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你能想象得出一艘潛艇可以在水下以200節(jié)的速度（約為時(shí)速370公里）航行嗎,，如果他還能達(dá)到時(shí)速5800公里的超音速航行呢,？這就是“超空泡技術(shù)”的魔力所在和神奇之處，盡管僅僅還在理論探討,、概念產(chǎn)品階段,，但它帶給軍迷們的遐想，已經(jīng)比肥皂泡還要美了,。 連日來,，“超空泡技術(shù)”這個詞匯在許多軍迷中間走紅，與香港《南華早報(bào)》一篇被當(dāng)事人斷然置否的報(bào)道有關(guān),。 《南華早報(bào)》8月24日在題為《坐中國超空泡潛艇,，100分鐘內(nèi)從上海到舊金山》的報(bào)道中稱，哈爾濱工業(yè)大學(xué)科研人員已經(jīng)研發(fā)出一種手段,，改進(jìn)了“超空泡”技術(shù),，使得潛艇的速度有可能比聲音在水中傳播還要快。 《中國科學(xué)報(bào)》記者撥通了上述文中提及的哈爾濱工業(yè)大學(xué)流體機(jī)械及工程研究所教授李鳳臣的電話,，并向其求證相關(guān)內(nèi)容,，卻得到李鳳臣辟謠的請求：“那都是在造謠，我沒說過那些話,，也沒接受他們采訪,，不知道（《南華早報(bào)》）是怎么編造出來的，請幫助澄清,?！倍?dāng)記者表達(dá)想要進(jìn)一步采訪時(shí),，李鳳臣則表示“不太方便”。 軍事評論員宋忠平在接受《中國科學(xué)報(bào)》記者采訪時(shí)說,，超空泡理論最先被蘇聯(lián)的工程技術(shù)人員發(fā)現(xiàn),，并提出利用該理論設(shè)計(jì)水下航行器的概念，目前在超空泡技術(shù)上俄羅斯也處于領(lǐng)先地位,，只是大名鼎鼎的“暴風(fēng)雪”魚雷（俄制超空泡魚雷）從未出現(xiàn)在人們的視野,。 氣蝕、空泡與超空泡 超空泡技術(shù)到底有何等神奇,？這得從上世紀(jì)的巨輪下水談起,。 當(dāng)20世紀(jì)的第一批遠(yuǎn)洋巨輪下水試航時(shí)，水手們發(fā)現(xiàn)才只航行了12個小時(shí),，螺旋槳就不“給力”了,，下水查看發(fā)現(xiàn)整個螺旋槳千瘡百孔。工程師們仔細(xì)查找“肇事者”,，但在很長時(shí)間內(nèi)都未能破案,。后來在科學(xué)家的幫助下，才證實(shí)了這是由于氣蝕現(xiàn)象造成的：破壞螺旋槳的“罪魁禍?zhǔn)住本褪锹菪龢咚傩D(zhuǎn)時(shí)產(chǎn)生的氣泡,。 小氣泡是怎樣“刁難”巨大的螺旋槳的呢,？原來，由于螺旋槳轉(zhuǎn)速較快,，對水的沖擊力很大,，因而在螺旋槳周圍就形成了一大片氣泡，這些氣泡微小到肉眼難以辨別的程度,。半徑非常小的水泡內(nèi)的空氣壓強(qiáng)極大,，當(dāng)水泡大量破裂時(shí)產(chǎn)生的瞬時(shí)壓強(qiáng)可達(dá)幾千個大氣壓。不斷產(chǎn)生的小氣泡不斷破裂,，在高壓氣的連續(xù)沖擊下,，螺旋槳輕則會降低推進(jìn)效率，重則因金屬構(gòu)件受到腐蝕,、破壞而失效,。 物理學(xué)上把這一現(xiàn)象稱為氣蝕，又稱“空泡”“空穴效應(yīng)”,，浙江省中學(xué)物理特級教師陳報(bào)南在人教版高中物理選修教材教學(xué)參考中寫道,，不僅螺旋槳上會產(chǎn)生空泡現(xiàn)象，就連司空見慣的“水滴石穿”中都蘊(yùn)含著這一物理原理：在水滴落地與散開的瞬間,，無數(shù)細(xì)小的氣泡破裂時(shí),，內(nèi)部的高壓氣體沖擊石頭，造成了石頭的微小損傷,，從而日積月累,，終致“石穿”,。 空泡現(xiàn)象很長時(shí)間內(nèi)一直是令造船工程師們頭疼的事，后來科學(xué)家們就想辦法規(guī)避它：比如人們通過改進(jìn)螺旋槳的金屬材料,，使之不怕氣蝕,；或者給螺旋槳涂上一層化學(xué)保護(hù)層以減少氣泡的產(chǎn)生，科學(xué)家們還因勢利導(dǎo),，使小氣泡發(fā)展為“超空泡”,，從而大大降低了氣蝕作用。 研究發(fā)現(xiàn),，當(dāng)物體在水中的運(yùn)動速度超過50 m/s（185km/h以上）時(shí),，會令空泡效應(yīng)（流動的液體中因?yàn)閴毫Σ钤诙虝r(shí)間內(nèi)發(fā)生氣泡的產(chǎn)生與消滅的現(xiàn)象）所產(chǎn)生的氣泡量增加，最后氣泡完全覆蓋物體,，形成泡沫膜,。物體在泡沫膜中行駛，除去移動方向的部分,，水下航行器因不與水接觸，能大幅減少摩擦力,，因此可在水中超高速前進(jìn),。利用這個原理提高物體在水下的推進(jìn)速度的技術(shù)被稱為超空泡技術(shù)。 超空泡子彈,、超空泡魚雷與潛艇 超空泡理論的發(fā)現(xiàn)讓設(shè)計(jì)師們大受鼓舞,。小到子彈，大到艦船潛艇,，設(shè)計(jì)師們開始想盡辦法利用超空泡技術(shù)克服水下航行物的速度短板,。 長久以來，用各種槍炮對水中的目標(biāo)開槍,，多半無法命中――與水面夾角過小的情況下高速飛行的子彈會像是撞上鋼板一樣被彈開,，即使子彈射入水中，它們依然要面對比在空氣中大幾百上千倍的阻力,，所以飛行一兩米就成了強(qiáng)弩之末了,。這就是為什么在許多戰(zhàn)爭大片中士兵們往水下扎個猛子敵人就射不中他們的原因。 一家名叫DSG（Defense &Security Technology Group）的公司開發(fā)出了能利用超空泡現(xiàn)象在水下高速飛行的“超空泡子彈”,。該子彈頭部有一個產(chǎn)生空泡的結(jié)構(gòu),，可以減弱水下阻力。根據(jù)不同的規(guī)格,，分別具有10米,、20米、25 米三種水下射程規(guī)格,。這種子彈不僅能在水下高速飛行,，還能以小角度射入水而不會被水面彈飛,，從水下射擊空氣中的目標(biāo)亦是如此。當(dāng)然,，這種彈藥在水面之上也可以當(dāng)普通子彈使用,。 另外值得注意的一點(diǎn)是，他們的這項(xiàng)技術(shù)可以應(yīng)用到所有口徑的彈藥上,。也就是說小到小口徑武器,，大到125毫米的火炮用這種彈頭都能隨便朝水里開槍開炮了。這樣一來,，潛艇和艦船就完全可以用機(jī)槍來打魚雷甚至打潛艇了,。 同樣利用超空泡效應(yīng)，也可以使魚雷在水下前進(jìn)時(shí)外部包覆空氣泡膜以減少阻力,。據(jù)了解,，蘇聯(lián)曾發(fā)展出試驗(yàn)用途的VA-111魚雷，最高速度可以達(dá)到200節(jié)（時(shí)速370公里）,，但射程僅7到13公里,。 在1995年和1999年的阿布扎比國際防務(wù)展覽會上，俄羅斯相繼展出了“暴風(fēng)雪”魚雷的示意圖和照片,，它在水中運(yùn)動時(shí),，空氣從頭部排出，雷體表面被氣泡所覆蓋呈超空泡狀態(tài),，所以阻力極小,，水中航速可達(dá)200節(jié)，可以在400 米的水深處攻擊以50節(jié)航速航行的潛艇,?！氨╋L(fēng)雪”魚雷被認(rèn)為是世界上第一款使用超空泡技術(shù)的武器。 宋忠平告訴記者,，盡管“暴風(fēng)雪”魚雷處于工程設(shè)計(jì)或是裝備階段尚且撲朔迷離,，俄羅斯此后也三緘其口，但超空泡魚雷的概念一出,，其他軍事強(qiáng)國也對利用超空泡原理發(fā)展新型水中彈道導(dǎo)彈表現(xiàn)出濃厚的興趣,，紛紛跟進(jìn)研究。 目前,，艦船設(shè)計(jì)師們又產(chǎn)生了建造超空泡艦船的設(shè)想,。所謂超空泡艦船就是讓艦體浸水表面被氣泡所覆蓋，這樣就成了超空泡艦船,。超空泡艦船受到水的阻力較小,，可大大提高其航速。 美國圣巴巴拉加州大學(xué)海洋工程實(shí)驗(yàn)室的一位研究人員提出了超空泡水翼船的設(shè)想,，使水翼船的水翼處在超空泡狀態(tài),，即讓水翼的表面為氣體所覆蓋,，這樣水翼的摩擦阻力大大減小，超空泡水翼船的速度可在現(xiàn)有基礎(chǔ)上提高一倍,。 最引人注目的是建造超空泡潛艇的設(shè)想,。所謂超空泡潛艇，是讓潛艇的整個艇體為氣泡所覆蓋,，這樣,，潛艇所受的摩擦阻力大大降低，航速加快,。美國加州理工學(xué)院2001年發(fā)表的一份報(bào)告稱,，從理論上講，一艘使用“超空泡”技術(shù)的潛艇在水下的速度理論上可以達(dá)到音速（一般認(rèn)為海水中的音速是1500米/秒,，約是大氣中音速的4.5倍）,。 技術(shù)難破 宋忠平指出，超空泡魚雷,、潛艇等武器目前還面臨技術(shù)上的兩大難題,，一是空氣泡發(fā)生器的設(shè)計(jì)、研制,、生產(chǎn)問題,，二是這些裝備的水下提速運(yùn)行動力問題，“美國最先進(jìn)的潛艇航速不到40節(jié),，不足一百公里,。要想突破還是有難度的”,。 潛艇為了達(dá)到超音速,，至少需要可靠的火箭動力，而這款火箭動力還有待開發(fā),。 “潛艇在水下最大的問題是噪音,。”宋忠平告訴記者,，潛艇最大的作用就是要發(fā)揮神不知鬼不覺的效果,，噪音太大顯然不行?！懊绹μ嵘俣?，但也帶來巨大的代價(jià)：噪聲太大?！?/P> 潛艇常見的推進(jìn)方式有兩種,，一種是傳統(tǒng)的螺旋槳推進(jìn)，另外一種是噴水推進(jìn),，其中噴水推進(jìn)式由于靜音效果比較好,，有可能成為未來發(fā)展的一種趨勢,。 “特別是核動力潛艇，體積很難再小?，F(xiàn)在的提速手段就有限,。”宋忠平說,，另外一個提速的方向是謀求超導(dǎo)技術(shù)在潛艇上的應(yīng)用,。“現(xiàn)在也處于研制階段,?！?/P> 與現(xiàn)役的潛艇相比，超導(dǎo)潛艇具有結(jié)構(gòu)簡單,、推力大,、航速高、無噪聲,、無污染,、造價(jià)低等顯著優(yōu)點(diǎn)，被許多軍事專家看好,。 “從目前技術(shù)條件看,，想提高速度，又想要靜音,，這是一對矛盾體,。”宋忠平告訴記者,，如果超導(dǎo)技術(shù)能在潛艇上應(yīng)用,，或許能夠協(xié)調(diào)這個矛盾。
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