海軍強國青睞“超空泡”技術 或改變未來海戰規則
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- 時間:2011/12/8 9:40:56 來源:人民日報
高技術前沿
據人民日報 前不久，美國朱麗葉艦船系統公司正式公開了之前被美海軍專利局保密管理的“幽靈”號艦船，并發布了“幽靈”號的照片，這是迄今為止世界上第一艘對外公布的采用超空泡原理設計的艦船。它的外形有點類似巨型蝙蝠，船體前部由幾塊駕駛艙玻璃和折板錯落有致地組合拼接，船頭有一個微翹的“大鴨嘴”，兩舷折疊護板斜插搭于海面。
朱麗葉艦船系統公司的設計者表示，該艇采用超空泡技術，可在水面上高速航行——最高速可達97千米/小時，具備雷達波隱身性能，并可攜載魚雷。美國高調公布“幽靈”號，使利用超空泡技術制造的武器再度引起人們的關注。
超空泡是一種奇特的物理現象，在超空泡中航行的物體所受阻力只有水中的1/900。超空泡技術應用于軍事領域，將使艦船和水下兵器的速度實現幾何級增長——
奇特的超空泡現象
說來挺有意思，最初水下武器或水下作戰平臺，如魚雷、潛艇等，都曾遇到過“空泡”問題，且均產生過負面效應。
超空泡是一種奇特的物理現象。隨著魚雷等水下物體在水中運動速度的加快，其上所承受的水壓反而會減小，一旦水壓減小到一定程度時，與水下物體接觸的水就會汽化，形成空泡。這些空泡不但會改變水的流動形態，而且會降低螺旋槳或噴水推進器的推進效率，并發生爆裂產生強烈沖擊，大大縮短水下物體的使用壽命。但是令人奇怪的是，隨著速度進一步提高，當水中航行物的運動速度超過50米/秒時，航行物體表面就會出現“超空泡”現象，即在其后部形成水蒸氣泡。
海水密度約是空氣的900倍，海水阻力也比空氣阻力大900倍，而在超空泡中航行的物體所受阻力只有水中的1/900。如果利用一定的技術手段使“氣泡”把整個航行物包裹起來，形成一種“氣體外衣”，就可使物體始終航行在自己制造的超空泡內部，從而最大限度地避免水的黏性阻力，實現高速航行。另外，超空泡現象不僅會使水的阻力大大降低，而且不會因氣泡爆裂而對水下物體表面產生沖擊。
美國海軍曾經為艦艇設計了一種超空泡螺旋槳；這種超空泡螺旋槳的葉片表面完全被汽化的水分子所覆蓋，推進效率大大提高，葉片的壽命也大大延長。
海軍強國青睞超空泡
由于超空泡現象發生在水中，各種超空泡武器通常由一些海軍強國率先研制，目前比較成功的超空泡武器項目是魚雷、炮彈和水下火炮系統。
前蘇聯海軍很早就研制出了“風雪”火箭動力推進的代號為“暴風”的超高速魚雷，并裝備部隊。“暴風”超高速魚雷水下速度已達到370公里/小時(約200節)，是傳統魚雷的3倍多。其超空泡的發生機理：一是利用超高速自行產生，二是把魚雷發動機的尾氣引到前面放出。
美國也已經研制出一系列超空泡武器，如超空泡“動能”炮彈、“水下快車”超空泡潛艇和鉆地彈等。由直升機裝設的“超空泡”炮彈已接近實戰應用階段。這是一種由改型速射炮發射的平頭炮彈，能在兩種介質(空氣和水)中平穩運行，具有先進的目標定位能力，可打擊水面和水中的水雷。另據報道，美國國防高級研究計劃局(DARPA)正在同造船商諾格公司一起開發一種潛艇，該種潛艇水下航行時速度非常高，能夠達到100海里/小時。其核心技術也是超空泡。
超空泡技術也引起了其他海軍強國的廣泛青睞。法國的機載反水雷超空泡彈和德、美合作開發的超空泡魚雷樣機，也都已經進入試驗階段。
超空泡應用前景廣闊
“幽靈”號的出現，只是超空泡技術的牛刀小試。隨著相關技術的不斷進步，超空泡將呈現出更加廣闊的應用前景：它能夠用于對付水雷、自導魚雷、小型船舶、高速反艦導彈，甚至低空飛行的飛機和直升機，以及應用于小型超高速水面艦艇、能使整個航母戰斗群失效的水下核導彈、以及用于潛艇戰的中程無制導摧毀性武器。因此有專家認為，這些超空泡系統可能會大大改變海上作戰模式。
在某些海軍專家的描述中，大型隱身潛艇之間的對抗已經有點像空戰，小型、近程的“水下戰斗機”從巨大的“水下航母”起飛，彼此利用高速“水下子彈”進行射擊；而超空泡武器更可能是對抗導彈防御系統的“撒手锏”——安裝核彈頭的遠程多級超空泡魚雷和導彈，能夠在海洋水下快速航行數十海里接近目標，而空基或天基的任何防御手段對它們都無可奈何。
朱麗葉艦船系統公司公開的“幽靈”號在設計時就巧妙結合了飛機和船艇的相關特性，使其在艇體表面和水之間產生一個氣體空腔，從而使船艇在航行時產生的摩擦阻力比在水中小900倍。“幽靈”號技術在有人\無人駕駛、水面\水下航行器方面都可以推廣應用，其快速機動性和隱身性與常規艦艇相比，具有無可比擬的優勢，如果投入使用，可以大幅減少海軍對近海戰斗艦的需求，釋放大量的驅逐艦、巡洋艦資源。
當然，由于超空泡尚屬于新技術，超空泡武器尚屬于新概念武器，繼續研發過程中需要克服的技術難點還有很多，如巨大的動能需求、有效靈活控制航行器，等等，特別是目前的相關研究和試驗，只是在魚雷和小艇等小型航行物上進行，如何能使超空泡長時間、全尺寸地包罩住大型艦艇，將是另一個更大的、有待攻克的難題。-查長松 陳憲剛 黃 煉
