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武侠小说里的高手常常会使一招“水上漂”,脚在水面上靖蜒点水,就能轻松过河。最近武器界星也出了个会“水上漂”的“功夫新星”,它叫“幽灵”号,是美国朱丽叶舰船系统公司为美国海军研制的新型舰船。这个看起来很有科幻范儿的家伙据说不但会“水上漂”,还能“漂”出97千米/小时的超级速度。这其中,还真有些“武功秘籍”得说道说道。
“超空泡”,就是要快
之所以说“幽灵”号会水上漂,是因为它采用了“超空泡”原理而设计,它是世界上第一艘对外公布的超空泡船。
当物体在水中航行时,随着速度的增加,物体周围就会产生气泡。这些看似无害的气泡,其实会使水流发生剧变,从而降低螺旋桨或推进器的使用效率。更严重的是,当这些气泡发生爆裂,还会产生强烈的冲击,时间长了,就会对金属表面造成凹坑及腐蚀,大大缩短其使用寿命。舰船设计师经常要与制造麻烦的气泡打交道,试图避免出现气泡现象。
不过,随着研究的深入,科学家们发现了有趣的现象:当物体在水中运动的速度进一步提高时,通过特殊设计,就能用气泡把物体整个包裹起来,形成一种“气体外衣”。本来在海水中航行的物体,就会航行在自己制造的“超空泡”里。要知道海水的阻力是空气阻力的900倍,水面舰艇、水下的鱼雷、潜艇等等,一旦掌握自己给自己吹个“泡泡外衣”的方法,就能大大地降低前进阻力,在海里高速“飞”起来。
“暴风雪”鱼雷技高一筹
其实,超空泡技术并非美国的专利,俄罗斯1997年装备的“暴风雪”鱼雷,就采用了超空泡技术。
“暴风雪”鱼雷长823米,重2697千克,鱼雷头部装有一个圆盘状的空泡发生器和几个环状通气管,可以使产生的气泡膨胀,形成“超空泡”。这种特殊的设计使得“暴风雪”的航速能够达到370千米/小时,大大快于普通鱼雷航速。据说,俄罗斯正在研制的第二代“暴风雪”能够达到720千米/小时,射程达到100千米以上。
在现阶段,超空泡技术主要用于小型的炮弹、鱼雷和水下火炮系统。美国接近实战的超空泡武器,是一种装备在直升机上的超空泡炮弹,专门用来对付水面和水中的水雷。而“幽灵”号的研制一旦成功,不但可以大大降低舰船的燃料消耗,还会改变美国海军的作战方式:舰船完全可以当做攻击直升机来使用,可以在海岸间悄无声息地运输全副武装的作战部队,进行远距离兵力投送,也可以编队执行反海盗等海上快速突击的任务。
只会向前,不会拐弯
让武器在水里“飞”起来虽然很梦幻,但想要把这种技术完美地应用,还有很多难题需要解决。首先要在水下达到超空泡速度,必须具有很大的能量,在选择燃料上要求很高。而且应用这种技术,想要在水下高速航行的同时还能灵活机动,就必须要有非常先进的控制系统。“暴风雪”鱼雷现阶段还没有解决机动航一行的问题:只会向前,不会拐弯。
对于“幽灵”号这种水面舰艇来说,技术就更加复杂,因为它始终在空气和水下两种介质中航行。它的“泡泡”能否长时间、全尺寸地包裹住整个船身,真正在海面上“飞”起来,还真是个未知数呢!
“超空泡”,就是要快
之所以说“幽灵”号会水上漂,是因为它采用了“超空泡”原理而设计,它是世界上第一艘对外公布的超空泡船。
当物体在水中航行时,随着速度的增加,物体周围就会产生气泡。这些看似无害的气泡,其实会使水流发生剧变,从而降低螺旋桨或推进器的使用效率。更严重的是,当这些气泡发生爆裂,还会产生强烈的冲击,时间长了,就会对金属表面造成凹坑及腐蚀,大大缩短其使用寿命。舰船设计师经常要与制造麻烦的气泡打交道,试图避免出现气泡现象。
不过,随着研究的深入,科学家们发现了有趣的现象:当物体在水中运动的速度进一步提高时,通过特殊设计,就能用气泡把物体整个包裹起来,形成一种“气体外衣”。本来在海水中航行的物体,就会航行在自己制造的“超空泡”里。要知道海水的阻力是空气阻力的900倍,水面舰艇、水下的鱼雷、潜艇等等,一旦掌握自己给自己吹个“泡泡外衣”的方法,就能大大地降低前进阻力,在海里高速“飞”起来。
“暴风雪”鱼雷技高一筹
其实,超空泡技术并非美国的专利,俄罗斯1997年装备的“暴风雪”鱼雷,就采用了超空泡技术。
“暴风雪”鱼雷长823米,重2697千克,鱼雷头部装有一个圆盘状的空泡发生器和几个环状通气管,可以使产生的气泡膨胀,形成“超空泡”。这种特殊的设计使得“暴风雪”的航速能够达到370千米/小时,大大快于普通鱼雷航速。据说,俄罗斯正在研制的第二代“暴风雪”能够达到720千米/小时,射程达到100千米以上。
在现阶段,超空泡技术主要用于小型的炮弹、鱼雷和水下火炮系统。美国接近实战的超空泡武器,是一种装备在直升机上的超空泡炮弹,专门用来对付水面和水中的水雷。而“幽灵”号的研制一旦成功,不但可以大大降低舰船的燃料消耗,还会改变美国海军的作战方式:舰船完全可以当做攻击直升机来使用,可以在海岸间悄无声息地运输全副武装的作战部队,进行远距离兵力投送,也可以编队执行反海盗等海上快速突击的任务。
只会向前,不会拐弯
让武器在水里“飞”起来虽然很梦幻,但想要把这种技术完美地应用,还有很多难题需要解决。首先要在水下达到超空泡速度,必须具有很大的能量,在选择燃料上要求很高。而且应用这种技术,想要在水下高速航行的同时还能灵活机动,就必须要有非常先进的控制系统。“暴风雪”鱼雷现阶段还没有解决机动航一行的问题:只会向前,不会拐弯。
对于“幽灵”号这种水面舰艇来说,技术就更加复杂,因为它始终在空气和水下两种介质中航行。它的“泡泡”能否长时间、全尺寸地包裹住整个船身,真正在海面上“飞”起来,还真是个未知数呢!