“幽靈”號(hào)超空泡艦船
近日，外媒一篇有關(guān)超空泡潛航器的報(bào)道引起了軍事愛好者的普遍關(guān)注。為了適應(yīng)未來(lái)海戰(zhàn)的需要，各軍事強(qiáng)國(guó)都在極力發(fā)展能夠主宰海上戰(zhàn)場(chǎng)的先進(jìn)武器。在這種背景下，超空泡技術(shù)受到了世界主要軍事大國(guó)的高度重視，他們投入大量的精力和資金將超空泡技術(shù)應(yīng)用于武器系統(tǒng)。請(qǐng)看科技日?qǐng)?bào)特約專稿——
超空泡技術(shù)是提高海洋軍事實(shí)力，尤其是提高攻擊航母編隊(duì)能力的關(guān)鍵技術(shù)。美國(guó)國(guó)防部已將超空泡高速武器列入需要在全世界范圍內(nèi)密切關(guān)注的24項(xiàng)重大武器技術(shù)之一，俄羅斯、德國(guó)也始終在進(jìn)行超空泡導(dǎo)彈的研制與改進(jìn)。許多專家預(yù)測(cè)，一旦超空泡武器的一些關(guān)鍵技術(shù)得以解決，未來(lái)海上作戰(zhàn)模式將大大改變。
溯源：水下航行器減阻增速
常言道：“兵貴神速”，航速在很大程度上影響著海戰(zhàn)裝備的作戰(zhàn)性能。由于水的密度遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于空氣密度，使得海戰(zhàn)裝備在水中的阻力數(shù)百倍于其在空氣中的阻力，航行速度只有空中飛行器速度的十分之一。而且由于推進(jìn)一個(gè)水下物體所需的能量與航速的立方成正比，即要使航速提高一倍，推進(jìn)系統(tǒng)必須提供8倍的能量，因此想通過常規(guī)的方法使航速明顯提高顯然有些無(wú)力。
為有效降低水下航行器的阻力，世界各國(guó)采用了各種技術(shù)方法，包括在物體表面布置纖維分子，在物體表面涂覆粘彈性材料，通過多孔表面擴(kuò)散氣體，向物體與水之間的邊界層注入氣泡等等，其中，超空泡技術(shù)受到了世界各國(guó)的廣泛關(guān)注。
超空泡是物體在水下高速運(yùn)動(dòng)時(shí)產(chǎn)生的一種物理現(xiàn)象，當(dāng)物體在水下運(yùn)動(dòng)時(shí)，隨著物體速度的增加，液體內(nèi)部局部壓力不斷降低，如果物體速度增大到某一點(diǎn)，液體內(nèi)部局部壓力就低于飽和蒸汽壓，此時(shí)，液體或固體與液體的交界面上會(huì)形成蒸汽或氣體的氣泡，這一過程叫做空化，形成的氣泡就是空泡。一定條件下形成的完全或幾乎完全包圍運(yùn)動(dòng)物體的空泡就是超空泡。超空泡形成后，運(yùn)動(dòng)物體完全或幾乎完全被空泡包圍，這樣，運(yùn)動(dòng)物體接觸的介質(zhì)就由水變成空氣，物體類似于在空氣中運(yùn)動(dòng)，利用超空泡技術(shù)可以使水下物體的阻力減少90%以上。
二戰(zhàn)期間，德國(guó)最早進(jìn)行超空泡及其應(yīng)用于水下武器的理論與試驗(yàn)研究，隨著二戰(zhàn)結(jié)束，相關(guān)研究暫告停止。前蘇聯(lián)的烏克蘭流體力學(xué)研究所于1960年就開始研制超空泡武器，于20世紀(jì)70年代中期研制成功“暴風(fēng)”魚雷，并于1997年裝備部隊(duì)，速度可達(dá)100米/秒，是傳統(tǒng)魚雷速度的3—5倍。德國(guó)在上世紀(jì)70年代立項(xiàng)研究SMG3型超空泡射彈式水雷，上世紀(jì)80年代提出了改型超空泡射彈水雷項(xiàng)目。20世紀(jì)90年代，在美國(guó)國(guó)防部高級(jí)研究計(jì)劃局和海軍研究署的支持下，美國(guó)海軍水下戰(zhàn)中心開發(fā)了兩種用途的超空泡技術(shù)，一種是高速水下彈藥系統(tǒng)，另一種是大型水下超空泡航行體。
從超空泡武器的技術(shù)優(yōu)勢(shì)和未來(lái)海上作戰(zhàn)需求兩個(gè)方面來(lái)看，超空泡技術(shù)必將會(huì)用于完成海軍的大量任務(wù)。如載有水下機(jī)槍的小型近程水下航行器，彼此利用高速“水下子彈”在水中進(jìn)行射擊；遠(yuǎn)程多級(jí)超空泡導(dǎo)彈可使導(dǎo)彈防御系統(tǒng)失效，在水下快速航行數(shù)十海里接近目標(biāo)，天基和空基防御手段都難以有效應(yīng)對(duì)；高速反魚雷超空泡魚雷的良好性能將能夠完成反魚雷平臺(tái)的防御任務(wù)；稍作改動(dòng)的輕型超空泡武器能夠增強(qiáng)機(jī)載平臺(tái)對(duì)付水下目標(biāo)的能力，該武器可在較遠(yuǎn)的防區(qū)外發(fā)射；超空泡武器在未來(lái)還可以與水下無(wú)人航行器這樣的遠(yuǎn)程長(zhǎng)續(xù)航能力的隱形平臺(tái)一起使用，在高風(fēng)險(xiǎn)區(qū)執(zhí)行任務(wù)。