12.02 艦艇“殺手”魚雷,降噪措施和動力系統的優化,使其橫行水下

由於潛艇通常非常安靜,又由於魚雷通常不能監聽低頻噪音信號,而潛艇的低頻噪音是比較容易探測到的,因而反潛魚雷就得主要依靠主動末段自導對敵方潛艇進行攻擊。

艦艇“殺手”魚雷,降噪措施和動力系統的優化,使其橫行水下

上方為美製Mk54輕型魚雷,下方為美國海軍的制式Mk48重型魚雷

冷戰後期,當蘇聯列裝了新型的靜音潛艇後,美國海軍開始對小型聲吶陣列產生了興趣,這種小型陣列可由魚雷拖曳,對低頻噪音信號進行監聽,但此種陣列似乎至今都未獲得實際應用。俄羅斯在冷戰期間研製的APR系列空射魚雷,還使用被動聲吶作為飛行初段的目標探測傳感器。

柴電潛艇在依靠蓄電池航行時,自身非常安靜(AIP系統的擁躉者卻認為柴電潛艇噪音很大);核潛艇本身噪音較大但可採取措施降低噪音。許多現代潛艇都有塗層,雖不能完全消除回聲,但可大大降低潛艇反射的聲脈衝信號。上述這些因素使得降低魚雷噪音變得日益重要,既可避免目標對魚雷有所警覺(在魚雷發起攻擊前),又可降低對魚雷接收目標噪音信號可能會造成干擾的噪音。

艦艇“殺手”魚雷,降噪措施和動力系統的優化,使其橫行水下

美軍一具Mk32魚雷發射管正在發射一枚Mk46魚雷訓練彈

魚雷最安靜的推進方式是電推進,使用的電池僅在海水進入魚雷內部後才被激活。然而,即使是最高效的電池,其容量也是有限的。在魚雷大小一定的情況下,除戰鬥部和制導系統所佔據的體積和重量外,魚雷大部分的體積和重量都被動力系統佔據。過去,二者只能擇其一,噪音低的魚雷性能就相對較差,而採用內燃機的魚雷噪音雖高,但性能也相對較強。例如美國的Mk 46、Mk 48魚雷,和英國的“矛魚”魚雷,就能體現出這一特點。

關於內燃機,當時的主要問題在於如何平衡魚雷在深水中的航速與航程。美國Mk 46和Mk 48魚雷使用的旋轉斜盤式發動機,使魚雷擁有了高航速但卻犧牲了航程。英國“矛魚”魚雷使用的渦輪機則犧牲了航速(理論上講,“矛魚”魚雷在線導模式下如以斜拋方式進行發射可獲得最大航速)。

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夏威夷海域被擊沉的原美國海軍輔助船“舒適”號

內燃機較為笨重,但其使用的燃料通常為“奧托” 單組元推進劑,具有較高的能量密度。因此,有理由認為,對於重型魚雷而言,在魚雷體積和重量一定的情況下,內燃機是兼顧航速與續航能力的最佳方式。然而,發動機的大小隨著魚雷大小的減小而減小。因而,隨著單位馬力重量的減小,輕型魚雷採用電 動機可能更為合適。電推進方式還可避免單組元推進劑所帶來的固有危險。尤其是由於推進劑中自帶氧化劑,一旦開始燃燒,就很難被熄滅。歐洲的現代輕型魚雷均為電動魚雷,許多重型魚雷亦是如此。

最近研製的魚雷採用了新型電池技術,據生產廠家稱,已大大削弱了內燃機所享有的優勢。如果目標的航速較低,高航速就不再那麼重要。魚雷航速應超出目標航速的50%是一項金規鐵律。如果目標是航速為30節或更高的核潛艇則無需贅言,但若是航速為20節(甚至更低)的柴油動力潛艇則又另當別論。

艦艇“殺手”魚雷,降噪措施和動力系統的優化,使其橫行水下

加拿大皇家海軍巡邏潛艇“希庫蒂米”號

對於魚雷的推進器同樣也需要進行降噪處理。許多近代魚雷可追溯至美國的Mk 48魚雷,使用泵噴推進器,而不是傳統的螺旋槳推進器。螺旋槳的旋轉會形成波動水流,並流經魚雷的雷鰭。當波動水流接觸到雷鰭時,雷鰭會產生震動,通常情況下,這種震動還會傳遞至螺旋槳的傳動軸直至雷頭處。通過改變螺旋槳的形狀可以削弱波動水流,配備反向旋轉螺旋槳也可使水流變得均勻,而泵噴推進器則可使水流變得更加均勻。與魚雷相比,水流問題對於大型潛艇而言更加重要。約1960年,在對首艘高速單螺旋槳核潛艇進行測試時,發現了這一問題,這也是英國核潛艇配備泵噴推進器的原因。


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