新型推進電機。

3)就推進器方面而言,大部分魚雷仍采用螺旋槳推進。目前,磁流體推進技術和泵噴射推進技術是兩大較為重要的發展方向。

4)魚雷總體發展方向為持續提高航速,延長射程,加大潛航深度,提高導引精度,增大爆炸威力。

作為一類重要的水中兵器,魚雷在海防事業中有著重要的地位,針對其開展的技術研究依然有著較高的重要性。就目前而言,熱動力魚雷與電動力魚雷均有其獨到的技術優勢,會在其各自的應用領域中得到長足發展。

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