星期日, 8月 31

如何在有阻力的水底下進行音速航行??

超空泡技術可使水下裝置以極高的速度運行,典型的技術應用是超空泡魚雷,速度可達到200節,相當於每小時370公里,顯然這個速度是非常快的。一般情況下,使用超空泡技術的魚雷速度接近高速飛行的直升機,傳統的艦船速度在30節左右,有些還更低一些,如果速度能達到200節,那麼這將徹底改變海上交通。現在,一些研究人員試圖使用超空泡技術來研發超速潛艇,當然速度也會大幅度提升,達到令人驚訝的5800公里每小時,從上海到舊金山還不到兩個小時。



超空泡技術主要在於其形成了巨大的“空泡”,通常情況下船體與水是直接接觸的,這樣就會帶來巨大的航行阻力,為了提升速度,就要避免與水接觸,於是就有了地效飛行器、水翼艇、氣墊艇等,脫離水面後可以大大降低阻力,至少空氣阻力要遠小於劈波斬浪帶來的阻力。超空泡技術雖然也是避開水的阻力,但不是脫離水面,而是在航行器與水之間形成空氣隔層,這樣阻力就被轉化為空氣與水的作用,空氣泡推開水時的阻力就明顯小於金屬與水的阻力,目前的超空泡魚雷速度可以達到200節,是最快的海中武器,在20公里內擊中目標只是轉瞬之間。


冷戰時期,蘇聯的超空泡技術是非常發達的,目前這項技術的領先者仍然是俄羅斯,但是哈工大的實驗室也在此基礎上進行超空泡技術的研發。從理論上看,新的超空泡技術可以從370公里每小時提升到5800公里每小時,提升了一個數量級,如果以這個速度從上海游到美國西海岸,只要100分鐘,還不到兩個小時。超級超空泡技術的應用前景似乎非常美好,但目前仍然處於理論狀態,為了達到如此高的速度,至少需要可靠的火箭動力,而這款火箭動力還處於有待開發的狀態。

超空泡技術的另一個應用是開發民用設備,比如泳衣,如果​​泳衣外圍可以保持許多小水泡附著,那麼就可以形成類似超空泡的效果,減少水體的阻力,在水里游泳可以毫不費力。
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