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1 # 鍛刀煉心
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2 # 皇家橡樹1972
目前,魚雷的動力系統有兩種,一種:以電池釋放出電能提供給魚雷的微電機,驅動螺旋槳。另一種是:魚雷攜帶燃料在魚雷的“熱動力機”燃燒做功帶動驅動機械,再由驅動機械帶動螺旋槳。
熱動力機能量輸出大、持續時間久,可以讓魚雷航行的更快、更遠(最快的50節/50公里)是目前大型魚雷(533毫米和650毫米雷徑)的動力首選,而且熱動力魚雷在和平時期訓練當中可以反覆使用(操雷)將大大的提高了潛艇的作戰能力!
熱動力魚雷雖然有高速度大航程的優點,但是熱動力機在執行過程中需要將燃燒廢氣排出到魚雷的外面,這樣就會形成一條非常明顯的航跡,過早的暴露身影,會被艦船提早的發現組織兵器對它進行防禦,而且熱動力機做功時也會產生噪音,讓“被動聲吶”過早的發現,這些都是熱動力魚雷目前克服不了的缺陷,但它的利要大於弊,所以現代魚雷仍然以它為主要動力方式。
總之,魚雷目前仍然是最主要的水下兵器,能製造它的國家沒超過10個!都是工業能力強大的國家,魚雷將來發展的方向仍然是以智慧化為主,現在熱動力機是魚雷的主要動力,如果有新型的高容量、大功率、材料價格便宜電池出現,那將是魚雷技術的革命。
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3 # 強武堂
1866年,英國工程師羅伯特.懷特黑德發明了海軍史上第一種實用性自航魚雷(懷特黑德的含義就是“白頭”,這種魚雷通常被稱為“白頭”魚雷,後來又出現了黑頭魚雷的提法)這種魚雷幾乎奠定了此後各種螺旋槳推進魚雷的大致結構設計。但是,由於懷特黑德選擇了壓縮空氣推動汽輪機來驅動單個螺旋槳,雖然壓縮空氣的壓力高達2.55兆帕,但僅能保證螺旋槳達到100轉/分的轉速,魚雷的航速僅為6.5節。1906年白頭魚雷已經能夠達到35節的航速。
但壓縮空氣釋放能量會吸收熱能,導致嚴重的結冰問題,早期魚雷設計師開始轉向用熱機驅動螺旋槳,1904年懷特黑德魚雷公司在魚雷上加入了最初的燃燒室,1908年英國人完成了蒸汽推動汽輪機驅動螺旋槳的溼式加熱器設計,併成為一戰及其後最主要的魚雷動力系統流派。
不過,壓縮空氣僅有21%的氧氣,燃燒產能有限。因此英國、日本和德國均嘗試用氧氣代替壓縮空氣,但隨之而來的自爆危險性卻使得腦子正常的國家選擇敬而遠之。
另一個魚雷動力系統流派是電動魚雷,該流派的源頭是1877年澳洲籍猶太武器工程師路易斯.布倫南設計的線導電動魚雷。這種長度僅4.6米的魚雷可以能夠在3.7米水深中以27節航速行駛1800米。之所以稱之為“線導”是因為魚雷由後部直徑不如2毫米的銅纜控制。操作人員在12米高的鐵塔上,依靠特殊的雙目望遠鏡追蹤魚雷的航跡,並根據目標和魚雷的相對位置進行操縱。在試驗中這款魚雷甚至在操縱小轉過180度繞到目標另一側成功命中。
1886年英國皇家海軍決定將布倫南魚雷作為英軍制式的海防魚雷使用。此後十五年中,英軍在本土的克里夫堡、懷特島、朴茨茅斯,愛爾蘭的科克港、馬耳他以及香港的鯉魚門等地設定了布倫南魚雷。作為一款早期魚雷設計,布倫南魚雷最大的問題是價格過於昂貴。十幾年之前英國訂購“白頭魚雷”僅花費了15000英鎊,而布倫南魚雷竟然花費了英國海軍十幾萬英鎊。由於價格過於高昂,包括新加坡在內的近十套布倫南魚雷系統最終都被取消。
電動魚雷逐漸實用化源自蓄電技術的發展,1873年約翰.埃裡克森(說愛立信你們就明白他是誰了)發明了電池供電的電動魚雷。二戰期間德國設計了經典的G7e型電動魚雷,並催生了美製Mk.18以及FIDO等型號。現代電動魚雷通常採用不需要定期維護的氧化銀電池,電動機推動的共軸反槳螺旋槳效能更高。
冷戰進一步催生了新的魚雷動力性,英國人的劍魚魚雷採用燃氣輪機泵推技術,蘇聯的VA-111採用火箭發動機,但它們的推進系統都不是螺旋槳,所以就不在這裡贅述了。
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4 # 哨兵ZH
▲“Howell”魚雷上的飛輪裝置
除了上面提到的幾種魚雷的動力方式,其實歷史上還出現過“加熱空氣式”魚雷,即把空氣和煤油混合點燃,燃燒會產生更多的氣體,使氣體體積進一步膨脹,提高魚雷的速度和射程;然後還有“溼加熱式”魚雷,即使用水來給魚雷發動機的燃燒室降溫,可以解決發動機的發熱問題,使其可以燃燒更多的燃料,同時還可以將生成的水蒸汽與燃燒產物一起送入發動機來產生額外的動力,這就是“師加熱式”魚雷的主要工作原理,第一次世界大戰和第二次世界大戰中使用的魚雷大多數是都是“溼加熱式”魚雷。
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5 # 和風漫談
1866年,英國工程師羅伯特·懷特黑德發明了第一枚實用魚雷,在此後的一百多年裡,魚雷成了海戰中最重要的武器之一。二戰期間,死於魚雷之手的航空母艦就有17艘之多,還有戰列艦、驅逐艦、商船等無數冤魂。
它專門攻擊艦艇薄弱的水下部分,一枚重型魚雷就能將3000噸大型軍艦攔腰折斷,成了各國海軍既避之不及,又趨之若鶩的殺手鐗。
1、最早的魚雷使用壓縮空氣發動機,驅動螺旋槳前進,速度很慢,射程很短,只有640米。此後,魚雷動力系統經過了數代發展。
2、20世紀初,魚雷進入熱動力時代。熱動力魚雷採用開式、半開式或閉式迴圈發動機,將化學能源通過燃燒轉化成機械能。
熱動力魚雷發動機有活塞式、渦輪式、燃氣輪機、火箭發動機等等。美國現役主力 Mk48 Mod 5重型魚雷,就採用半閉式迴圈的擺盤活塞發動機,最大航速55節,最大航程46千米。
▲Mk48 重型魚雷
活塞式發動機又分為往復式、凸輪式、週轉斜盤/擺盤式等等。
魚雷在水下運動,不能從周邊獲得氧氣,所以要自已攜帶氧化劑、還原劑,就像火箭在太空中飛行要攜帶氧化劑一樣。魚雷熱動力發動機先進與否主要看推進劑的能量密度高低。
早期的熱動力發動機使用酒精、煤油+壓縮空氣燃料,能量密度很低,比能量只有0.197Wh/kg。後來,推進劑飛速發展,從煤油+氧氣、煤油+過氧化氫、煤油+硝酸,一直到現在廣泛使用的奧托II及其組合燃料,比能量已經達到470 Wh/kg,比最初提高了2300多倍。
熱動力魚雷的優點是:航程大、航速快、噪聲也大,但同時因為開式、半開式迴圈與外界工質交換,所以會產生明顯的航跡,不利於隱蔽。
3、除了熱動力魚雷,推動螺旋槳的還有電動魚雷。
電動魚雷,採用電池組推進,和電動單車原理差不多,但電池效能好很多。從早期的鉛酸電池、鎘鎳電池,一路到銀鋅電池、鎂/氯化銀海水電池、鎂/銅海水電池、鋁/氧化銀電池,能量密度迅速增加,已達到100~150 Wh/kg,但從資料上看仍不如熱動力魚雷強悍。
義大利和法國聯合開發的MU90魚雷,採用無極變速的單轉永磁無刷電機,最高航速50節,最大航程25千米,已經接近優秀熱動力魚雷的效能指標。
電動魚雷不受海水背壓影響,潛深大,無航跡,噪音低,但航程短、航速低,正好與熱動力魚雷相反。
4、此外,還有不用螺旋槳推進的噴射式魚雷,一種是噴氣的,一種是噴水的。
著名的俄羅斯“暴風雪”超空泡魚雷,使用火箭發動機,鎂基金屬水反應燃料,最高航速達到驚人的200節,但航程只有10千米左右。
5、而最新推動螺旋槳的,還有俄羅斯剛剛公佈的 “波塞冬(Poseidon)”核動力魚雷。
它用液態金屬反應堆驅動螺旋槳前進,擁有無限航程,可在水下潛伏數十天,航程1萬公里,可攜帶核彈頭,是真正的戰略級武器,名副其實的“海神”。
雖然現在的魚雷,因射程太短被反艦導彈奪去了主角光環。但隨著先進燃料和發動機的不斷髮展,未來擁有超遠射程和自主導航能力的魚雷仍將是軍艦、潛艇的噩夢,甚至有可能讓水下重型裝甲重新迴歸呢。
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6 # seasing1231
最早的魚雷用壓縮空氣驅動螺旋槳,但是航程短,速度慢,壓縮空氣釋放會吸熱,容易結冰。
後來有人發明了電驅動,這個一直沿用到現在,區別只是供電電池越來越先進,現在的電池無須維護,不啟動的時候,電池液存放在密封容器內,一旦發射,容器解封,電池液釋放,電池即可釋放電能。
一戰前,有人發明了蒸汽瓦斯魚雷,這是一種熱動力魚雷,燃料和水同時進入燃燒室,燃燒後產生蒸汽,驅動螺旋槳旋轉,做功後的蒸汽直接排放到海水中。蒸汽瓦斯魚雷的優點是速度高,通常在50節以上,射程遠,可以達到4-5千米,甚至可以超過8000米。缺點是隱蔽性差,它在航行中因排出氣體形成航跡,易被對方艦艇發現,還有一點是不能用於很大的深度。蒸汽瓦斯魚雷是一戰和二戰中用的最多的魚雷。
現代魚雷主要分為電動力魚雷和熱動力魚雷,電動力魚雷不多做介紹。
熱動力魚雷按使用的推進劑,可分為單組元推進劑魚雷、雙組元推進劑魚雷、多組元推進劑魚雷、混合推進劑魚雷和固體推進劑魚雷。推進劑就是熱能的來源,分為燃料,氧化劑。有普通推進劑(氣、水、油)、單組元推進劑(如奧托燃料)、多組元推進劑(如奧托-II+過氧化氫+海水三組元燃料)和固體推進劑。由於魚雷在水下航行,不可能像飛機和汽車一樣從周圍大氣中取得氧氣,因此它必須攜帶氧化劑,一般有空氣、過氧化氫和純氧。水的作用是噴入燃燒室,用以冷卻燃氣,其生成的水蒸汽與燃氣混合後一起進入主機做功,因此水與燃燒劑、氧化劑共同組成推進劑。
熱動力魚雷按發動機,分為往復式發動機魚雷、凸輪式發動機魚雷、擺盤或斜盤式發動機魚雷、火箭發動機魚雷和噴水發動機魚雷。
除了上面提到的那些,還有一些特殊的魚雷,比如火箭助推魚雷又稱為反潛導彈,把魚雷裝到導彈上,先飛到目標附近,再入水攻擊,一般用來攻擊潛艇,速度非常快。還有俄羅斯的超空泡魚雷,用火箭發動機驅動,頭部有特殊裝置可以把魚雷前部的海水氣泡化,使得這種魚雷受到的阻力非常小,航速可以達到400節,也就是每小時740公里,幾乎趕上巡航導彈了,這種魚雷幾乎可以直瞄攻擊。
魚雷這種武器,是一種非常複雜的高精尖武器,世界上只有少數國家可以獨立設計製造。
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承蒙邀請,刀君盡力。
魚雷發展歷史有過電動螺旋槳自航時代,也有過泵推進時代,目前正逐步向熱驅動時代過渡中。雷子在水下行走最害怕的是阻力和動靜(噪聲),然而初代的雷子們基本都是呼撥出一堆氣泡的白線(航跡)讓大家投來異樣的目光(參照水裡放個屁)而紛紛躲避開來。於是羞愧的雷子們奮發圖強,終於練就了在水裡放屁不露痕跡還寂靜無聲的神奇能力來。下面給大家介紹幾個流派吧!
雷尾的活塞式發動機,呱唧呱唧的那種
德派代表,嚴謹的德國人為了使雷子更像嚴謹的雷子,使用了水泵這種不會出氣的簡單辦法。大道至簡,在水裡為啥不用水呢?於是雷子們的尾部紛紛出現了一股股激射的水流。一下一下的,除去腹部的悶聲,什麼都看不到。。。。
泵式魚雷
現代代表,發展到現代高科技的應用使雷子們開始劃時代而動。在水下能自動尋找到要找的物件,不再像二戰時期和物件擦身而過了。為了給物件以驚喜,雷子們用滿腔的熱血向後部噴射而出熱能精力(刀君解釋一下,是熱力發動機燃燒室內燃燒燃料加力)。嘩嘩的或用水,或用氣奔向預先留在腦海裡輸入的物件照片方向,悄悄地,狡猾狡猾地游過去。。。。
反潛是現代魚雷的主要用途
綜上,魚雷用的動力能,不出電池電能,燃料化學能這兩大類。