为什么超空泡鱼雷要在水中点火

鱼雷在水中航行时遇到的阻力非常大，推进时所需的能量与航速的立方成正比，也就是说，要使鱼雷航速提高2倍，则需要增加8倍的能量。因此靠提高推力来提升速度是很困难的。那么能否在降低阻力上做一些文章呢？

科学家发现，当物体在水中快速运动时，会在运动物体的后方产生“空泡”，这是因为那里的压力降到了水的饱和蒸汽压以下，引起局部的水沸腾产生气泡。一般情况下，空泡产生以后会很快破裂，从而发出很大的噪声，并对那里的物体表面造成很大的损伤，使金属表面形成凹陷和腐蚀，如螺旋桨空泡，通常在设计中要尽量避免产生。那么，如果能产生一个大得能把整个运动物体包裹的“超空泡”会怎样呢？水的阻力就变成了空气阻力，阻力将减少很多。研究表明，当物体在水中的速度超过50米/秒时，就会形成“超空泡”。在超空泡状态下，物体与水的接触面积被缩小到最低限度，水的阻力明显降低。利用这个原理，人们设计出了超空泡鱼雷。它的头部装有圆形或者椭圆形平盘状的空泡发生器，其后便是几个环状通气管。鱼雷发射后，火箭在水中点火，将鱼雷加速至超空泡速度。空泡发生器产生局部气泡，然后由通气管将火箭排出的气体注入空泡，使之膨胀成为超空泡。此后，由主火箭发动机点火，推动鱼雷以高速运行。

超空泡效应示意图。可见超空泡状态下物体与水的接触面积很小

俄罗斯的“暴风雪”鱼雷就是这样的一款“水中火箭”，从发射管中发射时，鱼雷的离管速度为50节，不久后，液体燃料火箭发动机点火，将速度提高到200节。鱼雷尾部中间的圆形开口是火箭发动机的喷口，而在尾部四周上下左右4个方向上各有一对圆管，它们是制导鳍。若要改变航行方向，可以收缩、加长相应方向上的制导鳍。如果需要快速转向，则还可以利用锥形头部上的推板，改变包围鱼雷的超空泡的形状。其速度最高可达到200节以上。一旦它逼近目标，由于速度太快，目标很难通过机动的方式避开。不过，超空泡鱼雷虽然速度快，但航程太短、制导困难，因此未得到广泛应用。（严晓峰　傅琦）

火箭发动机

“暴风雪”鱼雷

空泡发生器