古詩詞大全網 - 成語故事 - 魚雷的原理是什麽,是怎樣推進的

魚雷的原理是什麽,是怎樣推進的

自19世紀魚雷問世直到21世紀的今天,魚雷的發展已經進入了壹個非常輝煌的時期,世界各國在魚雷的研制方面都有了長足的進展。二戰之前魚雷沒有制導系統,是壹種直航反艦武器。但是隨著潛艇技術的發展,反潛及潛載魚雷成為魚雷發展的壹個重要目標。為了快速打擊中、遠程目標,各國在魚雷的制導及發射方式上作了大量的研究工作,提高了魚雷的制導抗幹擾能力,增加了自導作用距離,提高了命中概率。同時,發射方式由管裝發射發展到直升機空投發射和火箭助飛發射,使得魚雷的作戰效果大大提高。

壹、魚雷發展的系列化

為完成不同的使命,魚雷壹般按輕、重兩個系列發展。輕型魚雷直徑壹般小於400毫米,重型魚雷直徑壹般為533毫米。輕型魚雷適合於水面艦艇、直升機空投及火箭助飛發射,其主要任務是反潛,也兼顧反艦。重型魚雷適合於艦、艇管裝發射,其航程遠,爆炸威力大,用途廣泛,是發展的重點。在重型魚雷的研制中只有前蘇聯可以和海軍實力強大的美國相抗衡,它針對美國航母編隊,研制了超大口徑的65型魚雷,產生了壹定的威懾作用。

但隨著魚雷技術的不斷發展和戰術思想的改變,目前魚雷已向通用化方面發展。在作戰海域方面既可用於深水也可用於淺水。

二、魚雷動力系統的發展

魚雷從最早的瓦斯雷發展到現在的電動力和熱動力魚雷,經過了壹個發展過程。魚雷動力裝置的性能決定著魚雷的航速和航程。熱動力魚雷雖然在航速和航程方面都優於電動力魚雷,但其技術難度大,研制周期長,航行深度受背壓影響,噪音大,航跡明顯,隱蔽性差。而電動力魚雷可在大深度航行,功率不受背壓影響,噪音小,不排氣,無航跡,隱蔽性好,造價也比較低廉,其單雷價格是熱動力魚雷的三分之壹。因此各國海軍大都同時裝備有熱動力和電動力魚雷,以發揮各自優勢,提高作戰能力。

為了解決熱動力魚雷在大深度航行時的影響,各個國家都在研究半閉式和閉式循環動力裝置,並且取得了壹定的成績。電動力魚雷關鍵是高能電池的研究。目前銀鋅電池是在役魚雷上使用最多的壹種電池。魚雷電機的發展方向是進壹步改進永磁電機,提高推進電機的可靠性、維修性、比功率等性能。為了解決電動力魚雷航程短的問題,還可借助於空投及火箭助飛的發射方式,綜合利用魚雷與發射裝置之間的搭配關系,進壹步提高魚雷的作戰指標。

三、魚雷制導技術的發展

從魚雷問世到二戰前所用的魚雷都是無制導的直航魚雷,是壹種近程快速、威力大的反艦武器,但是由於雷上沒有自導裝置和非觸發引信,單雷命中概率很低,必須同時幾條雷齊射。

隨著水面艦艇性能的進壹步發展,魚雷所要攻擊的目標在航速和機動性方面都有了大幅度的提高,無制導直航雷已停止生產。

二戰後各國相繼研制了聲自導魚雷。然而聲自導魚雷的發展遇到了越來越大的困擾。聲自導所利用的水聲信號同海洋環境噪聲、魚雷自噪聲、人工幹擾噪聲、混響等混雜在壹起,這給信號的提取和識別帶來了困難,尤其在魚雷航速很高時更是如此。這就要求聲自導魚雷向著智能化方向發展。

目前世界先進國家所設計的重型魚雷大都采用了線導+主/被動聲自導技術,大大提高了魚雷的抗幹擾和目標檢測能力。線導中所使用的導線大都是銅線,其缺點是導線重、體積大、抗拉力小、傳輸頻帶窄、信號衰減量大。而且線導魚雷中信號的衰減量和導線的長度成正比,導線越長信號衰減量越大,因此就限制了魚雷的航程。隨著光纖傳輸信息技術在通信領域內的成功應用,科研人員提出了以光纖代替普通銅導線用於魚雷的設計方案。美、法等國分別成功地進行了光纖線導的海上試驗,試驗距離達到了20~30千米。

在魚雷制導技術的發展過程中除聲自導、線導、光纖制導等以外,有些國家還采用了尾流自導技術。尾流自導抗幹擾能力強,可通過預編程設定,解決多目標情況下對預定目標的攻擊。前蘇聯的65型等魚雷都較好地利用了尾流技術,美國只有MK 45F魚雷采用了尾流自導技術,但並未普及。此外瑞典的TP61系列魚雷具有線導/被動聲自導功能,同時也具有尾流自導功能。

目前尾流自導技術只應用於反艦魚雷,尾流自導屬非聲自導,不受水文條件的影響,可在貼近水面高速航行,對於攻擊水面艦艇有較強的威力。同時由於尾流難以偽造產生,幹擾尾流自導魚雷比較困難。因此尾流自導魚雷抗幹擾能力強。尾流自導魚雷航速高、噪聲大、隱蔽性差。但由於魚雷是從艦船尾部進行跟蹤,處於聲納盲區之內,並且尾流消失需要時間,因此水面艦船對尾流自導魚雷實施對抗和規避很難奏效。

四、未來魚雷的發展趨勢

21世紀反潛、反艦形勢更加嚴峻,常規潛艇將以水下20~25節速度,核潛艇將以40節速度,在水深400~1000米處采用“隱形”及先進的水下對抗技術參與作戰,航空母艦等大型水面艦艇將以25~35節的航速,裝備十分完善的反導手段,並具有強大的對海、對空及反潛火力。

由於魚雷具有隱蔽性、大的水下爆炸威力和自導尋的的精確制導,魚雷在水下的作戰地位越來越高,它不僅是未來海戰有效的反潛武器,而且也是打擊水面艦船和航空母艦、破壞岸基設施的重要手段。因此世界各國都非常重視魚雷武器的發展,並根據未來海戰的需求和各自的戰術思想,結合本國的特點,選擇不同的技術道路發展魚雷武器。

1.智能化制導魚雷

魚雷制導性能是魚雷戰術技術指標的核心內容,也是魚雷研制中的難點。制導性能將直接影響到目標的檢測和識別及抗幹擾能力。對於現代戰爭而言,作戰艦艇都采用了多種不同類型的幹擾器材,以對抗魚雷對其攻擊。因此各國專家都非常重視對先進的水聲對抗技術進行系統的研究。所以,未來海戰特別是水下戰鬥實際上是探測與反探測,對抗與反對抗的較量。因此魚雷制導系統除了必須具有自導作用距離遠、搜索扇面大、導引精度高之外,更為重要的是具有較強的抗自然幹擾,尤其是抗人工幹擾的能力。同時能夠更有效地攻擊目標要害部位和薄弱環節。

魚雷智能化制導技術主要是通過制導系統應用高速數字微處理機,采用自適應技術,最優控制技術來實現的。由於水下電子對抗技術的日益發展,魚雷制導系統必須能夠對來自於自然和人工的幹擾目標進行識別,根據其不同的特征提取出有用的目標參量,然後由自適應控制系統選擇和調整其工作狀態和參數,瞄準在搜索攻擊過程中幾何尺寸變化大的目標,進行最優控制,從而實現“精確制導”,並以90°命中角擊中目標的要害部位。

智能化制導在國外魚雷已得到應用,能夠在復雜的海洋水聲環境中識別真假目標。

2.戰鬥部聚能爆炸技術

戰鬥部是魚雷武器唯壹有效載荷。戰鬥部的威力大小,對目標的毀傷程度與裝藥的數量、質量、爆炸方式等有關,也同魚雷命中目標的位置、艦艇結構有關。

現代艦艇為了自身的安全,在結構設計及材料選擇方面作了大量的研究工作,並且在壹些先進國家的潛艇上得到了應用。這就大大增加了潛艇的下潛深度和抗爆能力。因此在裝藥量和炸藥質量受到限制的情況下只能采用新的爆炸技術。

在提高爆炸威力方面,各國除繼續研究新炸藥外,都采用了定向聚能爆炸技術,具有40千克的裝藥量,產生250千克爆炸威力的效果。聚能爆炸技術主要用於輕型魚雷,而且采用聚能爆炸的魚雷只采用觸發引信而不采用非觸發引信。

3.火箭助飛魚雷的發展

在反潛武器中火箭助飛魚雷占有很重要的地位。為了對付潛艇的威脅,魚雷武器系統在遠距離上的快速反應十分重要。魚雷和彈道導彈相結合構成的火箭助飛魚雷能用很高的速度把魚雷送到遠距離的目標附近,系統反應時間短,可以晝夜全天候使用,可以連續射擊,提高了目標殺傷概率。

火箭助飛魚雷已有多種型號裝備部隊。如美國的艦對潛“阿斯洛克”和前蘇聯的SS-N-14等。鑒於現代戰爭遠距離作戰的特點,火箭助飛魚雷的發展前景是非常樂觀的。

五、世界先進國家魚雷武器性能綜評

從第1條魚雷問世至今,魚雷武器的性能有了大幅度提高,不管在制導方式、動力裝置、自導作用距離還是航速、航程等各方面都有了突飛猛進的發展。隨著科學技術的不斷發展,新型魚雷不斷出現,各國海軍的力量不容忽視。

美國1977年裝備部隊的MK 48-3魚雷是直徑為533毫米的重型魚雷,航速50節,航程46千米,航深914米,裝藥量達到267千克,采用的是觸發加非觸發引信,制導方式為線導加主/被動聲自導,動力裝置采用奧托燃料。到1985年裝備部隊的MK 46-5反潛魚雷直徑為324毫米,航速為45節,航程為11千米,航深750米,采用觸發加非觸發引信,制導方式為主/被動聲自導。該雷解決了淺水控制及直升機空投的問題,成為海軍淺海作戰的壹個有力武器。到1991年裝備部隊的MK 50反潛魚雷就已采用了聚能爆炸技術,其裝藥量只有67千克,但爆炸威力卻相當大。對於海軍強國美國來講,其魚雷武器的發展相當迅速。英國1983年裝備部隊的“魚甫魚”就已采用了聚能爆炸及線導加主/被動聲自導技術,法國1991年裝備部隊的“海鱔”魚雷也采用了聚能爆炸及多頻主動聲自導技術。

可與美國海軍勢力相抗衡的前蘇聯在魚雷武器的發展上步伐也相當大。80年代,前蘇聯在53-65K和TЭСТ-71М基礎上改進研制出性能先進的УСЭТ-80通用型電動力魚雷,其航速為48~50節,航程18~20千米,自導作用距離可達900米,在反艦時采用尾流自導。該雷新的型號還采用了線導中心計算機、目標識別、水聲反對抗和泵噴推進器等新技術。90年代又在АПР-2魚雷基礎上研制出A3空投反潛魚雷。其自導作用距離可達到1500~2000米,航速大於60節,航程約3400米。另外經過長期的研究實踐,突破傳統的設計思想,研制出了新概念重型高速魚雷。該雷由普通潛艇發射,以約200節的高速航行在氣泡流場中,在15~20千米以外即可打擊航母等大、中型水面艦艇及岸基設施。同時可作為水下運載器裝載直徑324毫米的常規輕型自導魚雷,將其送入敵目標附近。

縱觀世界魚雷武器的發展,不難看出,在海軍需求的牽引及高科技發展的推動下,魚雷武器在其制導精度、智能化程序等方面還會有新的突破,高性能的魚雷武器會不斷出現,必將成為海軍作戰中壹項最有效的水下導彈。