超空泡導彈

　　典型的超空泡導彈包括俄羅斯的“暴風”魚雷、德國的Barracuda導彈和伊朗的“鯨”魚雷等。目前，俄羅斯研制的第二代“暴風”魚雷，具有較強的機動性能，采用發(fā)動機推力矢量控制，發(fā)動機的燃氣回流頭部進行超空泡補氣，其速度可以達到200米/秒，射程可以達到100公里。德國研制Barracuda導彈長2.2米，直徑120毫米，重量50公斤，航速120米/秒，主要用于保護艦船和潛艇免遭魚雷的攻擊。伊朗研制成功的高速魚雷“鯨”，可從水面艦艇上發(fā)射，入水后航速可達100米/秒，從該魚雷的外形、速度、發(fā)射尾焰和氣泡軌跡來看，采用了超空泡技術(shù)。

　　超空泡鉆地彈

　　超空泡技術(shù)不僅可在液體介質(zhì)中使用，也可用在固體介質(zhì)中。只要物體的運動速度足夠快，它就可以將行進過程中的任何介質(zhì)，包括水、土壤或是混凝土“推向”兩邊，使其周圍形成空氣泡，從而在“空氣”中“飛行”。據(jù)報道，美國海軍水面作戰(zhàn)中心和洛克希德·馬丁公司利用超空泡技術(shù)研制出一種高性能鉆地炸彈。這種被譽為“鉆地之王”的炸彈一改傳統(tǒng)鉆地彈的流線形彈頭和厚壁式彈體設(shè)計，采用了全新的鈍頭和薄殼技術(shù)，其鉆地深度可達到300米，比目前美軍武器庫中最強大的BLU-113型侵徹彈的侵徹能力高出10倍，而且其裝藥量也大幅增多。五角大樓透露，這種全新概念的超空泡鉆地炸彈將主要用于摧毀深層地下掩體，其燃燒型彈頭將燒毀敵方地下武器庫中的生化制劑。

　　突破：氣泡產(chǎn)生、航行控制、推進系統(tǒng)等技術(shù)攻關(guān)

　　盡管超空泡武器已經(jīng)取得顯著進展，但是超空泡武器的下一步發(fā)展仍需突破包括氣泡產(chǎn)生、航行控制和推進系統(tǒng)等一系列關(guān)鍵技術(shù)的制約，以進一步拓展超空泡武器的未來應用。

　　只有在超空泡武器周圍形成并保持形態(tài)良好的超空泡, 才能實現(xiàn)巨大的減阻效果。下一代超空泡武器需要具有更加靈活的氣泡發(fā)生系統(tǒng)，能夠使超空泡武器系統(tǒng)在超空泡狀態(tài)和正常狀態(tài)中轉(zhuǎn)換，并能夠通過減少空泡尺寸達到“剎車”或加速目的。

　　超空泡武器因其工作于流體力學和空氣動力學兩種極端不同特性的兩相環(huán)境中，因此對于超空泡導彈的航行控制也有著極其嚴格的要求。超空泡武器系統(tǒng)的進一步發(fā)展，要求超空泡系統(tǒng)前部配有刺穿空泡壁的翼或“矢量推力”系統(tǒng)，如能夠提供超空泡武器機動能力的火箭噴管。然而，由于超空泡武器系統(tǒng)上的壓力確實很大，以至于在機動過程中存在的任何制導錯誤，都將使超空泡武器撞擊氣穴內(nèi)墻造成徹底毀壞。因此，超空泡武器系統(tǒng)必須具有一個實時的控制系統(tǒng)，以便針對武器撞擊氣穴內(nèi)墻的情況及時調(diào)整超空泡武器的彈道。

　　超空泡武器必須依靠火箭發(fā)動機產(chǎn)生所需的推力，但是常規(guī)火箭發(fā)動機在水中具有兩大嚴重技術(shù)缺陷，即航程有限和伴隨深度增加時推力隨壓力的增加而下降。航程有限問題可以通過采用高能量密度動力裝置技術(shù)來解決，因此確定具有最大比沖的高密度燃料成為研究關(guān)鍵。經(jīng)研究，使用金屬燃料(鋁、錳或鋰)，并利用海水作為氧化劑與燃燒生成物的冷卻劑的高效燃氣輪機或噴氣推進系統(tǒng)，可能是推進超空泡航行器實現(xiàn)最高速度的最佳途徑。推力隨壓力增加而下降問題可利用專門的超空泡推進螺旋槳技術(shù)來加以防止。超空泡推進螺旋槳技術(shù)試驗表明，與火箭相比較，螺旋槳葉提供的潛在推力要高20%，但只有準確了解螺旋漿與空穴之間如何相互作用，有關(guān)推進系統(tǒng)的研究工作才能取得真正的進展。

　　可以預見，隨著世界各國對超空泡技術(shù)的不斷認知，未來超空泡技術(shù)的應用將會大大改變海上作戰(zhàn)模式。(作者吳彤 張煌 單位：國防科技大學)