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水下作战中，当敌我双方同时发现对方，在武器系统反应能力以及其他性能相当的情况下，武器的快速性将成为制胜关键！作为水中兵器的超空泡鱼雷就是在这一军事需求背景下应运而生的。 前苏联从20世纪50年代起开始研究超空泡鱼雷，1977年设计定型了代号“暴风”的超空泡鱼雷，并在1980年装备部队，该型鱼雷可以在水面战斗舰船、潜艇等多个平台发射，动力系统采用两台火箭发动机，最大水下速度达到200节，无制导，弹道为直航。此后，俄罗斯还研制了第二代、第三代M系列超空泡鱼雷--M7和M9，水下最大航速超过300节，射程大约50公里。美国也是在上个世纪40-50年代开始对高速、超高速入水空泡以及水下弹道产生了广泛研究，并且将某些成果应用于高速鱼雷。到上个世纪90年代，美国海军对超空泡水下航行体的研究力度不断加大，在总体优化设计、高性能材料、动力与有效载荷等方面都展开了大量的基础研究。 由于超空泡鱼雷的运动特性既不同于传统鱼雷，又不同于导弹，是一种新型的水下航行器，先要介绍一下有关的概念： 空泡：当物体和液体相对高速运动时，物体表面附近的液体因为低压而发生相变，即物体表面的水压强降低，当水压降低到水的饱和蒸汽压强（2350Pa）以下时，物体表面的水产生汽化现象，形成包含水汽的薄层，这就是空泡。空泡是一个内部含有气或者汽的低密度空泡腔，以液体的速度场和压力场变化为条件产生。 超空泡：当空泡长度与运动物体长度相当，或者将运动物体完全包裹，称为超空泡。 空泡数：描述空泡大小的一个无量纲数。 自然超空泡：由液体相变产生的包络物体大部分或者全部表面的内含蒸汽的超空泡，称为自然超空泡或者蒸汽超空泡。 通气超空泡：当物体和液体的相对运动速度没有达到足够低压的条件，用人工手段注入气体，形成覆盖物体部分表面或者全部表面的主要含气体的超空泡，被称为通气超空泡或者人工超空泡。    超空泡鱼雷就是利用以上原理，将在水中运动的雷体与水隔开，使得鱼雷表面不与海水接触，大大减少了鱼雷与海水之间的粘性摩擦损失，从而有效的减少了鱼雷的水下航行阻力，能够进行高速航行。  由于超空泡鱼雷在超空泡流场中产生的声阻碍和声屏蔽作用，以及火箭发动机产生的强噪声，致使超空泡鱼雷无法使用自导装置，其弹道是预先设定的，完全依靠控制系统来实现。另外，超空泡鱼雷的水下航行过程中，若弹道变化较大，将产生不均匀气流层，使得超空泡鱼雷表面的空泡连续性被破坏，因此超空泡鱼雷都采用直航弹道。  潜艇、鱼雷等水中兵器在水中跑不快是由于水的阻力作用，水的密度为空气的800倍，所以，水阻力要比空气阻力大800倍。这样使得潜艇、鱼雷等水中兵器在水中跑不快。 科学家早就知道，在水流中运动的物体，速度快时水压力会减小，当压力减小到与水蒸汽压力相等时，水会气化成空泡。  在上一个世纪六十年代，苏联科学家发现，要是运动物体的速度提高到一定程度，运动物体表面全被一层气泡所包围。此时，运动物体的水阻力极低。科学家还发现因为运动物体表面被一层薄薄的气体所覆盖，物体表面的水摩擦阻力完全消失，水阻力大大降低。要是水中运动物体表面全被气泡所包围，即产生“超空泡现象”，此时，运动物体的水阻力大大降低，气泡也不会因为爆裂而产生对运动物体表面的冲击，空泡对运动物体的威胁也就不存在。 实际上，超空泡是空泡的一种极端形式，空泡长度与物体的运动速度有关，物体能够在自己产生的长气泡内部以最小的阻力高速前进。此后，美国海军水下作战中心发现，在一定条件下，水中运动的物体的表面可实现“超空泡”。此时，水中物体运动的速度可达到50米/秒。如果采用合适的首部形状，速度还可提高，甚至超过音速。他们设计了超空泡螺旋桨。超空泡螺旋桨的叶片表面完全被气化的水分子所覆盖，推进效率大大提高，叶片表面也不会受剥蚀。 “超空泡现象”的发现是一个重要发现。此后，美国海军水下作战中心对“超空泡现象”进行了试验，发现在一定条件下，水中运动物体表面可实现“超空泡”，此时水中运动物体的速度可达到每秒50米，要是采用合适的首部形状，速度还可提高，甚至超过音速。这对舰船设计师以极大鼓舞，他们设计了超空泡螺旋桨。该种超空也不会产生剥蚀现象。空泡螺旋桨的叶片表面完全被气化的水分子所覆盖，推进效率大大提高，叶片表面也不会受剥蚀。 “超空泡现象”的发现和应用，诞生了一代新概念武器—“超空泡武器”。当今世界上，一些国家的科研人员在研究“超空泡”，进行“超空泡武器”试验，出现了一批“超空泡武器”。 在20世纪90年代，俄罗斯科技人员研制成“暴风”鱼雷。这是一种潜载高速鱼雷，它是前苏联海军在历经10多年的秘密研究与发展之后，才得到成功的一种“超空泡武器”，于1997年装备俄罗斯潜艇部队。这是最早出现的“超空泡武器”。 现在，已经研制成功，或正在研制的.“超空泡武器有超空泡鱼雷，超空泡潜艇，超空泡快艇，超空泡反水雷射弹，超空泡弹药，超空泡钻地炸弹等多种。 |
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