鱼雷的原理是什么,如何推进?

从19世纪鱼雷发明到21世纪的今天,鱼雷的发展进入了一个非常辉煌的时期,世界各国在鱼雷的发展上都取得了很大的进步。二战前,鱼雷没有制导系统,是直接反舰武器。但随着潜艇技术的发展,反潜和潜载鱼雷成为鱼雷发展的重要目标。为了快速打击中远程目标,许多国家对鱼雷的制导和发射方式做了大量的研究工作,提高了鱼雷制导的抗干扰能力,增加了自导射程,提高了命中概率。同时,发射方式从管射发展到直升机空投发射和火箭助射,大大提高了鱼雷的作战效果。

第一,鱼雷发展的系列化

为了完成不同的任务,鱼雷一般分轻型和重型两个系列发展。轻型鱼雷直径一般小于400毫米,重型鱼雷直径一般为533毫米。轻型鱼雷适用于水面舰艇、直升机空投和火箭助推发射。他们的主要任务是反潜和反舰。重型鱼雷适合舰艇发射,射程远,爆发力大,用途广,是发展的重点。在重型鱼雷的研制上,只有前苏联能与拥有强大海军的美国抗衡。为美国航母编队研制了超大口径65式鱼雷,具有一定的威慑作用。

但随着鱼雷技术的不断发展和战术思想的改变,目前鱼雷已经向通用化方向发展。战斗水域深水浅水都可以用。

二、鱼雷动力系统的发展

鱼雷从最早的气雷到现在的电、热鱼雷,经历了一个发展过程。鱼雷动力装置的性能决定了鱼雷的速度和射程。热鱼雷虽然在速度和射程上优于电鱼雷,但技术难度大,研制周期长,航行深度受背压影响,噪音大,航迹明显,隐蔽性差。电动鱼雷可以在很大深度航行,动力不受背压影响,噪音低,无排气,无航迹,隐蔽性好,成本相对较低。单枚鱼雷的价格是热鱼雷的三分之一。因此,各国海军大多同时装备热鱼雷和电鱼雷,以发挥各自优势,提高作战能力。

为了解决热鱼雷在深水航行中的影响,各国都在研究半闭式和闭式循环动力装置,并取得了一定的成果。电动鱼雷的关键是高能电池的研究。目前,银锌电池是现役鱼雷上应用最广泛的电池。鱼雷电机的发展方向是进一步改进永磁电机,提高推进电机的可靠性、可维护性和比功率。为了解决电鱼雷射程短的问题,还可以通过空投、火箭助飞等方式,利用鱼雷与发射装置的匹配关系,进一步提高鱼雷的作战指标。

第三,鱼雷制导技术的发展

从鱼雷问世到二战前使用的鱼雷都是无制导直接鱼雷,是一种近程快速、威力巨大的反舰武器。但由于地雷上没有自导装置和非触发引信,单枚地雷命中的概率很低,必须同时发射几枚地雷。

随着水面舰艇性能的进一步发展,被鱼雷攻击目标的速度和机动性都有了很大的提高,无制导直雷的生产也停止了。

二战后,各国相继研制声自导鱼雷。然而,声自导鱼雷的发展遇到了越来越多的困难。声自导使用的水声信号中夹杂着海洋环境噪声、鱼雷自身噪声、人为干扰噪声和混响,给信号提取和识别带来困难,尤其是在鱼雷速度较高的情况下。这就要求声自导鱼雷向智能化方向发展。

目前,世界先进国家设计的重型鱼雷大多采用线导和主/被动声自导技术,大大提高了鱼雷的抗干扰和目标探测能力。导线器使用的导线多为铜线,具有导线重、体积大、抗拉强度小、传输频带窄、信号衰减大等缺点。而且线导鱼雷中的信号衰减与导体的长度成正比,导体越长,信号衰减越大,从而限制了鱼雷的射程。随着光纤传输信息技术在通信领域的成功应用,科研人员提出了鱼雷用光纤替代普通铜线的设计方案。美国、法国等国已成功进行了光纤导的海上试验,试验距离达到20 ~ 30公里。

在鱼雷制导技术的发展中,除了声制导、线制导和光纤制导外,一些国家还采用了尾流制导技术。尾流自导抗干扰能力强,通过预编程设置,可以解决多目标情况下对预定目标的攻击。前苏联的65式鱼雷都很好地利用了尾流技术。美国只有MK 45F鱼雷采用了尾流自导技术,但没有推广。此外,瑞典的TP61系列鱼雷具有线导/被动声自导功能,还具有尾流自导功能。

目前尾流自导技术仅应用于反舰鱼雷。尾流自导属于非声自导,不受水文条件影响。它能在水面附近高速航行,对水面舰艇的攻击能力很强。同时,由于尾流难以伪造,也难以干扰尾流自导鱼雷。因此,尾流自导鱼雷具有很强的抗干扰能力。尾流自导鱼雷速度高、噪声大、隐蔽性差。但由于鱼雷从舰尾跟踪,处于声纳盲区,尾流消失需要时间,水面舰艇难以对抗和规避尾流自导鱼雷。

第四,鱼雷的未来发展趋势

21世纪反潜反舰形势更加严峻。常规潜艇将以20-25节的速度进入水下,核潜艇将以40节的速度投入战斗,并在400-1000米的水深采取“隐身”和先进的水下对抗措施。航母等大型水面舰艇在25-35节的航速下会配备完善的反导手段,具有较强的对海、反舰能力。

鱼雷因其隐蔽性、巨大的水下爆炸威力和精确的自导制导,在水下战争中发挥着越来越重要的作用。它不仅是未来海战中有效的反潜武器,也是攻击水面舰艇和航母、摧毁岸基设施的重要手段。因此,世界各国都非常重视鱼雷武器的发展,并根据未来海战的需要和自身的战术思想,结合自身特点,选择不同的技术路径发展鱼雷武器。

1.智能制导鱼雷

鱼雷制导性能是鱼雷战术技术指标的核心内容,也是鱼雷研制的难点。制导性能将直接影响目标的探测、识别和抗干扰能力。在现代战争中,军舰采用了许多不同类型的干扰设备来对抗鱼雷攻击。因此,世界各国专家都非常重视先进水声对抗技术的系统研究。因此,未来海战,尤其是水下战斗,实际上是探测与反探测、对抗与对立的较量。因此,鱼雷制导系统不仅要具有自导距离远、搜索扇面大、制导精度高的特点,还要具有较强的抗自然干扰特别是人工干扰的能力。同时可以更有效地打击目标的关键部位和薄弱环节。

鱼雷智能制导技术主要是在制导系统中采用高速数字微处理器、自适应技术和最优控制技术来实现的。由于水下电子对抗技术的发展,鱼雷制导系统必须能够识别来自自然和人为的干扰目标,根据它们的不同特性提取有用的目标参数,然后由自适应控制系统选择和调整其工作状态和参数,针对搜索攻击过程中几何尺寸变化较大的目标,进行最优控制,从而实现“精确制导”,以90°的命中角度命中目标的关键部位。

智能制导已经在国外鱼雷上得到应用,可以在复杂的水声环境下识别真假目标。

2.战斗部聚能装药爆炸技术

弹头是鱼雷武器的唯一有效载荷。战斗部的威力和对目标的毁伤程度,与装药的数量、质量、爆炸方式有关,也与鱼雷击中目标的位置和舰艇的结构有关。

现代军舰为了自身安全,在结构设计、材料选择等方面做了大量的研究工作,并在一些先进国家的潜艇上得到应用。这大大增加了潜艇的下潜深度和抗爆能力。因此,只有在限定装药量和炸药质量的条件下,才能采用新的爆炸技术。

在提高爆炸威力方面,各国都采用了定向聚能装药爆炸技术,除了继续研究新型炸药,装药量40公斤,爆炸威力250公斤。聚能爆炸的技术主要用在轻型鱼雷上,使用聚能爆炸的鱼雷只使用触发引信而不使用非触发引信。

3.火箭助飞鱼雷的发展

火箭助飞鱼雷在反潜武器中占有重要地位。为了应对潜艇的威胁,鱼雷武器系统的远程快速反应非常重要。由鱼雷和弹道导弹组成的火箭助飞鱼雷可以将鱼雷高速送至远距离目标附近。该系统反应时间短,可昼夜使用,可连续射击,提高了目标杀伤概率。

火箭助飞鱼雷已经装备了各种型号的部队。如美国的舰对潜“阿斯洛克”和前苏联的SS-N-14。鉴于现代战争中远程作战的特点,火箭助飞鱼雷的发展前景十分乐观。

动词 (verb的缩写)世界先进国家鱼雷武器性能综合评估

自1号鱼雷问世以来,鱼雷武器的性能有了很大的提高,在制导方式、动力装置、自导距离、速度和射程等方面都有了长足的进步。随着科技的不断发展,新型鱼雷不断出现,各国海军实力不容忽视。

1977美军装备的MK 48-3鱼雷是一种重型鱼雷,直径533毫米,航速50节,射程46公里,潜深914米,装药量267公斤。它采用触发加非触发引信,制导方式为线导加主/被动声自导。该发电厂使用奥托燃料。到1985年,装备部队的MK 46-5反潜鱼雷直径324毫米,航速45节,射程11公里,航行深度750米。它采用了触发加非触发引信,制导方式主要是/被动声自导。该雷解决了浅水控制和直升机空投问题,成为海军浅海作战的有力武器。到1991,装备部队的MK 50反潜鱼雷已经采用了聚能装药爆炸技术,装药量只有67公斤,但爆炸威力却相当大。对于海军强国美国来说,其鱼雷武器发展相当迅速。1983年装备部队的英国“鱼伏”采用了聚能爆炸和线导加主动/被动声自导的技术,1991年装备部队的法国“海鳗”鱼雷也采用了聚能爆炸和多频主动声自导的技术。

可与美国海军力量抗衡的前苏联,在鱼雷武器的研制上也取得了长足的进步。上世纪80年代,前苏联在53-65K和T эст-71 м的基础上,研制出性能先进的усэт-80通用电鱼雷,航速48-50节,射程18。该雷的新型号还采用了线导中心计算机、目标识别、水声对抗、泵喷推进器等新技术。90年代,A3空投反潜鱼雷是在апр-2鱼雷的基础上发展起来的。其自导距离可达1500 ~ 2000米,航速大于60节,航程约3400米。此外,通过长期的研究和实践,我们突破了传统的设计思想,开发了一种新概念重型高速鱼雷。水雷由一艘普通潜艇发射,以200节左右的高速在泡泡流场中航行。可攻击距离15 ~ 20km的大中型水面舰艇和航母等岸基设施。同时,它可以作为水下运载工具,装载直径为324毫米的常规轻型自导鱼雷,并将其发送到敌方目标附近。

纵观世界鱼雷武器的发展,不难看出,在海军需求的牵引和高科技发展的推动下,鱼雷武器在制导精度和程序智能化方面将有新的突破,高性能的鱼雷武器将不断出现,必将成为海军作战中最有效的水下导弹之一。